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海洋水产研究范文精选

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海洋水产养殖物联网系统研究

【摘要】 本文通过海洋水产养殖到销售模式整个过程的研究分析,提出海洋水产养殖物联网系统模型。该模型涵盖了渔业水产养殖、加工、运输及销售环节的物联网技术运用,解决了传统养殖存在的种种弊端,满足市场需求,提升了工作效率。

【关键词】 物联网 Zigbee RFID 追溯

物联网是继计算机、互联网和移动通信网之后,世界信息技术革命的第三次浪潮。物联网已成为当前世界新一轮经济和科技发展的战略制高点之一,已经列为国家战略性新兴产业。

现阶段我国水产养殖业的集约化、设施化、信息化水平很低,主要沿用大量消耗资源和粗放式经营的传统养殖模式。这一模式导致生态失衡、资源枯竭、环境恶化的问题日益显现;不合理的投饵、施药、施肥等恶化了水产品的生长环境,导致食品安全问题严重。

一、系统模型总体设计

基于物联网的智能海洋水产养殖系统是专门为人工水产品养殖到销售环节设计的,采用无线传感技术、网络化管理等先进管理方法对养殖环境、水质、鱼类生长状况、药物使用、废水处理、运输环节等进行全方位管理、监测,具有数据实时采集及分析、食品溯源、生产基地远程监控等功能。

海洋水产养殖物联网系统包含6个子系统及1个数据库,涵盖了渔业水产养殖、加工、运输及销售环节的物联网技术运用(图1)。

二、系统的组成

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海洋生物有机肥对连粳7号水稻清洁生产效果研究

摘要 海洋生物有机肥对连粳7号水稻清洁生产效果研究结果表明,海洋生物有机肥对秧苗生长有促进作用,受稻飞虱危害较重,秧苗整体素质下降。正常施氮水平条件下对产量提高不明显;施氮量减半条件下产量与正常施肥条件下产量相比显著增产;不施氮肥条件下可达9.00 t/hm2左右。证明海洋生物有机肥在不施氮肥和减半施氮肥的情况下有增产和稳产的作用。特别注意的是海洋生物有机肥施用量不宜过高,用量过高易造成减产。建议基肥土壤处理用量以3 250~7 500 mL/hm2为宜;孕穗期叶面喷肥对穗数、粒数影响不大,主要影响结实率和千粒重,最终影响产量,孕穗期喷肥量以750 mL/hm2左右为宜。

关键词 新型海洋生物有机肥;水稻;连粳7号;清洁生产;产量;影响

中图分类号 S511;S144 文献标识码 A 文章编号 1007-5739(2012)21-0025-02

海洋生物有机肥含多种有益微生物和各种活性酶,以及作物可以利用的微量元素、有机物等,在保持改善和提高土壤肥力、活化土壤养分、增强微生物活性和促进农作物高产、优质、降低农产品成本等方面有着不可替代的作用。因此,研究生物肥料对清洁生产和粮食安全影响具有十分重要的意义[1]。近年来,国内外有关施肥等措施对水稻产量构成因素研究较多,但对秧苗素质影响的相关研究,特别是采用海洋生物有机肥对肥料对水稻秧苗素质的研究较为鲜见。试验应用海洋生物有机肥快速培肥水稻秧苗,研究海洋生物有机肥对秧苗素质的变化特征,探明对无机肥料的补充效应,探明改进培肥方式,创造高产、高效、清洁的培肥方式[2]。海洋生物有机肥是新型海洋生物有机肥微生物有机液肥,以天然的海洋生物及农副产品为主要原料,优选美国微生物菌群,使用自主研发的新型生物反应器及首创的绿色环保型低温发酵工艺制备,发现该种肥料是一种可供无公害、绿色、有机食品生产的环保型、高能高效的有机肥料。

1 材料与方法

1.1 试验概况

试验分别于2010年和2011年在连云港市东辛农场试验基地进行。试验地前茬为小麦。供试水稻品种为连粳7号。

1.2 试验设计

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山东海洋科学家推动水产养殖研究进入基因组时代

山东是全国第一海水养殖大省,全省海水养殖产量400多万吨,约占全国海水养殖产量的1/4,其中80%以上是贝类,贝类养殖产业规模和产量均居全国首位。牡蛎作为贝类的“模式种”,以其分布广、经济和生态价值高,一直受到全社会的广泛关注。

牡蛎俗称海蛎子,是世界第一大养殖贝类,是人类可利用的重要海洋生物资源之一。除了可食用外,牡蛎也是海洋生态系统的重要成员,对内湾和近海水域藻华的调控具有重要作用。

近年来,基因组学发展迅速,影响越来越大,几乎渗透到生命科学的各个方面。山东海洋科技人员一直致力于海洋生物基因的开发和应用。中国科学院海洋研究所张国范研究员长期研究海产动物遗传与育种研究,特别关注牡蛎等海洋贝类性状的遗传基础和改良方法研究。2008年5月,张国范研究员和美国新泽西州立大学教授郭希明博士联合组成了一支国际牡蛎基因组研究团队,正式发起国际牡蛎基因组计划,拉开了我国水产养殖动物首个基因组研究计划的序幕。

研究人员针对牡蛎基因组的高杂合度问题,开发了短序列片段拼接新算法,开辟了分级组装新手段,为高杂合度物种的基因组测序提供了全新的方法和技术。2010年7月,绘制完成牡蛎基因组序列图谱。这是世界上第一张养殖贝类的全基因组序列图谱,标志着基于短序列的高杂合度基因组拼接和组装技术获得了重大突破,达到国际领先的基因组图谱标准。2012年9月19日,研究组在国际顶级学术刊物《自然》(Nature)杂志在线发表了基于多组学方法揭示的牡蛎对潮间带逆境适应分子机制及贝壳形成复杂性的研究成果。这是我国水产养殖研究成果首次以长篇论文形式登上该刊物。

牡蛎全基因组序列图谱的绘制完成,使科研人员可在分子水平对生物的目标性状进行预先设计,有效解决了常规育种方式中周期长和准确性低的问题,具有里程碑式的意义。随着牡蛎基因组数据的深入挖掘,有可能改变牡蛎生活习性,使其更好地为人类所利用提供更广阔的技术思路。

下一步的研究方向将对功能基因进行深度验证,全面解析牡蛎典型性状,开展基因组育种、基因产品开发和生物新材料等应用研究,提升我国海洋和水产生物基因资源研发水平,促进海水养殖产业健康和可持续发展。(来源:山东省科技厅)

