法智兩國海岸線發現超千個神秘基因組，31%基因功能從未被記錄

本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）
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長期以來，海岸帶被認為是地球上最活躍的生物地球化學實驗室。隨著生物技術的發展，工業界急需尋找能在高溫、高鹽或強酸堿環境下工作的特種酶，而海岸帶本應是尋找這些生物催化劑的天然寶庫。但由于缺乏標準化的采樣和深度基因組測序，很多具有潛在商業價值的遺傳信息一直處于“離線”狀態。

海潮天下（Marine Biodiversity）小編讀到一篇最新研究，2026年1月13日，由來自德國馬克斯·普朗克海洋微生物研究所的瑪拉·梅克（Mara D. Maeke）與克里斯蒂安·哈森呂克（Christiane Hassenrück）領銜的多國研究團隊，在《自然》旗下的《科學數據》（Scientific Data）期刊上發表了一項關于全球海岸帶微生物多樣性的研究成果，匯集了法國和智利兩國科研機構的力量，基于長期的野外采樣與高通量測序，構建了一個跨越地理緯度和環境梯度的海洋微生物綜合數據庫。

▲上圖：全球海洋及海岸帶宏基因組數據分布概覽。圖中灰色點代表已篩選的全部宏基因組測序序列（共39,191條），藍色與紅色點則分別標注了峽灣（Fjords，共398條）與瀉湖（Lagoons，共126條）的樣本分布。數據檢索自歐洲核苷酸歸檔數據庫（ENA），研究通過特定檢索策略提取了截止至2025年9月8日的元數據，并根據美國國家生物技術信息中心（NCBI）分類ID及關鍵詞匹配，識別出這些分布極少的特定海岸環境樣本，突顯了當前該領域研究的稀缺性。論文出處：Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Mu?oz, P. et al.(2026)

海岸帶作為陸地與海洋的交匯地帶，其環境復雜程度遠超深海。在瀉湖（Lagoons）、峽灣（Fjords）和河口（Estuaries）這些生境中，鹽度、溫度和營養物質的劇烈波動成了常態。

盡管這些區域對全球生物地球化學循環至關重要，但長期以來，科學界對它們的關注度卻存在嚴重的“偏科”現象。研究團隊指出，在全球公開的海洋宏基因組數據中，涉及瀉湖和峽灣的樣本比例竟然不足0.2%。

所以，為了打破這種數據貧瘠的現狀，研究人員耗時數年，在法國南部的獅子灣（Gulf of Lions）、以及智利中部至巴塔哥尼亞北部的廣大海域中，一共設置了26個采樣點。

（圖文無關）▲上圖：褐背蝠鲼（學名：Mobula tarapacana），也叫智利鬼蝠鲼或箱鲼，是一種生活在熱帶、亞熱帶和溫暖海域的大型海洋生物。攝影：Tiago Matias（CC BY-SA 4.0）

這項研究的獨特之處是，它具有極高的空間代表性、時間跨度。

在法國境內，研究團隊對部分站點進行了長達一年的逐月監測，旨在捕捉微生物群落隨季節交替而發生的動態偏移；而在智利，采樣則覆蓋了從繁華的港口到人跡罕至的深邃峽灣。

對116份海水樣本進行16S rRNA基因的元條形碼分析之后，研究人員鎖定了超過五萬個擴增子序列變體（ASVs）。更具突破性的是，利用宏基因組組裝技術，他們從海水中成功還原了1372個原核生物的宏基因組組裝基因組（MAGs）。

接著，他們對這些基因組的深度挖掘，發現了一個巨大的遺傳“盲區”：在這一基因目錄中，約有31%的功能基因是此前從未被記錄過的新序列！

這些生活在極端環境中的微生物，往往攜帶具有特殊生物活性的酶。例如，在高溫或高鹽的瀉湖中發現的耐鹽酶或耐熱酶，在生物醫藥、工業催化以及環境治理領域都展現出了極高的應用潛力。此外，研究還同步記錄了水體中的溶解有機碳、葉綠素a、以及微生物的呼吸率等環境參數。

這種生物數據與理化指標的高度集成，使得該研究除了得到了一份新的物種名錄，也形成了一份揭示生命如何響應環境壓力的參考底本。這批數據的開放，為研究南半球與北半球海岸生態系統的差異提供了可能，有助于未來在全球變暖背景下預測海洋生態演變。

這項研究的核心目的，是建立一個標準化的、包含理化背景信息的“全景式”數據庫，把這些被遺忘的生態角落重新拉回全球碳氮循環的版圖中。感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：

Maeke, M.D., Hassenrück, C., Aguilar-Mu?oz, 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-Mu?oz, P. et al.

文 | 盧曉雨

編輯 | 海潮君

排版 | LXY

時間 | 2026年1月

【參考資料】

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

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