21世紀海洋生物技術發(fā)展展望

摘要本文根據(jù)近期的文獻資料，分析研究了目前國際海洋生物技術研究發(fā)展特點。重點領域及最新研究進展，展望對世紀海洋生物技術研究的發(fā)展趨并就我國海洋生物技術發(fā)展提出相應的建說。關鍵詞持續(xù)發(fā)展中的戰(zhàn)略地位日益突出，以及人類對海洋環(huán)境特殊性和海洋生識不斷深入，海洋生物資源多層面的開發(fā)利用極大地促進了海洋生物技平的專家學者前往展示與交流研究成果，探討新的研究發(fā)展方向，同時也極域海洋生物技術研究的發(fā)展進程。在各大洲，先后成立了區(qū)域性學術交流組洋生物技術學會、歐洲海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協(xié)會等。各國研究中心，其中比較著名的為美國馬里蘭大學海洋生物技術中心、加州大學海洋生物技術和環(huán)境中心，康州大學海洋生物技術中心，挪威貝爾根大學海國際研究中心和日本海洋生物技術研究所等。這些學術組織或研究中心不斷技術學會、日本海洋生物技術學會和泛美海洋生物技術協(xié)會的支持下，原《），領域已明確被定義為“海洋生命的分子生物學如細胞生物學及其它的發(fā)展打下了基礎。不言而喻，迄今海洋生物技術不僅成為海洋科海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發(fā)育生物學傳學、生物化學、微生物學，乃至生物多樣性和海洋生態(tài)學等廣泛內容本文作者詢問一位資深的與會者：本次會議的主要進步是什么？他毫不生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統(tǒng)計表的基礎研究更側重于分子水平的研究，如基洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研要影。1.2推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)是海洋生物技術應用的主要方面目前，應用海洋生物技術推洋產(chǎn)業(yè)發(fā)展主要聚焦在水產(chǎn)養(yǎng)殖和海洋天然產(chǎn)物開發(fā)兩個方面，發(fā)展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產(chǎn)養(yǎng)殖方面，提高育、生長和健康狀況，特別是在培育品種的優(yōu)良性狀、提高的進步，如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲和方法開發(fā)分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物性等，已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新物技術研究應用的另一個重要方面利用生物技術保護海洋環(huán)境、治理污染統(tǒng)生物生產(chǎn)過程更加有效是一個相對比較新的應用發(fā)展領域，因此，無論還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的角度看，它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到生物修復（如生物降解和富集、固定有毒物質技術等）、防生物附著、生生物工程手段，美國和加拿大聯(lián)合制定了海洋環(huán)境生物修復計劃，推動該展。1.4與海洋生物技術發(fā)展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題其中海洋生物技術的發(fā)展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產(chǎn)性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性等方面的政策、法規(guī)的制定與實施倍受關注。2.重點發(fā)展領域當前，國際海海洋生物胚胎發(fā)育、變態(tài)、成熟及繁殖各個環(huán)節(jié)的生理過程及其分闡明海洋生物生長、發(fā)育與生殖的分子調控規(guī)律具有重要科學意義術手段，促進某種生物的生長發(fā)育及調控其生殖活動，提高水產(chǎn)養(yǎng)括：生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激催乳激素、滲透壓調節(jié)激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導和性別特異基因等激素和調節(jié)因子的基因鑒定、克隆及表達分析，以養(yǎng)及定向分化等。2.2基因組學與基因轉移隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施，各種生物的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重物的基因組研究，特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作前的研究重點是對有代表性的海洋生物（包括魚、蝦、貝及病原微生克隆和功能分析。在此基礎上，基因轉移作為海洋生物遺傳改槍法和精子攜帶法外，目前已發(fā)展了逆轉錄病毒介導法，電穿孔法，轉座等）致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究，是研制有效防治技術的基礎；同時，開展海水養(yǎng)殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究，弄清海水魚機制對于培育抗病養(yǎng)殖品種、有效防治養(yǎng)殖病害的發(fā)生具有重要意義。與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一，重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆，海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物技術的又一研究熱點?，F(xiàn)人研究表明，各種海洋生物中都廣物，用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生顯示出巨大的應用潛力，如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外，有一些有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財?shù)蜖I養(yǎng)的功能，研究開發(fā)利用這些具洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產(chǎn)物，因而，對極端生物研來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工殊用途酶類、極端微生物中特定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生增強物質、抗氧化劑及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等。