Millenium”，海底流體活動研究被列為未來十年海洋科學最重要的前沿研究方向之壹，生命科學、海底地球物理和地球化學將在上述研究中占據重要地位。綜合大洋鉆探計劃(IODP)始於2003年6月5日至10月，將深海生物圈、海底和海床列為該計劃的三大科學主題之壹。深海深層生物圈的發現是對“生物圈”廣闊範圍的進壹步認識雖然從海底采集沈積柱狀樣品至今已近80年，但大規模的系統研究始於1968深海鉆探計劃。《深海鉆探(DSDP，1968 ~ 1983)》、《大洋鉆探(ODP，1985 ~ 2003)》、《大洋綜合鉆探(IODP，2003 ~至今)》等深海研究三部曲是國際地學中最長的。大洋鉆探工程ODP以獨特的視角向我們展示了另壹個生命世界――埋藏在海底沈積物和地殼中的生物圈。在數千米的深海海底存在著由微小原核生物組成的龐大生物群，有人估計其生物量相當於全球表層生物量的1/10。與熱液噴口的自養微生物不同，深層生物圈的原核生物是依靠地層中的有機物進行異養的。深海生物圈的發現讓人們意識到，地球生態系統的真正基礎在於原核生物。正是這些原核生物的各種代謝過程產生了各種生物地球化學效應，並在此基礎上建立了地球生態系統。微生物總是出現在壹切可以生存的物理、化學和地質環境中，這似乎是壹個基本規律。那些生長在極端環境下，並且通常需要在這種極端環境下正常生長的微生物統稱為極端微生物。極端環境包括物理極端環境(如溫度、輻射、壓力、磁場、空間、時間等。)、化學極端環境(如幹燥度、鹽度、pH值、重金屬濃度、氧化還原電位等。)和生物極端環境(如營養、種群密度、生物鏈因素等。)，而海底被認為是上述極端環境中的極端。深海環境中存在嗜酸(pH3以下)、嗜堿(pH10以上)、嗜鹽(25mol/L以上)、嗜冷(0℃以下)、嗜熱(120℃以上)和正壓(500個大氣壓以上)微生物。深海環境極端生物特性的研究也為生命極限的研究提供了良好的生物材料，不斷為探索外太空生命提供新的線索和依據。科學家設想，既然微生物能在如此惡劣和極端的環境中很好地生存，火星上也會有生命存在。深海微生物學的建立要追溯到20世紀70年代。美國斯克裏普斯海洋研究所的亞雅諾斯教授設計並改進了高壓培養罐，在1979分離出深海正壓細菌。1989年，Bartlett首先分離出壓力調節外膜蛋白(OmpH)。1990年，日本三菱重工和三洋公司開始為日本海洋科學技術中心開發深海微生物高溫高壓培養系統，1994年完成，耗資7.5億日元。該系統的建設和深潛取樣系統的建設，極大地推動了深海生物圈的研究進展。1995年Kato等人分析了壹個壓力調節基因簇，1999年Nogi等人從馬裏亞納海溝分離鑒定了壹種極端嗜壓細菌Moritella Yayanosii [1 ~ 3]。2003年，日本、美國和意大利相繼推出深海嗜壓細菌紫希瓦氏菌DSS12和發光桿菌。
Profundum SS9全基因組測序[4，5]；2005年3月,《科學》[6，7]發表了深鐮孢SS9的全基因組序列和初步分析。深海微生物研究除了具有巨大的科研價值外，還具有巨大的經濟和社會價值，受到廣泛關註。深海生物處於獨特的物理、化學和生態環境中。在高靜水壓、劇烈的溫度梯度、極弱的光照條件和高濃度的有毒物質的包圍下，它們形成了非常特殊的生物結構和代謝機制體系。由於這種極端環境，深海生物體內的各種活性物質，尤其是酶類，具有耐高溫、耐酸堿、耐鹽和抗毒性能力強的特點。這些特殊的生物活性物質是深海生物資源中最有價值的部分。除了發展和改進海洋微生物的分離培養方法以獲得新的海洋微生物和篩選活性物質外，探索海洋微生物資源特別是深海微生物資源，開發海洋新藥是必然和有效的選擇，也是深海微生物資源開發的熱點。綜上所述，深海生物在以下幾個方面具有潛在的應用價值:
