作者:徐海 李洁尉 来源:中国科学报 发布时间:2012-6-14 8:36:26
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中科院南海海洋所:为了千秋万代的海洋科学事业
——记中科院南海海洋所在海洋生态与生物资源领域的创新发展之路





 
■徐海 李洁尉
 
蓝色的海洋,美丽而宽广。在她万顷碧波之下,蕴藏着多少攸关人类生存与发展的丰富资源。为了祖国的海洋科学事业在世界上占有一席之地,半个多世纪以来,中科院南海海洋所人辛勤耕耘,以累累硕果报效祖国。下面记述的就是他们在海洋生态与生物资源领域勇于开拓、创新发展的几个侧面。
 
厚积薄发 推动宏观生态与实验生物学学科发展
 
早在20世纪50年代末,南海海洋所就参加了全国海洋普查及中越合作的北部湾调查;60年代开展了具有南海特色的海岸带、海南岛珊瑚礁海岸和广东红树林海岸调查;70年代实施了南海中部和南海东北部调查;80年代进行了南沙群岛综合考察及西太平洋热带海域海气相互作用考察;90年代进行南沙群岛及其邻近海区综合科学考察;21世纪特别是知识创新工程以来,开展了南沙群岛及其邻近海区综合调查、国家“908”专项调查、石斑鱼、对虾、珍珠贝和牡蛎等热带海洋经济动物繁育及高效健康养殖、海洋生物活性物质的利用技术、南海陆架区浮游动物生态学研究等调查与研究。这些研究工作先后积累了大量科学数据和资料,取得了一批重要研究成果,为后续的发展奠定了丰厚基础。
 
1959年建所之初成立海洋生物研究室,便以宏观生态与实验生物学为主要研究方向,相继设置了海洋浮游生物组、游泳生物组、底栖生物组、珊瑚生物组、微生物组、沉积生物组和标本室等学科组,后又与时俱进,成立了相应的重点实验室。
 
2006年12月中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室成立伊始,就在以陈宜瑜、林浩然院士为主的学术委员会关怀和指导下,确定了总体定位和研究方向,瞄准国家重大需求和学科发展前沿,以南海近海、深海和邻近大洋为主要研究区域,注重开展海洋生物多样性、海洋生态系统结构与功能以及海洋生物资源可持续利用理论与技术创新研究。
 
几年来,在前期丰厚学科积淀的基础上,一代科技新人发扬老一辈科学家的优良传统,注重学科建设和发展,凝聚人才队伍、推动成果产出、发挥思想库作用,在服务地方经济建设与社会发展等方面取得重大创新发展和突破。该所主持或参与的部分获奖成果有:
 
上世纪70年代完成的“西沙、中沙群岛及其附近海域海洋综合调查研究”获全国科学大会奖、中科院重大成果奖;“珍珠贝人工育苗和养殖的研究”获全国科学大会奖;“珍珠贝的实验研究”、“广东紫菜品种培育”获中科院重大成果奖;“珠江口海域的污染调查研究”获广东省科学大会奖。
 
上世纪80年代,“南海中部海区综合调查研究”获中科院科技成果奖一等奖;“南海中部珊瑚礁研究”、“南海海洋药用生物(专著)”、“香港和东海珊瑚类的研究”、“船底防污漆乙二胺加速测试方法的研究”获中科院科技成果奖二等奖;“曾母暗沙专题研究”、“硅点石斑鱼人工繁殖研究”、“南海石油开发区海洋污损生物和平台钢腐蚀调查”获中科院科技进步奖二等奖;“大珠母贝游离有核珍珠和人工育苗研究”获广东省科技进步奖。
 
上世纪90年代,“南沙群岛及其邻近海区资源、环境和权益综合调查研究”获得国家科技进步奖二等奖以及中科院自然科学、科技进步奖一等奖;“华贵栉孔扇贝的育苗与养殖”获中科院科技进步奖二等奖;“南沙群岛海区初级生产力研究”、“藤壶附着机理研究”获广东省自然科学奖二等奖;“南海北部近海海区污损生物和平台钢腐蚀研究”获广东省科技进步奖二等奖;“龙珠抗衰口服液的研制”获三亚市科技进步奖一等奖;“大珠母贝及其养殖珍珠”、“蛇珠滋补口服液的研制”获三亚市科技进步奖二等奖。
 