2.5海洋環(huán)境生物技術該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發(fā)與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛，又以點的海洋環(huán)境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產(chǎn)品降解污染或轉化為無毒產(chǎn)品，富集和固定有毒物質（包括重金屬等），大尺度的生物態(tài)系統(tǒng)中的生態(tài)調控等。應用領域包括水產(chǎn)規(guī)?；B(yǎng)殖和工廠化養(yǎng)殖、石油污染、城市排污以及海洋其他廢物（水）處理等。目前，微生物對環(huán)境反制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與和互利機制，抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。3.前沿領域的最新研究甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1]，研究了甲狀腺激素在金紹生長和發(fā)育中的調控作平中等，表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1]，對海鞘的同源框養(yǎng)技術，用于進行藥物篩選[2]，建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統(tǒng)[2]，通殖速率的方法[3]，研究了幾丁質酶基因在斑節(jié)對蝦蛻皮過程中的表達［4從海參分離分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因，從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1]；將粒載體，從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑，從蘭蟹血細胞中分離到一質，從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子，發(fā)現(xiàn)依賴于細胞周期的激酶活性可美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原（allergen）基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1]，建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價；對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導，發(fā)現(xiàn)三倍體轉基長不如轉基因二倍體快，但優(yōu)于未轉基因的二倍體魚，同時，轉基因三倍％，成大的危害[3]；應用GFP作為遺傳標在抗病基因工程育種方面，構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體移實驗[2]；在轉基因研究的種類上，目前已從經(jīng)濟養(yǎng)殖魚類逐步擴展到養(yǎng)殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩(wěn)定表達[4]。3.4分子標記技術與遺傳多樣性研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態(tài)性[1]；利用寄生性原系中鑒定出經(jīng)干擾素可誘導的蛋白激酶[2]；建立了養(yǎng)殖對蝦病毒病原檢測的ELI海洋環(huán)境監(jiān)控，研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性，集素的抗菌防御反映[2]；研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3]；建立了位[4]。3.6生物活性物質從海藻中分離出新的抗氧化劑[1]，建立了大量生產(chǎn)生物活性化合物的海藻細胞和組織培養(yǎng)技術，建立了通過海綿細胞體外培養(yǎng)制備[1]；從不同生物（如對蝦和細菌）中鑒定分離出抗微生物肽及其基因，從魚類水解產(chǎn)物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質，海洋生物中存在的抗附生成抑制劑作為抗受孕劑，從蟹和蝦體內提取免疫激活劑，從海洋藻化合物，開發(fā)了珊瑚變態(tài)天然誘導劑，從海膽中分離出一種抗氧化的新生物活性化合物的理想來源[2]；發(fā)現(xiàn)海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒放式海綿養(yǎng)殖系統(tǒng)，為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3]；從蝦肌水解脫乙酸酶[4]。3.7生物修復、極端微生物及防附著研究了轉重金屬硫環(huán)境中重金屬的吸附能力，表明明顯大于野生藻類[1]，研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環(huán)境上的可療性及應用潛力[1]；研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環(huán)境中重金屬上的應用潛力[1]；用Bacillus清除養(yǎng)魚場污水中的氮，用分子技術篩選作為海水養(yǎng)殖餌料的微藻，開發(fā)了六價鉻在生物修復上的應用潛力，分離出耐菌，研究了海洋環(huán)境中多芳香化烴的微生物降解技術[2]；從噬鹽細菌分離出滲透壓調節(jié)菌，并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2]；建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡應用方向迅速發(fā)展。一是水產(chǎn)養(yǎng)殖，其目標十分清楚就是要提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)業(yè)在優(yōu)良品種培育、病害防治、規(guī)模化生產(chǎn)等諸多方面出現(xiàn)跨越式的發(fā)展產(chǎn)物開發(fā)，其目標是探索開發(fā)高附加值的海洋新資源，促進海洋新藥、高特殊的海洋生物活性物質產(chǎn)業(yè)化開發(fā)；三是海洋環(huán)境保護，其目標是保證續(xù)利用和產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。令人可喜的是這個應用發(fā)展趨勢與我國海支持力度，進一步促進我國海洋生物技術快速發(fā)展的勢頭，不僅有現(xiàn)實戰(zhàn)略價值的舉措。另外，面對科技全球化的挑戰(zhàn)，多渠道地加強國際合國海洋生物技術創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)化向更高層面上發(fā)展也是十分重要的。從技海洋生物技術主要是利用海洋環(huán)境特殊性和生物多樣性特征，從分子