深海环境中的硫细菌在硫循环里发挥着关键作用，然而，受深海极端条件与技术局限，对其代谢过程的研究一直困难重重。近期，中科院海洋所的张鑫课题组与孙超岷课题组携手合作，借助共聚焦显微拉曼三维成像技术，取得了重大进展。该成果发表于国际学术期刊《微生物学谱》(Microbiology Spectrum) 。

此前，张鑫课题组观察到我国南海冷泉环境中存在大量单质硫，孙超岷课题组则发现冷泉细菌 Erythrobacter flavus 21-3 能高效将硫代硫酸钠氧化为单质硫，经张鑫课题组用拉曼光谱鉴定，确认该单质硫结构为环状 S8 。后续，两个课题组将 E. flavus 21-3 及其突变株放置于深海冷泉喷口附近进行原位培养，证实该菌株在深海原位环境下同样可形成硫单质。

 此次，研究团队构建了一套针对固态基底上微生物群落的拉曼三维定量原位分析方法，将光学可视化与拉曼定量分析相结合，实现了对微生物群落代谢过程在时间和空间维度上的无损定量表征。该技术应用于深海冷泉细菌 E. flavus 21-3 硫代谢过程的原位监测时，通过拉曼三维成像进行体积计算和比率分析，量化了不同环境下菌落的生长和代谢情况，揭示了诸多此前未知的细节，为深入探究深海冷泉生物群落中硫单质的形成原因提供了关键技术支撑。这一技术突破，为研究深海中附着于岩石沉积物等固体表面的微生物开辟了新路径，有助于更深入理解深海生态系统中的硫循环机制。