海洋深部生物圈指的是海床以下存在的一个不直接依赖太阳能为生命活动能量来源的黑暗生物圈，包括海洋沉积物、岩石及其裂隙流体中生活的所有生命体和其周围的环境，此外海底热液喷口、冷泉等“高能区”区域也是海底生命活动的热点。这些深部生物的营养和碳源主要来自于水体有机质的沉降和各个化学界面的水-岩反应，因此它们在深部有机碳的降解和转化、海洋沉积物的成岩作用、洋壳的蚀变风化、海水和洋壳的物质能量交换等过程中发挥着重要作用，极大影响了包括碳循环在内的营养物质循环与生物地球化学过程，进而在不同的时间尺度影响并调控了地球表层气候、生态和环境系统的变化。

近些年围绕深部生物圈课题组展开可一系列的研究工作，主要包括：1）提出MCT-S  (Microbially-mediated Carbon Transformation in marine Sediment)  概念模型描述海洋沉积物中微生物参与的碳转换过程；2）发现并命名古菌新门“深古菌”门，并进一步揭示其独特的厌氧木质素降解能力和特征膜脂，并基于其更新的物种分类重建其演化历史，发现深古菌与早期地球环境的共演化过程；3）解析了海底厌氧甲烷氧化和生物成矿的分子机制，发现全新烷烃代谢古菌类群及多样电子传递途径，丰富了对烷烃生物地球化学过程的认识。相关研究结果发表在  Nature Microbiology, Nature communications, Science Advances, PNAS,  Microbiome, ISME J 等国际顶级期刊。