浮天沧海远 犹有科研人——访国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室主任邵宗泽

本刊记者 刘蕊蕊 朱文丽

浮天沧海远 犹有科研人
——访国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室主任邵宗泽

本刊记者 刘蕊蕊 朱文丽

2005年参加中国大洋首次环球考察，在大洋一号船。

在无边无际的大洋上，有一群科研人员热血沸腾地进行深海调查勘探，年复一年；在单调枯燥的实验室里，有一群学者心无旁骛地进行分析探究，日复一日。在他们的努力下，我国深海生物资源从起步调查到开发利用，初见成效，第一个规范化的海洋微生物资源保藏管理中心建立了。这是一个团队，国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室，邵宗泽研究员就是他们中的一员。

海底探宝，窥视深海生命秘密

早在1977年，美国“阿尔文”号深潜器就在太平洋上的加拉帕戈斯群岛附近2500米的深海热液区发现了完全不依赖于光合作用而独立生存的生命体系。2005年，邵宗泽作为微生物专业的唯一调查队员带领一名研究生参加了我国首次大洋环球考察，这次考察是我国首次从大西洋、印度洋中脊热液环境中获得微生物样品；2007年，他再次参加了大洋第19航次西南太平洋的热液区生物调查。

2011年，邵宗泽又分别作为首席助理和生物航段的首席科学家，两次参加了南大西洋的科学考察，并在第五航段生物资源调查中获得了重要突破。作为航段首席，他带领调查队员，在南大西洋布设了非热液区到热液区的调查剖面，获得了对比分析热液区和非热液区地质环境特征、生物群落结构和微生物分布所需要的样品和相关资料，目前国外还尚未对这一区域的热液生物展开调查。这次调查利用生物组合采样器采集了大量珍贵的微生物和宏生物样品，成功捕获了未知深海热液鱼和大量的热液盲虾。为该区域的热液生态分析和极端环境下的生存机制研究提供了重要材料。

2012年，新的调查航次又在等待着他们……

海阔凭鱼跃，天高任鸟飞，对于在学术上孜孜以求的科研人员来说，海洋就是他们广阔的天地，他们几乎每年都远征大洋，为我国海洋微生物资源的研究开发贡献了力量。

囊括四海，建立海洋菌种宝库

深海（水深大于1000米的海洋）约占世界海洋总面积的90%左右，蕴藏着地球上最为丰富的物种和最大的生物量，是地球上最大的基因资源库。近年来，位于国家管辖范围之外的公海生物基因资源已成为海洋发达国家竞相争夺的焦点，深海极端环境中的生物资源，如深海热液口生态系统所蕴藏的特殊生物资源，引起了国际社会的高度关注。

在大洋项目的支持下，邵宗泽作为课题负责人，于2003年开始建立深海微生物资源库。“十一五”期间，他带领课题组从大洋深海环境中分离鉴定保藏海洋微生物4000多株，大大丰富了深海微生物的资源库藏；“十二五”期间，在深海微生物资源调查与资源潜力评估方面再次得到了中国大洋协会科研项目的支持。

海洋活性物质筛选、极端酶开发等多个领域都有对海洋微生物资源巨大需求，资源共享平台的建设非常重要。自2005年起，在科技部平台项目的持续支持下，邵宗泽作为中国海洋微生物资源平台项目的负责人，通过6年的艰苦工作，整合了国家海洋局第三海洋研究所、第一海洋研究所、中国极地研究中心、中国海洋大学、厦门大学、中山大学、山东大学（威海分校）、华侨大学、香港科技大学、青岛科技大学等10家单位的海洋微生物资源，建立了我国第一个海洋微生物菌种资源平台，其海洋微生物资源覆盖了中国近海、大洋、南北极等各种海洋环境。

该保藏中心通过标准化、规范化的资源整理，开展了大量细致繁琐的工作，入库菌种都经过了形态学、生理生化、分子生物学鉴定，为每株菌建立了数字档案，形成了菌种资源信息数据库，建立了资源平台的信息共享网络平台。对每株菌都按照技术规程，采用液氮冻结、超低温冻结和真空冷冻干燥三种方法对所有菌株进行了保藏。目前，保藏入库的海洋微生物的菌种资源共有13000多株，库藏菌种资源约14万份。

2011年，经过科技部批准认定，海洋微生物资源平台作为国家资源平台的一个专业平台，开始了以共享服务为主的运行，肩负着海洋微生物菌种资源的采集、鉴定、保藏与共享使命，作为我国公益性海洋微生物菌种保藏管理机构，将为海洋微生物资源的研发做出应有贡献。

探海归来，实验室里忙分析

每次远洋考察归来，大量的样品等待整理、分析。邵宗泽同他的团队全力挖掘样品中蕴藏的微生物资源，努力认识深海环境中微生物的多样性与环境作用。他带领研究生在以下几个方面开展了研究。

