海洋生物技术发展.docx
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1、海洋生物技术发展摘要本文根据近期的文献资料,分析探究了目前国际海洋生物技术探究发展特征。重点领域及最新探究进展,展望对世纪海洋生物技术探究的发展趋向,并就我国海洋生物技术发展提出相应的建说。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非凡性和海洋生物多样性特征的熟悉不断深入,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探究和应用的迅速发展。1989年首届国际海洋生物技术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
2、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和交流探究成果,探索新的探究发展方向,同时也极大地推动了区域海洋生物技术探究的发展进程。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。各国还组建了一批探究中心,其中比较闻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探究中心和日本海洋生
3、物技术探究所等。这些学术组织或探究中心不断举办各种专题研讨会或工作组会议探究讨论富有区域特色的海洋生物技术新问题。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和分子海洋生物学和生物技术合刊为海洋生物技术学报,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,把海洋生物技术探究确定为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探究发展计
4、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和生物技术交叉发展起来的全新探究领域,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发展特征表1和表2列出的资料大体反映了当前海洋生物技术探究发展的主要特征。加强基础生物学探究是促进海洋生物技术探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,探究者非常重视相关的基础探究。在IMBC2000会议期间,当本文作者询问一位资深的和会者摘要:本次会议
5、的主要进步是什么?他毫不犹豫的回答摘要:分子生物学水平的探究成果增多了。事实确实如此。近期的探究成果统计表明,海洋生物技术的基础探究更侧重于分子水平的探究,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探究,对今后的发展将有重要影。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探究发展势头强劲。布满活力的原因所在。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,非凡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
6、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、疾病检测和防治、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。表1近期IMBC大会研讨的主要内容表2近期IMBC大会和MarineBiotechnology学报论文统计表保证海洋环境可持续利用是海洋生物技术探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
7、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。目前已涉及到的探究主要包括生物修复、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,推动该技术的应用和发展。和海洋生物技术发展有关的海洋政策始终是公众关注的新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、转基因种类的平安性及控制新问题、海洋生物技术和生物多样性关系以及海洋环境保护等方面的政策、法规的制定和实施倍受关注。2.重点发展领域当前,国际海洋生物技术的重点探究发展领域主要
8、包括如下几个方面摘要:发育和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、发育和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,这方面的探究是近年来海洋生物技术领域的探究重点之一。主要包括摘要: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
9、向分化等。基因组学和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探究成为生命科学的重点探究内容,海洋生物的基因组探究,非凡是功能基因组学探究自然成为海洋生物学工作者探究的新热点。目前的探究重点是对有代表性的海洋生物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探究发展的重点。近几年探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
10、、高效转基因方法也是基因转移探究的重点方面,除传统的显微注射法、基因枪法和精子携带法外,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。病原生物学和免疫随着海洋环境逐渐恶化和海水养殖的规模化发展,病害新问题已成为制约世界海水养殖业发展的瓶颈因子之一。开展病原生物致病机理、传播途径及其和宿主之间相互功能的探究,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探究,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,病原生物学和免疫已成为当前海洋生物技术的重点探究领域之一,重点是病原微生物致病相关基因、海洋生
11、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索、DNA疫苗研制等。生物活性及其产物海洋生物活性物质的分离和利用是当今海洋生物技术的又一探究热点。现人探究表明,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,探究开发利用这些具非凡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,对极端生物探究也成为近年来海洋生物技术探究的重点方面。这一领域的探究重点包括抗肿瘤药物、
12、工业酶及其它非凡用途酶类、极端微生物中特定功能基因的筛选、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。海洋环境生物技术该领域的探究重点是海洋生物修复技术的开发和应用。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,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和其它生物之间
13、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探究内容。3.前沿领域的最新探究进展发育和生殖调控应用GIH和GSH等激素调控甲壳类动物成熟和繁殖的技术1,探究了甲状腺激素在金绍生长和发育中的调控功能,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功能1,对海鞘的同源框基因进行了鉴定,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和鉴定2,应用受体介导法筛选GnR
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