深海热液烟囱体喷口周围栖息着大量的化能自养微生物群落,作为初级生产者,它们不仅是整个热液生态系统存在和发展的基础,同时也在深海热液区域碳、氮、硫等地球化学元素的循环中发挥着重要的作用。此外,深海热液喷口的地热环境类似于生命起源时期的原始地球,因此栖息在这里的极端微生物也是人们探究生命起源以及演化进程的绝佳对象。由于采样困难和方法学的限制,我们对于深海热液微生物的群落结构以及其中未培养微生物系统发育和代谢潜能的认知仍亟需拓展。在本研究中,我们基于宏基因组学方法分析了两个处于不同喷发状态的深海烟囱样本中的微生物群落,两个黑烟囱样品都采集于东太平洋9°N洋中脊热液区域,其中来自L-vent的烟囱体正进行活跃地热液喷发活动,而来自Mvent的烟囱体则处于非活跃状态。基于全长16S r RNA基因的分类学结果显示,化能自养型Epsilonbacteraeota和Aquificae门是L-vent烟囱体中占据主导地位的微生物类群,而M-vent中的微生物群落则具有相对更高的物种多样性,主要由Gamma-,Delta-and Alphaproteobacteria,Nitrospira和Bacteroidetes组成。此外,我们还基于Binning的方法从L-vent宏基因组中重新构建了4个Epsilonbacteraeota和2个原属于Thermotogae EM3的高质量基因组,其中Epsilonbacteraeota具有利用还原硫和氢气作为能源化能自养类型的代谢潜能,同时也具有强大的多聚物运输和分泌系统;而可靠的系统发育分析证据表明EM3类群完全独立于之前所归类的Thermotogae,且单独为一支门水平细菌分类单元。基因组显示EM3类群可能为有机异养细菌,具有降解碳水化合物和胞外蛋白质的代谢潜能,同时也具有丰富的与微生物膜形成相关的糖苷转移酶以及多套分泌系统。综上所述,本研究清楚地解析了两个来自不同喷发状态热液烟囱体的微生物群落结构,重构出活跃烟囱体微生物群落中的主要物种Epsilonbacteraeota的多个未培养基因组并进行了代谢分析,发现并证明了Thermotogae EM3属于一支独立的门水平细菌类群,揭示了它们主要的代谢通路和特点。本文工作不仅有助于我们进一步理解热液烟囱体微生物群落的结构组成及其随热液喷发活动的演替过程,同时也说明了大量的非培养微生物在深海热液区域的地球化学元素循环中发挥着重要作用。这些发现对于拓展我们对深部生命的认识,理解它们在原位环境中所发挥的生态功能以及进一步探究地球生命起源以及演化历程有着十分重要的意义。