法智两国海岸线发现超千个神秘基因组，31%基因功能从未被记录

本文来源于海潮天下（Marine Biodiversity）
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长期以来，海岸带被认为是地球上最活跃的生物地球化学实验室。随着生物技术的发展，工业界急需寻找能在高温、高盐或强酸碱环境下工作的特种酶，而海岸带本应是寻找这些生物催化剂的天然宝库。但由于缺乏标准化的采样和深度基因组测序，很多具有潜在商业价值的遗传信息一直处于“离线”状态。

海潮天下（Marine Biodiversity）小编读到一篇最新研究，2026年1月13日，由来自德国马克斯·普朗克海洋微生物研究所的玛拉·梅克（Mara D. Maeke）与克里斯蒂安·哈森吕克（Christiane Hassenrück）领衔的多国研究团队，在《自然》旗下的《科学数据》（Scientific Data）期刊上发表了一项关于全球海岸带微生物多样性的研究成果，汇集了法国和智利两国科研机构的力量，基于长期的野外采样与高通量测序，构建了一个跨越地理纬度和环境梯度的海洋微生物综合数据库。

▲上图：全球海洋及海岸带宏基因组数据分布概览。图中灰色点代表已筛选的全部宏基因组测序序列（共39,191条），蓝色与红色点则分别标注了峡湾（Fjords，共398条）与泻湖（Lagoons，共126条）的样本分布。数据检索自欧洲核苷酸归档数据库（ENA），研究通过特定检索策略提取了截止至2025年9月8日的元数据，并根据美国国家生物技术信息中心（NCBI）分类ID及关键词匹配，识别出这些分布极少的特定海岸环境样本，突显了当前该领域研究的稀缺性。论文出处：Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Muñoz, P. et al.(2026)

海岸带作为陆地与海洋的交汇地带，其环境复杂程度远超深海。在泻湖（Lagoons）、峡湾（Fjords）和河口（Estuaries）这些生境中，盐度、温度和营养物质的剧烈波动成了常态。

尽管这些区域对全球生物地球化学循环至关重要，但长期以来，科学界对它们的关注度却存在严重的“偏科”现象。研究团队指出，在全球公开的海洋宏基因组数据中，涉及泻湖和峡湾的样本比例竟然不足0.2%。

所以，为了打破这种数据贫瘠的现状，研究人员耗时数年，在法国南部的狮子湾（Gulf of Lions）、以及智利中部至巴塔哥尼亚北部的广大海域中，一共设置了26个采样点。

（图文无关）▲上图：褐背蝠鲼（学名：Mobula tarapacana），也叫智利鬼蝠鲼或箱鲼，是一种生活在热带、亚热带和温暖海域的大型海洋生物。摄影：Tiago Matias（CC BY-SA 4.0）

这项研究的独特之处是，它具有极高的空间代表性、时间跨度。

在法国境内，研究团队对部分站点进行了长达一年的逐月监测，旨在捕捉微生物群落随季节交替而发生的动态偏移；而在智利，采样则覆盖了从繁华的港口到人迹罕至的深邃峡湾。

对116份海水样本进行16S rRNA基因的元条形码分析之后，研究人员锁定了超过五万个扩增子序列变体（ASVs）。更具突破性的是，利用宏基因组组装技术，他们从海水中成功还原了1372个原核生物的宏基因组组装基因组（MAGs）。

接着，他们对这些基因组的深度挖掘，发现了一个巨大的遗传“盲区”：在这一基因目录中，约有31%的功能基因是此前从未被记录过的新序列！

这些生活在极端环境中的微生物，往往携带具有特殊生物活性的酶。例如，在高温或高盐的泻湖中发现的耐盐酶或耐热酶，在生物医药、工业催化以及环境治理领域都展现出了极高的应用潜力。此外，研究还同步记录了水体中的溶解有机碳、叶绿素a、以及微生物的呼吸率等环境参数。

这种生物数据与理化指标的高度集成，使得该研究除了得到了一份新的物种名录，也形成了一份揭示生命如何响应环境压力的参考底本。这批数据的开放，为研究南半球与北半球海岸生态系统的差异提供了可能，有助于未来在全球变暖背景下预测海洋生态演变。

这项研究的核心目的，是建立一个标准化的、包含理化背景信息的“全景式”数据库，把这些被遗忘的生态角落重新拉回全球碳氮循环的版图中。感兴趣的海潮天下（Marine Biodiversity）读者可以参看该研究的全文：

Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Muñoz, P. et al. Metabarcoding and metagenomic data across aquatic environmental gradients along the coasts of France and Chile. Sci Data 13, 29 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-026-06572-1

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信息源 | Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Muñoz, P. et al.

文 | 卢晓雨

编辑 | 海潮君

排版 | LXY

时间 | 2026年1月

【参考资料】

https://www.nature.com/articles/s41597-026-06572-1

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