2000~2011年,“热带海洋活性物质及其利用技术”获国家科技进步奖二等奖以及海南省科学技术奖特等奖;“凡纳滨对虾引种、育苗、养殖技术研究与应用”获国家科技进步奖二等奖(合作);“南海区域海洋生物种群多样性与生产机制”获2008年度广东省科学技术奖一等奖;“三亚湾及其邻近海区生态环境与生物资源研究”获2010年度海南省科技进步奖一等奖;“热带海洋软体动物功能蛋白肽的关键利用技术及其产业化”获2011年度广东省科学技术(发明类)一等奖;“珠江口海域污染防治与生态保护技术研究”、“马氏珠母贝遗传改良技术”获广东省科学技术奖二等奖;“海水藻蓝蛋白的制备方法”获广东省专利优秀奖;“超声波导入鱼病疫苗的研究”获海南省科技进步奖二等奖。
 
调整布局 推动海洋生态与生物资源利用研究交叉融合
 
当今世界,各国对海洋生态系统的研究日益关注,联合国教科文组织、美国国家科学基金会等国际组织和机构多年来一直将海洋生态系统作为研究重点,逐年强化研究力度和资助强度。2010年2月,中国在第362次香山科学会议提出要努力保障近海生态系统可持续发展。在中科院发布的《创新2050:科技革命与中国的未来》报告中,海洋生态研究成为八大经济社会基础和战略体系中“空天海洋能力新拓展体系”和“生态与环境保育发展体系”的重要组成部分。
 
南海海洋所直面中科院“创新2020”战略规划与“一三五”发展目标,为进一步深化研究南海及其邻近大洋海洋生态系统结构与生态过程、生态环境变动与生态安全,加强生态和生物资源领域的学科交叉,发挥跨学科发展的优势,2012年6月,南海海洋所调整了学科布局,成立海洋生态研究室,将海洋生态和生物资源并重,发挥跨学科优势,相互交叉和支撑。同时提出将“中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室”更名为“中科院海洋生态与生物资源重点实验室”,研究方向也相应作了调整。
 
有关科学家坦言,新的实验室定位更加准确和明晰:针对国际海洋科学发展趋势和国家重大战略需求,面向南海及其邻近大洋,开展具有明显区域特色的热带海洋生态系统与海洋生物资源可持续利用两方面的创新研究,在热带海洋生态系统结构与生态过程、海洋生态环境变动与生态安全、海洋生物活性物质利用以及海水健康增养殖等方面取得重大理论和关键技术突破,为我国海洋生态学和海洋生物资源可持续利用的跨越发展提供了理论和技术支撑。
 
全球眼光、国际视野。伴随着“创新2020”的雄壮号角,南海海洋所人孜孜以求,朝着海洋生态系统结构与生态过程、海洋生态环境变动与生态安全、海水健康增养殖生物技术、海洋生物活性与功能物质的利用技术等方向奋勇前行,进取不息。
 
硕果盈枝 不负人民重托
 
中科院海洋生态与生物资源重点实验室成立以来,共立项课题306项,总经费超过2亿元;主持国家“973”计划项目1项(首席科学家张偲),国家杰出青年基金项目3项;以第一单位承担的项目获得国家和省部级奖励6项,其中:2007、2008年分别获国家科技进步奖二等奖各1项,2010年获海南省科技进步奖一等奖1项,2008、2011年分别获广东省科学技术奖一等奖各1项,2011年获吉林省科技进步奖二等奖1项;出版专著17部,其中主编9部,参与编写8部;发表学术论文518篇,其中SCI、EI收录294篇。获授权专利51项;主办或协办各类学术研讨会18次,其中国际性学术会议3次,地区及双边学术会议3次,国内学术会议6次,举办培训班6次;50多人次进行多个国家和地区交流访问,76人次国内外专家学者来实验室访问。
 
“热带海洋软体动物功能蛋白肽的关键利用技术及其产业化”项目
 
由张偲研究员领衔的“海洋生物活性物质及其化学生态学学科组”,近年来承担了“海洋微生物次生代谢的生理生态效应及其生物合成机制”、“南海生物活性萜类和生物碱的构效关系及其作用机制”、“海南岛红树植物的活性化合物及其化学生态学的研究”和“马氏珠母贝氨基多糖胶囊的研制”等国家“973”项目、“863”项目、国家重点攻关课题、中科院重要方向项目和广东省优秀团队基金项目等课题。负责完成的科研成果“热带海洋生物活性物质的利用技术”获2007年度国家科技进步奖二等奖。
 