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浅论科技创新对海水养殖的发展影响

一、科技创新对海洋产业发展的支撑和引领作用

1.海洋科技创新对海洋产业的发展具有巨大的推动作用

海洋科技创新一方面导致了新兴海洋产业的产生与发展;另一方面改造、提升了传统产业并促进了其他产业的发展。所谓海洋新兴产业,是以海洋资源大规模的开发利用和由此带动且服务于其开发利用需要为背景的、产业演化形成期进入成长期的海洋产业。海洋科技创新是海洋新兴产业的产生的基础,尤其是海洋科学研究的积累和关键技术的突破。海洋新兴产业相对传统海洋产业而言,是科学技术进步积累和技术集成开拓了海洋资源利用的内容所形成的参与。

根据国内外海洋开发的实践和海洋高新技术储备的领域和强度,沿海地区的海洋开发在海洋水产养殖及食品加工、海洋化工及海水利用、海洋生物制品、海洋环保、海洋石油、海洋能利用以及海洋服务业等领域均出现较大的进步,从而推动了产业结构的优化和升级。在这一过程中,尽管海洋捕捞、海洋运输和海洋盐业等传统产业在海洋经济中的比重逐步降低,但在海洋科技创新对其改造、提升中,仍保持自身较大的发展。而海洋新兴产业依托于丰富的资源和海洋科技不断的创新,其发展迅猛,具有更大的真正潜力和更为广阔的发展前景。

2.海洋科技创新对沿海地区社会和经济发展具有明显的带动作用

现代的海洋产业是融多行业、多学科为一体的综合性产业,包括复杂的结构和众多的分支,它的再生产过程同样包括生产、分配、交换与消费的过程。有些海洋产业可以形成较长的产业链,具有很高的劳动生产率和投资回报率。有些海洋产业与陆地产业的再生产过程是相互联系、相互影响的,可以联动陆地经济。海洋产业的纵向发展既为上游产业提供市场,拉动其发展,又为下游产业提品,推动其发展,并促进其产业链的进一步延伸。如发展海洋造船、航运业,可以带动港口建设、以港兴市,带动沿海的工商业和城市发展。这就是说,海洋产业具有增长快、效益高、涵盖面广、产业关联度大、带动作用强的特点。一个海洋产业就可以带动几个产业的发展,一个大的工程就可以带动一个区域的发展。因此,由海洋科技创新催生的海洋新兴产业不仅具有很高的科技内涵,更具有很大的经济价值和社会价值,是科技、经济、社会三重价值的载体。这种可以迅速放大的价值优势对沿海地区社会和经济发展的推动和带动是传统产业无法比拟的。

3.海洋科技创新对海洋环境保护意义重大

开发与保护并重,社会效益和经济效益同样重要。在现代社会中经济处于中心地位,经济效益毫无疑问成为关注的重点。但是在海洋资源开发与海洋产业发展中,海洋环境污染和生态资源衰退问题也是必须关注的焦点,海洋环境问题,不仅是经济问题,更是关系到人类生存和发展的社会问题。海洋环境问题可以分为两种,一是由自然界的活动引起的海洋环境问题,如台风、地震、火山爆发、海啸等自然灾害;二是由人类活动引起的海洋环境破坏与污染问题。这两种海洋环境问题的解决,都离不开海洋科技创新。如海洋生态环境应用基础性演进领域的创新、海洋环境污染预防和控制技术的创新、海洋环境污染的生物修复技术的创新、入海污染物处置工程技术等方面的创新,对海洋环境保护具有重大意义。

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论科技创新对海水增养殖和水产品的影响

1科技创新对海洋产业发展的支撑和引领作用

科技创新对海洋资源开发、海洋产业发展及沿海社会经济发展所体现的支撑和引领作用主要表现在以下几个方面。大力开发海洋资源,发展海洋经济,科技创新是关键。人类对于海洋资源的开发与利用,首先从陆地走向浅海,继而逐步走向深海和南北极。从人类最早开发利用海洋资源的方式———渔业和盐业,到海洋油气、深海矿产的勘探与开采、极地考察和深海探索等方面,都是伴随着海洋科技创新而产生的。以海洋油气勘探与开发方面为例,与陆地相比,海洋油气的勘探与开采,尤其是深海海洋油气的勘探与开采,其技术难度更高、操作要求也更为严格,可以说海洋油气勘探与开发方面的突破与进展都是以相应的海洋科技创新所取得的突破密不可分。而海洋油气的成功勘探与开采,又大大增加了国家的能源自给供应,为国家的能源安全作出了巨大的贡献。尤其是在陆地油气矿产日趋枯竭的状况下,随着深海勘探与开采技术的日趋成熟,海洋将为国家的社会经济发展提供越来越多的能源供应。海洋科技创新一方面导致了新兴海洋产业的产生与发展;另一方面改造、提升了传统产业并促进了其他产业的发展。所谓海洋新兴产业,是以海洋资源大规模的开发利用和由此带动且服务于其开发利用需要为背景的、产业演化形成期进入成长期的海洋产业[1]。海洋科技创新是海洋新兴产业的产生的基础,尤其是海洋科学研究的积累和关键技术的突破。海洋新兴产业相对传统海洋产业而言,是科学技术进步积累和技术集成开拓了海洋资源利用的内容所形成的参与。根据国内外海洋开发的实践和海洋高新技术储备的领域和强度,沿海地区的海洋开发在海洋水产养殖及食品加工、海洋化工及海水利用、海洋生物制品、海洋环保、海洋石油、海洋能利用以及海洋服务业等领域均出现较大的进步,从而推动了产业结构的优化和升级[2]。在这一过程中,尽管海洋捕捞、海洋运输和海洋盐业等传统产业在海洋经济中的比重逐步降低,但在海洋科技创新对其改造、提升中,仍保持自身较大的发展。而海洋新兴产业依托于丰富的资源和海洋科技不断的创新,其发展迅猛,具有更大的真正潜力和更为广阔的发展前景。现代的海洋产业是融多行业、多学科为一体的综合性产业,包括复杂的结构和众多的分支,它的再生产过程同样包括生产、分配、交换与消费的过程。有些海洋产业可以形成较长的产业链,具有很高的劳动生产率和投资回报率。有些海洋产业与陆地产业的再生产过程是相互联系、相互影响的,可以联动陆地经济。海洋产业的纵向发展既为上游产业提供市场,拉动其发展,又为下游产业提品,推动其发展,并促进其产业链的进一步延伸。如发展海洋造船、航运业,可以带动港口建设、以港兴市,带动沿海的工商业和城市发展。这就是说,海洋产业具有增长快、效益高、涵盖面广、产业关联度大、带动作用强的特点。一个海洋产业就可以带动几个产业的发展,一个大的工程就可以带动一个区域的发展。因此,由海洋科技创新催生的海洋新兴产业不仅具有很高的科技内涵,更具有很大的经济价值和社会价值,是科技、经济、社会三重价值的载体。这种可以迅速放大的价值优势对沿海地区社会和经济发展的推动和带动是传统产业无法比拟的。开发与保护并重,社会效益和经济效益同样重要。在现代社会中经济处于中心地位,经济效益毫无疑问成为关注的重点。但是在海洋资源开发与海洋产业发展中,海洋环境污染和生态资源衰退问题也是必须关注的焦点,海洋环境问题,不仅是经济问题,更是关系到人类生存和发展的社会问题。海洋环境问题可以分为两种,一是由自然界的活动引起的海洋环境问题,如台风、地震、火山爆发、海啸等自然灾害;二是由人类活动引起的海洋环境破坏与污染问题。这两种海洋环境问题的解决,都离不开海洋科技创新。如海洋生态环境应用基础性演进领域的创新、海洋环境污染预防和控制技术的创新、海洋环境污染的生物修复技术的创新、入海污染物处置工程技术等方面的创新,对海洋环境保护具有重大意义。海洋科技创新与成果转化在维护国家战略利益中处于非常重要的地位。国家战略利益事关国家长远发展和民族兴旺大计。海洋国土完整与拓展,以及国家安全,都关系到整个国家、整个民族的生产与发展空间的维护与扩展。这是涉及维护国家现有生存空间的完整,以及未来生产空间的拓展的一个战略性问题。而在这其中,海洋科技创新的作用十分巨大。例如,在海洋调查、极地考察与国际海洋法研究方面的海洋科技创新,可以为国家解决与邻国领海、岛屿归属权争端等方面提供科学依据,为国家开发利用公海大洋、南北极资源提供关键的科学知识与技术支持。

