随着大深度采样以及原位分析技术的发展，越来越多的证据表明，在以低温、高静水压为主要特点的深海、深渊环境中依然有大量微生物在活跃地进行物质代谢和能量转换。这些嗜压微生物（piezophiles）和仅能在高压条件下生长的严格嗜压微生物（obligate piezophiles）具有独特的遗传特征、分子组成，并可合成一些耐受高静水压的代谢酶类，使其能够在深海、深渊生境中维持正常的生命活动。探索深海深渊微生物具有怎样的遗传、生理、结构特征，阐明其在极高压力的极端条件下的生存策略，不仅有助于拓展对地球生命极限和起源演化等基础科学问题的认知，还将为开发、利用深渊生境中广阔的新型生物资源奠定坚实基础。

研究方向： 

1）深海深渊微生物资源挖掘

从不同深海极端环境（深海冷泉、热液、深渊等）中进行极端微生物菌种（尤其是嗜压菌和严格嗜压菌）的分离、鉴定，挖掘新的物种资源，为深海深渊极端微生物的生理功能认识和利用以及生命进化研究奠定基础。 

2）深海深渊微生物的极端环境适应机制

应用自研的高压原位模拟培养和分析装置，综合利用基因组-转录组-代谢组学、分子生物学、生物化学和微生物生理学等研究手段，研究细胞结构、生长、物质、能量代谢等表征，发现适应极端环境的关键调控元件和功能基因，解析极端微生物适应极端环境的分子机制，解析嗜压微生物在深海深渊物质代谢能量循环中发挥的作用。

团队重点关注三类模式微生物：a）以Photobacterium、Shewanella为代表的深海深渊嗜冷嗜压细菌，解析响应静水压力变化的基因表达调控机制，阐释高静水压与细胞代谢、氧胁迫间的偶联关系；b）以SWIR1 和F-J1为代表的深海热液光能利用微生物，探索红外辐射对其细胞分裂和代谢过程的影响，发现新的红外光能利用途径和调控机制；3）结合深海原位培养和标记，应用单细胞分选和和多组学技术，鉴别原位环境中活跃生长的微生物类群并解析压力对其代谢活性的影响。 

研究团队： 

学科带头人：

吴龙飞，博士，研究员，博士生导师；

电子邮箱：wu@idsse.ac.cn

团队成员： 

张维佳，博士，研究员，博士生导师；

电子邮箱：wzhang@idsse.ac.cn

李学恭，博士，副研究员，博士生导师；

电子邮箱：xuegongli@idsse.ac.cn

唐龙，硕士，科研助理

电子邮箱：tangl@hn-dstic.com

马杰，本科，科研助理

电子邮箱：mjjm96@foxmail.com

在读研究生：

文定洋，2022级硕士研究生

林  仅，2022级硕士研究生

孟限彬，2023级硕士研究生

张观媛，2023级硕士研究生

已毕业研究生：

尹群健，博士，2014级博士研究生

汤弘智，博士，2017级博士研究生

江  婷，硕士，2016级硕士研究生

崔雪花，硕士，2016级硕士研究生

张  婵，硕士，2016级硕士研究生

崔文鹏，硕士，2017级硕士研究生

戴  婕，硕士，2018级硕士研究生

刘  娜，硕士，2018级硕士研究生

李安琦，硕士，2019级硕士研究生

陈  红，硕士，2019级硕士研究生

赵  芮，硕士，2020级硕士研究生

包旭冲，硕士，2020级硕士研究生

焦泽茜，硕士，2021级硕士研究生

　　承担科研项目： 

国家重点研发计划项目课题、子课题

国家自然科学基金委面上项目、集成项目

海南省重大科技计划项目、子课题

近5年发表的主要学术论文： 

1.   Li AQ, Qi XQ, Zhang C, Huang XG, Wen DY, Li XG, Zhang WJ. Thalassotalea psychrophila sp. nov., Thalassotalea nanhaiensis sp. nov. and Thalassotalea fonticola sp. nov., three psychrophilic bacteria isolated from deep-sea sediment. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2024 May;74(5).

2.   Dai J, Li XG, Zhang TY, Chen H, Zhang WJ, Li D, et al. Illuminating a bacterial adaptation mechanism: Infrared-driven cell division in deep-sea hydrothermal vent environments. The Innovation Geoscience. 2024;2(1): 100050.

3.   Dai J, Li XG, Zhang WJ, Wu LF. Tepidibacter hydrothermalis sp. nov., a novel anaerobic bacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2023 Nov;73(11).

4.   Li XG, Dai J, Zhang WJ, Jiang AJ, Li DH, Wu LF. Genome analysis of Tepidibacter sp. SWIR-1, an anaerobic endospore-forming bacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent. Marine Genomics. 2023 Oct;71:101049.

5.   Li AQ, Zhang C, Li DH, Qi XQ, Meng L, Wu LF , et al. Parasedimentitalea psychrophila sp. nov., a psychrophilic bacterium isolated from deep-sea sediment. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2023 Sep;73(9).

6.   Liu N, Jiang T, Cui WP, Qi XQ, Li XG, Lu Y, et al. The TorRS two component system regulates expression of TMAO reductase in response to high hydrostatic pressure in Vibrio fluvialis. Frontiers in Microbiology. 2023 Nov 7;14:1291578.

