深海生物資源概述 | 深海生物資源價值、深海生物產業面臨的困難及發展建言……

2021-01-18 海洋知圈

國家海洋局從「十五」開始啟動深海生物基因資源研究,把深海生物資源的戰略儲備作為主要任務之一。21世紀初,在財政部的大力支持下,以「追趕者」姿態進入深海生物資源勘探領域,組織國內優勢團隊,積極開展資源獲取和潛力評價工作,大力發展深海生物資源勘探技術,短短15年大幅提升了我國深海生物種質資源的擁有量,建立了相當規模的深海生物資源庫,資源擁有量實現了重大超越。同時,積極推動深海微生物資源的應用潛力評價,獲得了在醫藥、環保、工業及農業等方面有重要應用價值的菌種、基因、酶和化合物,實現了資源共享,推動了深海生物智慧財產權保護,快速提升了我國深海生物專利的擁有量,有效保障了我國在國際海洋生物資源領域的合法權益和規則制定的話語權。


  一、深海調查能力與分析技術顯著提高。在海上調查技術方面,船載與陸基裝備技術手段不斷提升,以蛟龍號為代表的系列潛器的成功應用大大提升了深海生物資源的調查能力。我國通過大洋航次平臺,在印度洋、大西洋、太平洋等海區以及多種深海特殊生境對深海生物資源進行了調查,先後在熱液區、海山區、海溝、深淵等區域開展了12個航次生物基因資源的調查,樣品多數來自於我國礦產資源的合同區與潛在合同區,覆蓋3大洋8大區塊700多個站位。對熱液區、冷泉、多金屬結核、富鈷結殼等不同生境中的生物群落結構特徵進行了分析,獲取了大量深海微生物資源信息。通過優化分離培養技術,新獲得深海微生物菌種近萬株,包括深海細菌、放線菌、真菌、古菌等。「十二五」期間還發展了深海微生物原位培養裝備;將高通量測序技術、微生物單細胞操作技術、活性物質生物全合成途徑異源表達技術應用於深海微生物資源的研發;構建了基於細胞和模式動物的抗菌、抗附著、抗腫瘤活性物質的高通量篩選技術平臺。


  二、基礎研究成果斐然。發現並完成深海微生物新物種鑑定100多個,開展了深海微生物代謝、系統進化、深海共生微生物、病毒微生物相互作用機制、深海汙染物降解機制研究,開展了200多株深海微生物與多個環境樣品的基因組測序分析。


  三、資源潛力評價全面開展。完成了4000多株微生物資源在醫藥、工業酶、生物農藥、環境保護等方面的潛力評估,所獲成果已經顯示出重要應用前景。在新資源獲取基礎上,開展了一系列深海生物資源的應用基礎研究,包括深海極端酶、深海生物農藥、藥用活性物質、抗汙損活性物質、產電微生物以及汙染物降解等活性篩選與開發利用。


  四、專利技術成果豐富。獲得了深海微生物多糖、深海微生物農藥製劑、深海微生物抗附著劑、深海生物活菌製劑、深海微生物酶製劑、深海產電微生物燃料電池與廢水處理等中試生產技術,並已申請專利200多項,獲得專利授權幾十項,部分研究成果已經與國內企業實現了產業化對接。


  五、資源庫與平臺建設成效顯著。一是中國大洋深海生物基因研發基地通過十多年的建設,在深海生物樣品採集、保藏與管理方面的保障能力有明顯提升。二是海洋微生物中試發酵平臺、製劑工藝研究平臺已經具備了良好設備條件,並開展了多種海洋微生物製劑產品的工藝研發。三是國家海洋局深海微生物菌種保藏管理中心目前已標準化保藏了管轄外海域來源的海洋微生物近萬株,實現了我國深海生物資源的快速積累,菌株庫藏量國際領先。


  通過十多年的不斷努力,我國在深海生物基因資源領域取得了一批有一定國際影響的研究成果,在深海取樣、實驗室分離培養等部分技術、裝備領域達到或超過國際前沿水平。分析過去10多年的發展走勢,預計深海生物基因資源在未來10年~20年內將快速形成極具規模的深海生物產業,未來的5年~10年將是我國發展超越的關鍵階段。在生物基因資源開發利用方面,追趕並超越海洋發達國家;在調查技術和深海生命科學研究上,接近或達到國際先進水平,也完全可以預期。

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