氧最小值區（OMZs）是海洋中至關重要的區域，其特征是溶解氧濃度（[DO]）較低。然而，OMZs內部的生物地球化學變化——無論是橫向還是隨深度的變化——可能會選擇出對海洋生物地球化學過程至關重要的不同微生物代謝類型。我們利用宏基因組測序技術，針對具有生物地球化學意義的特征（包括一級和二級亞硝酸鹽最大值（PNM和SNM）、二級葉綠素最大值（SCM）以及OMZ的上緣（定義為20 μM [DO]）來研究這些潛在的差異。基于讀段的分析發現了5389個功能基因的差異，但在多個站點中，SCM和SNM的宏基因組顯示出高度相似性。有690個基因在不同特征之間存在顯著差異，其中涉及光合作用的關鍵功能基因在PNM中更為豐富，而碳固定、厭氧氮循環和有機硫循環相關的基因在SCM和SNM中有所增加。從OMZ上緣樣本中組裝的宏基因組包含多種黃桿菌科（Flavobacteriaceae）和紅細菌科（Rhodobacteraceae）菌株，這些菌株的注釋功能表明它們參與碳水化合物和氨基酸的代謝，以及紅細菌科中的好氧無氧光合作用。我們的研究結果確定了在SCM和SNM中富集的功能基因和代謝途徑，同時也展示了海洋最大氧最小值區上層水柱中功能能力的顯著變化。

氧最小值區（OMZs）是海洋中的關鍵區域，其橫向和深度變化都可能影響微生物的生物地球化學循環。我們通過針對已知或預期具有生物地球化學重要性的特定特征進行宏基因組測序，從而揭示了該區域功能能力的顯著變化。