7.   赵芮, 李登辉, 李学恭, 张维佳, 赵苑, 吴龙飞. 微小杆菌属(Exiguobacterium)细菌的能量代谢途径分析 [J]. 微生物学报, 2023, 63 (06): 2078-2093.

8.   Bao XC, Tang HZ, Li XG, Li AQ, Qi XQ, Li DH, et al. Bioluminescence Contributes to the Adaptation of Deep-Sea Bacterium Photobacterium phosphoreum ANT-2200 to High Hydrostatic Pressure. Microorganisms. 2023 May 23;11(6):1362.

9.   Li AQ, Zhang WJ, Li XG, Bao XC, Qi XQ, Wu LF, et al. Piezophilic Phenotype Is Growth Condition Dependent and Correlated with the Regulation of Two Sets of ATPase in Deep-Sea Piezophilic Bacterium Photobacterium profundum SS9. Microorganisms. 2023 Mar 2;11(3):637.

10. Jiao ZX, Li XG, Zhang HH, Xu J, Bai SJ, Dai J, et al. Crassaminicella indica sp. nov., a novel thermophilic anaerobic bacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2023 Mar;73(3).

11. Chen H, Li DH, Jiang AJ, Li XG, Wu SJ, et al. Metagenomic analysis reveals wide distribution of phototrophic bacteria in hydrothermal vents on the ultraslow-spreading Southwest Indian Ridge. Marine Life Science & Technology. 2021

12. Zhang WJ, Zhang C, Zhou S, Li XG, Mangenot S, Fouteau S, et al. Comparative genomic analysis of obligately piezophilic Moritella yayanosii DB21MT-5 reveals bacterial adaptation to the Challenger Deep, Mariana Trench. Microbial genomics. 2021;7(7).

13. Li XG, Jiao ZX, Zhang HH, Xu J, Zhang WJ, Qi XQ, Wu LF. Complete genome sequence of Crassaminicella sp. 143-21，isolated from a deep-sea hydrothermal vent. Marine Genomics. 2021.

14. Li XG, Tang HZ, Zhang WJ, Qi XQ, Qu ZG, Xu J, et al. Thermococcus aciditolerans sp. nov., a piezotolerant, hyperthermophilic archaeon isolated from a deep- sea hydrothermal vent chimney in the Southwest Indian Ridge. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2021;71(8). 

15. Li XG, Lin J, Bai SJ, Dai J, Jiao ZX, Tang HZ, et al. Crassaminicella thermophila sp. nov., a moderately thermophilic bacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent chimney and emended description of the genus Crassaminicella. International journal of systematic and evolutionary microbiology. 2021;71(11).

16. Wang G, Huang Y, Zhang W, Peng R, Luo J, Liu S, et al. Identification and genome analysis of a novel picornavirus from captive belugas (Delphinapterus leucas) in China. Scientific Reports (2021) 11:21018.

17. Chen, H., Li, J., Wu, LF. and Zhang WJ. Morphological and phylogenetic diversity of magnetotactic bacteria and multicellular magnetotactic prokaryotes from a mangrove ecosystem in the Sanya River, South China. Journal of Oceanology and Limnology. 2021;39, 2015–2026.

18. Zhang WJ, Wu LF. Flagella and Swimming Behavior of Marine Magnetotactic Bacteria. Biomolecules. 2020;10(3).

19. Dai J, Tang HZ, Li XG, Santini CL, Cui WP, Liu N, et al. Resazurin as an indicator of reducing capacity for analyzing the physiologic status of deep-sea bacterium Photobacterium phosphoreum ANT-2200. Journal of Oceanology and Limnology. 2020. 

20. Li XG, Zhang WJ, Qi XQ, Wu LF. Genome analysis of Crassaminicella sp. SY095, an anaerobic mesophilic marine bacterium isolated from a deep-sea hydrothermal vent on the Southwest Indian Ridge. Marine Genomics. 2020;52. 

21. Zhang C, Zhang WJ, Yin QJ, Li XG, Qi XQ, Wu LF. Distinct influence of trimethylamine N-oxide and high hydrostatic pressure on community structure and culturable deep-sea bacteria. Journal of Oceanology and Limnology. 2019. 

22. 李学恭, 张维佳, 周丽红, 蔡凤海, 吴龙飞. 不同降压过程对深海海水中可培养细菌群落组成的影响. 微生物学报 2019; 59:10.

23. Yin QJ, Zhang WJ, Qi XQ, Zhang SD, Jiang T, Li XG, et al. High Hydrostatic Pressure Inducible Trimethylamine N-Oxide Reductase Improves the Pressure Tolerance of Piezosensitive Bacteria Vibrio fluvialis. Frontiers in Microbiology. 2018;8.

24. Yin QJ, Zhang WJ, Li XG, Zhou LH, Qi XQ, Zhang C, et al. Contribution of trimethylamine N-oxide on the growth and pressure tolerance of deep-sea bacteria. Journal of Oceanology and Limnology. 2019;37(1):210-22.

25. Zhang WJ, Cui XH, Chen LH, Yang J, Li XG, Zhang C, et al. Complete genome sequence of Shewanella benthica DB21MT-2, an obligate piezophilic bacterium isolated from the deepest Mariana Trench sediment. Marine Genomics. 2019;44:52-56.