21世紀是海洋世紀,，海洋生物資源的開發(fā)和利用已成為世界各海洋大國競爭的焦點之一,，其中基因資源的研究和利用是重點,。隨著社會,、經(jīng)濟的發(fā)展和人類活動的干預,，海洋環(huán)境正在不斷的惡化,，海洋生物多樣性正遭到破壞，海洋生物基因資源的保護和利用,，顯得更加緊迫,。研究海洋生物基因組及功能基因，能深層次地探究海洋生命的奧秘,；發(fā)掘海洋生物基因,，有利于保護海洋生物資源；從海洋生物的功能基因入手,，有助于培育出優(yōu)質(zhì),、高產(chǎn)、抗逆的養(yǎng)殖新品種,，從根本上解決海水養(yǎng)殖生物“質(zhì)”,、“量”和“病”的問題,，同時還有助于開發(fā)具有我國自主知識產(chǎn)權的海洋基因工程新藥，部分解決海洋藥源問題,。
在水生經(jīng)濟動物方面,，美國啟動最早，已經(jīng)篩選到一批與發(fā)育,、生殖及免疫相關的功能基因,；日本針對疾病和免疫相關功能基因進行重點研究；國外目前工作重點,，均集中到建立功能基因分析技術平臺上,。
我國海洋生物基因資源的研究起步較晚，但已經(jīng)取得重要進展,。在水產(chǎn)養(yǎng)殖核心種質(zhì)方面,，開展了遺傳連鎖圖譜的構建、功能基因的篩選與克隆,，胚胎干細胞和基因打靶技術的研究,。建立了淡水魚類基因轉(zhuǎn)移的完整技術體系，以及海水魚類花鱸胚胎干細胞系,，為建立魚類功能基因分析的技術平臺奠定了良好基礎,。克隆了深海微生物編碼各種低溫酶的功能基因,，力圖建立新型酶制劑的基因工程生產(chǎn)工藝,。克隆了海蛇毒素,、?？舅亍⑺嗡氐纫慌δ芑?，基因重組芋螺毒素,、基因重組別藻藍蛋白和基因重組鯊肝生長刺激因子作為潛在的基因工程創(chuàng)新藥物，在十五海洋８６３計劃支持下,，正在進行臨床前試驗,。構建了可能用于海洋藥物生產(chǎn)的大型海藻表達系統(tǒng)。但總的來講,，我國的研究跟蹤多,，原始創(chuàng)新少；基礎積累薄弱,，應用急于求成,。特別需要海洋生物基因的功能驗證模式和表達應用體系。他強調(diào)指出,，找基因是為了用基因,，而了解基因功能的關鍵是建立模型和方法學的突破,。他希望通過本次香山會議，凝練目標,，抓住關鍵,，合理布局，重點突破,。
海洋生物資源的可持續(xù)利用
關于海洋生物多樣性與海洋生物資源的持續(xù)開發(fā)和保護的問題專家,，提出了海洋生物多樣度、遺傳多樣度和生態(tài)系統(tǒng)多樣度的概念,。指出：由于海洋生物處于海水介質(zhì)中,，多樣“度”的研究有難度，對海洋生物遺傳多樣性研究不足,，生態(tài)系統(tǒng)水平和景觀水平的多樣性研究更不足,，嚴重制約了海洋生物資源的持續(xù)開發(fā)和保護。目前,，國際海洋生物普查計劃,，包括海洋動物種群歷史、海洋動物地理信息系統(tǒng)和海洋種群的未來預測研究,，通過實施有關七個項目,，從種群、物種和基因三個層次,，建立海洋生物多樣性的研究體系,，逐步實現(xiàn)可持續(xù)漁業(yè)的目標。
我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)在國民經(jīng)濟中占有重要地位,，２００３年水產(chǎn)品出口占農(nóng)產(chǎn)品出口凈收入的５０％,。但經(jīng)審定的水產(chǎn)良種只有４６個，良種覆蓋率僅為１６．２％,。海洋生物具有生物種類,、生態(tài)習性和繁殖特點多樣性，應加強海水養(yǎng)殖生物繁育與主要經(jīng)濟性狀基因表達調(diào)控的研究,，克隆與生長,、抗逆和品質(zhì)質(zhì)量性狀相關基因；加強海水養(yǎng)殖生物的遺傳改良與新品種培育研究,，重視選擇育種和標記輔助育種（ＭＡＳ）的工作；把免疫與病害防治作為重點,，特別要重視特異或非特異性免疫增強劑和基因工程疫苗的應用潛力,。
海水養(yǎng)殖核心種質(zhì)基因組學
