前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的生物技术定义主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
关键词 高效藻类塘;水生植物塘;工艺参数
中图分类号X799 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2011)56-0102-02
1 水生物塘净化影响因素
1.1 水力停留时间对去除效果的影响
HRT是影响两级高效藻类塘与水生植物塘净化效果的重要因素之一。因为在高效藻类塘与水生植物塘运行过程中,当HRT过小时,水中的污染物质不能被藻类和微生物等充分的吸收和分解,也不会由于沉淀或者挥发作用而呈现出明显减少的趋势,这样就会使藻类塘和水生植物塘出水中污染物的浓度依然较高,出现去除效果不佳的现象。当水力停留时间过长时,由于藻类和微生物的同化吸收等作用,会使水中营养物质的浓度降低,甚至会出现水中营养物质不足的现象,使藻类和微生物的活性减弱,进而使污染物的去除效果降低。综上所述,本实验选择HRT为2d、3d和4d进行实验。
1.2 水深对净化效果的影响
水深是影响高效藻类塘运行效果的一个重要因素。高效藻类塘的水深较深时,阳光不能照射到塘的底部,藻类塘底部的藻类不能进行或者只进行微弱的光合作用,不能为藻类塘底部供给足够的氧,这就使藻类塘底部DO浓度降低,形成缺氧层,使好氧微生物不能降解水中的污染物进行正常的生理活动,从而导致污染物的去除率降低。当藻类塘中水深较浅时,由于藻类塘中水的体积较小,所以水中所含的藻类和微生物的生物量均较少,大量的污染物未经吸收或者处理就随水流出,使出水中污染物的浓度依然较高。合适的水深,阳光可以直接照射到塘底部,既可以保证藻类塘中有足够多藻类的生物量,又可以使塘底部的藻类进行正常的光合作用,产生氧气,使水体中DO的浓度升高。在O2的条件下,好氧微生物生理代谢活动强烈,吸收水体中大量的污染物,进而使污染物去除率升高。所以选择合适的水深是高效藻类塘高效运行的一个前提。综上所述,在本实验中选择藻类塘和水生植物塘的水深为30cm、40cm和50cm进行实验。
1.3 光补偿对净化效果的影响
光照是影响藻类塘中藻类生长和微生物活性的重要因素,同时光照还是藻类塘中水温变化的主要原因。在一定的光照时间长度和光照强度范围内,光照时间越长、光照强度越大,藻类塘中藻类的生长繁殖就越快,藻类的光合作用就越强,藻类塘中DO浓度升高,好氧微生物的活性就越强,对污染物的去除率就升高。当光照时间过短或者光照强度较弱时,藻类生长速度缓慢,光合作用弱,对水中污染物的净化效果降低。由于进水藻类和微生物生理活动能力等因素的限制,当光照时间过长时,水中污染物的去除效果就会维持在一定的水平不变,所以也不是光照时间越长,污染物的去除效果越好。综合考虑,在本实验中确定光补偿条件下每天的光照时间为12h,光暗比为1:1。当自然光照不足12h时,用日光灯做光源进行照射。
2 水生植物塘净化效果研究
2.1 水生植物塘对COD净化效果
当进水COD平均浓度为73.83mg/L时,出水中COD平均浓度为59.24mg/L,平均去除率为20.73%。
2.2 水生植物塘对TP和PO43--P净化效果
进水中TP浓度为1.75mg/L~3.14mg/L时,出水中TP的平均浓度为1.49mg/L,平均去除率为30.75%。水生植物塘进出水PO43--P浓度变化可知,进水PO43--P浓度为1.97mg/L~2.56mg/L时,出水中PO43--P浓度为1.5mg/L,去除率为29.76%。
2.3 水生植物塘对TN和NH4+-N的净化效果
研究期间水生植物塘对NH4+-N的去除率有逐渐升高最后达到稳定的趋势,期间水生植物塘对NH4+-N的平均去除率可以达到77.69%。水生植物塘中的水深为50cm,这就使水中存在好氧层和缺氧层,加之塘底一定厚度附有微生物的砾石基质,所以在水生植物和细菌等微生物的共同作用使水中的NH4+-N有很好的去除率。TN浓度变化情况可知,TN的去除率较为稳定,运行期间TN的平均去除率为25.79%。
2.4 水生植物塘进出水NO3--N和NO2--N浓度变化
NO2--N浓度变化不大,而NO3--N浓度在水生植物塘中出现明显减少的现象。其原因可能是在水生植物塘中NH4+-N大量存在的条件下水生植物不直接吸收NO3--N,而是优先利用NH4+-N作为氮源供自身的生长需要,由此可知水生植物塘中NO3--N 的减少不是由于水生植物吸收而引起的。水生植物塘中NO3--N 的减少有两个途径,第一就是由于水生植物的吸收;第二就植物塘中的反硝化作用。由前面分析可知,在NH4+-N充足的条件下发生第一个途径是不可能的,所以我们认为水生植物塘中NO3--N 的减少是由反硝化作用引起的。
3 水生植物塘除藻研究
水生植物塘的主要作用就是去除二级高效藻类塘出水中的藻和仅以净化水质。进水中Chl-a浓度较高且有轻微的波动,变化范围为0.16mg/L~2.16mg/L,研究期间平均值为1.6mg/L。而出水中Chl-a浓度变化不大,较为稳定,变化范围为0mg/L~0.025mg/L,研究期间平均值为0.01mg/L。对Chl-a的平均去除率可以达到99.38%。由此看来,水生植物塘确实是一种可行的高效藻类塘后续除藻的设施,与高效藻类塘结合可以成为一种去除效果很好的联用塘污水处理工艺。
4 结论
本章通过对两级藻类塘与水生植物塘联用工艺运行参数和水生植物塘水质净化效果的研究,得出的主要结论如下:
1)两级藻类塘与水生植物塘联用工艺的最佳运行参数为:HRT=4d、水深为50cm、通过光补偿保证每天光照时间为12h、进水中PO43--P浓度为2.4mg/L~4mg/L、TP浓度为2.6mg/L~4.72mg/L、NH4+-N浓度为13mg/L~17mg/L、COD浓度为90mg/L~140mg/L、TN浓度为15.16mg/L~28.45mg/L;
2)水生植物塘对二级高效藻类塘出水中藻类和浊度去除率分别为99.38%和89.12%。
参考文献
一、美国的生物安全立法
