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探秘海洋生物 赋能蓝色产业

科普小知识2022-01-26 07:57:05
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■我们的记者冯廖洋

谈到我国海洋生物的发展,我们不能不提到位于青岛黄海之滨的中国科学院海洋研究所(以下简称海洋研究所)。70年前,它是新中国第一个海洋生物研究机构。

如今,IFREMER已经在中国培养了一支海洋生物研究的新力量,并培育了一个完整的链条。从探索生命奥秘到建设“蓝色粮仓”,从发展高科技海洋生物到开发利用蓝色基因资源,这里诞生的研究成果正逐步推动蓝色生物产业成为中国的强国之一。

海潮见证满是海货的谷物

随着新中国的发展,中国的海水养殖业已经从无到有跃居世界之首。其中,最关键的是中国海水养殖的三次产业浪潮。为了让亿万中国人民吃好、吃好,海洋对海带、对虾、扇贝的养殖做出了独到的贡献,引发并引领了“三波”的兴起和发展,在中国海洋科技自主创新方面取得了丰硕的成果,是科技惠民的光辉典范。

1950年,中国科学院水生生物研究所的前身青岛海洋生物研究室成立。为了服务国民经济的需要,海洋研究所创始人之一曾成奎带领团队突破海带、紫菜等藻类人工养殖的原则和技术,倡导并率先实施海洋养殖和藻类产业化,直接推动了中国海洋养殖第一波“浪潮”的兴起,引领中国海藻产业跃居世界第一。

在接下来的几十年里,第二次和第三次海水养殖浪潮从这里兴起,并蔓延到全国。

20世纪60年代,刘瑞玉等人首次阐明了中国对虾的生活史,培育出健康的对虾苗,为中国第二次海水养殖浪潮的兴起奠定了基础。

20世纪70年代,张福穗带领团队进行贻贝育种工程,推动贻贝育种的发展。20世纪80年代,美国海湾扇贝被成功引进,并建立了一套工程育苗和养殖技术,直接导致了中国海水养殖第三次“浪潮”的兴起。

20世纪90年代,为应对病毒引起的对虾产量急剧下降,海洋研究所再次成功引进凡纳滨对虾,并以关键核心技术引领中国对虾养殖业健康发展。

人们视食物为天堂,以农业为基础。世纪之交,国家“海水养殖种子工程”重大项目启动,海洋研究所的水产“种子”创新成果相继问世,如杂交鲍鱼“大连1号”、芦笋“981”、凡纳滨对虾“科海1号”、三疣梭子蟹“科用1号”、刺参“东科1号”等。近20年来,仅国家就批准了10多个高产、优质、抗逆性强的新品种。这些“种子”资源不断为中国的“蓝色农业”注入新的活力。例如,他们推动了以海参和鲍鱼养殖为代表的海鲜养殖潮流,创造了数万亿元的经济效益,带来了大量的就业机会。他们还帮助海洋研究所一个接一个地赢得奖杯,仅国家科技进步奖就有近10项。

齐飞的两翼

在学科发展之初,基础应用和“不屈不挠”进行科学研究的结合被整合到海洋研究所的海洋生物发展基因中。在满足国家需要的同时,IFREMER的另外两位创始人在基础科学研究方面也有突出的成就:佟弟洲的鱼卵核移植育成的“小鱼”享誉国际;张西领导的调查查明了中国海域无脊椎动物的分布资源。

目前,依托中国科学院实验海洋生物学重点实验室(成立于1987年),该所的海洋生物学研究主要集中在三个方向:基因开发基础与种子创新、免疫防御机制与生物安全、关键代谢过程和生物基材料提炼。"在这三个方向上,每个人都在朝着‘不屈不挠的精神’努力."实验室副主任王光策说。

例如,在遗传发展方面,新世纪以来,曾国藩等人在牡蛎基因组测序和适应性进化方面的突破性成就,向建海、李富华在凡纳滨对虾基因组测序方面的突破性成就,以及杨宏生等人在海参基因组解码方面的突破性成就,都引起了国际关注。以易萍、徐飞为代表的青年学者对软体动物发育机制的创新研究,显示了中国在海洋生物基础研究方面的世界领先地位。

在免疫防御方面,研究者深入研究了海洋动物病原体的致病机制和海洋动物的免疫防御机制,探索了各种鱼类疫苗的构建技术。同时,为海水养殖的环境安全和循环水工程做出了突出贡献。

在海洋生物资源方面,研究人员从海藻中提取褐藻胶,并率先开发出一种准品牌海洋药物——甘露醇烟酸盐。开发的四种海洋药物,包括硫酸岩藻聚糖和海昆沈曦胶囊,已获得国家新药证书。实验室开发的“海藻碘精华”、“农乐一号”等产品已经产业化。相关海洋药物和生化产品取得了显著的经济和社会效益。

迎接挑战,再次航行

站在新的历史起点上,研究所海洋生物学的发展机遇与挑战并存。

2015年,中国科学院实验海洋生物重点实验室建立的青岛海洋科学技术国家海洋生物与生物技术功能实验室试点实验室正式投入运行,针对中国海洋生物资源可持续利用的重大科技问题,通过宏观和微观生物技术相结合,对海洋生命现象和生命活动规律进行多层次、多角度的深入研究。探索海洋生物的起源与进化、繁殖与发育、生长与代谢、生理生化、免疫防御和遗传变异规律,旨在引领中国海洋生物学和海洋生物技术的发展,为中国海洋生物资源的高效利用提供科学依据和技术支持。

无论是与海洋科学领域的兄弟单位共同建设青岛海洋科技先导国家实验室,还是与中国科学院其他12个单位共同建设海洋科学中心,都为我们提供了前所未有的机遇王光策说道。然而,与此同时,如何依托国家科研平台,充分发挥学科优势,有效汇集优势资源和人才,促进我国海洋生物学及相关学科的发展,更好地满足国家需求,也面临着巨大的挑战。

"无论如何组织,学科建设和人才培养都不会动摇."实验室前主任、前主任向建海说。他建议未来的学科发展应该抓住创新链,从基础创新到技术突破,再到产业创业,贯穿到底。与此同时,我们应该为年轻人创造条件和负担,帮助他们更快地成长,培养更多优秀的学术带头人。

目前,生物基因资源的开发在全球生物产业竞争中日益发挥主导作用。关于学科的未来发展,研究员张国范告诉记者,很难说需要什么样的法律(如果有的话)来“推动”。"因为科学研究没有第二位,只有第一位!"

中国科学新闻(2020-02-28,第三版)