水深超过6000米的深渊，曾被视为生命的“绝对禁区”，但中国科学家正用一系列原创成果，改写这一认知。

近日，由上海交通大学、中国科学院深海科学与工程研究所、华大集团等共同发起，上海交大肖湘教授作为召集科学家的“溟渊计划”（马里亚纳海沟环境与生态研究计划，英文缩写MEER）二期研究成果，以专辑形式正式发表于国际权威期刊《细胞·宿主与微生物》（Cell Host & Microbe）。专辑包含1篇观点文章和3篇研究论文，获期刊编辑特别推荐，称其“揭示了海洋最深处此前被低估的遗传多样性和微生物过程”。

这是继2025年MEER首期成果以封面专辑发表于《细胞》（Cell）之后，该计划在短短一年内交出的新续篇。

从“生态图景”到“原理解析”

2025年3月，“溟渊计划”一期依托“奋斗者”号全海深载人潜水器，阐明了深渊生态系统的生命适应策略与物种组成，描绘了首个海洋最深生态系统图。一期成果让人类第一次看清了万米海底“有什么”。

二期研究的任务更进一层：回答“为什么”和“能用来做什么”。

团队通过原创的核酸—蛋白共提取与共分析技术，突破了极端环境微生物研究中生物量低、提取成功率低、活性鉴定难等关键难题。在此基础上，结合大规模全球数据整合、深渊原位大体积水体过滤、深渊高精度地形采集、地化与微生物联合建模等一系列跨学科技术手段，形成了一套“理论创新—技术创新—科学发现—资源挖掘”的完整链条。

高压不是抑制，而是激发

首篇观点文章系统提出了“深渊高压激发”和“极端环境共适应”假说。研究指出，超过60MPa的深渊超高压并非单纯抑制生命，而是通过诱导活性氧产生，推动惰性有机物的氧化分解并加速微生物的适应性进化，从而在万米海底形成看不见的微生物“绿洲”。

这一观点进一步揭示，以维持活性氧稳态为核心的抗氧化策略，是深渊、珠峰、抗辐射微生物乃至耐旱植物共同选择的“共适应”机制。它突破了极端环境研究中“环境抑制—生存抗性”的经典对抗视角，转向“极端环境可能也是激发要素”的新认知框架。

万米深渊并不沉寂

第一篇研究论文首次实现了深渊微生物与病毒的宏蛋白质组分析，解码了海洋最深水体中的活跃生命网络。团队利用自主建立的核酸—蛋白共提取共分析技术，构建了包含13.5万余个非冗余活性蛋白的深渊特异性数据集MEER-APD，其中超过95%的蛋白为深渊特有。

研究表明，深渊高压激发了微生物大量利用难降解有机质、硫代硫酸盐氧化、重金属利用的能力，拓展了碳源和能源，维持着高度活跃的代谢。温和与烈性病毒则以双重生态策略共同调控微生物群落，带来了与上层海洋截然不同的元素循环效应。这一工作将深渊微生物研究从“功能预测”推进到“原位活性综合验证”，彻底更新了深渊是一片“沉寂”之地的传统认知。

地形重塑深渊生态格局

第二篇研究论文揭示了深渊活跃生态系统受地形影响，形成了一直被忽视的微生物热点。团队在马里亚纳海沟挑战者深渊的精细地形与沉积物分析中发现，地形指数对地球化学和微生物群落的解释力已超越水深。

凹陷地形在万米深处创造了此前未被识别的微生物“隐秘热点”，维持着高生物量、高多样性与高活性，并可能成为微生物从深渊向浅层海域双向扩散的中转站。这一发现改变了深渊作为“只进不出”沉积终点的传统观点。团队开发的种群扩散追踪方法已经开源，为深海碳收支评估和大尺度生态预测提供了新工具。

全球最大深海基因资源图谱

第三篇研究论文将科学认知拓展至资源挖掘与应用转化。团队整合了包括深渊在内的全球2138份深海宏基因组样本，构建了包含5.02亿条非冗余基因的深海基因目录DSGC，并预测了240余万个代表性蛋白结构，构建了迄今为止全球最大的深海基因资源图谱和蛋白结构资源库。

研究发现，深海是独特的“进化引擎”，拥有更强的快速进化信号，同时蕴含392个全新结构域。研究团队进一步通过序列与结构协同筛选，挖掘出1308个深海特异解旋酶候选基因，并验证了多个具有实际应用潜力的解旋酶，其中DSH9测序速度达到传统解旋酶的2.3倍。该工作为探索深海基因“暗物质”和推动生物技术创新提供了可复用的方法框架。

四篇成果从“高压激发—活性验证—全球意义—资源挖掘”四个维度，完整刻画了地球海洋最深处的微生物活动机制及其资源潜能，揭示了异常繁荣的深渊生态系统在全球物质循环中的潜在枢纽地位。

从大国重器到开放共享

“溟渊计划”以“奋斗者”号全海深载人潜水器为起点，逐步组建起跨学科、跨领域、跨单位的自由探索与有组织科研相结合的大平台。在一期取得里程碑式突破后，团队依靠可持续的组织模式和充满活力的人才梯队，在短短一年内再次产出一系列原创成果。

研究产生的深渊活性蛋白数据集、深海基因与蛋白结构图谱等，均纳入“溟渊计划”持续构建的全球最大深渊生物数据库，并通过联合国“海洋十年”“科学十年”等大科学计划对国际科学界开放共享。

深海基因资源正在成为新质生产力，为生物技术、医药健康等产业领域开辟新的可能。