美国是全球生物技术的翘楚,同时也是率先在生物安全领域立法的国家。1974年美国国家卫生研究院(又称国立卫生研究院)成立了生物安全委员会,并于1976年颁布了世界上第一部有关生物安全管理的技术法规《重组DNA分子研究准则》。该准则是对转基因生物技术及制品进行建构和操作实践的详细说明,包括了一系列安全措施。为了保护科研人员的身体健康和环境安全,准则将重组DNA试验按照潜在危险性程度分为四个级别,分级管理。准则还设立了重组DNA咨询委员会、DNA活动办公室和生物安全委员会等机构,负责为重组DNA活动提供咨询服务,确定重组DNA试验的安全级别并监督安全措施的实施。其中,危险性较大的重组DNA试验在开始前就须经重组DNA咨询委员会进行特别评估,并由生物安全委员会、项目负责人和国立卫生研究院批准;危险性较小的试验无需批准,仅在开始时向生物安全委员会通报即可。此外,准则还规定了转基因生物制品运输和转移的条件和程序。在条件不成熟、程序不合法的情况下禁止其在研究机构间转移。[3]1986年颁布了《生物技术管理协调大纲》,规定了美国在生物安全管理方面的部门协调机制和基本框架,即由美国农业部、环境保护局、食品与药品管理局、职业安全与卫生管理局及国立卫生研究院五个部门协调管理,各部门的管理范围由转基因生物产品的最终用途而定。其中,农业部主要是管理转基因植物的安全种植。其职能主要是防止病虫害的引入和扩散,并负责对转基因植物的研制与开发过程进行管理,评估转基因植物对农业和环境的潜在风险,并负责发放转基因作物田间试验和转基因食品商业化释放许可证。环保局对转基因农药进行管理。根据《联邦食品、药品与化妆品法》制定了食品和饲料残留杀虫剂法定容许标准,以及在新的耐除草剂作物中除草剂残留容许标准。在《毒物控制法》的授权下,环保局管理那些用于商业化应用的、含有或表达新的特性组合的微生物。这包括利用转基因技术开发的转基因微生物。而且,任何抗虫和抗除草剂转基因作物的田间释放都必须向环保局提出申请。食品药品管理局依据《联邦食品、药品与化妆品法》负责食品和食品添加剂的安全管理,确保利用转基因所产生的蛋白质对人类健康的安全,还负责食品标签管理。食品药品管理局的政策基础是现行的食品法规及基因工程食品也必须与其他食品一样,遵守同一严格的安全标准要求。职业安全与卫生管理局负责在生物技术领域保护雇员的安全和健康,没有另外制定管理条例,但制定了本部门的生物技术准则。国立卫生研究院主要负责管理实验室阶段涉及重组DNA的活动,同时为因治疗的管理活动提供咨询和建议,国立卫生研究院制定的准则是美国各主管部门制定生物技术理条例的基础和范本,其核心内容还被世界其他国家参照采用。[4]
二、欧盟的生物安全立法
【关键词】 生物与健康产业 概念 内涵
1 产业概念
以现代生物技术生产的产品及所形成的产业是国际上新兴的产业,涉及现代生物技术本身所形成的产品、利用现代生物技术改造传统产业培育的新产品,涉及传统生物产业与现代生物产业的内涵差别、产业规模等诸多因素,至今国际上有关生物产业的定义尚无明确界定[1]。国家发改委在《生物产业发展“十一五”规划》的研究编制过程中,将生物产业定义为“将现代生物技术和生命科学应用于生产以及应用于经济社会各相关领域,为社会提供商品和服务的统称,主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等新兴产业领域”[2]。
生物与健康产业密切相关且互为交融。健康产业主要包括医疗保健服务业和医疗保健相关产业。医疗保健服务业由向公众和个人提供预防、治疗、护理、康复等医疗保健服务的卫生机构和医疗保障组织组成。医疗保健相关产业包括老年护理、健康管理、医疗旅游、美容养生等延伸性保健服务,以及为医疗保健服务提品和支持的产业。
我国广州、宁波等市根据区域产业特点与经济社会发展需求,将生物与健康确立战略性新兴产业加以培育,为此,有必要探讨生物与健康产业的概念与内涵,依此调查产业的发展规模、水平、结构等基本情况,及时为各部门制定政策、开展宏观调控提供依据。
2 产业构成
目前,国内外关于生物与健康产业内涵的理论研究成果不多[3],我国相关的产业分类指导和统计管理等制度出台相对滞后,导致国家的生物产业产值通过参考国内外材料估算的方法获得[4],数据准确性差,甚至不能反映其中的核心产业生物医药产业的情况,国家亟须建立一套相关的政策体系。
2.1 国家产业政策
在产业构成上,2011年11月,国家科技部《“十二五”生物技术发展规划》,明确指出我国现阶段重点发展的生物技术产业包括生物医药、生物农业、生物制造、生物能源和生物环保五大领域[5]。2012年12月,国务院《生物产业发展规划》,提出大力发展生物医药、生物医学工程、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保、生物服务七个重点领域[6]。然而上述文件对各领域的概念与内涵并无明确阐述。2012年9月,国家发改委《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(公开征求意见稿)》,其中生物产业包括生物医药、医疗器械、生物农业、生物制造、生物服务、海洋生物六个小类和23个条目,初步勾画了生物产业作为我国战略性新兴产业的基本组成。
2.2 产业内涵探索
全面准确的产业统计需要对产业内各领域进行细分与测算。2008年,国家发改委着手建立生物产业运行监测系统。2008年7月,该委召开“建立我国生物产业统计体系研究课题”讨论会,总结生物产业统计试点工作,提出生物产业统计体系主要包括生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保和生物服务六大块内容,讨论完善我国生物产业统计体系。2012年初,国家发改委、工信部等部门召开联席会议,提交了《战略性新兴产业重点产品和服务统计目录》与《战略性新兴产业行业分类统计目录》,对战略性新兴产业统计调查方法研究进行论证,提出认真做好生物产业等战略性新兴产业发展形势的监测和分析,加强信息引导,采取多种形式利用数据资源,促进战略性新兴产业健康发展。然而,由于生物与健康产业涉及的技术领域非常广泛,同时贯穿产业活动中研发、生产、流通和服务等多个环节,随着技术创新、产业分化和产业融合的不断发展,该产业的子产业关联性强、产业边界模糊等特征日益凸显,对产业的分类和统计标准设计要求较高,相关的指导和管理政策一直未能出台。
3 国内部分省市相关政策
在国家尚未出台统一的生物与健康产业相关分类和统计办法的情况下,国内各省市纷纷结合区域情况开展相关尝试性工作,在为区域产业发展提供决策依据的同时,也为国家相关政策的制定提供了参考。2011年12月,黑龙江开展全省生物产业统计工作,将生物产业分为生物医药、生物农业、生物制造、生物能源、生物环保五大领域,然而关于各领域的定义与具体范畴未见,由科技管理部门负责推进。2010年,南宁市发改委委托南宁市统计局和广西社科院开展生物产业统计体系与产业指标课题研究并于2011年3月通过了成果评审,界定了生物产业的统计范畴,提出了生物产业指标体系及具体统计方法,但具体内容未见。至2012年初,已有云南、四川等十多个省市初步设立了新兴产业统计指标监测体系,对生物产业等新兴产业进行统计,其中以云南省、江苏省无锡市、浙江省宁波市对生物与健康产业的界定较为详尽。
3.1 云南省跨越一、二、三产业统计生物产业
