自主采样航行器：“看”到更真实的深海(2)

海洋广阔且环境复杂多变，深海微生物类型与种群分布随海洋环境的温度、光照、压力、含氧量及地形发生明显变化。因此，自主采样对航行器的极端环境适应性和可靠性、采样精度与样本保真、设备高精度导航与自主决策、能源精益化管理和运动控制等提出多方面挑战。

项目技术骨干、天津大学助理研究员孙通帅介绍，项目组研制的航行器配备了多种传感器，可实时监测深海环境的物理、化学参数，如温度、盐度、压力、溶解氧、浊度、叶绿素浓度等，并通过多源数据融合，实现在环境信息扰动条件下的深海微生物采样区域边界识别与跟踪，进而保证自主采样的实现和品质。此外，航行器还具备组合导航和航位推算能力，能够面向水下预设区域，开展微生物的长期连续采样。

支撑深海微生物前沿研究

航行器的成功研制，不仅填补了相关技术空白，也让深海时空交变环境中微生物的长时间、多点位、多尺度和大深度的原位采样与高保真保存成为可能。同时，它还为发现与探索海洋微生物新物种、揭示海洋微生物多样性格局与演变规律、明晰微生物碳泵与海洋碳汇的影响机理等提供决定性样本与基因数据支撑，促进了新型海洋装备和海洋生命前沿技术的发展。

项目组针对深海微型生物鉴定面临原位采样核酸量低、易高度降解及难以实现跨界域生物同步分析等难题，研制了holo-2bRAD技术。该技术可实现对低至0.1纳克的痕量、高度降解样品的分析，动态追踪原核和真核生物的协同变化，定性定量分析准确性可达95%以上。项目组将holo-2bRAD技术与深海原位采样核酸提取等装备系统整合后形成的高效一体化深海原位采样鉴定分析系统，是进行深海生物多样性调查及功能深度解析的有力工具。

项目组还设计开发了具备多维宏组学特色、系统分析模块、面向学科交叉的海洋微生物综合资源数据库OceanM。

“与已有类似数据库相比，OceanM具备多元化的微生物功能分析，包含辐射全生境、全水深、多水层的数据资源，覆盖微生物全球分布模式、交互式海洋微生物检索分析、跨圈层互作分析以及海洋天然产物挖掘等11个功能模块。”项目负责人、中国海洋大学海洋生命学院教授张玲玲说，该数据库将为海洋微生物生态调查、地球多圈层交互作用深度解析以及海洋微生物资源的深度开发提供有效支撑。

(责编：杨曦、陈键)