2海水增养殖和水产品精深加工业发展对科技创新的战略需求

海水增养殖和水产品精深加工业的发展离不开科技创新,科技创新也不断推动海水增养殖和水产品精深加工业向前发展。作为新兴海洋产业,海水增养殖和水产品精深加工产业对科技创新的战略需求如下。优质种苗培育技术,选择适宜养殖的优势品种。种苗培育必须大力引进适合海洋渔业生态环境的国内外优良品种,用生物工程技术、分子标记辅助育种技术、多倍体技术开展名特优新品种的繁育,培育优质高效、抗病害的养殖品种,提高优良品种普及率。主要养殖品种原种保存、提纯复壮和良种选育研究。建立原种种质库和原种自然繁殖保护区;养殖方式多样化研究,完善筏式养殖、网箱养殖、底播养殖等不同养殖方式的技术和设备研究。间养、混养、轮养等对养殖空间进行生态科学利用技术和理论研究。建立可持续发展的海水养殖生态技术研究,包括海水养殖容量的研究和养殖区生物综合利用技术的研究。工厂化养殖技术和设备开发研究等;海水养殖病害防治,要加快引进国内外最新研究成果,加强预防研究,从养殖容量、水质控制、药物饲料、苗种繁育等环节入手,控制鱼、虾、贝、藻病原体的发展,建立以防为主的病害防治体系;海水养殖病害快速诊断技术和高效无公害无残留防治技术;加强养殖病害防治药物研究,以研制无公害高效新药物为主。适合放流苗种选择研究,在稳定并逐步扩大中国对虾、金乌贼、海蜇等现有品种的放流规模,积极探索日本对虾、魁蚶、梭鱼、梭子蟹等放流品种开发试验;苗种放流、底播海区选择研究;苗种移植技术的研究;投放人工鱼礁,建设人工渔场技术研究。利用技术水产品精深加工、综合利用和高附加值技术开发研究;建立优势养殖水产品精深加工技术体系,开发研制水产品深加工系列化产品和加工设施、设备,配套完善技工生产线,提高水产品加工利用率;利用现代生物技术原理和手段,建立水产品产业资源研究和技术开发体系;开发研究具有高附加值、高科技含量、高市场占有率、高出口创汇率特点的产品;对加工机械、包装材料以及调味品等相关配套的研究开发;高档鱼、虾、贝、蟹及海参、鲍鱼等海珍品的保鲜保活技术研究;冷冻调理食品开发技术、鱼糜以及鱼糜制品加工技术研究;即食海参、海参口服液等海珍品高附加值产品的开发。海洋药物与生物制品开发技术,海洋药物先导化合物的发现与优化技术、海洋药物研发技术、海洋生物功能基因开发利用技术、海洋生物酶技术、海洋生物材料开发技术、海洋生物表面活性剂开发技术、海洋农用生物制剂开发技术;海洋抗肿瘤化合物研究,海洋活性物质研究,鲨鱼软骨素、胶囊制剂研究,海洋多糖、寡糖的应用研究以及产业化;海洋生物酶应用于医疗方面的研究等。加大海水增养殖良种推广工作力度;海洋药物开发产业化;海洋寡糖生物农药推广及产业化;海洋微生物农药研制推广及产业化;新型海洋寡糖饲料添加剂推广应用及产业化;利用海参精深加工技术开发出的多种海参制品,进行扩大产业链条,完善推广、流通、贸易等服务环节实现产业化运行;拓展新型海带高附加值产品应用领域,完善流通环节实现产业化运营;应用和开发先进的水产品加工技术,提升传统产业。积极引导企业和渔民发展水产品精深加工,创造名牌产品。重点推广应用超低温制冷技术、烘烤和软包装技术等,通过保鲜加工技术的推广和应用,提高海产品的质量。