云南省实施“生物经济强省”战略,2007年4月,省发改委《云南省生物产业发展规划纲要(2006-2020)》,提出“生物产业(烟草产业除外)指的是从事生物产品研究开发、生产和生物技术服务的产业,包括:生物医药、生物农业、生物制造(轻工、化工)、生物能源、生物服务业等。”2010年10月,云南省政府发展生物产业办公室《云南省生物产业统计报表制度(试行)》,将生物产业界定为“指以生命科学理论和生物技术为基础,结合信息学、系统科学、工程控制等理论和技术手段,通过对生物体开展研究并制造产品,或改造动物、植物、微生物并使其具有所期望的品质特性,为社会提供商品和服务的行业的统称,包括生物农业、生物林业、生物医药、生物能源、生物制造、生物环保、生物服务等领域。”该制度以《国民经济行业分类(GB/T4754-2002)》为依据设置云南省生物产业统计指标及口径范围,对生物产业的农业生产、工业生产、产品销售和利税等情况进行统计,指标体系涵盖一、二、三产业。该制度将烟草产业纳入生物农业统计范畴,因为云南省是我国最重要、规模最大的烤烟和卷烟生产基地,烟草种植业、卷烟工业是该省农业和工业的重要组成部分。烟草产业是该省最具比较优势、最有特色的产业之一,是省财政的主要支柱,所创税收自1988年起一直位居全省各产业之首,最高年份占全省70%。此外,烟草产业还促进了其他相关产业的发展,是该省的重要产业。2011年,云南省生物产业总产值达4100亿元,成为全省重要的支柱产业。但是,关于产值的具体构成未见报道。
3.2 江苏省无锡市分十大领域统计生物产业
2012年1月,无锡市统计局、发改委《无锡市新兴产业统计监测制度(试行)》,对该市物联网、节能环保、生物产业等十大新兴产业开展统计监测,该制度将生物产业界定为“包括生物技术产业和新医药产业。生物技术产业:主要是生物能源、生物工业、生物农业、生物环保等新兴产业领域。新医药产业:是指以新技术、新工艺、新剂型、新装备等的开发应用为特征,是蕴含巨大经济社会效益、最具广阔发展前景的新兴产业,主要包括生物技术药、中药、小分子药物和医疗器械、生物试剂、医用材料等。”在该制度的统计分类目录中,将生物产业分为生物医药制造、生物药品制造、中药制造、医疗器械和医用材料制造、生物工业产品制造、生物农业产品制造、生物环保产品制造、生物能源产品制造、药用包装材料、其他十大领域,统计生物产业的总产值、新产品产值、主营业务收入和从业人员数。但是,对于各领域的具体统计范畴及其与《国民经济行业分类》的关联未见,由市科技局与市农业委员会负责核定相关企业名录并组织统计工作。无锡市发改委公布的新兴产业发展数据显示,2012年1~10月该市生物技术和新医药产业总产值(营业收入)为252.75亿元,同比增长9.1%。
3.3 浙江省宁波市采用汇总系数统计生命健康产业
2013年3月26日,宁波市统计局、市加快培育和发展战略性新兴产业工作领导小组办公室《宁波市战略性新兴产业统计分类目录(试行)》,以《国民经济行业分类(GB/T4754-2011)》为依据,根据具体类别与相关战略性新兴产业的关联度确定不同的统计汇总系数,对该市节能环保、生命健康、新能源、海洋高技术等八个战略性新兴产业进行统计。其中,生命健康产业包括生物制品制造产业、生物工程设备制造产业、生物技术应用产业三个子产业,下分十个领域。
4 生物与健康产业概念与内涵
在我国现行的生物与健康产业统计体系下,本文以国家产业政策为基础,参考国内各省市产业界定方法,将生物与健康产业界定如下:
4.1 产业概念
生物与健康产业是指以生命科学理论和生物技术为基础向社会提供商品和服务的行业的统称,包括生物医药、生物农业、生物能源、生物环保、生物制造、生物医学工程、生物技术服务、健康服务产业领域。
4.2 产业构成
(1)生物医药产业:是指以现代生命科学理论为基础,与医药产业结合,利用生物体及其细胞、亚细胞和分子的组成部分或以其作为作用对象,结合工程学、信息学等手段开展研究及制造产品或改造动物、植物、微生物等,并使其具有所期望的品质、特性,进而为社会提供商品和服务手段的综合性技术体系,其内涵包括生物医药产品研制、规模化生产和流通、服务等。该产业主要包括化学药品原料制造、化学药品制剂制造、中药饮片加工、中成药制造、生物及生化制品的制造、卫生材料及医药用品制造、医疗仪器设备及器械制造以及制药专用设备制造[2]。
(2)生物农业产业:是指运用基因工程、发酵工程、酶工程以及分子育种等生物技术培育动植物新品种,以及生产农业投入品如生物农药、兽药与疫苗、生物肥料以及生物农用材料所形成的产业。该产业包括农业生物种业、生物饲料、生物农药、生物肥料、生物疫苗等重点领域[7]。
(3)生物能源产业:生物能源是指由生物质转变而成的能源,是从能源作物、林业废弃物和有机废料等生物质中产生的能源,包括来自树木的木材能源和来自非木材的农业作物的农业能源,其中储存着可用于产生电能、热能、液体燃料及气体燃料的化学能源。我国生物能源主要指利用淀粉、糖、动植物油脂以及木质纤维素为原料生产燃料乙醇、生物柴油、沼气以及生物质发电等[2]。
(4)生物环保产业:目前国际上尚无统一的界定,一般认为凡是与生物技术结合,充分利用生物的特殊功能进行生物净化、生物修复、生物转化和生物催化,从污染治理、清洁生产、能源开发到可再生资源利用,多层面、全方位地为解决工业和生活污染、农业和农村面源污染、荒漠化和海水污染等提供相关产品和服务的行业,均属于生物环保产业研究和应用的范畴,也是其发展的趋势和方向[2]。
(5)生物制造产业:包括采用微生物细胞、生物酶,以及基因工程、合成生物学和细胞融合为代表的现代生物技术及以发酵和酶转化为代表的近代生物技术成果形成的生物制造业,是以现代生物技术为基础大规模生产人类所需基础化学品与原料等的一种工业方式,广泛应用于化工、食品、制药、造纸、纺织、采矿、能源以及环境保护等许多重要领域[2]。
(6)生物医学工程产业:是指运用综合工程学、生物学和医学的理论和方法,提供生物医学材料制品、(生物)人工器官、医学影像和诊断设备、医学电子仪器和监护装置、现代医学治疗设备、医学信息技术、康复工程技术和装置、组织工程等产品研制、规模化生产和流通、服务的产业。
(7)生物技术服务业:是指以现代生物技术与其他要素为支撑,通过生物技术的研究、创新、应用、转化、转移、扩散,形成完整的生物技术产业链的服务活动的总和,是一种创造和传播生物技术知识,提供、应用生物技术知识服务的产业体系[2]。
(8)健康服务业:是指以现代或传统医学技术为主要支撑,以医疗服务、健康理疗、康复调理、生殖护理、健康管理为主体的,为人类健康服务的综合性体系。
参考文献:
[1]李学勇.中国生物产业调研报告[M].北京:中央文献出版社,2004.
[2]北京生物产业发展报告编辑委员会.启航2009北京生物产业发展报告[M].北京:科学出版社,2009.
