Cell子刊：上海交通大学肖湘团队报告马里亚纳海沟中的隐蔽微生物热点

板块俯冲在海沟中形成了独特的地形特征，但其对微生物生态系统和全球海洋的影响尚不清楚。

2026年7月20日，上海交通大学肖湘团队在

Cell Host & Microbe

在线发表题为

“Hadal topography incubates hidden microbial hotspots in the deepest ocean”

的研究论文。该研究通过载人深潜器（“奋斗者”号） 在马里亚纳海沟南坡开展了地形靶向采样（6-11 km水深），结合宏基因组、宏蛋白质组和地球化学分析，首次系统揭示了地形是决定深渊微生物群落、活性和生物地球化学循环的被忽视的关键因素。

深渊海沟是海洋系统中主要的有机物质沉积中心，其中微生物介导的过程主导着生物地球化学转化。海沟长而窄的V形形态形成了天然的“漏斗”，将来自周边区域的颗粒有机物质集中向海沟底部输送。有机物质的集中增加了深渊动物群和微生物的食物可用性，加速了海沟中有机碳的降解。先前的研究使用耗氧率作为指标表明，海沟底部的底栖微生物活性通常比水深小于6公里的邻近深海环境高2-5倍。深渊海沟中有机碳沉积增强与微生物利用增强之间的相互作用在调节深海碳循环中起着关键作用。

大多数深渊微生物研究将水深作为主要控制因素，因为水深代表了海沟最具特征的环境特征，推动了海沟底部与斜坡之间或深渊与非深渊环境之间的大尺度比较研究。一些微生物指标被认为与水深相关；然而，最近的深渊研究发现，在相似水深的邻近位置之间微生物群落存在显著异质性。同样，在同一海沟系统内，海沟底部样品的微生物活性变化达2-3倍。这些观察表明，仅凭水深无法完全解释深渊微生物生态系统的空间格局。这种未解释的异质性表明需要超越水深的替代环境代理。

机理模式图（图源自

Cell Host & Microbe

）

在此，研究人员在马里亚纳海沟6-11公里水深范围内开展了一项针对地形的调查研究，整合了宏基因组学、宏蛋白质组学和地球化学分析。结合高分辨率地形测绘，揭示了地形是海沟地球化学和微生物异质性的一个被忽视的决定因素。凸起区域呈现出经典的沉积物-深度递减模式，具有稀疏的、协作性的微生物群落。相反，凹陷区域维持着更高的生物量和活性以及密集的微生物相互作用。

关键的是，斜坡凹陷地点孕育着先前未被识别的微生物热点，并可能作为交换枢纽，潜在地促进微生物从地球最深处区域向更广阔海洋的遗传交换和向上扩散。该发现表明，地形特征（而非水深）与有机碳输入及其微生物周转率显著相关，从而能够建立具有全球意义的海沟碳循环预测模型。

参考消息：https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(26)00275-1