3科技创新有效影响海水增养殖和水产品精深加工需求结构

大力开发海洋资源,发展海洋经济,科技创新是关键。人类对于海洋资源的开发与利用,首先从陆地走向浅海,继而逐步走向深海和南北极。从人类最早开发利用海洋资源的方式———渔业和盐业,到海洋油气、深海矿产的勘探与开采、极地考察和深海探索等方面,都是伴随着海洋科技创新而产生的。可以说,海水增养殖和水产品精深加工方面的突破与进展都是以相应的海洋科技创新所取得的技术突破密不可分。而海水增养殖和水产品精深加工,又大大增加了国家的食品自给供应,改善了人们生活水平与营养水平,为国家的食品供给作出了巨大的贡献。尤其是在海洋渔业资源日趋枯竭的状况下,随着海水增养殖和水产品精深加工技术的日趋成熟,海洋将为国家的社会经济发展提供越来越多的食品供应。科技创新对海水增养殖需求结构的影响,主要体现在对海水增养殖业发展具有引领支撑作用,具体来说有以下几个方面:一是科技新突破不断支撑海水增养殖健康稳定发展。如,中草药、疫苗、免疫增强剂等养殖新药代替抗生素预防防治鱼病、虾病技术的进一步发展,无公害系列养殖用药进入了产业化开发;开发研制了新的微波增氧消毒设备,提高了工厂化养殖循环水的利用效率;为建立生态养殖模式提供理论基础等。科技创新已经成为海水增养殖业强有力的推动。二是随着“科技入户工程”的广泛开展和深入实施,海水增养殖业整体科技水平得到提升,整个行业的开发利用率得到提高。例如,近年来山东省大力开展了渔业“科技入户工程”、水产养殖规范用药科普下乡和新型渔民培训等活动,在2009年共举办各类培训班430余期,培训3.3万余人(次),统一编印健康养殖技术资料8000余份,有效推动渔业科技成果的应用和普及,提升了海水增养殖行业的科技应用水平,同时随着科技成果的应用,又对科技创新提出了新的要求,从而促进了科技创新的发展。三是通过科技创新,加强了养殖病害预测与防治工作力度。通过技术突破和革新,提升测报精准度,为海水增养殖业健康和可持续发展提供支持。例如,山东省2009年组织200多个测报点开展了病害监测报告工作,测报品种涵盖了大菱鲆、对虾、刺参等26个优势养殖品种,测报面积接近1万hm2。设立了50多个省级直报点,对海参、凡纳滨对虾、大菱鲆、日本对虾、梭子蟹和乌鳢等六大养殖品种的病害的发生、传播情况进行了监测快报,监测直报面积2700hm2[3]。水产品精深加工行业的发展是建立在加工工艺和技术的发展基础上的,因此科技创新对水产品加工需求结构的影响最为直接和深远。主要体现在以下几个方面:一是科技创新直接催生了水产品精深加工这一新兴产业的诞生。水产品加工行业是自古伴随着渔获物而产生的,包括最早的去除杂物、烹饪、保存,到简单的处理、冷藏、保鲜,直到水产品的粗制加工、包装和流通各个环节。然而水产品精深加工则是以科技创新为基础的,随着人们对水产品的多样化需求,以高营养物质精细加工、保健功能性物质的提纯、医用生物制品的研发为主要内容,以高附加值、流通广泛和延伸的产业链条为特征的海洋新兴产业。二是提高了对水产品安全的要求,促进了水产品质量监督体系建设,以及无公害水产品的认证。随着科技的进步以及人们健康的需求,对水产品质量安全提出了更高的要求。

