氢酶是产氢微生物催化产氢的关键酶,在氢的制备及其应用技术研究开发领域中具有重要的作用。深海热液环境蕴含着丰富的能在高温、高压、高金属含量等极端环境下生存的极端微生物,有着与陆源微生物不同的微生物资源,可作为微生物氢酶的重要资源宝库,但是目前国内外缺乏对热液环境微生物氢酶的研究。
本项目首次利用多种分子生态学方法对深海热液环境氢代谢微生物及氢酶的多样性进行了研究。基于可培养方法从不同深海热液环境样品,包括西南印度洋,南大西洋,东太平洋等获得了多种参与氢代谢微生物,其中大部分为新型微生物。采用分子生态学方法发现 Calroanaerobacter-like 类群的微生物普遍存在于热液环境,推测该类群微生物在热液环境氢气的产生过程中发挥重要的作用。通过对该属微生物产氢特点进行研究,首次发现该属微生物具有高温产氢的潜力。基于基因组测序分析对热液环境氢代谢微生物氢酶的多样性进行研究。结果表明Calroanaerobacter 属微生物含有多种类型的氢酶,推测这些氢酶的存在赋予了该属微生物在热液环境这种极端环境下生存优势。总之,本研究的成果有助于阐明深海热液生态系统中生物产氢过程。同时获得的氢代谢微生物及氢酶资源在深海基因资源开发方面具有很好的应用前景。
本研究创新性强,研究内容丰富,结合多种分子生物学方法对深海热液环境参与氢代谢微生物及氢酶进行多样性研究。目前已发表4篇论文,均为国际SCI 收录论文。