浮天滄海遠(yuǎn) 猶有科研人——訪國(guó)家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任邵宗澤

本刊記者 劉蕊蕊 朱文麗

浮天滄海遠(yuǎn) 猶有科研人
——訪國(guó)家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任邵宗澤

本刊記者 劉蕊蕊 朱文麗

2005年參加中國(guó)大洋首次環(huán)球考察，在大洋一號(hào)船。

在無邊無際的大洋上，有一群科研人員熱血沸騰地進(jìn)行深海調(diào)查勘探，年復(fù)一年；在單調(diào)枯燥的實(shí)驗(yàn)室里，有一群學(xué)者心無旁騖地進(jìn)行分析探究，日復(fù)一日。在他們的努力下，我國(guó)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(gè)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(gè)團(tuán)隊(duì)，國(guó)家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)“阿爾文”號(hào)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(dú)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(duì)員帶領(lǐng)一名研究生參加了我國(guó)首次大洋環(huán)球考察，這次考察是我國(guó)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(xué)家，兩次參加了南大西洋的科學(xué)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(duì)員，在南大西洋布設(shè)了非熱液區(qū)到熱液區(qū)的調(diào)查剖面，獲得了對(duì)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(guó)外還尚未對(duì)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(jī)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(duì)于在學(xué)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(yuǎn)征大洋，為我國(guó)海洋微生物資源的研究開發(fā)貢獻(xiàn)了力量。

囊括四海，建立海洋菌種寶庫(kù)

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(yùn)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(kù)。近年來，位于國(guó)家管轄范圍之外的公海生物基因資源已成為海洋發(fā)達(dá)國(guó)家競(jìng)相爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)，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(yùn)藏的特殊生物資源，引起了國(guó)際社會(huì)的高度關(guān)注。

在大洋項(xiàng)目的支持下，邵宗澤作為課題負(fù)責(zé)人，于2003年開始建立深海微生物資源庫(kù)?！笆晃濉逼陂g，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(kù)藏；“十二五”期間，在深海微生物資源調(diào)查與資源潛力評(píng)估方面再次得到了中國(guó)大洋協(xié)會(huì)科研項(xiàng)目的支持。

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

該保藏中心通過標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的資源整理，開展了大量細(xì)致繁瑣的工作，入庫(kù)菌種都經(jīng)過了形態(tài)學(xué)、生理生化、分子生物學(xué)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(kù)，建立了資源平臺(tái)的信息共享網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。對(duì)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(duì)所有菌株進(jìn)行了保藏。目前，保藏入庫(kù)的海洋微生物的菌種資源共有13000多株，庫(kù)藏菌種資源約14萬份。

2011年，經(jīng)過科技部批準(zhǔn)認(rèn)定，海洋微生物資源平臺(tái)作為國(guó)家資源平臺(tái)的一個(gè)專業(yè)平臺(tái)，開始了以共享服務(wù)為主的運(yùn)行，肩負(fù)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(guó)公益性海洋微生物菌種保藏管理機(jī)構(gòu)，將為海洋微生物資源的研發(fā)做出應(yīng)有貢獻(xiàn)。

探海歸來，實(shí)驗(yàn)室里忙分析

每次遠(yuǎn)洋考察歸來，大量的樣品等待整理、分析。邵宗澤同他的團(tuán)隊(duì)全力挖掘樣品中蘊(yùn)藏的微生物資源，努力認(rèn)識(shí)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(gè)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(jìn)培養(yǎng)工具，才能獲得更多的可培養(yǎng)資源。邵宗澤及其團(tuán)隊(duì)一直在為之努力，并在國(guó)內(nèi)較早地建立了海洋微生物鑒定技術(shù)平臺(tái)。從2005年到現(xiàn)在，已經(jīng)在國(guó)際細(xì)菌分類學(xué)權(quán)威刊物上公開發(fā)表了海洋細(xì)菌新物種32個(gè)。最近，通過國(guó)際合作項(xiàng)目，又派出青年學(xué)者學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)；通過863項(xiàng)目聯(lián)合國(guó)內(nèi)設(shè)備研制單位，研制實(shí)驗(yàn)室海底模擬與深海原位培養(yǎng)設(shè)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(jī)污染物（POPs），在煤、木材等有機(jī)物不完全燃燒時(shí)會(huì)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(duì)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(guó)內(nèi)外已有較多研究，但深遠(yuǎn)海環(huán)境中當(dāng)時(shí)還沒有相關(guān)報(bào)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(xué)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(bào)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(guó)際論文。研究結(jié)果對(duì)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(xiàng)目獲得了海洋局的海洋創(chuàng)新成果二等獎(jiǎng)。