本文作者:孟庆武工作单位:山东社会科学院海洋经济研究所

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新世纪海洋生物科技发展

摘要本文根据近期的文献资料,分析研究了目前国际海洋生物技术研究发展特点。重点领域及最新研究进展,展望对世纪海洋生物技术研究的发展趋势,并就我国海洋生物技术发展提出相应的建说。关键词海洋生物技术发展展望近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较著名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MBT),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。1.发展特点表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。MBC大会研讨的主要内容 表2近期IMBC大会和《MarineBiotechnology》学报论文统计表 1.3保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术研究应用的另一个重要方面利用生物技术保护海洋环境、治理污染,使海洋生态系统生物生产过程更加有效是一个相对比较新的应用发展领域,因此,无论是从技术开发,还是产业发展的角度看,它都有巨大的潜力有待挖掘出来。目前已涉及到的研究主要包括生物修复(如生物降解和富集、固定有毒物质技术等)、防生物附着、生态毒理、环境适应和共生等。有关国家把“生物修复”作为海洋生态环境保护及其产业可持续发展的重要生物工程手段,美国和加拿大联合制定了海洋环境生物修复计划,推动该技术的应用与发展。1.4与海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的问题其中海洋生物技术的发展策略、海洋生物技术的专利保护、海洋生物技术对水产养殖发展的重要性、转基因种类的安全性及控制问题、海洋生物技术与生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定与实施倍受关注。2.重点发展领域当前,国际海洋生物技术的重点研究发展领域主要包括如下几个方面:2.1发育与生殖生物学基础弄清海洋生物胚胎发育、变态、成熟及繁殖各个环节的生理过程及其分子调控机理,不仅对于阐明海洋生物生长、发育与生殖的分子调控规律具有重要科学意义,而且对于应用生物技术手段,促进某种生物的生长发育及调控其生殖活动,提高水产养殖的质量和产量具有重要应用价值。因此,这方面的研究是近年来海洋生物技术领域的研究重点之一。主要包括:生长激素、生长因子、甲状腺激素受体、促性腺激素、促性腺激素释放激素、生长一催乳激素、渗透压调节激素、生殖抑制因子、卵母细胞最后成熟诱导因子、性别决定因子和性别特异基因等激素和调节因子的基因鉴定、克隆及表达分析,以及鱼类胚胎于细胞培养及定向分化等。2.2基因组学与基因转移随着全球性基因组计划尤其是人类基因组计划的实施,各种生物的结构基因组和功能基因组研究成为生命科学的重点研究内容,海洋生物的基因组研究,特别是功能基因组学研究自然成为海洋生物学工作者研究的新热点。目前的研究重点是对有代表性的海洋生物(包括鱼、虾、贝及病原微生物和病毒)基因组进行全序列测定,同时进行特定功能基因,如药物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐盐基因等的克隆和功能分析。在此基础上,基因转移作为海洋生物遗传改良、培育快速生长和抗逆优良品种的有效技术手段,已成为该领域应用技术研究发展的重点。近几年研究重点集中在目标基因筛选,如抗病基因、胰岛素样生长因子基因及绿色荧光蛋白基因等作为目标基因;大批量、高效转基因方法也是基因转移研究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和携带法外,目前已发展了逆转录病毒介导法,电穿孔法,转座子介导法及胚胎细胞介导法等。2.3病原生物学与免疫随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物(如细菌、病毒等)致病机理、传播途径及其与宿主之间相互作用的研究,是研制有效防治技术的基础;同时,开展海水养殖生物分子免疫学和免疫遗传学的研究,弄清海水鱼、虾、贝类的免疫机制对于培育抗病养殖品种、有效防治养殖病害的发生具有重要意义。因此,病原生物学与免疫已成为当前海洋生物技术的重点研究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生物抗病相关基因的筛选、克隆,海洋无脊椎动物细胞系的建立、海洋生物免疫机制的探讨、DNA疫苗研制等。2.4生物活性及其产物海洋生物活性物质的分离与利用是当今海洋生物技术的又一研究热点。现人研究表明,各种海洋生物中都广泛存在独特的化合物,用来保护自己生存于海洋中。来自不同海洋生物的活性物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力,如海绵是分离天然药物的重要资源。另外,有一些海洋微生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和财低营养的功能,研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物,因而,对极端生物研究也成为近年来海洋生物技术研究的重点方面。这一领域的研究重点包括抗肿瘤药物、工业酶及其它特殊用途酶类、极端微生物定功能基因的筛选、抗微生物活性物质、抗生殖药物、免疫增强物质、抗氧化剂及产业化生产等。2.5海洋环境生物技术该领域的研究重点是海洋生物修复技术的开发与应用。生物修复技术是比生物降解含义更为广泛,又以生物降解为重点的海洋环境生物技术。其方法包括利用活有机体、或其制作产品降解污染物,减少毒性或转化为无毒产品,富集和固定有毒物质(包括重金属等),大尺度的生物修复还包括生态系统中的生态调控等。应用领域包括水产规模化养殖和工厂化养殖、石油污染、重金属污染、城市排污以及海洋其他废物(水)处理等。目前,微生物对环境反应的动力学机制、降解过程的生化机理、生物传感器、海洋微生物之间以及与其它生物之间的共生关系和互利机制,抗附着物质的分离纯化等是该领域的重要研究内容。3.前沿领域的最新研究进展3.1发育与生殖调控应用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术「1,研究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控作用,发现甲状腺激素受体mRNA水平在大脑中最高,在肌肉中最低,而在肝、肾和鳃中表达水平中等,表明甲状腺素受体在成体金银脑中起着重要作用「1,对海鞘的同源框(Homeobox)基因进行了鉴定,分离到30个同源框基因「1,建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因「1,建立了青鳉胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青鳉「1,建立了虹鳟原始生殖细胞培养物并分离出Vasa基因「2,进行斑节对虾生殖抑制激素的分离与鉴定「2,应用受体介导法筛选GnRH类似物,用于鱼类繁殖「2,建立了海绵细胞培养技术,用于进行药物筛选「2,建立了将海胆胚胎作为研究基因表达的模式系统「2,通过基因转移开展了海胆胚胎工程的研究「2,研究了人葡糖转移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鳟胚胎中的表达[3],建立了通过细胞周期蛋白依赖的激酶活性测定海水鱼苗细胞增殖速率的方法「3,研究了几丁质酶基因在斑节对虾蜕皮过程中的表达[4],从海参分离出同源框基因,并进行了序列的测定「4。3.2功能基因克隆建立了牙鲆肝脏和脾脏mRNA的表达序列标志,从深海一种耐压细菌中分离到压力调节的操纵子,从大西洋鲑分离到雌激素受体和甲状腺素受体基因,从挪威对虾中分离到性腺抑制激素基因「1;将DNA微阵列技术在海绵细胞培养上进行了应用,构建了班节对虾遗传连锁图谱,建立了海洋红藻EST,从海星卵母细胞中分离出成熟蛋白酶体的催化亚基,初步表明硬骨头鱼类IGF-I原E一肽具有抗肿瘤作用「2;构建了海洋酵母De—baryomyceshansenii的质粒载体,从鲤鱼血清中分离纯化出蛋白酶抑制剂,从兰蟹血细胞中分离到一种抗菌肽样物质,从红鲍分离到一种肌动蛋白启动子,发现依赖于细胞周期的激酶活性可用作海洋鱼类苗种细胞增殖的标记,克隆和定序了鳗鱼细胞色素P4501AcD-NA,通过基因转移方法分析了鳗细胞色素P450IAI基因的启动子区域,分离和克隆了鳗细胞色素P450IAI基因,建立了适宜于沟绍遗传作图的多态性EST标记,构建了黄盖鲽EST数据库并鉴定出了一些新基因,建立了班节对虾一些组织特异的EST标志,从经HirameRhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴细胞EST中分离出596个cDNA克隆「3;用PCR方法克隆出一种自体受精雌雄同体鱼类的ß一肌动蛋白基因,从金鲷cDNA文库中分离出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鳟基因组中发现了TC1样转座子元件「4;鉴定和克隆出的基因包括:南美白对虾抗菌肽基因、牡蛎变应原(allergen)基因、大西洋鳗和大西洋鲑抗体基因、虹鳟Vasa基因、青鳉P53基因组基因、双鞭毛藻类真核启始因子5A基因、条纹鲈GtH(促性腺激素)受体cDNA、鲍肌动蛋白基因、蓝细菌丙酮酸激酶基因、鲤鱼视紫红质基因调节系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。3.3基因转移分离克隆了大马哈鱼IGF基因及其启动子,并构建了大马哈鱼IGF(胰岛素样生长因子)基因表达载体「1。通过核定位信号因子提高了外源基因转移到斑马鱼卵的整合率「1,建立了快速生长的转基因罗非鱼品系并进行了安全性评价;对转基因罗非鱼进行了三倍体诱导,发现三倍体转基因罗非鱼尽管生长不如转基因二倍体快,但优于未转基因的二倍体鱼,同时,转基因三倍体雌鱼是完全不育的,因而具有推广价值「2;研究了超声处理促进外源DNA与金鲷结合的技术方法,将GFP作为细胞和生物中转基因表达的指示剂;表明转基因沟鲶比对照组生长快33%,且转基因鱼逃避敌害的能力较差,因而可以释放到自然界中,而不会对生态环境造成大的危害「3;应用GFP作为遗传标记研究了斑马鱼转基因的条件优化和表达效率「3;在抗病基因工程育种方面,构建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表达载体并进行了基因转移实验「2;在转基因研究的种类上,目前已从经济养殖鱼类逐步扩展到养殖虾、贝类及某些观赏鱼类「2.3。通过基因枪法将外源基因转到虹鳟肌肉中获得了稳定表达「4。3.4分子标记技术与遗传多样性研究了将鱼类基因内含子作为遗传多样性评价指标的可行性,应用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海几种海洋生物的遗传多样性「1。研究了南美白对虾消化酶基因的多态性「1;利用寄生性原生动物和有毒甲藻基因组DNA的间隔区序列作标记检测环境水体中这些病原生物的污染程度,应用18S和5.8S核糖体RNA基因之间的第一个内部间隔区(ITC—1)序列作标记进行甲壳类生物种间和种内遗传多样性研究「2;研究了斑节对虾三个种群的线粒体DNA多态性,用PCR技术鉴定了夏威夷Gobioid苗的种类特异性。通过测定内含子序列揭示了南美白对虾的种内遗传多样性,采用同功酶、微卫星DNA及RAPD标记对褐鳟不同种群的遗传变异进行了评价,在平鱼鉴定并分离出12种微卫星DNA,在美国加州鱿鱼上发现了高度可变的微卫星DNA「3;弄清了一种深水鱼类(Gonostomagracile)线粒体基因组的结构,并发现了硬骨鱼类tRNA基因重组的首个实例,测定了具有重要商业价值的海水轮虫的卫星DNA序列,用RAPD技术在大鲮鲆和鳎鱼筛选到微卫星重复片段,从多毛环节动物上分离出高度多态性的微卫星DNA,用RAPD技术研究了泰国东部泥蟹的遗传多样性「3;用AFLP方法分析了母性遗传物质在雌核发育条纹鲈基因组中的贡献「4。3.5DNA疫苗及疾病防治构建了抗鱼类坏死病毒的DNA疫苗「1;开展了虹鳟IHNVDNA疫苗构建及防病的研究,表明用编码IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鳟,诱导了非特异性免疫保护反应,证明DNA免疫途径在鱼类上的可行性,从虹鳟细胞系中鉴定出经干扰素可诱导的蛋白激酶「2;建立了养殖对虾病毒病原检测的ELISA试剂盒,用PCR等分子生物学技术鉴定了虾类的病毒性病原,将鱼类的非特异性免疫指标用于海洋环境监控,研究了抗病基因转移提高鲷科鱼类抗病力的可行性,研究了蛤类唾液酸凝集素的抗菌防御反映「2;研究了一种海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性「3;建立了测定牡蛎病原的PCR—ELISA方法「3;研究了LatrunculinB毒素在红海绵体内的免疫定位「4。3.6生物活性物质从海藻中分离出新的抗氧化剂「1,建立了大量生产生物活性化合物的海藻细胞和组织培养技术,建立了通过海绵细胞体外培养制备抗肿瘤化合物的方法「1;从不同生物(如对虾和细菌)中鉴定分离出抗微生物肽及其基因,从鱼类水解产物中分离出可用作微生物生长底物的活性物质,海洋生物中存在的抗附着活性物质,用血管生成抑制剂作为抗受孕剂,从蟹和虾体内提取免疫激活剂,从海洋藻类和蓝细菌中纯化光细菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表现出批精细胞形成的作用,从海洋植物Zosteramarina分离出一种无毒的抗附着活性化合物,从海绵和海鞘抽提物分离出抗肿瘤化合物,开发了珊瑚变态天然诱导剂,从海胆中分离出一种抗氧化的新药,在海洋双鞭毛藻类植物中鉴定出长碳链高度不饱和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分离抗微生物肽等生物活性化合物的理想来源「2;发现海洋假单胞杆菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,从硬壳蛤分离出谷光甘肽一S一转移酶,从鲤血清中分离出丝氨酸蛋白酶抑制剂,从海绵中分离出氨激脯氨酸二肽酶,从一种珊瑚分离出具DNA酶样活性的物质,建立了开放式海绵养殖系统,为生物活性物质的大量制备提供了充足的海绵原料「3;从虾肌水解产物中分离到抗氧化肽物质「4;从一种海洋细菌中分离纯化出N一乙酸葡糖胺一6一磷酸脱乙酸酶「4。3.7生物修复、极端微生物及防附着研究了转重金属硫蛋白基因藻类对海水环境中重金属的吸附能力,表明明显大于野生藻类「1,研究了石油降解微生物在修复被石油污染的海水环境上的可疗性及应用潜力「1;研究了海洋磁细菌在去除和回收海水环境中重金属上的应用潜力「1;用Bacillus清除养鱼场污水中的氮,用分子技术筛选作为海水养殖饵料的微藻,开发了六价铬在生物修复上的应用潜力,分离出耐冷的癸烷降解细菌,研究了海洋环境中多芳香化烃的微生物降解技术「2;从噬盐细菌分离出渗透压调节基因,并生产了重组Ectoine(渗透压调节因子),从2650米的深海分离到一种耐高温的细菌,这种细菌可用来分离耐高温和热稳定的酶,在耐高温的archaea发现了D型氨基酸和无氧氨酸消旋酶,测定了3种海洋火球菌的基因组DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析进行了特定功能基因的筛选,从海底沉积物、海水和北冰洋收集了1000多种噬冷细菌,并从这些细菌中分离到多种冷适应的酶「2;建立了一种测定藤壶附着诱导物质的简单方法,研究了Chlorophyta和共生细菌之间附着所必需的形态上相互作用,研究了珊瑚抗附着物质(dterpene)类似物的抗附着和麻醉作用「3;分析了海岸环境中污着的起始过程,并对沉积物和附着物的影响进行了检测「4。4.展望与建议上述研究分析表明,海洋生物技术作为一个全新的学科,已成为21世纪海洋研究开发的重要领域,并沿着三个应用方向迅速发展。一是水产养殖,其目标十分清楚就是要提升传统产业,促使水产养殖业在优良品种培育、病害防治、规模化生产等诸多方面出现跨越式的发展;二是海洋天然产物开发,其目标是探索开发高附加值的海洋新资源,促进海洋新药、高分子材料和功能特殊的海洋生物活性物质产业化开发;三是海洋环境保护,其目标是保证海洋环境的可持续利用和产业的可持续发展。令人可喜的是这个应用发展趋势与我国海洋产业的发展需求,特别是与我国海洋生物资源可持续开发利用的高技术需求相一致「5。事实上,在过去5年中我国海洋生物技术的研究应用已经取得了长足的进步,取得了一批具世界先进水平的研究成果,在推动海洋产业发展中发挥了重要作用。进入21世纪,加大海洋863的支持力度,进一步促进我国海洋生物技术快速发展的势头,不仅有现实的意义,也是具有战略价值的举措。另外,面对科技全球化的挑战,多渠道地加强国际合作与交流,促进我国海洋生物技术创新和产业化向更高层面上发展也是十分重要的。从技术应用的角度看,海洋生物技术主要是利用海洋环境特殊性和生物多样性特征,从分子和细胞水平上,即从高技术水平上多层面地开发利用海洋生物群体资源。遗传资源和天然产物资源,那么与此相关的基础研究就显得十分重要了。事实上,这也是一种国际研究发展趋势。为了弥补这方面的不足,在我国海洋生物技术发展过程中需要有多方面支持和配合,不仅要与《国家重点基础研究发展规划》、《国家自然科学基金》等相关计划沟通、衔接,还需要加强基础性建设。既需要加强中试基地和产业化基地建设,也需要加强基础设施建设,如加强开放实验室、研究基地、生物多样性资源库、种子库、信息数据库的建设。这些措施对我国海洋生物技术向更高水平发展具有深远意义.