1工業應用
工業生產往往需要壹些特殊的反應溫度、pH值和加入壹些有機溶劑。在這種條件下，普通的酶無法保持活性。因此，依賴酶的行業必須花費大量資金采用特殊工藝來保持這些酶的活性，這大大增加了成本。極端酶在普通酶失活的情況下仍能保持較高的活性，因此在工業上具有廣闊的應用前景。目前，高溫聚合酶、糖酶、澱粉酶、蛋白酶等幾種極端酶已經開始工業化生產，並創造了數十億美元的經濟效益。
2醫療應用
從生物中開發藥物來治療各種人類疾病已經有很長的歷史。因為越來越多的致病菌或病毒對目前的藥物產生了耐藥性，新的疾病不斷產生。因此，從海洋中篩選新的生物藥物已成為海洋藥物研發的方向。由於環境的獨特性，深海生物成為抗腫瘤、抗病毒、降血壓、降血脂等新型特殊藥物的來源。目前國際上關於深海藥物篩選的報道並不多，但可以預計其前景將會非常廣闊。
3環境保護
在海底，由於動物屍體的堆積和火山爆發，有毒物質、硫化物和其他對陸地生物有害的物質的濃度很高，生活在這裏的微生物可以分解這些物質，並將其作為能源繁衍生息。因此，這些生物在去除地球表面的重金屬、石油等汙染物方面具有重要的應用價值。目前，日本科學家已經從深海中篩選出具有高石油分解能力的菌株，並進行了應用研究。20世紀後期以來，隨著深海技術的提高，越來越多的國家投身於深海研究的前沿領域。目前深海載人潛水器的下潛深度達到6500米，無人纜控潛水器ROV的下潛深度可以達到11000米，在最深的馬裏亞納海溝獲得深海沈積物樣品。發現微生物含量達到103 ~ 104個/g..深海環境的實驗室模擬也取得突破性進展，嗜壓、嗜堿、嗜酸、嗜鹽、嗜冷、嗜熱等極端微生物被分離鑒定。目前世界上開展深海微生物研究的國家主要分布在歐美和亞洲，其中美國、日本、德國和法國是深海微生物研究的主力軍。目前在深海微生物的分離培養、多樣性調查、功能基因研究、適應機制研究(如深海嗜鹽菌的嗜鹽機制)等方面取得了壹定的進展。各種極端微生物在工業用酶、工具酶、環境修復、生物活性物質的開發應用方面也取得了突破，讓人們看到了深海微生物開發的巨大潛力和廣闊應用前景。深海生物資源，尤其是微生物資源，越來越受到人類的重視。隨著科學的發展，水下工程技術和探測技術的提高和完善，人類對深海微生物的研究和開發有了更大的空間和可能性。我國深海生物基因的系統研究起步較晚，本世紀以來主要由科技部和中國海洋工程資助。中國海洋學協會以國家海洋局第三海洋研究所為基礎，建立了中國大洋生物基因研發基地，研發裝備了壹批海洋和實驗室深海微生物培養專用設備。在深海設備的支持下，可以進行真正的深海微生物研究。到目前為止，基礎研究主要開展深海微生物在物質循環中的作用；極端微生物的分離和培養；微生物遺傳代謝研究，深海極端環境微生物適應機制研究。成功分離鑒定了各種深海嗜鹽、嗜熱、嗜冷、嗜鹽、嗜堿、嗜酸微生物，發現了許多新物種。在此基礎上，我國首個深海微生物菌種資源庫正在建設中。克隆、表達和分析了多種深海極端酶基因。還開展了從深海微生物中篩選抗菌和抗腫瘤活性物質的工作。深海耐壓菌株希瓦氏菌comra WP3已基本完成全基因組測序，正在進行後基因組研究。構建了深海沈積物宏基因組文庫，成功構建了深度5000米的深海沈積物粘粒基因文庫。通過對克隆的分析，發現文庫中的微生物來源主要是壹些未培養的新微生物物種，對部分克隆測序發現克隆中的基因大部分是新基因。目前，已篩選出幾個表達生物活性物質的克隆，正在測定它們的序列。總之，深海生物研究是壹個依靠工程技術的高投入項目，我國深海生物基因資源開發利用研究的快速發展需要更多的資金和人才。