[3]伍业锋,刘建平.生物产业的界定及统计制度方法初探[J].统计与决策,2011,(20):35.
[4]龙九尊.专家呼吁建立战略性新兴产业统计体系[N].科学时报,2010-9-13(B1).
[5]科学技术部.“十二五”生物技术发展规划(国科发社〔2011〕 588号)[Z].北京:2011.
《中国药典》(2010年版)三部收载的生物技术类制品包括:EPO、IFNα1b、IFNα2a、IFNα2b、IFNγ、白细胞介素-2、G-CSF、GM-CSF、牛碱性成纤维细胞生长因子(BFGF)、人表皮生长因子(EGF)、SK等[3];生长激素,胰岛素、阿替普酶等品种由《中国药典(2010年版)二部》收载[4]。《欧洲药典》与《中国药典》的编制体例有所不同。针对生物技术类制品,《欧洲药典》制定了“重组技术制品总论”,阐述了生物技术类制品的定义、特性,并对生产工艺、过程控制提出了明确要求,是建立品种标准的基础和技术依托。在品种各论中,对产品的原液或原料药的质量标准制定了具体要求。《中国药典》则在“凡例”和“通则”中,对各类产品的共性技术要求进行统一规定,在产品各论中,分别从原液、中间品到成品的质量标准和检定进行了具体规定。结合我国生物技术类制品现状及研发趋势,有必要参照《欧洲药典》,制定“生物技术类制品总论”,并收载于2015年版《中国药典》。
生物技术类制品质量控制的主要因素
就生物技术类制品的质量控制而言,生物学活性测定、理化特性分析和标准物质的研究建立是十分重要的因素。生物学活性测定目前,生物技术类制品的生物学活性测定基本采用细胞增殖法。比较两部药典,最主要的差别在于检测结果的统计学分析,例如:可信限的设置。《中国药典》对此方面的规定尚不完善。生物检定是以药物的药理作用为基础,以生物统计为工具,运用特定的实验设计,在一定条件下比较供试品和标准品所产生的特定反应,通过等反应剂量间比例的运算或限制剂量引起的生物反应程度,从而测定供试品的效价、生物活性或杂质引起的毒性[4]。由此可见,统计方法在生物学活性测定中的重要意义。《中国药典》(2015年版)三部拟收录“生物检定统计法”,进一步完善制品生物检定结果的统计学分析。理化特性分析《欧洲药典》对制品的理化特性分析得比较清晰明确,每个制品均标注了蛋白质一级序列、二硫键的具置以及化学结构式。蛋白质的理化特性分析一般包括含量测定、纯度分析、鉴别分析等项目。含量测定《中国药典》附录中规定的总蛋白检测的方法多采用Lowry法,以人或牛白蛋白为标准品。人或牛白蛋白标准品为非同质标准品,其氨基酸组成、化学结构均与供试品不同,测量中引入了系统误差,无法与同类进口产品的质量进行比对分析,不利于制品质量与国际接轨。《欧洲药典》一般采用紫外分光光度法和高效液相色谱法(HPLC),并采用同质标准品进行蛋白质含量测定。纯度分析纯度分析即用限量标准控制制品中非药效活性成分。《中国药典》主要以十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶(SDS-PAGE)电泳法、HPLC进行控制。纯度分析应尽量依据蛋白质不同的理化特性,选择分析原理不同的检测方法,二者相互补充。G-CSF、GM-CSF、BFGF、EGF、SK质量标准中采用分别基于蛋白质分子大小和疏水特性的SDS-PAGE电泳法、反相高效液相色谱法(RP-HPLC)进行分析;其余质量标准均以SDS-PAGE电泳和分子筛这两个基于一种分析原理的检测方法对纯度进行控制。《中国药典》对主药蛋白的含量作出了限值要求。《欧洲药典》对于制品的纯度分析较为详细,针对不同的分子采用不同的分析方法和具体的判定标准。以IFNγ1b为例,纯度分析包括了共价二聚体和低聚物、单体和多聚体、脱酰基和氧基化物、异质二聚体、正亮氨酸及其他杂质的限量要求;分别采用了分子排阻色谱法、离子交换色谱法、还原-非还原电泳法、高效液相氨基酸分析法。对于SDS-PAGE电泳等分辨率相对较低的方法,设立相应控制带以提高限量判定的准确度。《欧洲药典》纯度分析大致分为制品相关杂质、工艺相关杂质、相关物质分析。制品相关杂质产品相关杂质是在生产和/或贮存过程中产生的降解产物。其分子量、生物学活性、有效性和安全性均不同于主药蛋白[5]。工艺相关杂质工艺相关杂质是生产过程中产生的,可能源自工程菌/工程细胞(残余蛋白质、残余DNA)、培养基(诱导剂、抗生素、培养基成分)或者下游工艺(试剂、层析过程产生的杂质)[5]。同一制品的不同生产单位,由于其工艺、表达系统的差异,残余宿主细胞的DNA、蛋白无论从结构还是组成比例均会存在差异。因此,检测方法在标准物质的选择、抗原、抗体的制备方式均具有特异性。根据“质量源于设计”理念,采用生产单位根据工艺自行制备的标准物质和检测用试剂对工艺相关杂质进行控制,更为真实客观,对于工程控制也更有意义。制品相关物质制品相关物质是在生产或贮存过程中,产生的不同于主药蛋白的分子,其具有的生物学活性,对于制品的安全性和有效性没有影响。它们的特性与主药蛋白相似,不被认为是杂质[5]。鉴别分析在理化鉴别方面,《中国药典》与《欧洲药典》的差距主要是在理化对照品方面。《中国药典》收载的生物技术类制品标准尚未提供理化对照品。以肽图分析为例,肽图分析是国内外药典用于评价产品一致性和生产工艺稳定的技术手段。《欧洲药典》采用全面结构鉴定和理化分析的对照品作为鉴别判定依据,在仪器分析总体要求的基础上,《欧洲药典》对色谱柱粒径、长度、柱温,以及系统适用性中保留时间、分辨率等均有详尽的描述,并采用非线性色谱梯度分离。《中国药典(2010版)》也采用了酶切后RP-HPLC的方式,但尚未提供完成全面结构鉴定和理化分析的对照品,其次在方法要求细节与系统适用性方面也存在一定差距。2.3标准品的建立标准物质的研究和建立是药品质量控制的重要组成部分。《欧洲药典》收录药品标准的鉴别、理化特性分析、生物学活性测定中,绝大多数检验方法均有标准物质作为技术依托。然而,目前我国在相关生物技术类制品的质量控制中,仅可以提供生物学活性标准品,但在理化分析、含量测定方面的标准物质的研发还有待加强,在体制和机制上确保实物标准和文本标准同步发展与实施,完善标准物质国家数据库。
药典相关标准比较
仅以EPO、G-CSF原液(原料药)的质量标准为例,对照分析中外药典中相关检定项目的技术要求。《欧洲药典》收载的生物技术类制品原液按原料药管理,有批准文号。而在我国,原液是禁止在市场流通的。详见表(表略)
关键字:林木常规育种;生物技术;应用
Abstract: Biotechnology is one of the most important scientific means, in the process of forest breeding, biotechnology will play a very important role, especially the selection of fine varieties of forest tree genetic markers and gene engineering plays an important role in. In this paper, the application of tree breeding technology and biological technology, proposed to correctly handle the relationship between the conventional breeding and biotechnology breeding, ensure excellent tree species, so as to guarantee the sustainable development of the forest.
