本刊記者 劉蕊蕊 朱文麗

浮天滄海遠 猶有科研人
——訪國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室主任邵宗澤

本刊記者 劉蕊蕊 朱文麗

2005年參加中國大洋首次環(huán)球考察，在大洋一號船。

在無邊無際的大洋上，有一群科研人員熱血沸騰地進行深海調(diào)查勘探，年復一年；在單調(diào)枯燥的實驗室里，有一群學者心無旁騖地進行分析探究，日復一日。在他們的努力下，我國深海生物資源從起步調(diào)查到開發(fā)利用，初見成效，第一個規(guī)范化的海洋微生物資源保藏管理中心建立了。這是一個團隊，國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室，邵宗澤研究員就是他們中的一員。

海底探寶，窺視深海生命秘密

早在1977年，美國“阿爾文”號深潛器就在太平洋上的加拉帕戈斯群島附近2500米的深海熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)了完全不依賴于光合作用而獨立生存的生命體系。2005年，邵宗澤作為微生物專業(yè)的唯一調(diào)查隊員帶領(lǐng)一名研究生參加了我國首次大洋環(huán)球考察，這次考察是我國首次從大西洋、印度洋中脊熱液環(huán)境中獲得微生物樣品；2007年，他再次參加了大洋第19航次西南太平洋的熱液區(qū)生物調(diào)查。

2011年，邵宗澤又分別作為首席助理和生物航段的首席科學家，兩次參加了南大西洋的科學考察，并在第五航段生物資源調(diào)查中獲得了重要突破。作為航段首席，他帶領(lǐng)調(diào)查隊員，在南大西洋布設了非熱液區(qū)到熱液區(qū)的調(diào)查剖面，獲得了對比分析熱液區(qū)和非熱液區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征、生物群落結(jié)構(gòu)和微生物分布所需要的樣品和相關(guān)資料，目前國外還尚未對這一區(qū)域的熱液生物展開調(diào)查。這次調(diào)查利用生物組合采樣器采集了大量珍貴的微生物和宏生物樣品，成功捕獲了未知深海熱液魚和大量的熱液盲蝦。為該區(qū)域的熱液生態(tài)分析和極端環(huán)境下的生存機制研究提供了重要材料。

2012年，新的調(diào)查航次又在等待著他們……

海闊憑魚躍，天高任鳥飛，對于在學術(shù)上孜孜以求的科研人員來說，海洋就是他們廣闊的天地，他們幾乎每年都遠征大洋，為我國海洋微生物資源的研究開發(fā)貢獻了力量。

囊括四海，建立海洋菌種寶庫

深海（水深大于1000米的海洋）約占世界海洋總面積的90%左右，蘊藏著地球上最為豐富的物種和最大的生物量，是地球上最大的基因資源庫。近年來，位于國家管轄范圍之外的公海生物基因資源已成為海洋發(fā)達國家競相爭奪的焦點，深海極端環(huán)境中的生物資源，如深海熱液口生態(tài)系統(tǒng)所蘊藏的特殊生物資源，引起了國際社會的高度關(guān)注。

在大洋項目的支持下，邵宗澤作為課題負責人，于2003年開始建立深海微生物資源庫。“十一五”期間，他帶領(lǐng)課題組從大洋深海環(huán)境中分離鑒定保藏海洋微生物4000多株，大大豐富了深海微生物的資源庫藏；“十二五”期間，在深海微生物資源調(diào)查與資源潛力評估方面再次得到了中國大洋協(xié)會科研項目的支持。

海洋活性物質(zhì)篩選、極端酶開發(fā)等多個領(lǐng)域都有對海洋微生物資源巨大需求，資源共享平臺的建設非常重要。自2005年起，在科技部平臺項目的持續(xù)支持下，邵宗澤作為中國海洋微生物資源平臺項目的負責人，通過6年的艱苦工作，整合了國家海洋局第三海洋研究所、第一海洋研究所、中國極地研究中心、中國海洋大學、廈門大學、中山大學、山東大學（威海分校）、華僑大學、香港科技大學、青島科技大學等10家單位的海洋微生物資源，建立了我國第一個海洋微生物菌種資源平臺，其海洋微生物資源覆蓋了中國近海、大洋、南北極等各種海洋環(huán)境。

