海洋水产研究范例(3篇)
海洋水产研究范文
1国内外海洋厌氧氨氧化研究进展
1.1海洋厌氧氨氧化细菌研究
1.1.1厌氧氨氧化细菌种类海洋厌氧氨氧化细菌从分类学角度属于浮霉菌纲中比较深的一个分支。尽管不同的Anammox菌的分类学距离较远，但是它们的生理学特性、新陈代谢和细胞结构是相同的[6]。厌氧氨氧化菌为革兰氏阴性球菌，细胞形态不规则，多呈弯月状。Kuypers等在黑海发现了一种新的厌氧氨氧化菌，并定名为Candidatusscalindua，这是首次发现能将自然界中固定的无机氮直接去除的厌氧氨氧化菌[7]。目前为止，学者在自然界发现的厌氧氨氧化细菌共有5种，分别为Candidatusbrocadia、Candidatuskuenenia、Candidatusscalindua、Candidatusanammoxoglobus和Candidatusjettenia，其中只有一属Candidatusscalindua在所有调查的海洋中占统治地位，其他几个属都是在淡水中发现的[8]。而在研究工作中，学者很难在同一个生态系统中找到不同种的厌氧氨氧化细菌，不同的2个厌氧氨氧化菌种之间的分类学距离较远，说明每一种厌氧氨氧化菌占据完全不同的生态位[9]。此外中国近岸海区的厌氧氨氧化研究工作还在起步阶段，中国海调查厌氧氨氧化细菌种类及生态分布将是海洋科技工作者未来重要工作任务。
1.1.2厌氧氨氧化细菌特征目前发现的海洋厌氧氨氧化细菌具有三大特征。（1）细菌细胞壁中缺乏肽聚糖，具有蛋白质的S层，细胞壁上存在漏斗状结构。和所有已知的原核细菌细胞不同，浮霉状菌纲中细菌的细胞结构很独特，包含一个膜包围的亚细胞空间称为厌氧氨氧化体（Anammoxosome），可通过透射电镜得到证实。这是厌氧氨氧化细菌的一种重要结构特征。厌氧氨氧化反应主要在该区域（Anammoxosome）内进行[10]。（2）厌氧氨氧化体膜上具有一种特殊的生物标记———梯形脂（Ladderanelipids），这为鉴别厌氧氨氧化细菌提供了新的判断依据[11]。这种梯形脂的作用是保护细胞可以免受厌氧氨氧化过程中有毒中间产物（N2H4）的毒害。Jaeschke等使用梯形脂作为生物标记物研究了Irish和Celtic海大陆架沉积物中的厌氧氨氧化活动，将出现完整的梯形脂作为检测活体厌氧氨氧化细菌的直接证据，并将死体和活体细菌梯形脂的丰度进行了比较[12]。（3）厌氧氨氧化细菌具有C型细胞色素，经过富集培养厌氧氨氧化细菌表观呈现深红色，在468nm下有强烈吸收。经过我们的实验室研究发现细胞色素C在氨氮和亚硝酸氮不足的情况下会迅速降低，而在重新供给氨氮和亚硝酸氮后细胞色素C又能很快恢复，其细胞色素C缺失和再生机制有待深入的研究。
1.1.3厌氧氨氧化细菌生长厌氧氨氧化细菌生长缓慢，倍增期长达11d，且高细胞浓度时才具有活性，采用常规的微生物学方法难以进行分离鉴定。经过反复试验，Strous发现利用percoll密度梯度离心的方法可以获得99.6%的厌氧氨氧化菌[13]。废水处理厂的厌氧氨氧化细菌生长最适宜的温度为37℃，而海洋厌氧氨氧化细菌最适宜的温度却低得多，比如海底几百上千米深处的温度一般只有几度到十几度，甚至有些永久低温区域温度常年保持在-1℃以下，如Skagerrak海湾年平均温度为4～6℃[14]。我们希望从海洋中富集培养厌氧氨氧化菌，从而可以深入地研究厌氧氨氧化细菌的生长特征。本实验室目前正在从渤海、黄海的沉积物中富集培养海洋厌氧氨氧化细菌。如何加快厌氧氨氧化菌的生长速度，是目前将海洋厌氧氨氧化细菌应用到含盐废水处理工艺中的关键问题，未来通过基因改造缩短生长周期的方法可能解决该问题。