Keywords: tree breeding; Biotechnology; application
中国分类号:S68文献标识码:A 文章标号:2095-2104(2012)03-0001-02
0 引言
林木育种是保证林木持续发展的重要途径,同时也是维持自然平衡的重要调和手段。在我国林木育种方面发展仍然相对落后,随着经济的不断发展和科技的进步,生物技术在林木育种方面逐步发挥作用,这就使得林木得以持续发展和延续。林木种质资源的好坏直接关系到林木的后续生长,所以要培养优良的林木资源,应用林木遗传因素并配合生物技术的使用从而克服不良林木种资源的改良,这不仅关系到我国林业的发展,同时是生态平衡的最终要求。
1 林木常规育种现状
林木是关系到自然协调的中坚力量,所以在林木的遗传育种方面以引起了相当的重视。林木遗传改良的工作可以追溯到20世纪40年代,发展相对滞后。然而,在近半个世纪的发展中,林木的育种方面有了一定的进步。林木的遗传和基因改良是一项根本性的关系到林木培育的重要技术,这项技术着眼于选育优良品种并进行大量的繁殖,从而保证林木的连续性。这在一定程度上解决了对木材的需求,同时可以保证优良品种的继续存续和发展。在林木的生产过程中,林木育种方面也以趋于成熟。其中,林木的育种包括选育、遗传测定和良种繁殖三个阶段,在我国,林木的育种已经达到了一定的技术基础,并取得了些许成就。然而随着对林木需求的加大和对优良品种的偏好需求,就使得林木育种必须找到新的发展方向并创新新的育种技术作为支撑。
2 生物技术在林木育种中的应用
林木不同于其他的生物体,其生长周期较长,而且林木在幼年和成年时期表现出不同的生理性状,除此之外,林木的遗传杂合性较高,这在某种程度上影响林木育种的发展状况。随着林业的不断发展和对林木需求的增加,现存的林木品种不能完全满足人们的需求,所以生物技术的应用就可以弥补这一现状。生物技术为林木育种提供强大的动力。
2.1 遗传标记的应用
在遗传学的研究领域中,具有良好性状和遗传稳定性并且容易识别的遗传性征,比如形态特征、细胞学和分子标记等等,都可以称为遗传标记。其中,分子标记把DNA分子多态性作为遗传标记,这种遗传标记可以反映生物体的基因特性。在林木育种过程中,通常采用的分子标记方法包括:限制性片段多态性,随机扩增多态性,扩展片段多态性和简单重复序列等方法。在具体的方法应用中,要根据遗传基因的具体情况进行合理选择,除此之外,要考虑基因的识别和检测的便捷性和应用成本问题。近年来,分子标记技术也有了一定的发展。遗传图谱可以显示遗传标记的相对位置,从而可以观测染色体进而进行相应研究。遗传图谱的应用和发展是林木育种研究的又一技术手段,可以在林木的良种选育和培养方面发挥作用。除此之外,分子标记中的指纹识别技术也逐步应用到林木的育种方面。指纹是一种类比人的定义,是一种区别于其他种或个体的特异DN段,具有高度的特异性和稳定性。指纹识别技术可以对树种的基因做出判断,从而对树种的个体之间进行亲缘关系判断,这就可以从根本上对林木做出区分,防止林木的交叉遗传。
2.2 基因工程的应用
基因工程通俗的来讲就是把目标基因通过一定的方式植入到受体植物,从而可以使林木的DNA发生改变,从而可以创造需求的林木品种。基因工程在林木育种方面的应用较为广泛,其中相关的技术包括目的基因分离鉴定、植物细胞遗传转化和转基因植物的识别等等方面。基因工程在林木育种方面有很大的贡献,在林木的体内植入目标性状的DNA,从而使受体达到DNA重组,由此可以产生基因的变异,创造出新的生物体。基因工程通常需要的时间不长,而且可以打破林木种间杂交不亲和的界限,从而可以打破林木自身性状的影响,培养出新的林木品种。
3 林木育种的展望
林木常规育种和生物技术育种具有本质的差别,林木的常规育种基本上是应用杂交来改良品种,所以改良的效果并不显著,新品种的培育较差,而且常规育种的方向性较差,难以对生物进行定向的改造和培育,而生物育种就可以打破常规育种的弊端。生物育种是从生物体内部对基因的一种改良,可以通过植入具体性状的基因对林木进行定向培养,同时,生物育种还可以打破种间杂交的障碍,使林木品种得到创新发展。
在林木育种的发展中,要不断完善基因工程的应用,要积极开发导入基因介质,同时完善基因性状,发展基因导入的有效性,同时要开发多性状基因,使导入基因能够满足需求。同时由于林木基因组重复的序列较多,提纯方面存在困难,所以在使用基因工程来培育新的林木种资源使,要完善相应的提纯技术和林木基因的检测技术,从而充分发挥基因工程在林木育种方面的应用。除此之外,要开展空间育种技术工程,采用种子卫星搭载工程,从而可以利用空间环境创造新的林木品种,在模拟的环境中发现林木的性状和改善效果,从而可以模拟空间状况的生物效应,为林木的育种提供新的发展方向。
4 结语
林木育种是创造新的林木种资源、保证林木可持续发展的过程,那么在林木育种的过程中,就要重视生物技术的应用,从而可以改善林木常规育种中难以达到的技术要求,更快更好的培育出需要的林木新品种,服务于林业的发展和优良品种的传承和发展。
参考文献
[1]沈熙环.林木常规育种与生物技术的应用[J].林业科技开发,2006,(01):1-4.
[2]毕影东,杨传平.生物技术在林木遗传育种中的应用[J].世界林业研究,2007,(06):23-28.
[3]马和平,臧建成,李毅,吴袖荣.生物技术在林木育种中的应用[J].河北林果研究,2005,(04):41-44+63.
继2015年4月,中山大学研究人员利用基因组编辑技术除去了人类胚胎中的一个突变基因后,5月,全球知名期刊《自然》(Nature)称,美国国家科学院(NAS)和国家医学院(NAM)宣布,将推出重大的举措为人类基因组编辑技术制定指导准则。
基因组编辑技术,是近年科学界的明星技术,它实现了在生物体基因组水平上进行精确地敲除、插入或置换,意味着人类可按意愿改写DNA,也因此引发巨大的伦理道德争议。
核心技术门槛的降低,往往意味着某个行业即将迎来爆发期,比如智能手机的风起云涌。
此前,由于技术壁垒与监管成本高昂,转基因育种几乎垄断在以孟山都公司为首的几个大公司手中;而基因组编辑技术应用于种子培育,不仅少了几分改写人类DNA的顾忌,而且这一新的育种技术降低了准入门槛,使一些小公司、校办企业也有了进入的机会。
不过,转基因作物始终面临着严厉监管,同样作为基因工程,基因组编辑育种技术的产物,是否也面临一样的命运?如果改变监管策略,又需要如何调整? 是不是转基因育种?
