生物技术推波助“蓝”
作者：记者 王庆
2013年06月05日 来源：中国科学报
基因组学等各种生物组学技术正在帮助人类逐渐揭开海洋生物资源的神秘面纱。除此之外，生物有机化学、生物合成学、免疫学、病害学等学科也使海洋生物技术的“弹药库”变得丰富而强大。
以“蓝色宝藏”为依托的海洋生物经济正热火朝天。
如今，越来越多的人享受着来自海洋的各种“福利”：从医药到婴儿配方产品，都有来自海洋生物的成分。
欧洲科学基金会估计，海洋生物技术当前的全球市场价值为80亿欧元，如果工业界与科技界共同合作，其市场价值将以每年12%的速度增长。
鉴于海洋经济的诱人前景，世界各沿海国家更是纷纷加入到这场“蓝色”的圈地运动中。
生物技术揭开海洋面纱
中科院日前发布的《2013高技术发展报告》显示，目前全球仅有5%的洋区已被人类探测，新近估计海洋中还有1/3的物种尚不为人所知。
显然，发现和研究形形色色的海洋生物，对人类来说无疑是巨大挑战。
近年来，各种各样的遥控潜水器和水下机器人不断问世，综合集成声、光、电和生物传感器等技术的各种海洋生命探测仪器和设备应运而生。
例如“海神号”无人深潜器，能在1.1万米深海中用两种互补模式运行；而“深海之眼”则可在长达24~48小时内几乎不造成任何干扰地观察深海生物。
然而，“看得到”不代表“看得懂”。幸好，基因组学等各种生物组学技术正在帮助人类逐渐揭开海洋生物资源的神秘面纱。
中科院海洋所前所长相建海对《中国科学报》记者表示，基于全基因组测序的组学研究能够全面解析生物的基因结构和功能，使人们可以从基因组水平，而不是孤立地从单个基因来认识和理解生物的各种生命过程，如生长、发育、抗性等，从而为人们设计和优化生物性状提供了可能。
近年来，我国加大了对海洋生物基因组测序的支持力度，牡蛎、半滑舌鳎、大黄鱼、石斑鱼和鲤鱼的全基因组测序均在我国宣告完成。
此外，宏基因组的介入，则有助于分析给定生物群落的全部基因，从而避开一一鉴别物种的困难，特别适合于海洋环境微生物群落的研究。
除上述组学研究，生物有机化学、生物合成学、免疫学、病害学等学科也使海洋生物技术的“弹药库”变得丰富而强大。
海洋牧场助水产养殖升级
相建海介绍，上述海洋生物前沿技术主要应用于现代水产养殖、海洋农业生物安保和食物安全、海洋生物资源养护和环境的生物修复等领域。
从多位业内人士的观点综合来看，在蓝色经济中，水产养殖业是基础和根本。而在生物技术的带动下，此“水产养殖业”的前面必须加上“现代”二字。
现代水产养殖是在人工控制环境下，借助生物反应器等生产水生生物，不仅包括鱼虾贝类，还包括药材、食物添加剂、可替代石油的脂类和食品等。
对于水产养殖现代化升级的迫切性，好当家集团有限公司科研处处长孙永军对《中国科学报》记者表示，我国海产养殖产量的提高主要还是依靠规模的扩大和人力、物力的大量投入。随着养殖面积和密度的不断增大以及环境的恶化，近几年个别地区海产养殖单产降低、品质下降、病害频发现象逐年加剧，造成了严重的经济损失。
如何助力海洋水产养殖升级？中科院海洋所副所长杨红生特别推崇“海洋牧场”的模式，即主要通过放流、底播、移植等方式将经中间育成或人工驯化的生物苗种放流入海，利用天然饵料或微量投饵育成，并进行高水平的生物管理和环境控制，扩大海洋生物资源量，实现可持续捕捞。
杨红生在接受《中国科学报》记者采访时介绍：与捕捞相比，海洋牧场注重对生物资源的养护和补充；与海水养殖相比，海洋牧场可实现物质和能量的多营养级利用，有效降低投入品对海域环境的影响，拓展了增养殖生物的活动空间，提高了养殖产品的品质；与单纯人工放流相比，海洋牧场注重生境修复和资源管理，保证了增殖目标生物的成活率与回捕率。
育种水平亟待提高
正所谓“农为本，种为先”。在谈及海洋生物产业现代化问题时，受访者谈论的另一重点则集中在海洋生物资源的育种上。
相建海说：“海洋生物技术在促进传统产业转型升级方面正发挥着重大作用，其中最为活跃的领域是海洋种业。”
除了主要养殖种类的生物育种，新的高值养殖种类的人工繁育还可以通过综合利用内分泌生理和环境因子调控、生殖和遗传操作技术来实现。
例如，味道鲜美、价格不菲的龙虾一直靠野生捕获。近年来，挪威和澳大利亚科学家先后宣布成功实现龙虾的人工繁育。
再如，金枪鱼价值很高，一条蓝鳍金枪鱼甚至可卖到70万美元，而2011年的捕捞量较1970年下降了85%。澳大利亚蓝鳍金枪鱼人工育种因技术突破也被《时代周刊》评为当年世界第二的创新成果。
相比国外，我国海产的育种水平却有待提高。
孙永军指出，我国开展养殖的各种海产品大部分是未进行系统选育和改良的品种，其遗传基础仍是野生型的，经过累代养殖，均不同程度地出现了遗传杂合度降低、抗逆性差等种质退化问题，海产养殖业迫切需要高产、优质、抗逆能力强的新品种培育和良种推广机制。
对此，相建海建议，为了保证海水养殖持续健康发展，必须深入研究野生种类的驯化和培育，利用细胞、分子技术，实行人工遗传改良，建立起创新的种质体系，源源不断地提供新的优良种苗，实现养殖良种化。