（3）大洋石油降解微生物：地理分布與降解機(jī)制

大洋是一個(gè)寡營(yíng)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(jī)制）兩個(gè)層面上對(duì)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(yùn)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(duì)烴類降解菌的全球海洋分布有了初步了解。

為了深入認(rèn)識(shí)降解菌的降解機(jī)制與環(huán)境適應(yīng)性，邵宗澤帶領(lǐng)課題組對(duì)重要的代表性的海洋特色降解菌進(jìn)行了基因組、轉(zhuǎn)錄組和蛋白質(zhì)組學(xué)分析。對(duì)重要菌株的烴降解基因簇與轉(zhuǎn)錄調(diào)控機(jī)制有了更深入的認(rèn)識(shí)。石油降解菌的研究對(duì)于了解降解菌的生態(tài)角色、特別是它們?cè)诖笱蟓h(huán)境污染的自凈能力提供了依據(jù)，并受邀參編了由國(guó)際著名環(huán)境微生物學(xué)家主編的大型專著《Handbook of Hydrocarbon and Lipid Microbiology》。目前團(tuán)隊(duì)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(gè)高溫和重金屬濃度高的環(huán)境。微生物通過對(duì)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。考察中邵宗澤等人對(duì)三大洋深海結(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(jìn)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(xì)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(jī)制，在含重金屬?gòu)U水治理等方面有應(yīng)用前景。

（5）深海細(xì)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(gè)方面都有應(yīng)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(qǐng)國(guó)家發(fā)明專利，且進(jìn)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(xì)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(xué)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(dòng)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(dāng)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(tuán)逐漸解開。他們發(fā)現(xiàn)，在污染過的土壤里已經(jīng)進(jìn)化出了特殊的低溫降解菌。通過一系列分子生物學(xué)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(dòng)把多環(huán)芳烴帶過去的同時(shí)，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(yīng)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(fù)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(diǎn)這些冰冷而遙遠(yuǎn)的名字，也成了邵宗澤感興趣的海域。隨著我國(guó)第四次北極考察（2010年），他的團(tuán)隊(duì)一路采樣、分析，從白令海到北極點(diǎn)，從海水表層到海底。經(jīng)過一年多的實(shí)驗(yàn)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(shì)，有的類群從來沒有作為石油降解菌報(bào)道過。這些結(jié)果對(duì)于認(rèn)識(shí)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(jià)值。

雖然深海調(diào)查研究不斷有新的進(jìn)展，但面對(duì)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(tuán)隊(duì)