陸地農(nóng)業(yè)已經(jīng)跨越了機械化、育種,、化肥使用到生物技術的幾個大階段,。海洋生物種質(zhì)資源是“藍色農(nóng)業(yè)”的基礎,，所謂核心種質(zhì)就是核心樣品，即用最小的樣品最大程度地代表多樣性,。海水養(yǎng)殖核心種質(zhì)基因資源的研究與利用,，應該以資源為基礎、以基因為核心,、以品種和產(chǎn)品為載體,。根據(jù)國際上重要的海洋生物基因組計劃和我國海洋生物基因組研究的最新進展及面臨的緊迫形勢，提出四點建議：１,、積極參與國際海洋生物基因組計劃,，避免被動；２,、有計劃地對我國海水養(yǎng)殖核心種質(zhì)和海洋藥源生物獨立開展基因組學研究,；３、構建海洋生物后基因組學研究的技術平臺,，確?；蛸Y源的開發(fā)、保護和利用,；４,、建立ＧＭ（遺傳修飾）動物的環(huán)境安全評估體系。
由于過度捕撈,、海區(qū)污染,、環(huán)境惡化等因素，我國海洋魚類資源面臨枯竭的危險,，例如我國帶魚最高年產(chǎn)量曾達到５０萬噸,，占世界７０％，但產(chǎn)量不斷下降,，并出現(xiàn)小型化現(xiàn)象,，８０年代以來沒有魚汛形成。應該加強重要海水養(yǎng)殖魚類遺傳多樣性與基因資源的研究,，選擇重要海水養(yǎng)殖魚類進行基因組學和比較基因組學研究,，使我國實現(xiàn)由水產(chǎn)大國到水產(chǎn)強國的跨越。
海洋極端環(huán)境基因資源
深海生物的研究不僅具有科學意義,，而且具有實際應用價值,。由于深海生物人工培養(yǎng)上的難度，基因資源的應用顯得格外重要,。特別是深海極端基因資源的研究和利用,，對于揭示生命起源的奧秘，探究海洋生物與海洋環(huán)境相互作用下特有的生命過程和生命機制，發(fā)揮在工業(yè),、醫(yī)藥,、環(huán)保和軍事等方面的用途，具有十分重要的意義,。應當建立完備的研究條件和實驗體系,，建立我國的深海極端微生物菌種資源庫，培養(yǎng)一批高素質(zhì)人才,，獲得擁有自主知識產(chǎn)權的成果,，使我國在國際競爭中爭取主動。
深海未知生命據(jù)估計有１０００多萬種,，已在熱液區(qū)發(fā)現(xiàn)３００多種新物種,。研究熱液區(qū)的嗜熱微生物對于認識生命起源具有十分重要的意義，嗜熱微生物還是熱穩(wěn)定酶和浸礦菌的重要來源,。極端微生物在極端環(huán)境下的代謝特征對人類了解生命起源,、生命本質(zhì)和生命極限，開發(fā)新型藥物和生物制品提供了機遇,，其中對極端微生物特征蛋白質(zhì)結(jié)構和功能的認識是關鍵,。
除了微生物以外，海洋甲殼動物也是極端環(huán)境中的重要類群,。開展與海洋甲殼動物生長,、蛻皮、生殖,、性別控制,、滲透壓及體色調(diào)節(jié)相關的神經(jīng)多肽基因的研究，對于闡明海洋極端環(huán)境生物特異性適應機理,、開發(fā)豐富的海洋極端環(huán)境的基因資源和推動海洋經(jīng)濟甲殼類養(yǎng)殖業(yè)均有十分重要的意義,。
極端酶對環(huán)境友好催化具有十分重要的作用，嗜冷酶能起到工業(yè)加工中降低能耗的作用,，討論中列舉了許多具體事例說明極端酶基礎研究和基因表達應用的重要性,。
水生生物基因資源的應用
水生生物轉(zhuǎn)基因技術的發(fā)展，加速了快速生長,、抗逆,、抗病轉(zhuǎn)基因魚研究，轉(zhuǎn)基因魚生物反應器研究和轉(zhuǎn)基因魚生物安全研究,?？焖偕L轉(zhuǎn)基因魚的餌料轉(zhuǎn)換效率可提高６．３－７．９％，基礎代謝能量下降,，用于生長的能量提高４－６％,，特定生長率ＳＧＲ?ｇ?提高１９．０－２５．０％，魚體干物質(zhì)含量提高１．６％,，蛋白質(zhì)含量提高２．２－２．６％?脂肪含量下降４．１－１５．０％,。對轉(zhuǎn)基因鯉魚的繁殖力、存活力,、食性和攝食能力以及對種群動態(tài)組成的影響進行了系統(tǒng)研究,，提出利用三倍體、育性控制和基因流阻斷確保生態(tài)安全,。
由于海水魚轉(zhuǎn)基因技術的特點和利用“全魚”載體構建快速生長和抗凍轉(zhuǎn)基因海水魚的實踐,，提出了需要解決的主要技術問題，包括定點整合,、可控表達以及安全性和倫理問題等,。