经过多年的研究和开发,由南海海洋所、广东海大集团股份有限公司、广东兴亿海洋生物工程有限公司、广州市祺福珍珠加工有限公司和佛山市安安美容保健品有限公司共同进行的“热带海洋软体动物功能蛋白肽的关键利用技术及其产业化”项目获得2011年度广东省科学技术(发明类)一等奖。
 
当喜讯传来,我们进一步了解到:热带海洋软体动物是具有高度再生能力的优势海洋生物资源。热带海洋软体动物资源的深度开发,对国家粮食安全、食品安全和环境安全具有重要意义,是催生我国海洋生物战略性新兴产业的关键。挖掘新物质和开发新技术是热带海洋软体动物资源利用的核心科技前沿问题,新功能的优选评价技术和新产品的创制技术是热带海洋软体动物资源利用的关键技术问题。该项研究围绕热带海洋软体动物资源利用的关键科技前沿问题开展工作,在一系列工作中取得了显著的社会经济效益。
 
凡纳滨对虾“中科1号”新品种通过全国水产原良种审定委员会审定
 
由胡超群研究员带领的“海洋生物技术与病害学科组”近年来承担了国家“863”计划重点项目课题、“973”计划课题、支撑计划项目专题、自然科学基金、行业专项课题和广东省自然科学基金、科技项目等。
 
为促进我国海水虾贝类养殖产业的可持续发展,该项目对海水养殖对虾、珍珠贝和牡蛎的良种培育与健康养殖的应用基础理论与技术进行了系统研究。“凡纳滨对虾引种、育苗、养殖技术研究与应用”获2008年国家科技进步奖二等奖(南海海洋所为第二完成单位)。
 
2011年,胡超群研发团队与企业合作选育的凡纳滨对虾“中科1号”新品种,通过了全国水产原种和良种审定委员会的新品种审定。该新品种是在国家“863”课题、支撑计划课题、广东省科技计划、广东省海洋渔业重大专项、中科院知识创新方向性项目等资助下,以从美国夏威夷、佛罗里达州引进的两个群体和国内5个养殖群体为基础群体,经过2代群体选育及5代家系选育而获得的经济性状稳定的凡纳滨对虾。该品种与普通养殖品种相比,生长速度提高21.8%;收获期规格整齐,体长变异系数小于5%;仔虾淡化应激成活率提高30.2%,适宜在全国各地区海水、咸淡水水域养殖。
 
南海北部浮游生态学研究取得重要进展
 
黄良民研究员带领的“海洋生态学研究团队”在国家自然科学基金、“973”课题等各类基金的资助下,针对南海不同生态区,围绕海洋生物种群多样性与生产过程这个主题,发挥学科交叉优势,不断引入新的技术手段和学术思路,深入开展了海洋生物功能群结构、种群遗传多样性、生物生产过程与调控机制的系统研究,“海洋生物多样性与生物资源形成机制”获2008年度广东省科学技术奖一等奖,“三亚湾及其邻近海区生态环境与生物资源研究”获2010年度海南省科技成果奖一等奖。
 
近几年,该团队对南海西北部陆架区的浮游生物生态学研究取得了新的进展,系统分析了浮游动物中有尾类、海樽类和管水母类的时空分布格局以及对关键海洋物理过程的响应机制,在南海发现有尾纲3个新记录种;首次阐释了夏季浮游动物聚集受上升流和冷涡现象引起的底层水涌升带来丰富营养盐从而增加的初级生产量调控,南海暖流对海南岛东面大陆架和大陆坡区域的高物种多样性的维持起促进作用;揭示了南海北部中华哲水蚤种群的补充和维持机制以及度夏等关键生态学问题;证实了南海的中华哲水蚤主要是在东北季风期间由沿岸流从东海携带而来,发现了西南季风期间雷州半岛东部的冷涡和琼东沿岸上升流区是中华哲水蚤度夏的避难所。
 