上述一连串的发问,其实指向同一个问题,基因组编辑育种是否应被视作转基因育种?
被看好的基因组编辑技术,主要有核酸酶 (ZFNs)、TALE核酸酶(TALENs),以及CRISPR/Cas系统,原理都是在DNA靶位点产生双链断裂,之后进行末端连接或同源重组,以修复损伤的DNA。
其中,CRISPR/Cas系统是最新的技术,它不像另外两种技术那样靠蛋白来识别目标,而是靠核糖核酸(RNA)来识别,操作更简捷,应用范围更大。
美国一家小公司Calyxt有一个新突破,它利用TALEN技术使土豆耐冷藏,并可减少烹饪时产生的致癌物质。技术原理是,通过降低土豆中天门冬酰胺和单糖的含量,不让切开的土豆变黑和减少高温烹饪时产生的致癌物质丙烯酰胺。
TALEN技术由TALE蛋白DNA结合域和核酸酶两部分融合而成,这相当于一场观察员寻找定位、狙击手攻击的游戏,TALE蛋白DNA结合域负责靶序列的特异性识别,而核酸酶负责靶位点的切割。
麦当劳等快餐企业的薯条供应商辛普洛特的转基因土豆,也于2014年11月得到美国农业部批准,它同样可以减少土豆擦伤变黑,并在烹饪过程中降低丙烯酰胺的产生。
两种土豆的品质类似,但区别在于,辛普洛特土豆嵌入了野生土豆中的基因片段,并采用RNA干扰技术让负责编码特定酶的基因不再表达,Calyxt土豆则只是剔除了土豆本身的基因,没有插入任何外源基因。
检测无法发现Calyxt土豆与传统土豆的差别,因为,基因组编辑技术无需引入外源基因,直接可在作物自身基因组上进行操作,与自然突变或物理、化学诱变的机理一样,因此,分子检测无法区分基因组编辑获得的植物突变体与常规突变体。而转基因育种时外源基因的嵌入位置有随机性,需要大量的筛选来获取目标性状。
这就是基因组编辑育种不同于转基因育种的重要原因。
那么,前者可以替代转基因育种吗?
基因组编辑技术至少现在还不能完全替代传统转基因技术,比如,因为Bt基因来源自细菌,基因组编辑尚无法实现在作物自身基因组上产生Bt基因。
日本茨城大学农学院教授刀川(Masashi Tachikawa)介绍,一部分人认为基因组编辑育种应按非转基因植物对待,其比转基因更天然,环境风险较小;另一部分认为基因组编辑对基因组重新配置,同时技术门槛的降低会加大环境风险,因此需要更加严格。站在中间路线的人则认为应保持现状,然后再逐步减轻或加强,而操作精准度增加并不会降低风险。 “我受监管吗?”
美国农业部认定Calyxt土豆不在转基因法规监管内。2014年8月28日,美国农业部动植物卫生检验局回复Calyxt公司咨询称,该土豆有别于传统的转基因作物,最终产品不含有任何外源的遗传物质,农业部对于转基因作物的管理条例不再适用,因此不受相关条文(即《生物技术监管协同框架》)管理。
自2011年7月至2014年11月,美国农业部动植物卫生检验局网站上已有25封来信咨询,均涉及同一个问题:“我受监管吗?”
早在四年前美国就《新兴技术监管和监督原则》强调,监管要遵循科学,定量和定性考虑效益与成本,如果没发现重大的监督问题,考虑不予监管。
美国农业部海外农业局新技术与生产方式办公室副处长彼得里(Mark Petry)对《财经》记者表示,在美国,基因组编辑产品是遵循个案分析的原则、以科学为基础进行的。与此同时,一些转基因产品被等同于常规育种产品对待。
彼得里透露,近期许多业内科学家建议,监管机制应该保持一贯性, 如果在无法区分基因组编辑产品与常规育种产品的情况下,两种产品应该等同对待。
此外,如果Calyxt土豆要出口,仅仅拿到美国农业部的许可远不是终点,各个国家的监管都需要协调。
6月上旬,由美国、英国、阿根廷、中国多个国家和地区的政府官员、科学家、产业人士参加的新育种技术交流活动接连在菲律宾和中国举行,其目的即是协调各个国家和地区的基因组编辑育种技术监管。
美国政府已经将一些产品的安全评价材料在网络上公开,以便各国参考。
欧盟的做法则有些费解,欧盟于1998年批准Mon 810转基因玉米、1998年批准了两个康乃馨生物技术品种后,没再批准新的栽培申请。如今主要的生物技术公司退出了欧盟,先正达公司停止在欧洲的基因工程项目,孟山都从欧盟撤走所有栽培档案。如果将基因组编辑育种技术纳入转基因育种范畴,那么这一技术在欧盟将又一次陷入绝境。
欧洲食品安全局(EFSA)转基因生物(GMO)小组成员约内斯(Huw D Jones)在北京上述交流活动中透露,欧盟正在考虑这一问题,2015年夏季之前完成转基因生物体定义的法律审查,秋季将提交最终草案给成员国评审,希望在年底之前发表涵盖现有新育种技术的指南。他本人表示,如果产品中不再有重组DNA,且基因组编辑无法与自然突变区分的话,那么不应纳入已定义的转基因育种范畴。
阿根廷的做法接近美国。阿根廷国家农业生物技术咨询委员会执行主任、农畜渔业部生物技术主任莱马(Martin Lema)介绍,只要最终产品不含外源基因,则不纳入转基因产品的监管范畴。
在日本,申请基因组编辑育种技术品种须在种植以及用于食品和饲料之前咨询主管部门,并请其裁决最终产品是否纳入监管。 中国的政策选择
中国并非旁观者。以中国科学院遗传与发育研究所研究员高彩霞等人为代表,中国已经在基因组编辑的小麦育种上做了出色的工作。
白粉病是小麦的世界性病害,小麦中的致病基因在其A、B、D基因组上各有一个拷贝。高彩霞与中国科学院微生物研究所研究员邱金龙合作利用TALEN技术,在六倍体小麦中对该基因的3个拷贝同时进行了突变,获得对白粉病具有广谱抗性的小麦材料。该研究结果于去年7月发表在权威生物技术期刊《自然-生物技术》在线版。
需要注意的是,这种抗白粉病小麦很难通过杂交育种获得,因为杂交育种利用的是自然突变产生的植株,而六倍体小麦很难发生3个拷贝同时突变。同样,传统转基因技术也不容易实现,因为转基因技术具有插入的随机性,做不到在特定基因上的插入,而六倍体的筛选工作量是无穷大的。
高彩霞还利用基因组编辑技术研发了一种带有香味的水稻。不过,这些成果都还没有应用在商业生产中,因为农业部尚未有明确说法。
中国在农业生物技术政策制定上是有深痛教训的。作为中国转基因法规的主要起草人之一,中国农业科学院植物保护研究所生物安全研究中心主任彭于发认为,目前看中国转基因政策采取的防守策略并不成功,亟须改进。
国务院颁发的《农业转基因生物安全管理条例》(下称《转基因管理条例》)于2001年5月。当时国内在该领域的研发相对落后,于是中国采取了一个防守策略,即设置高门槛,让国外产品进来时,额外增加很多程序。
