作为最大的生态系统之一，海洋中蕴藏着大量的微生物，这些微生物占地球上生物多样性的大部分。长期以来，海洋微生物吸引着广泛的研究调查。随着先进的跨学科技术在现代分析设备和工具的帮助下的实施，在观察和采样海洋微生物以及分子生态学分析方面取得了相当大的成就。然而，海洋微生物群落的巨大复杂性及其多样化的相互作用对当代生物海洋学家构成了相当大的挑战。

近期，北京大学北京天然气水合物国际研究中心在Journal of Marine Science and Engineering上发表了题为“Technological Advancements in Field Investigations of Marine Microorganisms: From Sampling Strategies to Molecular Analyses”的综述文章。文章系统总结了海洋微生物样本采集和分析技术的最新研究进展，重点介绍了基于组学技术的分子生态学研究内容，并讨论了未来研究的挑战，为海洋微生物乃至海洋生态系统的进一步研究提供了参考。

进行海洋微生物实地调查的第一个条件是充分获得微生物样本。原位高保真采样技术，相较于传统采样方法，实现了低扰动、保压、保温、无污染、转移无压降，充分获得海洋微生物生态学的准确图像，文章综合比较了各采样技术的优缺点及适用范围。

分子生态学是一门研究核酸、蛋白质和代谢物等生物分子的结构和功能的学科，目前普遍应用于海洋微生物研究，包括克隆文库、变性/温度梯度凝胶电泳（DGGE/TGGE）、荧光原位杂交（CARD-FISH）、实时qPCR（qRT-PCR）以及宏基因组学、转录组学和蛋白质组学以及代谢组学等新兴组学方法，这些方法摆脱了对传统培养的依赖，基于对微生物多样性、种群结构和进化关系的分析，进一步探索微生物种群的功能活性、相互作用以及与环境的关系。

文章最后对于该领域研究未来进行了展望：（1）如何获得并稳定保存样本，为后续分子生态学研究提供高保真样本，是海洋微生物研究中的关键问题；（2）不断改进海洋微生物研究方法，采用多种研究方法相结合，是推动海洋微生物学从描述性研究向功能性和应用性研究发展的重要方面；（3）海洋微生物研究不仅限于科学探索，还适用于生物能源生产、生物材料制造和药物开发等实际应用。未来的研究应更广泛地关注多尺度研究，从微观到宏观，从微生物单细胞到复杂生态系统，以便更全面地了解由各种微生物驱动的海洋生态系统。

北京大学环境与能源学院硕士研究生黄芷珊为文章第一作者，北京大学天然气水合物国际研究中心卢海龙教授、副研究员张丽娟为文章共同通讯作者。

文章链接：https://www.mdpi.com/2077-1312/11/10/1981