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海洋生物技术发展的展望

近10年来,由于海洋在沿海国家可持续发展中的战略地位日益突出,以及人类对海洋环境特殊性和海洋生物多样性特征的认识不断深入,海洋生物资源多层面的开发利用极大地促进了海洋生物技术研究与应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术大会(以下简称MPS大会)在日本召开时仅有几十人参加,而1997年第四届IMBC大会在意大利召开时参加入数达1000多人。现在IMBC会议已成为全球海洋生物技术发展的重要标志,出现了火红的局面。《IMBC 2000》在澳大利亚刚刚开过,《IMBC 2003》的筹备工作在日本已经开始,以色列为了举办们《IMBC 2006》早早作了宣传,并争到了举办权。每3年一届的IMBC不仅吸引了众多高水平的专家学者前往展示与交流研究成果,探讨新的研究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术研究的发展进程。在各大洲,先后成立了区域性学术交流组织,如亚太海洋生物技术学会、欧洲海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会等。各国还组建了一批研究中心,其中比较着名的为美国马里兰大学海洋生物技术中心、加州大学圣地亚哥分校海洋生物技术和环境中心,康州大学海洋生物技术中心,挪威贝尔根大学海洋分子生物学国际研究中心和日本海洋生物技术研究所等。这些学术组织或研究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议研究讨论富有区域特色的海洋生物技术问题。1998年在欧洲海洋生物技术学会、日本海洋生物技术学会和泛美海洋生物技术协会的支持下,原《海洋生物技术杂志》与《分子海洋生物学和生物技术》合刊为《海洋生物技术》学报(以下简称MB T),现在它已成为一份具有权威性的国际刊物。海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“海洋生命的分子生物学如细胞生物学及其它的技术应用”。