魚類病害已經(jīng)成為制約養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸，2003年養(yǎng)殖魚類病害直接經(jīng)濟損失85億元,。以基因轉(zhuǎn)移和分子標記為主的分子育種技術,，結(jié)合傳統(tǒng)的選育技術，為海水養(yǎng)殖抗病品種培育提供了有力手段,。魚類胚胎干細胞培養(yǎng)和基因定點轉(zhuǎn)移技術,，以及抗病品種培育的分子標記輔助育種技術有了長足發(fā)展。
21世紀海洋生物天然產(chǎn)物受到人們格外關注,，應該重視學科交叉,，組成科研攻關團隊，構建藥用海洋生物資源種質(zhì)庫,，建立海洋生物天然產(chǎn)物分離純化和活性篩選的技術平臺,，逐步完善海洋天然產(chǎn)物化合物數(shù)據(jù)庫，定位與生物活性相關的分子標記,，克隆可以藥用的功能基因,，建立具有海洋生物特色的表達系統(tǒng)，和生物反應器技術,，為開發(fā)海洋生物活性產(chǎn)物提供充足的材料,。
在國際上，基因工程藥物產(chǎn)業(yè)必將得到飛速發(fā)展,。因此,，開發(fā)具有中國自主知識產(chǎn)權的基因工程藥物，十分迫切,，其中海洋生物基因工程藥物具有誘人的前景,，列舉了我國科學家的工作，說明海洋生物功能基因從源頭發(fā)現(xiàn),、高效表達,、功能驗證到藥物開發(fā)的全過程，提出了生物反應器技術、代謝工程和生物組合合成技術的潛力,。
海洋生物基因資源研究和利用的其他關鍵問題
養(yǎng)殖生物的病害已經(jīng)成為制約海水養(yǎng)殖業(yè)健康發(fā)展的瓶頸,，ＳＡＲＳ和禽流感病毒的流行已經(jīng)為我們提供了前車之鑒，為此,，開展海洋重要病原微生物的基因組和功能基因組學研究已成為當務之急,。從分子水平和作用機理上闡明病原微生物致病機制，是尋求有效預防和治療疾病,、阻斷疾病傳播和擴散的前提,。特別強調(diào)了核酸疫苗和基因工程疫苗的應用潛力。
加強開展嚴重危害我國海水養(yǎng)殖業(yè)的主要病原細菌的全基因組學的研究,，以確定新的致病性相關功能基因,，了解病原細菌的生物學、生理學特征及細胞與宿主機體的相互作用等分子機理,，為我國的海水養(yǎng)殖病害診斷,、高效防治技術提供新的靶點的有力支持。
近岸養(yǎng)殖海域是醫(yī)學微生物學研究的薄弱環(huán)節(jié),，所關聯(lián)的食品安全,、公共防疫和國家安全問題逐漸突顯出來，海洋烈性病原微生物的“負向”基因資源研究應得到重視,。分析我國近年來發(fā)生的食物安全和抗生素殘留事件,，建議選擇典型敏感海域試點，開展海洋生態(tài)基因組學研究,，發(fā)掘有自凈化作用的關鍵微生物（或基因）資源?針對國家安全和公共防疫建立生物安全監(jiān)控和預警系統(tǒng),。
我國海洋生物基因資源研究與利用的策略
我國１８０００公里的海岸線和３００多萬平方公里的“海洋國土”，蘊藏著十分豐富的海洋生物基因資源,。面對海洋生物基因資源開發(fā)的機遇和挑戰(zhàn),，應該樹立科學發(fā)展觀，在學術探索上,，針對特有物種,、特殊生命過程及調(diào)控網(wǎng)絡，從建立模式體系入手,，通過國家層面的有效組織,，實現(xiàn)真正意義上的學科交叉與整合；在生物安全的前提下,，面向國家資源可持續(xù)利用和環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的需求,，發(fā)現(xiàn)、挖掘和利用各種基因資源,，用于種質(zhì)改良,、生產(chǎn)藥物和高附加值產(chǎn)品,，面向大洋和深海，開辟新的基因?qū)殠?；積極加強能力建設,，注重基礎性資料采集和管理，針對功能分析和應用模式建立相關技術平臺,；吸引更多陸地人才下海,，通過建立優(yōu)勢團隊,，和虛擬研究中心等創(chuàng)新機制,，形成資源共享的網(wǎng)絡平臺，形成我國海洋生物基因資源研究的國家創(chuàng)新體系和持續(xù)高效利用體系,。