該保藏中心通過標準化、規(guī)范化的資源整理，開展了大量細致繁瑣的工作，入庫菌種都經(jīng)過了形態(tài)學、生理生化、分子生物學鑒定，為每株菌建立了數(shù)字檔案，形成了菌種資源信息數(shù)據(jù)庫，建立了資源平臺的信息共享網(wǎng)絡平臺。對每株菌都按照技術(shù)規(guī)程，采用液氮凍結(jié)、超低溫凍結(jié)和真空冷凍干燥三種方法對所有菌株進行了保藏。目前，保藏入庫的海洋微生物的菌種資源共有13000多株，庫藏菌種資源約14萬份。

2011年，經(jīng)過科技部批準認定，海洋微生物資源平臺作為國家資源平臺的一個專業(yè)平臺，開始了以共享服務為主的運行，肩負著海洋微生物菌種資源的采集、鑒定、保藏與共享使命，作為我國公益性海洋微生物菌種保藏管理機構(gòu)，將為海洋微生物資源的研發(fā)做出應有貢獻。

探海歸來，實驗室里忙分析

每次遠洋考察歸來，大量的樣品等待整理、分析。邵宗澤同他的團隊全力挖掘樣品中蘊藏的微生物資源，努力認識深海環(huán)境中微生物的多樣性與環(huán)境作用。他帶領(lǐng)研究生在以下幾個方面開展了研究。

（1）海洋微生物的分離培養(yǎng)與新物種分類鑒定

在海洋環(huán)境中，99%以上的微生物是目前不能培養(yǎng)的，只有通過變換培養(yǎng)基配方、嘗試不同環(huán)境條件、改進培養(yǎng)工具，才能獲得更多的可培養(yǎng)資源。邵宗澤及其團隊一直在為之努力，并在國內(nèi)較早地建立了海洋微生物鑒定技術(shù)平臺。從2005年到現(xiàn)在，已經(jīng)在國際細菌分類學權(quán)威刊物上公開發(fā)表了海洋細菌新物種32個。最近，通過國際合作項目，又派出青年學者學習國外先進技術(shù)；通過863項目聯(lián)合國內(nèi)設備研制單位，研制實驗室海底模擬與深海原位培養(yǎng)設備。深海微生物培養(yǎng)技術(shù)上的創(chuàng)新有望收獲新的菌種資源。

（2）深海PAHs降解菌的研究

多環(huán)芳烴（PAHs）是海洋中常見的難降解有機污染物（POPs），在煤、木材等有機物不完全燃燒時會產(chǎn)生，石油中也含有各種各樣的PAHs。它們具有致癌、致畸、致突變特性，對生態(tài)環(huán)境及人類健康非常有害。近海河口沉積物中的PAHs國內(nèi)外已有較多研究，但深遠海環(huán)境中當時還沒有相關(guān)報道。在大洋考察中，邵宗澤等人首次在大洋深海沉積物中發(fā)現(xiàn)存在高含量PAHs。通過分子生態(tài)學等一系列研究，發(fā)現(xiàn)了深海特殊功能的降解菌，并連續(xù)報道了不同深海環(huán)境中PAHs降解菌多樣性分布特征，發(fā)表10多篇國際論文。研究結(jié)果對于了解大洋環(huán)境中PAHs的遷移與歸宿、海洋微生物在POPs降解中的作用提供了重要依據(jù)。2009年，該項目獲得了海洋局的海洋創(chuàng)新成果二等獎。

（3）大洋石油降解微生物：地理分布與降解機制

大洋是一個寡營養(yǎng)環(huán)境，石油中的烴類物質(zhì)可以作為能源和碳源被微生物利用。課題組在宏觀（三大洋及近海環(huán)境）和微觀（降解分子機制）兩個層面上對海洋石油降解菌開展了系統(tǒng)研究。通過參與大洋調(diào)查，課題組分析了大西洋、印度洋與太平洋北冰洋表層水體、洋中脊深海熱液區(qū)以及重要海運航道中的石油烴降解菌多樣性。這可能是目前最大地理范圍的海洋石油降解菌分布與多樣性調(diào)查。發(fā)現(xiàn)了大量的降解菌新種，對烴類降解菌的全球海洋分布有了初步了解。

為了深入認識降解菌的降解機制與環(huán)境適應性，邵宗澤帶領(lǐng)課題組對重要的代表性的海洋特色降解菌進行了基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學分析。對重要菌株的烴降解基因簇與轉(zhuǎn)錄調(diào)控機制有了更深入的認識。石油降解菌的研究對于了解降解菌的生態(tài)角色、特別是它們在大洋環(huán)境污染的自凈能力提供了依據(jù)，并受邀參編了由國際著名環(huán)境微生物學家主編的大型專著《Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology》。目前團隊正在利用這些降解菌資源開發(fā)海洋石油污染的生物制劑。