为了适应这种快速发展的形势,美国、日本、澳大利亚等发达国家先后制定了国家发展计划,把海洋生物技术研究确定为21世纪优先发展领域。1996年,中国也不失时机地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),为今后的发展打下了基础。不言而喻,迄今海洋生物技术不仅成为海洋科学与生物技术交叉发展起来的全新研究领域,同时,也是21世纪世界各国科学技术发展的重要内容并将显示出强劲的发展势头和巨大应用潜力。

1.发展特点

表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术研究发展的主要特点。

1.1加强基础生物学研究是促进海洋生物技术研究发展的重要基石

海洋生物技术涉及到海洋生物的分子生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、遗传学、生物化学、微生物学,乃至生物多样性和海洋生态学等广泛内容,为了使其发展有一个坚实的基础,研究者非常重视相关的基础研究。在《IMBC 2000》会议期间,当本文作者询问一位资深的与会者:本次会议的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答:分子生物学水平的研究成果增多了。事实确实如此。近期的研究成果统计表明,海洋生物技术的基础研究更侧重于分子水平的研究,如基因表达、分子克隆、基因组学、分子标记、海洋生物分子、物质活性及其化合物等。这些具有导向性的基础研究,对今后的发展将有重要影。

1.2推动传统产业是海洋生物技术应用的主要方面

目前,应用海洋生物技术推动海洋产业发展主要聚焦在水产养殖和海洋天然产物开发两个方面,这也是海洋生物技术研究发展势头强劲。充满活力的原因所在。在水产养殖方面,提高重要养殖种类的繁殖、发育、生长和健康状况,特别是在培育品种的优良性状、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的进步,如转生长激素基因鱼的培育、贝类多倍体育苗、鱼类和甲壳类性别控制、疾病检测与防治、DNA疫苗和营养增强等;在海洋天然产物开发方面,利用生物技术的最新原理和方法开发分离海洋生物的活性物质、测定分子组成和结构及生物合成方式、检验生物活性等,已明显地促进了海洋新药、酶、高分子材料、诊断试剂等新一代生物制品和化学品的产业化开发。

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海洋新兴产业论文

一、日本海洋新兴产业发展状况

(一)海水养殖业

日本是世界最大的渔业国家。从20世纪70年代开始,日本海水捕捞业发展受到限制,尤其世界进入200海里时代管理后,日本高度重视本国200海里以内水域的渔业生产,海水养殖业迅速发展。日本海水养殖主要品种有鱼类(主要为真鲷和鱼类)、贝类(扇贝和牡蛎)和海藻类(紫菜、海带和裙带菜)。以海水鱼类为例,2011年,日本养殖真鲷4070万尾,五条1653万尾,高体838万尾,黄条74万尾。在海水养殖产量上,日本时刻保持着循序渐进的可持续发展方针,坚守稳定供应才能使养殖户获得持久经济效益的原则,严格按照养殖空间和水域环境情况发展海水养殖业,将海水养殖产量控制在合理的水平,避免因盲目追求产量导致养殖密度过大,进而影响水产品质量安全,破坏海洋生态环境。

(二)海洋药物开发

日本在海洋药物开发研究领域走在世界前列。早在1988年,日本就设立了海洋生物技术研究所,并投资10亿日元建立两个药物实验室。近年来,日本海洋生物技术研究院及日本海洋科学和技术中心每年用于海洋药物开发研究的经费高达1亿多美元,在海洋抗癌药物研究、海洋心脑血管药物研究、海洋抗菌抗病毒药物研究,以及海洋消化系统药物研究等方面,拥有多项世界领先专利技术,处于全球海洋药物开发的前沿。如日本学者发现,约27%的海洋微生物具有抗菌活性,这些活性物质的药理活性作用包括中枢神经作用、抗肿瘤作用、抗菌抗病毒作用、心脑血管系统作用、抗炎、镇痛、抗氧化、降血糖,具有巨大的新药开发潜力。

(三)沿海造船业

日本的海岸线十分曲折,天然形成的优良港湾有利于造船业的发展。日本作为世界最发达的造船大国,具有一流的造船技术和先进的管理经验,在造船技术和效率方面完全领先于韩国及中国。仔细谨慎的技术标准和精益求精的品质是日本造船业的取胜之道。这主要源于日本对船舶技术和生产技术研究开发的极度重视。为有效地进行造船研究开发,日本制定了国家综合性重要研究开发计划,以技术力量雄厚的日本国家级船舶技术研究所和民间造船公司所属研究部门力量为核心,将各方科研力量集中起来,由产、学、官三方联合开发。虽然2008年金融危机后,高昂的劳动力成本及日元超升等因素导致日本造船订单量落后于中韩两国,但继“安倍经济学”框架下一系列刺激经济政策的实施,日元开始走低,其价格竞争力随之复苏。随着日本造船技术能力的进一步提高,造船厂之间的整合及外地造船厂的规模扩大步伐进一步加快,日本造船业迅速复苏。2014年9月,日本新签造船定单量为55.1850万CGT,占据世界第二的位置。

(四)深海采矿业

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构筑海洋产业体系激发发展活力

强于世界者必盛于海洋,衰于世界者必先败于海洋。从国际上看,世界上经济大国莫不是海洋大国。21世纪是人类全面开发利用海洋的世纪,中国既是世界上人口最多的大国,也是海洋大国。保持中国社会经济的可持续发展,实现中华民族伟大复兴的战略目标离不开海洋。2009年以来山东半岛蓝色经济区战略和青岛市蓝色经济区战略加紧推进,2011年年初这一战略上升为国家战略,这有利于在更加广阔的空间内构筑现代海洋产业体系,将持续激发发展激情与活力,不断培育山东经济新的增长点。

作为沿海开放城市和国家重要的海洋科研基地,青岛市聚集了大量的海洋科技人才和海洋科研机构,是中国建设海洋科技产业城最具潜力的城市。青岛市建设国家海洋科学与产业城具有得天独厚的有利条件,实施和推进国家海洋科学与产业城建设具有重大战略意义。

强大的海洋科技力量

青岛是国家海洋科技力量配置较强的重点城市,聚集了一大批国家级海洋方面的科研机构、高等院校和重点企业,具备成为海洋科学与产业城的优势。

青岛拥有国内最多的海洋科研院所。中国科学院海洋研究所、国家海洋局第一海洋研究所等28家海洋科研与教育机构位居其问,有20个部级重点实验室、7艘千吨级以上海洋调查船。海洋科技成果显著,在国家973计划海洋领域启动的14个项目中,有11个项目的首席科学家和主持单位在青岛,是国家海洋科研、教育和技术交流中心。