结果出乎意料,按照彭于发的讲法就是,“外面的没挡住,里面的没起来”。以大豆为例,中国没挡住进口,自己的转基因大豆也没发展起来。因为设置高门槛后,没有一个中国的企业和研究院所能达到这样的高标准。
此外,还在客观上造成“能试(验)不能用,许吃不许种”现象,因为最后不允许种,投资者没有获得效益,至今只有大北农集团等少数企业开始作为。
对于基因组编辑育种技术,彭于发建议,其一,要避免“转基因”字眼引来的公众舆论压力,建议采用“精准育种技术”或“先进育种技术”概念;其二,因为检测不到外源基因,大量的新产品不应作为转基因产品来管理;其三,中国需要一个简化的合理程序。
关键词:海洋生物技术 本科院校 专业建设 课程建设
海洋生物技术作为一个新的学科领域已明确被定义为“运用海洋生物学与工程学的原理和方法,利用海洋生物或生物代谢过程,生产有用物质或定向改良海洋生物遗传特性所形成的高技术” [1]。近年来,随着对海洋生物多样性特征认识的不断深入,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。
一、海洋生物技术的发展现状
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世纪优先发展的领域。1996年,中国也非常及时地将海洋生物技术纳入国家高技术研究发展计划(863计划),标志着我国海洋生物技术走向了新的阶段。
海洋生物技术作为一个全新的学科,具有巨大的应用价值和潜力,已成为世界各国竞相发展高新技术的重要战略组成部分,并沿着三个应用方向迅速发展。一是海洋生物养殖技术,目标是通过海洋生物技术实现种质保存、优良品种培育、病害防治和规模化生产等方面的跨越式发展;二是海洋天然产物开发,目标是探索开发高附加值的海洋新资源,促进功能特殊的海洋生物活性物质和海洋新药的产业化开发;三是海洋环境保护,其目标是通过海洋生物修复技术的开发与应用,保证海洋环境的可持续利用和可持续发展。
二、全国涉海类大学及海洋类专业开设情况
数据显示,截止到2010年6月,我国的高校已经超过2000所,其中本科院校792所[2],但是纵观全国的高校中,直接跟海洋关联比较紧密的仅有为数不多的几所:中国海洋大学,广东海洋大学,上海海洋大学,大连海洋大学,浙江海洋学院等。据统计,开设有海洋类专业的高等院校也只有三十几所,包括:中国海洋大学、厦门大学、上海海洋大学、广东海洋大学、中国地质大学(北京)、大连海洋大学、扬州大学、哈尔滨工业大学(威海)等,所占的比例尚不到13%[3]。
三、海洋生物技术专业建设的必要性
首先,海洋生物技术是推动海洋产业发展的关键因素。海洋生物技术是一个新兴的高新技术领域,研究的范围非常广泛,涉及到海洋生物的分子遗传学、微生物学、细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、基因工程学、蛋白质组学、生物化学和海洋生态学等。虽然在过去的几年里,我国在海洋生物技术方面取得了一些成绩,但总的来说,我国海洋生物技术力量分散,研究的力度不均匀,在运用基因工程技术和蛋白质组学等现代生物技术对海洋生物进行研究开发方面还比较落后。基于此,我们需要进一步加大海洋生物技术的投入,使我国的研究水平能达到国际领先水平。
其次,海洋生物技术人才缺口严重,加大人才的培养是有效发展海洋经济的保障。统计数据显示,在欧美等发达国家的海洋经济发展中,科学技术因素的贡献率已达到80%左右,我国尚不足30%[3]。随着海洋开发上升为国家战略,对海洋技术人才的需求也日益迫切。在全球海洋大开发的背景下,优化专业结构、增设海洋生物技术专业,为社会输送大批高质量的海洋类研究型人才是缓解目前供需矛盾的有效途径。
再次,建设海洋生物技术专业是服务地方经济,提升地方高校竞争力的有效举措。目前,以《江苏沿海地区发展规划》通过国务院审议为标志,江苏沿海省域发展规划跃升为国家战略,使江苏沿海发展站在了新的历史起点上[4]。我校地处江苏省盐城市,盐城市沿海海域是中国唯一无赤潮的内海水域。随着江苏省和盐城市沿海大开发的深入开展,对海洋人才的需求也越来越强烈。在这种背景下,充分发挥我校的地域优势,建设海洋生物技术特色专业是服务地方海洋经济发展和提升我校竞争力的有效途径。
四、专业建设定位
在海洋生物技术专业建设中,最重要的是人才培养目标。我们在定位人才培养目标时,确立了人才培养应主动适应我国经济建设和社会发展需要的思想,重点在于应用型人才的培养,特别是具有创新意识和科研能力人才的培养。即:具备海洋生物技术专业知识,能在海洋生物学的基础理论研究、海洋生物资源调查、海洋环境保护、海洋药物、海洋天然活性物质开发等领域从事科学研究、教学与管理工作、服务第一线的海洋生物技术应用型及高技能型人才。
五、我校海洋生物技术专业建设的措施
尽管我校海洋生物技术专业面临许多问题,但为了适应沿海大开发对海洋科技人才的需求,充分发挥地域优势,将该专业办得有特色、有质量, 已经成为我们工作的核心,为此,我们将采取以下几个方面的措施来强化专业建设。
(一)注重专业内涵建设,构建多样化的人才培养模式
根据该专业的特殊性,采用多视角构建多样化的人才培养模式,纵向拓宽专业内涵、横向拓宽专业口径,实行开放的、多样化的、突出个性的培养模式,基础教育、专业教育、实践教育三者有机结合。第一,在低年级时注重基础课程的建设,在高年级时将海洋生物技术最前沿的科研成果引入教学内容,让学生及时掌握该专业的发展现状和未来发展趋势。第二,鼓励学有余力的学生跨学科、跨专业修读第二学位。第三,加强校外合作,实行校校和校企共同培养人才的办学模式,积极与著名的涉海类大学和科研院所交流合作,并对学生进行联合培养,提高办学水平。
在专业教育的基础上,我们也注重素质教育,鼓励学生积极参与第二课堂活动,如:读书节活动、青春风采大赛、音诗画朗诵比赛、生态美环保服饰大赛、通讯报道比赛等。锻炼学生接触社会、服务社会的能力,提高学生的综合素质,有助于培养德智体美全面发展的应用型专门人才。
(二)优化课程体系,改革教学方法和教学手段
课程体系是实现专业建设目标,构建学生知识结构的重要环节,制定科学合理的课程体系具有非常重要的意义。为此,我们具体从下面几个方面来建设课程体系。首先是公共基础课,包括外语、计算机基础、数学等;其次是专业基础课,包括分子遗传学、微生物学、动物学、植物学、生物化学、细胞生物学等;再次是专业课程,包括海洋生物技术、海洋生态学、海洋药物学、发育生物学、水化学与水质管理、特种水产经济动物增养殖学等,专业课程的开设丰富了学生们的知识面和视野。在课程内容方面,大量吸收当今科技发展的新成果,压缩了理论课时,增加应用型课程和实践技能课的比例。