（1）海洋微生物的分离培养与新物种分类鉴定

在海洋环境中，99%以上的微生物是目前不能培养的，只有通过变换培养基配方、尝试不同环境条件、改进培养工具，才能获得更多的可培养资源。邵宗泽及其团队一直在为之努力，并在国内较早地建立了海洋微生物鉴定技术平台。从2005年到现在，已经在国际细菌分类学权威刊物上公开发表了海洋细菌新物种32个。最近，通过国际合作项目，又派出青年学者学习国外先进技术；通过863项目联合国内设备研制单位，研制实验室海底模拟与深海原位培养设备。深海微生物培养技术上的创新有望收获新的菌种资源。

（2）深海PAHs降解菌的研究

多环芳烃（PAHs）是海洋中常见的难降解有机污染物（POPs），在煤、木材等有机物不完全燃烧时会产生，石油中也含有各种各样的PAHs。它们具有致癌、致畸、致突变特性，对生态环境及人类健康非常有害。近海河口沉积物中的PAHs国内外已有较多研究，但深远海环境中当时还没有相关报道。在大洋考察中，邵宗泽等人首次在大洋深海沉积物中发现存在高含量PAHs。通过分子生态学等一系列研究，发现了深海特殊功能的降解菌，并连续报道了不同深海环境中PAHs降解菌多样性分布特征，发表10多篇国际论文。研究结果对于了解大洋环境中PAHs的迁移与归宿、海洋微生物在POPs降解中的作用提供了重要依据。2009年，该项目获得了海洋局的海洋创新成果二等奖。

（3）大洋石油降解微生物：地理分布与降解机制

大洋是一个寡营养环境，石油中的烃类物质可以作为能源和碳源被微生物利用。课题组在宏观（三大洋及近海环境）和微观（降解分子机制）两个层面上对海洋石油降解菌开展了系统研究。通过参与大洋调查，课题组分析了大西洋、印度洋与太平洋北冰洋表层水体、洋中脊深海热液区以及重要海运航道中的石油烃降解菌多样性。这可能是目前最大地理范围的海洋石油降解菌分布与多样性调查。发现了大量的降解菌新种，对烃类降解菌的全球海洋分布有了初步了解。

为了深入认识降解菌的降解机制与环境适应性，邵宗泽带领课题组对重要的代表性的海洋特色降解菌进行了基因组、转录组和蛋白质组学分析。对重要菌株的烃降解基因簇与转录调控机制有了更深入的认识。石油降解菌的研究对于了解降解菌的生态角色、特别是它们在大洋环境污染的自净能力提供了依据，并受邀参编了由国际著名环境微生物学家主编的大型专著《Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology》。目前团队正在利用这些降解菌资源开发海洋石油污染的生物制剂。

（4）深海重金属抗性微生物：生物成矿与环境治理

深海热液口是一个高温和重金属浓度高的环境。微生物通过对重金属的氧化还原与胞内外累积，参与了金属元素的循环与海底矿物的形成。考察中邵宗泽等人对三大洋深海结核结壳区沉积物及热液口附近的重金属抗性微生物进行了分离培养与多样性研究。通过利用Mn、Pb、Cu、As、Hg、Cd等十多种重金属作为选择压力，近十年来分离获得了上千株抗性细菌与真菌，其中有的深海抗性菌抗重金属能力极高、具有特殊的抗性机制，在含重金属废水治理等方面有应用前景。

（5）深海细菌生物表面活性剂研发

表面活性剂被称为工业的味精，在多个方面都有应有。课题组发现了若干深海菌种，它们能产小分子的生物表面活性剂和具有乳化能力的胞外多糖。其中，深海盐单胞菌所产的胞外多糖具有良好的絮凝、乳化、脱色与重金属吸附等功能，研究成果已申请国家发明专利，且进行了发酵生产工艺的研究。他们还分离获得了数十株产生物表面活性剂的细菌，从中已鉴定一种新结构的糖脂和2种新脂肽类表面活性剂。

（6）南极冻土，低温降解菌起源之谜

2011年作为航段首席科学家参加大洋22航次科考（巴西，萨尔瓦多）。

近十几年来，南极人类活动越来越多，洁净之地已遍布人类足迹。石油作为发电供暖的重要能源，泄露、燃烧与不当处理，污染不可避免，南极净土发出了叹息。那么，产生的多环芳烃去哪里？土著微生物有没有降解的能力？

经过几年不断地研究，谜团逐渐解开。他们发现，在污染过的土壤里已经进化出了特殊的低温降解菌。通过一系列分子生物学研究发现，降解基因位于陆地同源的大质粒上。人类活动把多环芳烃带过去的同时，也把陆地常温菌及其降解基因一起带到了南极。然后在南极低温环境下，与极地土著低温菌发生质粒接合转移，最后形成了适应低温环境下极地降解菌。这些南极天然的微生物，可以用来开发适合于低温环境的生物除油菌剂，来处理含油废水或修复石油污染的土壤。

