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深海微生物基因組學(xué)研究組

“深海微生物基因組學(xué)研究組” 于2013年9月成立，主要開展： 1）深海原位微生物動(dòng)態(tài)變化和響應(yīng)機(jī)制； 2）深海環(huán)境微生物生理代謝和生態(tài)功能； 3）微生物分子進(jìn)化學(xué)等研究。?

??? 研究方向

1、深海原位微生物動(dòng)態(tài)變化和響應(yīng)機(jī)制　　

　　一個(gè)生態(tài)域的微生物群落結(jié)構(gòu)受到環(huán)境因素的影響。同時(shí)，微生物也改變并利用環(huán)境所提供的物質(zhì)維持自身種群的數(shù)目和結(jié)構(gòu)。一些深海微生物群落可以影響地球基本元素如碳和氮的循環(huán)。上世紀(jì)70年代開始的深海熱液區(qū)生態(tài)體系的研究揭示了化能自養(yǎng)微生物的新陳代謝特征和對(duì)于維系深海生命圈的重要意義。深海的各種典型生態(tài)域的研究還存在很大空間，如深海冷泉，泥火山和鹽鹵池。通過(guò)對(duì)群落結(jié)構(gòu)的了解，可以大致推斷該生態(tài)域所進(jìn)行的微生物介導(dǎo)生物地質(zhì)活動(dòng)，如甲烷氧化和金屬離子沉降等。本研究組還將通過(guò)參與中科院先導(dǎo)專項(xiàng)和借助本所深海工程的優(yōu)勢(shì)，對(duì)深淵（>6000米）的微生物群落結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。在科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目支持下，開展深海原位微生物實(shí)驗(yàn)和探測(cè)，對(duì)連續(xù)時(shí)空下和不同因子刺激下的環(huán)境微生物的群落變化和響應(yīng)機(jī)制進(jìn)行原位和組學(xué)研究。

2、深海環(huán)境微生物生理代謝和生態(tài)功能

　　由于深海微生物培養(yǎng)條件苛刻，研究純培養(yǎng)菌株進(jìn)行基因組研究難度極高。但是隨著高通量測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，我們可以對(duì)整個(gè)生態(tài)域的微生物進(jìn)行直接大規(guī)模測(cè)序。后續(xù)生物信息學(xué)的手段可以使我們獲得環(huán)境微生物基因組（宏基因組）的框架結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)來(lái)自不同生態(tài)域的宏基因組的比較，我們可以得出微生物在基因組功能上的差異。比如，在深海和深淵環(huán)境下，微生物在進(jìn)行哪些物質(zhì)代謝和依靠哪些機(jī)制來(lái)耐受環(huán)境脅迫。對(duì)宏基因組功能的研究依靠生物信息學(xué)工具的熟練使用，很強(qiáng)的編程和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析能力。

3、微生物分子進(jìn)化學(xué)研究

　　關(guān)于生命起源現(xiàn)有的學(xué)說(shuō)認(rèn)為，地球最早期的生命體發(fā)生于深海環(huán)境。由早期的自養(yǎng)微生物逐漸進(jìn)化出林林總總的生物。所以，微生物分子進(jìn)化的研究與生命起源密切相關(guān)；同生命形式如何從微生物演化出大型生物和人類密切相關(guān)。前者涉及生命現(xiàn)象的產(chǎn)生如何完成從無(wú)機(jī)到有機(jī)世界的過(guò)渡。這需要研究微生物在極端條件下如何利用礦物質(zhì)和氧化還原梯度的問(wèn)題，生物大分子在特定環(huán)境下的自我催化和合成過(guò)程，以及細(xì)胞如何完成對(duì)內(nèi)部相對(duì)封閉的生命環(huán)境的構(gòu)建。地球真核多細(xì)胞生物目前認(rèn)為是從古菌進(jìn)化而來(lái)，而何種環(huán)境壓力使它們進(jìn)化出真核生物是當(dāng)前一個(gè)重要的科學(xué)問(wèn)題。研究深海環(huán)境中存在的不可培養(yǎng)的化能自養(yǎng)和新型未知微生物可以使我們探討從無(wú)機(jī)到有機(jī)，從原核到真核的進(jìn)化過(guò)程。