1.1.4厌氧氨氧化机理研究进展1977年，Broda[3]根据热力学反应自由能计算，推测自然界中可能存在2种自养微生物将NH4+氧化成N2。1994年，Mulder等[1]发现荷兰Delft大学一个污水脱氮流化床反应器存在NH4+消失，且随NH4+和NO3-的消耗，有N2生成。随后的实验通过氮平衡和氧化还原平衡证实发生了以NH4+作电子供体、NO3-为电子受体的氧化还原反应。从而证实了Broda的推测。1997年，vandeGraaf等通过15N标记实验发现，厌氧氨氧化是以NO2-而不15N标记实验还显示羟胺和联氨Anammox反应的重要代谢中间产物，而且有少量的NO2-转化为NO3-。羟胺可能来自NO2-，联氨转化为N2的过程被假定为给NO2-还原成羟胺提供电子。由NO2-生成NO3-可能是为了给厌氧氨化菌固定碳提供电子[5]。转化过程中，通过氮平衡计算出NH4+和NO2-的去除，并且产生部分NO3-的比率为NH4+∶NO2-∶NO3-=1∶1.32∶0.26。同位素13C研究表明，Anammox菌利用相同的途径来固定碳，可能是卡尔文循环和乙酰辅酶A途径。
1.2国外海洋厌氧氨氧化研究
自1995年厌氧氨氧化现象被发现之后，各国学者对海洋厌氧海区沉积物中是否存在厌氧氨氧化活动进行了研究。2000年之前有关学者将海洋中氨氮的厌氧氧化过程归因于海底锰氧化物的作用，但后来Thamdrup提出锰氧化物在海洋沉积物中对氨氮的厌氧氧化生成氮气的过程并不重要，同时认为氨氮是富锰海区有机氮的最终矿化产物[15]。直至2002年，Thamdrup等发现在波罗的海过渡区的大陆架沉积物中，24%～67%的N2生成与厌氧氨氧化有关，首次报道了在海洋中存在厌氧氨氧化过程[16]。Dalsgaard等在哥斯达黎加GolfoDulce湾200m深处的缺氧水体中发现了厌氧氨氧化活动，采用15N元素示踪技术定量研究了厌氧氨氧化活动在海洋氮循环过程中的作用，发现由厌氧氨氧化过程产生的N2占到总N2产量的19%～35%[17]。Engstrom等在瑞典、挪威和美国近海沿岸的海洋沉积物中发现了厌氧氨氧化活动，7个站位厌氧氨氧化产生的N2占到总N2产生量的4%～79%[18]，进一步证实了海洋厌氧氨氧化活动在海洋生态系统中的重要作用。此后人们开始了对海洋厌氧氨氧化活动调控机理的研究，Trimmer提出了海洋厌氧氨氧化活动是受沉积物中硝酸氮和亚硝酸氮的双重调控的观点，丰富了海洋厌氧氨氧化作用机理[14]。Woebken发现在Namibian近岸海洋上升流系统中的颗粒物与厌氧氨氧化活动密切相关，并提出了颗粒物与厌氧氨氧化细菌的作用模型[19]。为了进一步研究厌氧氨氧化与反硝化的相互作用，Jensen等研究了海洋沉积物厌氧氨氧化和反硝化的特异性抑制剂乙炔、甲醇和烯丙基硫脲的作用，为海洋沉积物厌氧氨氧化活动与反硝化活动的研究提供了有力的工具[20]。Rich等发现在Chesapeake湾及Choptank和Patuxent两河入海口沉积物的厌氧氨氧化活动具有显著的差异，海湾沉积物厌氧氨氧化活动占15%～20%，而河口的只有0～10%，这证明厌氧氨氧化速率与沉积物中NH4+浓度无关，而是与NO3-浓度和盐度有关[21]。Jensen提出在丹麦的Mariager海湾氮气产生的主要途径是反硝化，厌氧氨氧化受到环境中硫酸盐含量过低或环境波动和厌氧氨氧化细菌本身生长缓慢的影响而减弱[22]。随后人们在大陆架沉积物、河流入海口沉积物、海洋厌氧水体都发现了厌氧氨氧化活动。不仅在欧洲[23]，亚洲的日本[24]、中国[8]及美洲的智利海域[25-26]均发现了厌氧氨氧化活动的存在，但是亚洲海洋的厌氧氨氧化研究还在起步阶段，需要深入细致的研究。我国海洋厌氧氨氧化研究起步较晚，主要集中在海洋沉积物中的厌氧氨氧化生态学研究方面。穆春华等采用变性梯度凝胶电泳（DGGE）研究了西太平洋深海沉积物微生物多态性，发现在深海沉积物中存在浮霉菌，但未明确是否含有厌氧氨氧化细菌[27]。舒青龙等研究了南中国海沉积物中厌氧氨氧化微生物的多样性，并获得了厌氧氨氧化菌16SrRNA基因序列，证实了我国南海沉积物存在厌氧氨氧化细菌[28]。Strous等利用环境基因组学的手段解密了厌氧氨氧化细菌的进化和新陈代谢过程，将厌氧氨氧化研究推进到了分子水平，为进一步研究海洋厌氧氨氧化细菌的代谢机理提供了很好的技术手段[29]。