改革教学方法和教学手段是建设特色新专业的保障。在新专业的建设中我们要更新教育观念,改善教学方法:确立以学生为主体的教育理念,始终把学生放在第一位,结合各门课程的实际情况,采取灵活多样的启发式、互动式、去育苗场和养殖场进行现场教学等教学方法以活跃课堂,激发学生的学习潜力,培养他们举一反三的创新能力;积极开拓双语教学,鼓励学生养成查阅外文文献和阅读外文原版教材的习惯,实时了解国外海洋生物技术发展的最新成果,做到与世界接轨。在教学手段上,要充分利用教室多媒体,在抽象的理论知识讲授中多插入图片、动画和影音,做到图文并茂,帮助学生理解,激发学生的学习积极性,做到“教”和“学”的统一,改善教学效果。
(三) 建设师资队伍, 树立人才强校、强专业的观念
人才是学校发展的基石, 是专业建设的保证。首先,加大对在职师资的培养力度,组建海洋生物技术专业的高水平教学团队,提升该专业的竞争实力,例如:我院每年暑假都有计划地组织教师到企业生产一线挂职锻炼,参加企业的生产和研究活动,一方面可以培养教师的实践经验,另一方面也可以明确企业对人才的具体要求,及时修订培养方案和培养目标,做到专业建设跟社会需求的紧密结合,使人才培养与学生就业能够形成良性互动。其次,对专业核心课程成立教师负责人制,由专门的教师负责提前制定教学计划,全程跟踪教学过程,发现问题及时调整课程体系;鼓励教师根据科研成果和教学经验,编写符合我校专业特色的教案和教材,提高教学水平。再次,要根据学科发展和专业建设的需要, 不断加大优秀人才的引进,逐步形成一批海洋生物技术专业的带头人物;并且积极挖掘校外资源,聘请海洋生物领域的知名专家和学者参与我校海洋生物技术专业的建设过程。
(四) 强化专业实践教学, 实行产学研合作教育
产学研合作教育是高校推行实践教学的重要途径。教学实习是学生将学到的理论知识应用到生产实践,从而将知识转化为生产力的一个非常重要的环节。第一,要搞好校企联合,调动企业的积极性,建立长期联系。比如,我校已与盐城大丰海洋生物产业科技园进行了合作,作为我校海洋生物技术专业的教学实习基地。在海洋生物的生物周期内安排学生进行为期5-7个月的实习,鼓励学生将实习中发现的问题转化为研究课题,提高学生解决实际问题的能力。第二,要实行科研与教学有机结合的方式,以科研成果丰富教学内容, 以科研方向完善专业建设目标,积极探索研究成果服务地方经济的模式,加速沿海大开发的进程,形成“以科研优化生产、生产支持科研、科研促进教学”的理想局面,突出专业特色。第三,搭建科研平台,鼓励学生参与科研过程。一方面, 指导他们申请省级和校级海洋生物技术领域的大学生实践创新项目,鼓励他们积极参加大学生创业大赛,让学生亲身参与科研项目选题、申请、开展、结项的整个过程,提高学生参加科学研究的兴趣和能动性。另一方面,鼓励学生积极参与到教师的科研项目中,实行导师负责制,在导师的指导下,对学生进行文献阅读、实验设计、实验技术等方面的锻炼。
海洋生物技术专业的建设是一个复杂的工程,目前尚处于摸索阶段,办学经验不足,专业建设经费比较缺乏,教育质量与国内外的涉海类大学之间也存在较大差距,办学水平和规模也有待于进一步加强。我校要办好这个专业还有很长的路要走,专业目标也要随着社会需求的变化做相应的调整,只有这样才能形成专业特色,提高人才培养的质量,从而提升学校的竞争力。
参考文献:
[1] 杨宝灵, 姜健, 桂佳, 王智, 刘业伟, 张洪艳. 海洋生物技术研究现状与前景展望[J]. 大连民族学院学报, 2005, (1): 67-70.
[2] 王文礼. 建设世界一流大学背景下我国高等教育质量提升的几点思考[J].现代教育管理, 2012, (3): 29-33.
[3] 苗振清, 刘煜. 海洋类专业人才培养的思考—以浙江省为例[J]. 高教论坛, 2009, (2): 4.
[4] 周晓见, 靳翠丽, 董昆明, 缪莉, 封克. 江苏沿海开发战略下的海洋科学与技术人才培养[J]. 中国科技信息, 2011, (14): 16-17.
人体内的微生物很可能掌握着开启新一代医学和药物进展的钥匙。这些寄居在我们体内的小东西在基因上和人有很强的关联。研究表明,相对于人体内每一个基因,微生物内部有100个对应的基因。它们对人体的消化代谢、免疫和营养供给提供不可忽略的帮助,因此微生物也被称为人体的第二套基因。
这也是Second Genome得名的原因,作为首批将微生物组科学转化为新型治疗方式的公司之一,Second Genome通过独有的微生物药物发现平台来探索新的治疗方式,目前已研发出候选药物。
Second Genome公司开发了一对一的微生物组调节药物发现平台,该平台用于鉴定新的靶向物质和药物。该方法建立在了解人体内微生物的组成与功能的基础上,通过比较它们在正常人与病患间的差异,研究人员能够找到与人类疾病相关的蛋白质、肽类和代谢物等新型生物标志物。将这些微生物信息与药物相结合,从而开发出微生物相关疾病的创新疗法。
该平台可以用于分析不同分子、多肽在肠道疾病以及肠道微环境中的作用,筛选新的药物分子来治疗疾病。通过微生物与宿主之间的相互作用以及该药物在疾病发展过程中的作用综合筛选候选药物。公司的数据分析技术能够识别影响疾病的微生物和微生物组标志物,保障了公司能快速选择合适的治疗方案治疗微生物相关疾病。
利用药物发现平台,该公司研发出的SGM-1019药物,是一种微生物介导的靶向小分子抑制剂,治疗溃疡性结肠炎引起的发炎和疼痛。该产品已完成Ⅰ期双盲试验,且在试验中并没有显著的不良反应,耐受性良好。
实际上,微生物组是许多代谢性疾病(包括肥胖症和Ⅱ型糖尿病)发展的原因。近年来肥胖症和相关代谢疾病患者迅速增加,每5个美国人中就有1个病例。有研究表明,微生物组是代谢过程的核心,并重新定义了这种疾病以及研究方式,最近的微生物组移植研究已经证明,引入特定微生物可以使得宿主的体重增加或减少,这表明微生物组是用于治疗肥胖的潜力治疗方法来源。
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。
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
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?趾Q笙妇蟹掷氪炕鯪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