進入21世紀,，利用藻類生物量開發(fā)新能源、新材料的研究方興未艾,。面向藻類學發(fā)展新前沿,，面對資源環(huán)境新需求，如何開展中國藻類學和藻類生物技術研究,，成為第312次香山科學會議的中心議題,。
藻類學應有更大作為
以“藻類學的新前沿”為主題的第312次香山科學會議11月9日～11月11日在北京舉行。中科院海洋研究所研究員秦松,、中科院水生生物所研究員胡征宇,、廈門大學研究員焦念志、中科院大連化學物理研究所研究員張衛(wèi)擔任大會執(zhí)行主席,。
藻類學研究日漸深入
藻類是無根,、莖、葉分化的孢子植物,，從淡水到鹽湖,、從極地到溫泉、從陸地到海洋,，極具廣布性和多樣性,。早在35億年前，藻類就出現(xiàn)在地球上,，對大氣層中氧的形成起到關鍵作用,。十幾億年前真核藻類出現(xiàn)，演化出十多個門類,、數(shù)萬個種類,，在全球二氧化碳固定和環(huán)境自凈中起到十分重要的作用。
我國藻類分子生物學和基因的研究工作已經(jīng)在多種藻類上開展并取得進展,。中科院武漢植物園研究員胡鴻均介紹說,，電子顯微鏡技術、分子生物學理論與方法在藻類學各分支學科中的應用,，不僅揭示了很多以往未觀察到的新現(xiàn)象,，同時還發(fā)現(xiàn)了許多新類型。
中科院海洋研究所研究員費修綆在題為《藻類學研究的歷史與未來》的主題評述報告中說,，20世紀90年代中期以來,，我國的藻類學研究進入了分子生物學和傳統(tǒng)藻類學研究相結合的新時期,，這一時期不僅傳統(tǒng)的藻類學研究繼續(xù)活躍開展，國家“863”計劃,、“973”計劃等都對藻類分子生物學和生物技術的研究給予了支持,，藻類學研究的深度和廣度不斷擴大。目前,，藻類生物技術研究的主要領域有：對傳統(tǒng)的藍色農(nóng)業(yè)進行技術改造及遺傳改良,；海藻栽培、海洋藥物,、活性物質(zhì)的研究和提取相結合,；藻類栽培和改善海洋與湖泊水體生態(tài)環(huán)境相結合；藻類對全球氣候變暖,、降低大氣CO2濃度已經(jīng)起到和可能起到的巨大作用受到關注,；利用微藻和大型海藻生產(chǎn)生物質(zhì)能源的研究啟動。
產(chǎn)業(yè)化前景廣闊
許多藻類富含蛋白質(zhì),、維生素和各種微量元素,，以及β胡蘿卜素、高度不飽和脂肪酸等生物活性物質(zhì),，是人類重要的營養(yǎng)源,。藻類資源在國民經(jīng)濟和人民生活中占有日益重要的地位，成為蛋白,、藥物和化工產(chǎn)品的寶庫,。我國已建立了世界上規(guī)模最大的藻類養(yǎng)殖業(yè)和海藻栽培業(yè),。
中科院南海海洋研究所研究員向文洲在報告中說,，近年來極端生物學的研究得到了國際上的高度關注，其不僅涉及許多生命科學的重大問題,，而且有著巨大的應用和開發(fā)價值,，有關技術和產(chǎn)品有望在醫(yī)療保健、食品,、精細加工,、環(huán)境保護與治理以及太空生命維持系統(tǒng)等方面得以廣泛應用。廣泛篩選具有極端適應特征的微藻（螺旋藻,、鹽藻）,，充分利用陽光、沿海灘涂和鹽堿沙漠荒地,，建立低成本和開放式光合反應器產(chǎn)業(yè)化技術,，已經(jīng)成為微藻生物技術應用研究的重要方向。
以極端適應的螺旋藻為基礎,，我國已建成國際上最大的藻類養(yǎng)殖基地,。2006年我國有螺旋藻生產(chǎn)企業(yè)近60個，螺旋藻干粉的生產(chǎn)量達2500噸，占全世界產(chǎn)量的62%,。與會專家認為,，藻類學和藻類生物技術是發(fā)展藍色農(nóng)業(yè)、確保21世紀食品安全,、提高人民生活質(zhì)量的重要基石,。充分利用現(xiàn)有藻類養(yǎng)殖基地，開發(fā)有巨大市場前景的極端微藻新資源與新產(chǎn)品,，促進微藻產(chǎn)業(yè)的多元化發(fā)展,，將是我國藻類產(chǎn)業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。
規(guī)模栽培保護環(huán)境
隨著沿海地區(qū)工農(nóng)業(yè)發(fā)展和城市化進程的加快,，大量陸源有機物,、營養(yǎng)鹽類的排入和大規(guī)模養(yǎng)殖所造成的海水自身污染，都為赤潮生物的暴發(fā)性增殖提供了豐富的物質(zhì)基礎,。僅長江輸送入海的活性磷酸鹽和溶解態(tài)無機氮,，平均每年分別為600萬噸和31萬噸；2006年我國近海未達到清潔海域水質(zhì)標準的面積約為13530平方公里,，嚴重和中度污染的海域面積分別比2005年增加了約3060和730平方公里,。