1.3海洋厌氧氨氧化的研究方法
海洋水体、沉积物中的厌氧氨氧化活动一般采用15N元素示踪技术进行研究[26]。首先需要先把原水样或沉积物中的O2，有时甚至需要将NO3-、CO2、NO2-去除。然后准备3种不同的标记物，15NH4+，15NH4++14NO3-和15NO3-。经过一段时间培养后，取产生的N2用同位素比例质谱仪分析产生的N2中标记的15N，可以判断是否存在厌氧氨氧化活动。然而，由于新近发现的某些厌氧氨氧化菌具有将硝酸盐或亚硝酸盐异化为氨的能力与反硝化过程效果相同，因此这种方法需要进一步完善才能用于海洋厌氧氨氧化的研究。目前厌氧氨氧化细菌生态学研究还不够深入，需要通过分子生物学、生物信息学等技术手段进行深入研究。现在主要应用于厌氧氨氧化细菌检测的主要分子生物学技术有：16SrRNA-PCR、16SrRNA-PCR-DGGE、16SrRNA-Realtime-PCR、基于16SrRNA和16S-23SrDNA间隔子序列的FISH技术等，这些分子生物学的方法为认识海洋厌氧氨氧化细菌的多样性、分布、进化及定量分析提供了的技术基础[27]。此外，目前研究海洋厌氧氨氧化细菌采用化学生物标志物的方法，即根据厌氧氨氧化体膜上一种特殊结构的梯形脂作为是否存在厌氧氨氧化细菌的依据。该实验结果与同位素标记的实验结果完全一致，说明该方法具有很好的应用前景。但是由于海洋沉积物或水体中厌氧氨氧化细菌丰度极低，分离提取梯形脂存在一定的难度。
1.4厌氧氨氧化的应用研究
1.4.1厌氧氨氧化在海洋氮收支中的作用无机氮（NO3-、NO2-和NH4+）是世界很多海区初级生产力的主要限制因素[20]。海洋沉积物大都处于厌氧状态，沉积物中的亚硝酸盐和硝酸盐一方面发生着反硝化的作用，另一方面氨氮和亚硝酸盐发生着厌氧氨氧化反应。最近的研究表明，造成海洋厌氧区域氮元素全部或大部分损失的原因是氨厌氧氧化（Anammox），而非传统反硝化作用。因为87%的海洋深度超过1000m，全球海洋平均深度为3800m，厌氧氨氧化在这些海区的氮循环中起着重要作用。因此，Dalsgaard认为海洋氮循环中厌氧氨氧化脱氮能占到全球的N2产生量的1/3～2/3[17]。Ward等认为，海洋中30%～50%的N2产出与厌氧氨氧化菌有关[6]。然而，Ward等提出了与先前不一致的观点，认为在阿拉伯海和南太平洋热带海区中主导固氮损失的是反硝化作用，而非氨厌氧氧化，在这一区域，反硝化细菌比厌氧氨氧化细菌更多，即使当厌氧氨氧化速度很显著时也是如此[9]。这项工作解决了我们对全球氮循环和固氮存量的认识中一大不确定性问题，证实反硝化作用是整个海洋氮循环中的一个主要过程。尽管如此，厌氧氨氧化可能只是在个别海区的氮循环中占有一定的比例，厌氧氨氧化和反硝化在产氮中的重要性是由各自底物的减少来调控的。鉴于目前全球还有很多海区未开展厌氧氨氧化的研究，因此还无法对厌氧氨氧化细菌在全球氮循环中的影响作出准确的评估。因此对全球海洋厌氧氨氧化活动的分布，以及在氮循环中的贡献率还有待在更多的海区开展调查研究。
