微生物是地球上最为丰富多样的细胞生命形式，存在于海洋、热泉、沙漠等各种生境中。目前有超过99%的细菌和古菌物种尚未以纯培养方式获得。这也就是说，我们对于神秘的微生物世界至今也只是窥探到冰山一角。这些只能以免培养方式检测到的未培养微生物被称为微生物暗物质（Microbial Dark Matter，MDM）。对于MDM认知的匮乏，使得微生物在物种和功能多样性等方面充满了神秘色彩。深刻理解MDM研究领域存在的挑战与机遇，将对我们揭开MDM的神秘面纱、积累物种和遗传资源具有重要意义。
近日，我实验室海洋生命过程与生物资源利用创新团队核心成员李文均教授通过单细胞测序和宏基因组技术获得的基因组序列给MDM研究带来了曙光，极大的扩展了我们对微生物物种和功能多样性的认知，加深了我们对生命起源的探索（图1）。该研究指出，目前MDM研究主要面临的三个挑战：（1） MDM没有统一的命名规则；（2）很难仅从基因组信息中对MDM进行全面的功能研究；（3）如何对MDM进行培养至今仍是十分具有挑战的任务。
针对这种现状，创新团队成员提出建议：（1）坚持以多组学的方式包括宏基因组、宏转录等对各种生境进行MDM研究，将有助于拓展我们对微生物物种和功能多样性的认知；（2）原位实验结合组学分析，以及采用包括FISH、NanoSIMS、Raman和异源表达等技术对MDM功能进行探索；（3）结合多组学和功能网络信息等指导富集培养策略。同时，创新团队成员指出，MDM研究需要多学科、多维度的交叉合作。因此，构建MDM研究中心将有助于解决目前所面临的挑战，开启进一步探究其生态与进化机制研究的新征程。
图1. MDM的基本研究策略
该研究成果于2020年12月在国际知名学术期刊National Science Review（影响因子：16.693，2020年中国科学院SCI一区TOP）上发表，题目为“ Microbial dark matter coming to light: challenges and opportunities ”。创新团队核心成员李文均教授及其博士后焦建宇分别为文章的通讯作者和第一作者。
该研究工作得到国家自然科学基金（91951205、 31972856、31850410475和31670009）和南方海洋实验室创新团队建设科研经费的支持。
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