（7）北极冰封，特种降解菌冷水栖

白令海、北冰洋、北极点这些冰冷而遥远的名字，也成了邵宗泽感兴趣的海域。随着我国第四次北极考察（2010年），他的团队一路采样、分析，从白令海到北极点，从海水表层到海底。经过一年多的实验室分析，他们发现了不同于其他大洋的微生物多样性，石油降解菌只有某些低温类群呈优势，有的类群从来没有作为石油降解菌报道过。这些结果对于认识北极环境中石油降解菌的多样性与环境作用有重要的参考价值。

虽然深海调查研究不断有新的进展，但面对浩瀚的大海，他们感觉到的是自己的渺小与卑微，有更多的未知比大海还大。

群鸿戏海 依靠精英团队

在研究开发过程中，邵宗泽所在的团队在不断成长。2002年，以重点实验室为依托，中国大洋协会与海洋三所共建成立了“中国大洋生物基因资源研发基地”；2005年，在科技部平台项目的支持下，建立了我国第一个海洋微生物菌种资源保藏管理中心；2008年成立了“中国大洋深海生物及其基因资源研究开发中心”；2011年，作为联合国内深海生物资源研发的优势单位，成立了国际海底生物基因资源工作组。作为工作组组长，邵宗泽积极组织、分析国际生物资源勘探动态，参与制定我国的深海生物勘探的规划，组织编写大洋协会重大项目的立项指南，积极承担863深海生物技术课题。这些项目的成功立项为我国深海生物资源调查及研究团队建设将奠定良好基础。

深海生物资源勘探的成功背后，不只是几个人的辛勤付出，而是一个团队，乃至需要不同部门多个单位、跨学科的积极合作。这个大团队的成员来自于北京大学、山东大学、上海交通大学、浙江大学、香港科技大学与中科院等著名高校与科研院所。邵宗泽所在的实验室是由徐洵院士于1991年创建的我国第一个从事海洋生物基因工程研究的实验室，作为我国深海生物基因资源研发的基地，该实验室于2005年被科技部批准为国家重点实验室培育基地。目前，实验室拥有一支素质优良的大洋生物资源研发队伍，研究人员40多人，其中高级职称18人。培养出国家杰出青年基金获得者3名，入选“国家百千万人才工程”3人。通过引进和培养，新的青年人才正在快速成长。

开发海洋微生物资源的最终目的是应用。邵宗泽带领的团队在深海微生物环保制剂研制、极端酶应用与海洋活性物质筛选等方面开展了工作。在深海微生物资源库的基础上，海洋微生物的活性化合物库正在建设中；还开展了深海微生物资源在工业催化、健康养殖、绿色农业等方面的应用开发。相信在各级领导与部门的大力支持下，将最终实现产业化。

浮天沧海远，学术无止境。我们相信，在知识的海洋里，还有更多的未知资源等着邵宗泽及他的团队去探求、去开发。正如在他的诗里写的：

我是一条船

负载着

重托、希望

出征大洋，年又一年

蛟龙探宝藏，大海写篇章

向前，向前……

让我们期待！

浮天沧海远 犹有科研人

我是一条船

负载着

重托、希望

出征大洋，年又一年

蛟龙探宝藏，大海写篇章

向前，向前……

在宽阔的海洋上，有他们热火朝天的勘探；在狭窄的实验室里，有他们细致繁琐的分析，在他们的辛勤努力下，我国第一个规范化的海洋微生物资源保藏管理中心建立了；在他们成就的背后，有一位默默的耕耘者——邵宗泽。

邵宗泽——国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室主任

第三海洋研究所研究员，博士；国家海洋局海洋生物遗传资源重点实验室主任；中国海洋微生物菌种保藏中心负责人，中国大洋生物及基因资源工作组组长，中国大洋生物及基因资源研发基地副主任；中国海洋大学及哈尔滨工业大学兼职教授、博导。2009年入选国家百千万人才工程，2010年入选国家政府特殊津贴专家。中国大洋协会重大项目首席科学家，中国大洋有突出贡献专家；在深海生物基因资源调查、微生物分类、深海环境微生物、微生物资源等多个方向上开展了工作。建立了我国第一个规范化的海洋微生物资源保藏管理中心（www.mccc.org.cn）。

社会兼职：中国微生物学会微生物资源分会副主任委员；中国微生物学会海洋微生物学专业委员会委员；中国海洋学会生物工程专业委员会副主任委员；《微生物学报》、Frontiers Microbiology等刊物编委。

完成国家支撑计划、大洋专项等科研课题10多项，在研深海863、大洋专项、科技部国际合作项目以及海洋公益性项目等多项；发表学术论文100多篇，其中，国际刊物论文61篇，主要以通讯作者或第一作者发表在Environ Microbiol，Appl Environ Microbiol，FEMS Microbiol Ecol.，Microbial Ecology，Appl Microbiol Biotechnol.，Extremophiles，J ApplMicrobiol以及IJSEM等重要微生物学术期刊上。申请发明专利6项，获海洋科技创新成果奖二等奖1项，主编专著1部，受邀参编Springer出版社专著两部。