1.4.2海洋厌氧氨氧化菌在废水处理中的应用对于海洋厌氧氨氧化细菌的工程化应用研究还未见报道，本实验室目前正在从事将海洋厌氧氨氧化细菌应用于低C/N比的含盐废水的生物脱氮生物反应器的启动、性能及影响因素的研究，并取得了一定的成果。由于海水具有的天然盐度，这使得众多学者意识到如果将海洋中的厌氧氨氧化细菌在实验室条件下进行富集培养，用于处理低C/N比的含盐废水有很好的市场前景。但是由于海洋中厌氧氨氧化细菌丰度极低，很难进行富集培养。近几年有些学者进行了成功的探索。Nakajima等将无纺布填料放在海底富集厌氧氨氧化细菌3个月，之后将该填料放入柱型反应器中，在实验室条件下经过1a的时间成功启动了海洋的厌氧氨氧化生物反应器[30]。Vossenberg等使用海底表层2cm的沉积物作为接种物，以海盐配置人工海水，经过10个月在实验室成功启动了厌氧氨氧化反应器，富集的厌氧氨氧化细菌纯度达到90%[31]。Takehiko等采用含盐废水污水处理厂的活性污泥，启动了海水性的厌氧氨氧化生物反应器，该厌氧氨氧化反应器用于处理高盐高氨氮地下盐卤水，处理负荷达到了1.6kg（/m3•d）[32]。Yasunori等将海洋废水处理厂沉积物获取的厌氧氨氧化细菌进行富集培养，经过150～250d脱氮效率达到80%，氮负荷达到了0.4kg（/m3•d）[33]。从目前的研究现状来看，以海洋沉积物作为接种污泥启动海水厌氧氨氧化生物反应器过程长，要求条件高，即使启动成功其NH4+和NO2-去除效率也显著低于用活性污泥启动的淡水厌氧氨氧化生物反应器。笔者所在的实验室利用渤海湾海洋沉积物作为接种污泥经过6个月的时间成功启动了含盐废水的海洋厌氧氨氧化生物反应器，目前如何快速启动海洋性厌氧氨氧化生物反应器以及大幅度提高其性能是未来研究的热点。
1.4.3海洋厌氧氨氧化与淡水厌氧氨氧化比较（1）相同点。Anammox细菌在海水淡水环境中都存在，这可能是由于河口是海陆作用最为剧烈、生态结构最为复杂的区域之一，同时也是环境压力最为严重、污染类型最为丰富的区域，致使河口区域环境梯度变化较大，能够营造适合不同种类anammox菌生存的微环境。目前认为，河口环境是anammox菌种群多样性水平最高的区域之一。（2）不同点。一是由于淡水中有机物含量较高，Anammox细菌丰度较海洋沉积物中的要高；二是海洋中的Anammox细菌主要是Scalindua属的Anammox菌占主导地位，淡水中淡水底泥中Brocadia和Kuenenia属的Anammox菌明显占优[34]。
2研究展望
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关键词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]；从一种海洋细菌中分离纯化出N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
海洋水产研究范文篇3
总体态势：海洋高技术产业带动新一轮海洋经济发展
与海洋经济的传统产业结构（海洋捕捞、海水养殖、海洋运输以及滨海旅游等）相比较，新一轮海洋经济将以海洋高技术产业带动，进入发展快车道。海洋高技术产业主要是指那些具有高技术含量、高资金投入、高收益与高风险并存的现代高端海洋产业，主要包括海洋资源和能源产业、海洋生物医药产业、海水增养殖产业、海水综合利用产业、海洋装备产业、海洋信息服务业等。新兴海洋高技术产业呈现以下两个主要特点：
首先，海洋高新技术研发力度进一步加大，对海洋高端产业的支撑作用明显加强。上世纪60年代以来，世界海洋强国不断加大对海洋高技术研发投入，以较高的科技贡献率带动了海洋高端产业群的发展壮大。当今，世界各国围绕资源、能源以及海洋战略通道展开的竞争正加速向海洋各领域扩展，尤其是在深海领域的竞争，已成为和外太空竞争并驾齐驱的另一场综合国力和高科技实力的激烈角逐。目前，国际上海洋高技术发展有以下五个重点领域，即海洋生物技术，海洋生态系统模拟技术，海洋油气资源高效勘探开发技术，海洋环境观测和监测技术，海底勘测和深潜技术。上世纪90年代中期，我国把海洋高技术作为第八个领域列入国家高技术研究开发计划（863计划），对启动海洋高科技研发并推进新兴海洋经济发展发挥了重要作用。