　　課題組近三年主要論文

1.Li W-L,Huang J-M,Zhang P-W,Cui G-J,Wei Z-F,Wu Y-Z,Gao Z-M,Han Z.,Wang Y*. 2019. Periodic and spatial spreading of alkanes and Alcanivorax bacteria in deep waters of the Mariana Trench. Appl. Env. Microbiol. 85: e02089-18

2.Wang Y*,Huang J-M,Cui G-J,Nunoura T,Takaki Y. Li W-L,Li J,Gao Z-M,Ken T,Zhang A-Q,Stepanauskas R. 2019.　Genomics insights into ecotype formation of ammonia-oxidizing archaea in the deep ocean. Environ. Microbiol. 21:716-729.

3.Wang Y*,Gao Z-M,Li J,He L-S,Cui G-J,Li W-L,Chen J,Xin Y-Z,Cai D-S,Zhang A-Q. 2019. Hadal water sampling by in situ microbial filtration and fixation (ISMIFF) apparatus. Deep-Sea Res I. 144:132-137

4.Gao ZM,Huang JM,Cui GJ,Li WL,Li J,Wei ZF,Chen J,Xin YZ,Cai DS,Zhang AQ,Wang Y* .2019. In situ meta-omic insights into the community compositions and ecological roles of hadal microbes in the Mariana Trench. Environmental Microbiology. doi: 10.1111/1462-2920.14759

5.Huang JM,Wang Y*. 2019. Genomic differences within the phylum Marinimicrobia: From waters to sediments in the Mariana Trench. Marine Genomics. 100699

6.Huang JM,Baker JB,Li JT,Wang Y*. 2019. New microbial lineages capable of carbon fixation and nutrient cycling in deep-sea sediments of the northern South China Sea. Appl. Env. Microbiol. 85: 00523-19

7.Cui G-J. Li J. Gao Z-M,Wang Y*. 2019. Spatial variations of microbial communities in abyssal and hadal sediments across the Challenger Deep. PeerJ 7:e6961

8.He L-S,Zhang P-W,Huang J-M,Zhu F-C,Danchin A.,?Wang Y*. 2018 The enigmatic genome of an obligate ancient Spiroplasma symbiont in a hadal holothurian. Appl Env Microbiol. 84: e01965-17

9.Wang Y*,Zhu FC,He LS,Danchin A.*. 2018. Unique tRNA gene profile suggests paucity of nucleotide modifications in anticodons of a deep-sea symbiotic Spiroplasma. Nucleic Acids Res. 46:2197-2203.

10.Wu YZ,Qiu JW,Qian PY,?Wang Y* 2018. The vertical distribution of prokaryotes in the surface sediment of Jiaolong cold seep at the northern South China Sea. Extremophiles,22:499-510.

11.Wang Y*. Huang JM. 2017. LIR: A package for identification of long inverted repeats in genomes. Genomics,Proteomics & Bioinformatics,15: 141-146.

12.Gao Z-M,Zhou G-W,Huang H,?Wang Y?*. 2017. The Cyanobacteria-dominated spongeDactylospongia elegansin the South China Sea: Prokaryotic community and metagenomic insights. Front Microbiol,8: 1387.

13.Wang Y,Huang JM,Wang SL,Gao ZM,Zhang AQ,Danchin A*,He LS*. 2016. Genomic characterization of symbiotic mycoplasmas from the stomach of deep-sea isopod bathynomus sp. Environmental Microbiology,18(8):13411.

14.Wang Y,Gao ZM,Li JT,Bougouffa S,Tian RM,Bajic VB,Qian PY*. 2016. Draft genome of a bacterium in the phylum Aerophobetes (CD12) reveals a facultative lifestyle in deep-sea anaerobic sediments. Science Bulletin,61: 1176-1186.

15.Wang Y*,Li TG,Wang MY,Lai QL,Li JT,Gao ZM,Shao ZZ,Qian PY*. 2016. Archive of bacterial community in anhydrite crystals from a deep-sea basin provides evidence of past oil-spilling in a benthic environment in the Red Sea. Biogeoscience,13,6405-6417.

本課題組招聘中科院特別助理資助項(xiàng)目下的職位（副研究員，助理研究員和博士后）,簡(jiǎn)歷請(qǐng)投wangmengying@idsse.ac.cn?