在研究開發(fā)過程中，邵宗澤所在的團(tuán)隊(duì)在不斷成長(zhǎng)。2002年，以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為依托，中國(guó)大洋協(xié)會(huì)與海洋三所共建成立了“中國(guó)大洋生物基因資源研發(fā)基地”；2005年，在科技部平臺(tái)項(xiàng)目的支持下，建立了我國(guó)第一個(gè)海洋微生物菌種資源保藏管理中心；2008年成立了“中國(guó)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(guó)內(nèi)深海生物資源研發(fā)的優(yōu)勢(shì)單位，成立了國(guó)際海底生物基因資源工作組。作為工作組組長(zhǎng)，邵宗澤積極組織、分析國(guó)際生物資源勘探動(dòng)態(tài)，參與制定我國(guó)的深海生物勘探的規(guī)劃，組織編寫大洋協(xié)會(huì)重大項(xiàng)目的立項(xiàng)指南，積極承擔(dān)863深海生物技術(shù)課題。這些項(xiàng)目的成功立項(xiàng)為我國(guó)深海生物資源調(diào)查及研究團(tuán)隊(duì)建設(shè)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(gè)人的辛勤付出，而是一個(gè)團(tuán)隊(duì)，乃至需要不同部門多個(gè)單位、跨學(xué)科的積極合作。這個(gè)大團(tuán)隊(duì)的成員來自于北京大學(xué)、山東大學(xué)、上海交通大學(xué)、浙江大學(xué)、香港科技大學(xué)與中科院等著名高校與科研院所。邵宗澤所在的實(shí)驗(yàn)室是由徐洵院士于1991年創(chuàng)建的我國(guó)第一個(gè)從事海洋生物基因工程研究的實(shí)驗(yàn)室，作為我國(guó)深海生物基因資源研發(fā)的基地，該實(shí)驗(yàn)室于2005年被科技部批準(zhǔn)為國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地。目前，實(shí)驗(yàn)室擁有一支素質(zhì)優(yōu)良的大洋生物資源研發(fā)隊(duì)伍，研究人員40多人，其中高級(jí)職稱18人。培養(yǎng)出國(guó)家杰出青年基金獲得者3名，入選“國(guó)家百千萬人才工程”3人。通過引進(jìn)和培養(yǎng)，新的青年人才正在快速成長(zhǎng)。

開發(fā)海洋微生物資源的最終目的是應(yīng)用。邵宗澤帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)在深海微生物環(huán)保制劑研制、極端酶應(yīng)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(kù)的基礎(chǔ)上，海洋微生物的活性化合物庫(kù)正在建設(shè)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(yīng)用開發(fā)。相信在各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)與部門的大力支持下，將最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

浮天滄海遠(yuǎn)，學(xué)術(shù)無止境。我們相信，在知識(shí)的海洋里，還有更多的未知資源等著邵宗澤及他的團(tuán)隊(duì)去探求、去開發(fā)。正如在他的詩(shī)里寫的：

我是一條船

負(fù)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……

讓我們期待！

浮天滄海遠(yuǎn) 猶有科研人

我是一條船

負(fù)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(shí)驗(yàn)室里，有他們細(xì)致繁瑣的分析，在他們的辛勤努力下，我國(guó)第一個(gè)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(guó)家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任

第三海洋研究所研究員，博士；國(guó)家海洋局海洋生物遺傳資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任；中國(guó)海洋微生物菌種保藏中心負(fù)責(zé)人，中國(guó)大洋生物及基因資源工作組組長(zhǎng)，中國(guó)大洋生物及基因資源研發(fā)基地副主任；中國(guó)海洋大學(xué)及哈爾濱工業(yè)大學(xué)兼職教授、博導(dǎo)。2009年入選國(guó)家百千萬人才工程，2010年入選國(guó)家政府特殊津貼專家。中國(guó)大洋協(xié)會(huì)重大項(xiàng)目首席科學(xué)家，中國(guó)大洋有突出貢獻(xiàn)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(gè)方向上開展了工作。建立了我國(guó)第一個(gè)規(guī)范化的海洋微生物資源保藏管理中心（www.mccc.org.cn）。

社會(huì)兼職：中國(guó)微生物學(xué)會(huì)微生物資源分會(huì)副主任委員；中國(guó)微生物學(xué)會(huì)海洋微生物學(xué)專業(yè)委員會(huì)委員；中國(guó)海洋學(xué)會(huì)生物工程專業(yè)委員會(huì)副主任委員；《微生物學(xué)報(bào)》、Frontiers Microbiology等刊物編委。

完成國(guó)家支撐計(jì)劃、大洋專項(xiàng)等科研課題10多項(xiàng)，在研深海863、大洋專項(xiàng)、科技部國(guó)際合作項(xiàng)目以及海洋公益性項(xiàng)目等多項(xiàng)；發(fā)表學(xué)術(shù)論文100多篇，其中，國(guó)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(xué)術(shù)期刊上。申請(qǐng)發(fā)明專利6項(xiàng)，獲海洋科技創(chuàng)新成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)，主編專著1部，受邀參編Springer出版社專著兩部。