7月1日，國際學術期刊Environmental Microbiology刊發了題為“Maribellus comscasis sp. nov., a novel deep-sea Bacteroidetes bacterium, possessing a prominent capability of degrading cellulose”的文章，報道了中科院海洋所孫超岷課題組關于深海冷泉擬桿菌可通過降解藻類多糖促進深海營養和碳循環的研究成果，為進一步了解深海微生物介導的物質能量代謝和碳元素生物地球循環研究提供了研究范例。 

　　海藻多糖（纖維素、果膠、褐藻多糖等）是一類重要的細菌營養源和海洋食物網的主要成分，也是驅動海洋表面和深海物質能量（如有機碳）循環的重要因素。擬桿菌被認為是藻類多糖的主要降解者，在海洋碳元素生物地球化學循環過程中扮演著重要角色。然而，由于采樣困難和純培養菌株的缺乏，對深海擬桿菌降解多糖及其參與碳元素循環的機制知之甚少。 

　　為此，孫超岷課題組利用 “科學”號科考船2018年采集的深海冷泉樣品，通過宏基因組方法分析了擬桿菌的高豐度及富含藻類多糖降解基因的特征；進而基于擬桿菌降解多糖的特性設計了一種新的富集策略（基礎培養基添加不同藻類多糖），分離培養了一個擬桿菌新種，并以中國科學院海洋大科學中心（Center of Ocean Mega-Science, Chinese Academy of Sciences）的名字命名該新種的種名為comscasis。該菌株能夠有效降解并利用纖維素、果膠、褐藻多糖、甘露聚糖、木聚糖和淀粉等多糖，尤其偏好降解利用纖維素。通過轉錄組學和代謝組學聯合分析研究了該菌株對纖維素降解和利用的機制。 

　　研究人員根據研究結果推測，容易降解的藻類多糖首先被海洋表面的微生物利用，而難降解的多糖聚集形成顆粒碎屑向深海中沉降。一旦到達深海底部，擬桿菌會釋放相應酶降解多糖，進而運輸到細胞中進行代謝，以促進自身生長。而一些裂解產物可以提供給其它微生物利用，最終有效促進深部生物圈中的營養循環。研究人員還發現纖維素不僅可以促進擬桿菌的糖類和氨基酸代謝，還可以促進其尿素循環和甲烷代謝。鑒于深海擬桿菌具有顯著的多糖降解能力和高豐度，研究者認為擬桿菌是深海營養和碳元素生物地球化學循環的重要參與者。 

　　中科院實驗海洋生物學重點實驗室鄭日寬博士為第一作者，孫超岷研究員為通訊作者。研究得到了中國科學院戰略性先導科技專項、大洋協會“深海生物資源計劃”等項目聯合資助。 

基于多糖降解特性純培養了一株具有顯著降解各種藻類多糖的深海擬桿菌

轉錄組和代謝組聯合分析深海擬桿菌降解及利用纖維素的分子機制

擬桿菌降解多糖模式圖及其對深海營養和碳循環的貢獻

　　相關論文： 

　　Rikuan Zheng, Ruining Cai, Rui Liu, Ge Liu, Chaomin Sun*. Maribellus comscasis sp. nov., a novel deep-sea Bacteroidetes bacterium, possessing a prominent capability of degrading cellulose. Environmental Microbiology, 2021, doi: 10.1111/1462-2920.15650. 

　　論文鏈接：https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1462-2920.15650.