（4）深海重金屬抗性微生物：生物成礦與環(huán)境治理

深海熱液口是一個高溫和重金屬濃度高的環(huán)境。微生物通過對重金屬的氧化還原與胞內(nèi)外累積，參與了金屬元素的循環(huán)與海底礦物的形成?？疾熘猩圩跐傻热藢θ笱笊詈＝Y(jié)核結(jié)殼區(qū)沉積物及熱液口附近的重金屬抗性微生物進行了分離培養(yǎng)與多樣性研究。通過利用Mn、Pb、Cu、As、Hg、Cd等十多種重金屬作為選擇壓力，近十年來分離獲得了上千株抗性細菌與真菌，其中有的深?？剐跃怪亟饘倌芰O高、具有特殊的抗性機制，在含重金屬廢水治理等方面有應用前景。

（5）深海細菌生物表面活性劑研發(fā)

表面活性劑被稱為工業(yè)的味精，在多個方面都有應有。課題組發(fā)現(xiàn)了若干深海菌種，它們能產(chǎn)小分子的生物表面活性劑和具有乳化能力的胞外多糖。其中，深海鹽單胞菌所產(chǎn)的胞外多糖具有良好的絮凝、乳化、脫色與重金屬吸附等功能，研究成果已申請國家發(fā)明專利，且進行了發(fā)酵生產(chǎn)工藝的研究。他們還分離獲得了數(shù)十株產(chǎn)生物表面活性劑的細菌，從中已鑒定一種新結(jié)構(gòu)的糖脂和2種新脂肽類表面活性劑。

（6）南極凍土，低溫降解菌起源之謎

2011年作為航段首席科學家參加大洋22航次科考（巴西，薩爾瓦多）。

近十幾年來，南極人類活動越來越多，潔凈之地已遍布人類足跡。石油作為發(fā)電供暖的重要能源，泄露、燃燒與不當處理，污染不可避免，南極凈土發(fā)出了嘆息。那么，產(chǎn)生的多環(huán)芳烴去哪里？土著微生物有沒有降解的能力？

經(jīng)過幾年不斷地研究，謎團逐漸解開。他們發(fā)現(xiàn)，在污染過的土壤里已經(jīng)進化出了特殊的低溫降解菌。通過一系列分子生物學研究發(fā)現(xiàn)，降解基因位于陸地同源的大質(zhì)粒上。人類活動把多環(huán)芳烴帶過去的同時，也把陸地常溫菌及其降解基因一起帶到了南極。然后在南極低溫環(huán)境下，與極地土著低溫菌發(fā)生質(zhì)粒接合轉(zhuǎn)移，最后形成了適應低溫環(huán)境下極地降解菌。這些南極天然的微生物，可以用來開發(fā)適合于低溫環(huán)境的生物除油菌劑，來處理含油廢水或修復石油污染的土壤。

（7）北極冰封，特種降解菌冷水棲

白令海、北冰洋、北極點這些冰冷而遙遠的名字，也成了邵宗澤感興趣的海域。隨著我國第四次北極考察（2010年），他的團隊一路采樣、分析，從白令海到北極點，從海水表層到海底。經(jīng)過一年多的實驗室分析，他們發(fā)現(xiàn)了不同于其他大洋的微生物多樣性，石油降解菌只有某些低溫類群呈優(yōu)勢，有的類群從來沒有作為石油降解菌報道過。這些結(jié)果對于認識北極環(huán)境中石油降解菌的多樣性與環(huán)境作用有重要的參考價值。

雖然深海調(diào)查研究不斷有新的進展，但面對浩瀚的大海，他們感覺到的是自己的渺小與卑微，有更多的未知比大海還大。

群鴻戲海 依靠精英團隊

在研究開發(fā)過程中，邵宗澤所在的團隊在不斷成長。2002年，以重點實驗室為依托，中國大洋協(xié)會與海洋三所共建成立了“中國大洋生物基因資源研發(fā)基地”；2005年，在科技部平臺項目的支持下，建立了我國第一個海洋微生物菌種資源保藏管理中心；2008年成立了“中國大洋深海生物及其基因資源研究開發(fā)中心”；2011年，作為聯(lián)合國內(nèi)深海生物資源研發(fā)的優(yōu)勢單位，成立了國際海底生物基因資源工作組。作為工作組組長，邵宗澤積極組織、分析國際生物資源勘探動態(tài)，參與制定我國的深海生物勘探的規(guī)劃，組織編寫大洋協(xié)會重大項目的立項指南，積極承擔863深海生物技術(shù)課題。這些項目的成功立項為我國深海生物資源調(diào)查及研究團隊建設將奠定良好基礎(chǔ)。