我国海洋高技术，主要包括海洋油气勘探开发技术、海洋生物技术和海水增养殖技术、深海探测和海洋环境监测技术、海水淡化和海水直接利用技术、海洋能开发技术以及海洋信息技术等。自“九五”以来，国家对海洋科技投入明显加大。有关统计材料表明，“九五”期间国家科技部对海洋科技经费投入为3.5亿元，“十五”期间增至8.5亿元，“十一五”期间增至20亿元。“十二五”期间，预期投入将保持两位数增长。今年，我国自主设计和制造的深海载人潜水器“蛟龙号”成功进行了3700多米载人深潜实验，为冲击7000米载人深潜迈出关键一步。我国自行建造的当今世界最先进的第六代3000米深水半潜式钻井平台“海洋石油981号”取得突破性进展。这些海洋工程高技术成果，表明我国在深海探测、油气资源深海开采重大关键技术和工程装备研制方面开始急起直追，在某些领域跻身世界先进行列。
其次，海洋产业特别是海洋高技术产业，不但对沿海区域经济总量的贡献进一步提升，而且对发展方式转变和经济结构调整将产生长期推动作用。上世纪90年代以来，我国海洋经济一直保持两位数快速增长。其中，海洋渔业经济总量仍居世界首位，海洋交通货运产值居第二位，海洋旅游业居第三位，海洋油气业异军突起，居第四位。同时，海洋产业结构不断优化，这种趋势将在新一轮发展中进一步加强。例如，海洋矿产资源特别是深海油气资源的勘探和开发，将拉动海洋工程技术装备和科学探测仪器等高附加值配套产业；海洋增养殖技术进步将推动传统的垂钓捕捞渔业生产方式，向可控、安全的工厂化、放牧式生产作业方式转变；随着海洋环境生态监测体系的完善，海洋资源探测、海洋气象预报、水下通信等海洋信息科技的进步，海洋信息服务业的贡献将加速提升；海洋生物技术的进步，必然促使水产养殖业在优良品种培育、病害防治、规模化生产等诸多方面呈现跨越发展，促进海洋新药、高分子材料和功能特殊的海洋生物活性物质产业化，提升海洋环境保护能力；海洋能开发，海水淡化和海水化学资源提取相结合的海水综合利用，将随着成本降低而加速产业化。海洋新兴产业发展必然和临海基础设施建设良性互动，增加临海区域的客流和物流量，从而促进现代物流业和滨海旅游业的振兴。
我国的海洋经济正在经历从传统的粗放型发展模式，向技术、资金相对密集、经济和社会效益更高的集约型发展模式转变。以海洋高技术产业带动的新一轮海洋经济发展，不但符合增强我国综合国力的需要，而且涉及国计民生的广泛领域，符合当今和未来的消费结构变化趋势，具有可持续发展的战略意义。
新时期“山海经”：重在谋划海洋高技术产业
上世纪80年代以来，省委和省政府作出“大念山海经”、发展海洋经济的一系列战略决策，海洋经济快速进入全国先进行列。从海洋高技术产业发展趋势看，需要以新的战略思维，唱响新时期“山海经”。显然，新时期“山海经”战略目标，应是促使从海洋经济大省向海洋经济强省转变，在继续扩大海洋经济总量的同时，注重培育海洋高技术产业基础，提升海洋产业科技含量，培育、壮大海洋科技人才队伍；坚持“陆海统筹”，在现有的陆架和浅近海资源开发、利用和保护的基础上，加强资源整合，组织技术攻关和产业规划，培育新的经济增长点；抓住海峡两岸发展海洋经济的共同资源需求、共同消费需求、共同信息服务需求以及共同的海洋文化情结，促使海洋产业成为构建海峡两岸新的共同经济体的重要舞台。
根据国家海洋科技和海洋产业发展战略，应在已有的海洋产业基础上，重点选择若干具有一定基础的领域谋求新突破，例如：
推进海洋增养殖业的提升。浅近海国土资源仍然存在较大利用空间，除了继续保持传统优势之外，应大力扶持海洋生物技术研发，在分子生物学和基因组学层面，推进优良品种培育和病害防治；通过海水增殖新技术研发和技术集成，在育苗、驯化、放养、可控捕捞等方面取得新突破，争取国家基础研究基金项目和部级示范项目，增加自然海区的水产资源量，拓展水产品增值空间。