其成果还为进一步阐明南海物理—化学—生物耦合机制提供了重要科学依据,河口海湾浮游生态学,尤其不同功能群浮游生物在海洋生态系统与生物生产中的作用一直是该团队研究的重点。近年来研究发现,径流营养盐输入的增加不仅促进了珠江河口区域中肋骨条藻的生长,在丰水期也促进了河口外区域超微型光合生物(聚球藻和微微型真核生物)的生长。
 
该成果揭示了营养盐、水体的停留时间、光照条件等理化条件与浮游植物不同类群分布的关系,提出浮游植物不同种类的磷的半饱和吸收参数差异导致了河口内外浮游植物优势群体的逐渐演替,微微型光合生物具有比硅藻(如中肋骨条藻)更低的磷半饱和吸收常数,导致在河口外,中肋骨条藻无法大量生长的低磷区域,微微型光合生物能大量生长。
 
研究人员提出从浮游植物的半饱和吸收常数角度解释富营养化河口的浮游植物群体的演替现象,解决了以往单从Refield ratio无法解释清楚的问题;为深入研究近海赤潮生态学机制提供了重要科学依据。相关研究结果在国际SCI刊物上发表了系列论文,引起了国际同行的广泛关注。
 
国家杰出青年基金“水产保护学”研究获进展
 
由秦启伟研究员带领的研究团队在国家杰出青年基金“水产保护学”研究中取得了重要进展,主要包括:发现石斑鱼虹彩病毒SGIV诱导宿主细胞产生一种非凋亡性程序性细胞死亡—类凋亡;研究了MAPK信号通路在SGIV感染过程中的作用;首次在国际上证实了海洋病毒也可以编码功能性miRNA,有16个新发现的miRNA散在分布于SGIV基因组中,同时发现SGIV编码的miRNA在其3’端或5’端存在序列或长度的异质性,可能会影响其与靶基因的识别,研究成果已于近日发表在国际知名学术期刊PloS ONE;制备了SGIV全细胞灭活疫苗,相对免疫保护率在90%以上;完成了SGIV感染前后石斑鱼脾组织的转录组文库分析,获得了一批与抗病毒免疫相关的基因,研究结果发表在BMC Genomics;克隆表达了一系列与宿主免疫或抗病相关的基因,如抗菌肽、防御素、p38MAPK、JNK、Bax、Bcl、化学防御素、溶菌酶、Rab蛋白、白介素等基因,并对基因功能进行初步的验证,获得具有很强生物功能活性的抗菌肽多肽分子,人工合成包含有两对二硫键的多肽,具有很强的杀菌和抗病毒活性,在防治海水鱼类重大病毒病方面具有很好的应用前景。该研究发表SCI论文14篇,申请发明专利3项。
 
中国科学院海洋微生物研究中心建设取得进展
 
2010年,中科院海洋微生物研究中心以海洋所为责任单位立项建设,联合了院内外6家研究单位,使实验室在海洋微生物研究方面的力量进一步增强。两年来取得了良好的科研成绩,巩固了海洋微生物中心平台建设、加强了中心—网络实验室—资源平台—信息平台间的交流合作:发现了大量深海微生物资源,对3个深海样品的微生物群落结构包括放线菌、古菌、细菌进行了探查,完成了红树林、珊瑚礁和热带海湾水域中功能微生物多样性及分离和鉴定,获得大量产能的微生物新资源。此外,在海洋微生物次生代谢与遗传工作也获得重要突破,并在海洋病害微生物致病机理和防治途径的研究取得重要进展等。
 
目前中心已在主流SCI刊物如发表62篇论文,其中SCI收录文章41篇,中文论文21篇,申请专利19项,专利获授权1项。
 
与龙头企业共建“高效海水养殖创新示范基地”
 
2011年12月,南海海洋所与汕尾市红海湾广泰实业发展有限公司签署“高效海水养殖创新示范基地”合作协议。该项合作旨在贯彻《广东省人民政府—中科院全面战略合作规划纲要》,落实“中科院广州技术转移中心汕尾分中心”合作框架协议。
 
双方的合作以高效海水养殖创新示范基地建设为契机,依托南海海洋所的中科院海洋生物资源可持续利用重点实验室和汕尾红海湾广泰实业公司双方将针对石斑鱼等海水名贵鱼类的高效养殖模式、良种培育、病害防控、营养饲料等的关键共性技术开展合作研究,加快科研成果的转移和转化,共同打造良好的科研成果产业化试验平台及人才培育基地,合作完成国家和地方重大科研项目。
 