从传统的海水养殖,到工程技术,再到生物医药,青岛的海洋生物科研能力都在全国遥遥领先,一些尖端科技项目甚至走在全球前列。以海藻、对虾、扇贝、鱼类、参鲍为代表的海水养殖业“五次浪潮”,就是从青岛发源走向全国的,使中国在世界上率先实现了“海水超过淡水、养殖超过捕捞”的两大突破,也使中国的水产品总量超过5000万吨,大大改善了中国人的食品结构。

位于青岛的国家海洋科研中心是目前中国最大的海洋科研基地,该中心规划分为七大功能区,包括国家海洋科研中心、国家深潜基地、公共科考船码头、海洋科研院所区、水产种苗基地区等,从而形成主题领先、组团发展的格局。青岛国家海洋科学研究中心初步规划占地约2000亩,一期工程占地约200亩,建筑面积约5万平方米,一期计划投入约8亿元,主要包括国家实验室主体和3个新建公共科研平台。规划方案提出,将争取用3年时间建成一批由世界知名科学家领衔的优秀科技创新团队,争取在10年内建成世界一流海洋研究机构,跻身全球知名海洋研究中心之列。

在青岛,海洋科技人才辈出,共同为青岛打造海洋经济强市贡献力量。青岛市高级海洋专业人才数量占全国的30%,涉海领域两院院士占全国的60%左右,海洋科研人员6000多人,占全国同类专业人员的一半以上,具有高级职称的海洋科技工作者1700人。拥有中国科学院、中国工程院院士40位。坐落于青岛的中国海洋大学是国内惟一的综合性海洋大学,以海洋和水产学科为特色,学术实力雄厚,历史悠久,是在海内外具有重要影响力的教育部直属重点综合性大学,学校以造就国家海洋事业的领军人才和骨干力量为自己的特殊使命。

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生物资源科技布置探讨

作者:吴园涛任小波 孙恢礼单位:中国科学院资源环境科学与技术局中国科学院南海海洋研究所

国家重点基础领域项目部署和进展

“十一五”期间,国家“973”计划在海洋生物资源领域在资源环境领域、农业领域和重要交叉前沿领域部署项目,重点关注海水养殖中的病害生物学、基因组学和分子育种,近海生态系统安全(赤潮、水母、藻华等)和近海生态食物产出,以及海洋微生物次生代谢产物和活性物质等科学问题。这些项目关注海洋生物领域基础性科学问题的解决,促进了我国海水养殖产业的品种优化、病害防治、增产增收等产业关键问题的解决,保障了我国近海生态安全并促进近海食物产出和环境安全,为开发海洋生物活性物质进而获得海洋食品、功能食品、海洋药物提供了重要的理论基础。表1为“十一五”期间国家“973”计划海洋生物领域部分立项项目清单。国家“973”计划海洋领域项目取得了重要研究成果。例如,“重要海水养殖动物病害发生和免疫防治的基础研究”项目,由中国科学院海洋研究所等单位承担,项目聚焦于我国重要的海水养殖动物对虾和鱼类疾病产生和防治的各个环节,包括病原学、病原入侵、宿主免疫反应机制、免疫防治的途径等。通过调查主要病原的流行病学特点和感染宿主的机制,并以之为基础,对对虾和鱼类不同的免疫系统特点提出了针对性的免疫防治策略。项目申请国家发明专利56项,已获授权25项;获得国家技术发明奖二等奖2项,省部级奖8项;项目取得的原创性成果达到国际领先水平,并培养了一批在国内外颇有影响力的中青年学科带头人。“养殖贝类重要经济性状的分子解析与设计育种基础研究”和“海洋微生物次生代谢的生理生态效应及其生物合成机制”等项目,重点关注我国海洋养殖贝类、微生物等生物资源的遗传育种和活性物质开发方面的基础性科学问题,为我国海洋生物资源利用的发展提供了重要的基础。

国家高技术研究领域项目部署和进展

“十一五”期间,国家“863”计划海洋技术领域在海洋生物资源方面的研究目标是研制50个海洋创新药物与海洋生物制品等产品。部署了“抗肿瘤海洋药物的研究开发”、“抗心脑血管疾病海洋药物的研究开发”、“抗神经系统疾病海洋药物的研究开发”、“海洋生物功能基因工程产品关键技术研究”、“海洋微生物产品的中试研究”、“新型海洋生物制品研究开发”、“海洋滩涂耐盐植物开发及集成应用技术研究”等多项重点项目。部署了“海洋生物资源开发利用技术”专题项目,其中目标导向类项目4项,重点关注资源利用、病害防治、创新药物等方向;探索导向类项目43项,研究对象包括珊瑚、红树林、海藻、海绵、海蛇、海星、对虾、微生物等,通过分子生物学、基因组学、细胞生物学、发育生物学等学科技术手段,研究海洋生物资源开发利用中重要的过程和机理,研制获得海洋生物活性肽、海洋药物先导化合物等。承担单位主要分布在中国科学院相关研究所(中国科学院海洋研究所、上海药物研究所、微生物研究所、水生生物研究所、大连化学物理研究所等)、教育部高校(中国海洋大学、中山大学、北京大学、山东大学等)、国家海洋局第三海洋研究所、中国人民第二军医大学等。通过国家“863”计划重点项目和专题项目的实施,对解决海洋生物资源利用领域的动植物微生物资源现状、天然产物和活性物质开发、产品加工关键技术、系列生物制品研制等产业链的核心科学问题具有重要作用。表2为“十一五”期间国家高技术研究发展计划海洋技术领域海洋生物资源开发利用技术部分重点项目和专题项目。

国家“863”计划海洋生物领域项目取得了重要研究成果。以“新型海洋生物制品研究开发”重点项目为例,该项目以海洋生物资源为原料,结合现代生物工程及生物化工等技术,重点突破了生物酶制剂、生物材料及生物农药等生物制品的规模化生产的关键技术,获得一批具有自主知识产权的原创性成果,建立我国海洋生物制品的创新体系,建立了我国海洋生物制品产业发展作用的研发基地,提升了我国海洋生物资源的综合开发能力。

国家科技支撑领域项目部署和进展

“十一五”期间,国家科技支撑计划在海洋生物资源领域部署了“海洋食品精深加工技术研究与产业化示范”、“海洋生物毒素药源高纯度规模化关键技术研究与应用开发示范”、“西沙群岛珊瑚礁生态恢复与特色生物资源增殖利用关键技术与示范”等多项支撑计划项目。国家科技支撑计划海洋生物资源领域项目的实施,显著提升了海洋生物资源利用的研究能力和技术水平,丰富拓展了海洋生物资源产品,增强了相关企业创新能力及产品市场竞争力,进一步拉动了海洋渔业上游产业链,为我国海洋食品现代加工技术创新体系建设和海洋产业可持续发展提供了有力支撑。

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