深海生物資源勘探的成功背后，不只是幾個人的辛勤付出，而是一個團隊，乃至需要不同部門多個單位、跨學科的積極合作。這個大團隊的成員來自于北京大學、山東大學、上海交通大學、浙江大學、香港科技大學與中科院等著名高校與科研院所。邵宗澤所在的實驗室是由徐洵院士于1991年創(chuàng)建的我國第一個從事海洋生物基因工程研究的實驗室，作為我國深海生物基因資源研發(fā)的基地，該實驗室于2005年被科技部批準為國家重點實驗室培育基地。目前，實驗室擁有一支素質(zhì)優(yōu)良的大洋生物資源研發(fā)隊伍，研究人員40多人，其中高級職稱18人。培養(yǎng)出國家杰出青年基金獲得者3名，入選“國家百千萬人才工程”3人。通過引進和培養(yǎng)，新的青年人才正在快速成長。

開發(fā)海洋微生物資源的最終目的是應用。邵宗澤帶領(lǐng)的團隊在深海微生物環(huán)保制劑研制、極端酶應用與海洋活性物質(zhì)篩選等方面開展了工作。在深海微生物資源庫的基礎(chǔ)上，海洋微生物的活性化合物庫正在建設中；還開展了深海微生物資源在工業(yè)催化、健康養(yǎng)殖、綠色農(nóng)業(yè)等方面的應用開發(fā)。相信在各級領(lǐng)導與部門的大力支持下，將最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

浮天滄海遠，學術(shù)無止境。我們相信，在知識的海洋里，還有更多的未知資源等著邵宗澤及他的團隊去探求、去開發(fā)。正如在他的詩里寫的：

我是一條船

負載著

重托、希望

出征大洋，年又一年

蛟龍?zhí)綄毑兀蠛懫?/p>

向前，向前……

讓我們期待！

浮天滄海遠 猶有科研人

我是一條船

負載著

重托、希望

出征大洋，年又一年

蛟龍?zhí)綄毑?，大海寫篇?/p>

向前，向前……

在寬闊的海洋上，有他們熱火朝天的勘探；在狹窄的實驗室里，有他們細致繁瑣的分析，在他們的辛勤努力下，我國第一個規(guī)范化的海洋微生物資源保藏管理中心建立了；在他們成就的背后，有一位默默的耕耘者——邵宗澤。

邵宗澤——國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室主任

第三海洋研究所研究員，博士；國家海洋局海洋生物遺傳資源重點實驗室主任；中國海洋微生物菌種保藏中心負責人，中國大洋生物及基因資源工作組組長，中國大洋生物及基因資源研發(fā)基地副主任；中國海洋大學及哈爾濱工業(yè)大學兼職教授、博導。2009年入選國家百千萬人才工程，2010年入選國家政府特殊津貼專家。中國大洋協(xié)會重大項目首席科學家，中國大洋有突出貢獻專家；在深海生物基因資源調(diào)查、微生物分類、深海環(huán)境微生物、微生物資源等多個方向上開展了工作。建立了我國第一個規(guī)范化的海洋微生物資源保藏管理中心（www.mccc.org.cn）。

社會兼職：中國微生物學會微生物資源分會副主任委員；中國微生物學會海洋微生物學專業(yè)委員會委員；中國海洋學會生物工程專業(yè)委員會副主任委員；《微生物學報》、Frontiers Microbiology等刊物編委。

完成國家支撐計劃、大洋專項等科研課題10多項，在研深海863、大洋專項、科技部國際合作項目以及海洋公益性項目等多項；發(fā)表學術(shù)論文100多篇，其中，國際刊物論文61篇，主要以通訊作者或第一作者發(fā)表在Environ Microbiol，Appl Environ Microbiol，F(xiàn)EMS Microbiol Ecol.，Microbial Ecology，Appl Microbiol Biotechnol.，Extremophiles，J ApplMicrobiol以及IJSEM等重要微生物學術(shù)期刊上。申請發(fā)明專利6項，獲海洋科技創(chuàng)新成果獎二等獎1項，主編專著1部，受邀參編Springer出版社專著兩部。