扩大海水综合利用试点。已在国内率先利用海上风能开展海水淡化实验项目，可以扩大试点的技术综合度。例如，结合海水淡化引入海水化学资源提取工艺流程，向盐化工等海洋化工产业延伸，形成技术含量高、附加值显著的海水资源综合利用产业化基础。
拓展海洋生物食品、保健品和生物医药产业链。认真研究当今社会消费结构变化趋向，引导海洋药物和食品、保健品向高端方向研发；依托已在厦门建立的我国大洋生物基因研究开发基地，扩大海洋生物基因资源采集范围；培育海洋生物医药和保健品研发产业联盟，提高海洋生物基因资源共享度；扩大海洋药物和海洋活性物质化学生物产业孵化器平台；积极参与海洋生物食品、保健品和海洋生物医药的技术标准制定。
加速海洋现代服务业协调发展。面向物流客户主要节点，大力提升供应链流程优化设计等现代物流信息整合和服务功能，促进海陆联运进一步降低成本，提高服务质量和效益。拓展滨海旅游业，促进某些生产性项目（如近海养殖捕捞垂钓）和休闲性旅游项目相结合，发展滨海体育健身和养生旅游，扩大旅游市场。结合临海地区城市化进程，优先抓好滨海旅游资源和环境保护公共设施规划，并以立法手段予以强化。在此基础上，组织专家集中进行家园式旅游设施的建设规划和旅游服务准入的行业标准制定，作为吸纳民间资本进行有序开发、保证滨海旅游可持续发展的先决条件。充分开发历史悠久并独具特色的海洋文化资源，加强创意设计，形成临海旅游文化走廊带，提升滨海旅游的历史文化内涵和品牌影响；加强海洋环境、海洋生态监测、海洋气象预报和防灾减灾预警。
此外，有必要把新兴的海洋矿产资源勘探、利用、开发和保护列入加强对台合作的重要领域，依托两岸地质、地震业务主管部门和相关大学、研究机构，对台海深部地质构造与潜在海洋矿产资源等开展基础地质研究。同时，充分利用良好的港口基础设施和出海口条件，抓住全球海洋工程装备制造业及其配套产业新一轮产业转移机会，引进海洋工程装备高端产业，向海洋工程作业平台和滨海旅游运载平台两个方向发展，带动仍处于低端技术阶段的传统船舶修造业升级转型。
切入点：整合资源要素，构建海洋高技术产业支撑平台
发展海洋经济，促进海洋高技术产业的合作和竞争，都将集中在科技、人才、资本、市场、标准和品牌等方面。掌握和支配这些要素的主体是政府、大学和企业。因此，建立大学、政府和企业界之间的“三螺旋”互动关系，成为振兴高科技产业，建设创新型国家的基本体制架构。应从以下几个方面着手，加强大学—政府—产业“三螺旋”互动体制建设：
以服务于战略性高科技和新兴产业为导向，加强专业学科的应用方向调整，促进高端人才资源集聚和创新平台建设。大学要坚持把服务战略性高技术产业需要作为学科布局调整的主导方向，应把重点放在创新产学研合作办学体制方面，主动争取有实力、有需求的企业直接参与人才培养，推动人才培养模式改革。加强产学研合作的科技创新平台建设，引进、培育学科带头人及其创新团队，加强创新骨干力量。重点建设高校要培育应用基础研究力量，选择部分具有人才和科技相对优势的学科，在政府和高科技企业支持下培育研究型办学实体，作为高端人才引进和培育的高地。
加强科技装备资源的共享对接。科技创新和研发需要科技装备条件支持。近年来，重点建设高校固定资产投入的相当大部分用于科技研发和实践教学的条件建设。以福州大学为例，承建的部级和省部级科技创新平台近40个，各种科学实验仪器装备价值超过6亿元。如果对大学城以及在榕科研院所的重大科技装备总值进行统计，可以开放共享的科技装备资源相当可观。提高这些科技装备资源共享度，可借鉴北京的经验。中科院在京机构科技装备可以对外开放的价值超过20亿元，加上北大、清华等研究型大学以及高科技企业，可供对外开放的科技装备总值达30多亿元。近年来，北京一手抓高新技术产业联盟建设，一手抓科技装备共享对接，坚持每年投入1000多万元作为开放基金，促进了价值几十亿元的科技装备服务于高新技术研发和成果转化。