中國水產(chǎn)大學生命科學院教授何培民指出，要減少赤潮的發(fā)生頻率和降低赤潮所造成的損失,，人類唯一可做的只能是有效控制海水的富營養(yǎng)化因素,，而控制海水富營養(yǎng)化的重任只能由大型海藻來承擔。何培民等在2006年～2007年承擔了上海城市沙灘1.5平方公里富營養(yǎng)化水體的生態(tài)修復工程試驗,，研究結果顯示,，采用大型海藻江籬直接吸收氮磷，3個月內(nèi)可使水體的活性磷和氨態(tài)氮幾乎耗盡,，治理富營養(yǎng)化效果十分顯著,。水質(zhì)指標達到Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)標準，透明度最高達6米,，成為我國第一例封閉型海區(qū)生態(tài)修復治理的典范,。而在開放海區(qū)，何培民等從2002年起對江蘇啟東呂泗港口進行了連續(xù)3年的紫菜栽培生態(tài)修復跟蹤研究,，結果表明,，在紫菜栽培期間，栽培區(qū)內(nèi)營養(yǎng)鹽含量明顯下降,，紫菜栽培可使海區(qū)水質(zhì)由劣Ⅴ類達到Ⅰ～Ⅱ類水質(zhì)標準,。
藍藻水華的頻發(fā)和大規(guī)模暴發(fā)已經(jīng)成為亟須解決的我國水環(huán)境重大問題之一。今年太湖藍藻暴發(fā)并造成無錫用水危機,，雖然是一次偶然事件,，但其影響卻是空前的,，如何發(fā)揮藻類在海洋環(huán)境保護等方面的作用，成為擺在研究人員面前的重要課題,?！秶抑虚L期科技發(fā)展規(guī)劃綱要》把“海洋生物資源保護和高效利用技術”以及“海洋生態(tài)與環(huán)境保護技術”列為“優(yōu)先主題”，其中藻類將在資源和環(huán)境領域發(fā)揮重要作用,。
中科院水生生物所研究員宋立榮指出,，相對于西方一些發(fā)達國家，我國對藍藻水華的研究起步較晚,，對藍藻水華的發(fā)生機理,、危害和控制對策還缺乏深入、系統(tǒng)的認識,，對藻類毒素在與人類健康及毒素的控制規(guī)范方面尚無相應的指標,。可以預測,，在未來的5～10年,，我國水體中藍藻水華及其毒素污染總體上有加劇的趨勢，制定,、實施防治規(guī)劃,，開發(fā)出高效、廉價的控制技術迫在眉睫,。
提升藻類基礎研究水平
與會專家認為,，近年來我國藻類多以技術性成果為主，基礎性研究的內(nèi)容和成果不夠突出,；藻類應用基礎研究成果的數(shù)量和質(zhì)量仍有待改進,，產(chǎn)量世界第一，產(chǎn)品檔次和產(chǎn)值偏低現(xiàn)象未得到根本改善,，各類藻類產(chǎn)業(yè)的先進性和穩(wěn)定性普遍存在問題,，亟待改善,。
開發(fā)清潔的可再生能源已成為我國能源領域的一個緊迫課題,，微藻可利用太陽能和水制作氫氣，不受原料限制,，可望為“氫能經(jīng)濟”大規(guī)模提供氫源,。通過關鍵技術突破，綠藻光解水制氫有可能達到市場可接受的生產(chǎn)成本,，是太陽能生物制氫研究的重點,。中科院植物所研究員黃芳說，微藻在自然界分布廣泛,，對生存環(huán)境適應性強,，是固定太陽能的重要生物群體,。應盡快整合各方面的優(yōu)勢，深入系統(tǒng)地開展對藻類放氫的應用基礎研究,，發(fā)掘我國特有的高效產(chǎn)氫藻株,，通過關鍵技術攻關，建立高效持續(xù)穩(wěn)定的藻類規(guī)?；a(chǎn)氫系統(tǒng),，實現(xiàn)能源供給的可持續(xù)發(fā)展。
與會專家指出,，未來我國藻類學研究應首先加強前瞻性的基礎研究,，研究內(nèi)容應覆蓋分類學、形態(tài)學和系統(tǒng)學,，系統(tǒng)發(fā)育與進化生態(tài)學,、藻類與環(huán)境，生理學,、生物化學與生物活性物質(zhì),，遺傳學和育種學，生物多樣性的現(xiàn)狀與保護,；研究的主產(chǎn)物——論文應當是少而精,，有質(zhì)量才會有生命力。同時,，要加強栽培技術,，改造相關的藻類生物學基礎研究、藻類天然產(chǎn)物的研發(fā),、藻類藥物產(chǎn)品的研發(fā)和藻類種質(zhì)遺傳改良的生物技術研究,，利用藻類調(diào)控和改善環(huán)境的生物技術，帶動更多更新的藻類食品,、保健品,、化妝品、藥物,、生物活性物質(zhì)問世,，藻類在改善人類的生活和環(huán)境方面應有更大的作為。