合作双方希望通过该创新示范基地的带动、引领和示范作用,以点带面,努力促进南海海洋所与汕尾市的全面战略合作。
 
薪火相传 后继有人
 
中科院海洋生态与生物资源重点实验室不断发展壮大,已培养造就出一支知识与年龄结构合理的科研队伍:国家杰出青年基金获得者3名,中科院“百人计划”8名;29人在国内外学术组织任职,4人担任国内外学术期刊编委;目前在编职工109名,硕士研究生71名,博士研究生44名,在站博士后13名;拥有6个硕士点(海洋生物学、水产养殖学、环境科学、海洋化学、环境工程和生物工程)、3个博士点(海洋生物学、海洋化学、环境科学)及海洋科学博士后流动站;有博士生导师22名,硕士生导师11名,已培养毕业博士79名,硕士67名。
 
“热带海洋生态过程研究”创新团队顺利通过验收
 
2012年3月,中科院资源环境科学与技术局组织专家在广州对中科院/国家外专局创新团队国际合作伙伴计划“热带海洋生态过程研究”进行终期评估。
 
专家组认为:在项目运行期间,创新团队认真执行了中科院、国家外专局创新团队国际合作伙伴计划的管理规定,针对目前国际海洋生态科学前沿热点,围绕“热带海洋生态过程”这一主题,合作开展了多学科交叉研究、学术交流与人才培养,切实推进了我国海洋生态科学的发展和研究水平的显著提高,形成了一支具有国际竞争能力和影响力的研究团队。
 
专家组还指出,该项目在南海近海浮游生物关键种群动态及生物生产过程、河口海湾微食物网结构与微型生物分子生态学机制、近岸海区有毒有害物质分布及其在食物链中的累积传递和生物可利用性机理、生源物质循环与环境毒理及其生态风险评估等方面研究取得了重要创新成果,培养出一批高水平的海洋生态学研究青年人才,达到了团队的建设目标。创新团队以全优成绩通过专家组考评验收。
 
在南海海洋所的大力支持下,“热带海洋生态过程研究”创新团队于2005年开始筹建,2007年获得中科院批准并进入试运行阶段,2008年开始正式运行。创新团队由南海海洋所黄良民研究员、香港科技大学钱培元教授联合主持,团队核心成员由来自美国和中国香港的6名海外专家以及国内8名专家组成。研究方向涉及海洋环境动力学、海洋生物及生态学、海洋地球化学等领域。旨在通过学科交叉研究,发挥各成员的专业优势,在南海近海生态过程研究中取得创新突破,推动海洋生态学科建设与青年人才的培养。
 
“外籍青年科学家计划”实现新突破
 
2011年,德籍博士后Marleen Perseke获得中科院资助,与南海海洋所合作导师秦启伟研究员合作开展关于“石珊瑚组蛋白H2A的2个变异体分子的特性及其对珊瑚白化的反应机制”。Marleen Perseke还获中科院推荐申请国家自然科学基金委“外国青年学者研究基金”资助,获“外籍青年科学家”称号。
 
新一代海洋科学英才成长于南海海洋所这块科学沃土:2011年以来,重点实验室新增科研人员26人,包括“百人计划”人才2名,新进博士后8名。硕士研究生27人,博士研究生15人。张长生研究员和吴军研究员获“国家杰出青年基金”资助、张偲研究员获何梁何利基金“科学与技术创新奖”、吴军研究员获“广东省丁颖科技奖”。有1人晋升为二级研究员,5人晋升为副研究员,2人分别获中科院百篇优秀博士学位论文奖和院长奖。在人才队伍建设方面,该重点实验室人才济济,群“星”闪烁,具备承担国家项目的能力。
 
科学发展观告诉我们,实现可持续发展,生态、资源二者不可或缺。作为中科院部署在华南地区唯一的专门研究南海海洋生态与生物资源的重点实验室,具有得天独厚的区位优势和研究特色,在国家海洋科技布局中具有不可替代的地位。中科院南海海洋所这支科技劲旅为了国家、民族的兴旺发达,在海洋生态与生物资源领域辛勤耕耘,默默奉献,积极探索,贡献卓著。历史不会忘记:他们功在当代,利在千秋。
 
《中国科学报》 (2012-06-14 A8 专题)
 
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