生物技术发展范文
生物技术发展范文第1篇
【关键词】生物；技术创新；发展
1我国生物技术发展的战略分析
1.1生物技术发展的广袤沃土
首先，作为拥有全球四分之一人口的泱泱大国，解决食品和安全问题是首要要务。现阶段我国农业发展的核心问题是粮食与农产品供给，这一硬性需求是生物技术发展的基础和最大前提。其次，随着人们物质生活水平的不断提高，越来越多的人开始关注自身健康，为医疗保健行业的发展创造了良好的市场空间。再次，我国人均可耕地面积少，而经济的飞速发展必然带来环境污染、耕地被占、能源消耗等负责影响，因此急需大量的生物质能。最后，我国绵延的边界线也需要生物技术提供保障。
1.2生物资源优势
生物经济是一种特殊的经济体，具有极强的依赖性。我国地理位置复杂多变，各地区的土壤结构也不尽相同。国内的动植物种类三倍于欧洲，是名副其实的生物王国，同时由于我国是世界人种的发源地之一，具有丰富的人类遗传基因资源，拥有三千多个人类遗传谱系，遗传资源丰富，为我国建立农作物种质资源库提供了有力基础。生物资源优势也成为我国生物经济发展中不可或缺的重要组成部分。
1.3生物技术人力资源优势
我国作为农业大国，对于农业和生物技术的专业教育格外重视，全国综合类高校均设有生物技术专业，加上专科学院，每年约有4500名相关专业的大学毕业生步入社会，进入生物技术或相关领域工作，同时华裔生物科学家响誉世界生物界，国际知名的《自然杂志》中共收录华裔生物科学家论文占论文总量的1/4。可见，我国具有丰富的生物技术人才储备。
1.4健全的生物技术研发体系
建国以来，我国始终未放松科学技术的研究工作。国内设有生物技术的重点实验室近200家，有约四万人的生物技术科研队伍。在生物技术研发方面，已告别传统的跟踪模仿阶段，正在向自主创新阶段迈进，甚至在生命科学等尖端生物科研领域亦有不俗的成绩。如通过克隆技术有效治疗II型糖尿病、原发性高血压等顽固疾病；通过克隆动物蛋白制造疫苗和基因药物等，为我国药物领域发展奠定了基础。
2我国生物技术创新的相关内容
2.1医药生物领域
生物技术最直接的应用领域就是医药领域。随着经济的飞速发展，人们面临的压力不断增加，疑难杂症开始频频出现在人们的视野里，医学技术一次又一次地被挑战。当人们开始向生命的奥秘进行探究时，生物技术适时引入到医学领域，推动了现代医学科学技术的彻底革命，帮助人们认清了生命和大自然的规律，认清了自身对于压力和情绪的调控能力。医学生物技术不断向新的难度攀登，现今，器官移植、生物治疗、药品研发等天马行空的假想已经变为医学现实，生物技术的应用有效改善了人们的健康质量，延长了人的寿命，使重大疾病的治疗工作转向预防工作，使我国医药领域的发展实现了质的飞跃。
2.2农业生物领域
作为农业大国，尽管我国经济的飞速发展给农业生产带来了科学革命，使农业产值实现了迅速扩大化，但农业要实现由量变到质变的飞跃，还需要从根本上改变种子的质量、提升化肥的药效等，因此，需要推行农业技术的第二次革命——农业生物技术革命。这次革命也可称为绿色革命，主要针对能源植物、纤维植物、油脂植物、芳香植物等动植物的新品种而实施，包括生物肥料、生物农药、生物地膜、生物饲料、优质、抗逆转基因农作物、兽用生物制品、饲料生物技术、胚胎移植工程等方面。从作物自身质量、营养成分、功效等方面加以改善，使我国农业生产的综合实力有所提升，使健康优质的农作物呈现在百姓餐桌上，解决好世界四分之一人口的饮食问题，提高人民的生活质量。为实现定目标，必须将生物技术与农业技术进行有机结合，将农业生物技术定位在基础农业技术的位置，提高应用的广度和深度。
2.3其它生物领域
除医药和农业领域，生物技术还被广泛应用于其它领域，并不断创新，如工业领域，生物技术被应用于降解废水、废物等工业污染物方面，将有害物质变废为宝，促进了绿色制造业的发展。在能源方面，生物技术的应用可谓具有里程碑的意义，通过对农林废弃物、畜禽粪便的使用，制成了部分可替代能源，为节约我国消耗性能源提供了有力保障。
参考文献：
[1]陆学艺.把解决农民问题放在第—位.[J].湘潭大学学报.2006（1）
[2]金振蓉.生物经济呈现十大发展趋势[N].光明日报.2006（9）
生物技术发展范文第2篇
关键词：生物技术产业发展问题对策
一、生物技术概论
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。生物技术，可视为一种运用生物体来制造产品的科学与技术，虽然生物技术这项专有名词是在七十年代才开始正式出现，但生物技术应用却可追溯至远古时代。例如，神农氏尝百草是中国历史上利用植物在医药应用上的最早记载，足见生物技术观念与应用早已存在人类日常生活之中。
为加快生物技术产业的发展，我国始终把生物技术列为国家重大科技计划，政府大幅度增加了研发投入，同时鼓励国家加大科技投入，取得了较好的效果，获得了一批具有知识产权的新基因，新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段，建立了一系列关键平台技术，动植物转基因技术已经成熟，杂交水稻大面积推广，抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展，有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。
另外，通过对高产、优质、抗逆的动植物新品种,新型药物、疫苗和基因治疗,蛋白质工程三大主题的研究开发,以增产粮食为战略重点和发展生物技术药物产业为突破口,为生物高技术产业的形成奠定了良好的基础,并在遗传工程农作物的培育方面走在世界前列。
二、生物技术产业发展现状
首先，生物技术生产发展快速，涉足领域不断深入。我国生物技术起源于80年代，到2000年销售产值已经达到200亿元人民币，平均增长33.58%。同时，生物技术产业涉及的领域是非常广泛的。并且还再继续扩展深入。
其次，生物技术产业取得了重大成就。世界上出现了一批影响未来的重大技术：人类基因组学或蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片或蛋白芯片或组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响。
最后，生物技术企业不断发展壮大。由于生物技术前景广阔，发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业，如雨后春笋，不断涌现。另外，生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡。兼并重组愈演愈烈，大企业愈来愈大，协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流；
三、生物技术产业发展存在的问题
首先，自主知识产权过少，产业化能力很低。目前，我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂主要依靠国外进口。生物技术产业的技术与装备还相当欠缺。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。我国的生物技术产业和其他的发达国家的生物技术产业比较起来，我们的技术还很低，并且很多的研究成果都还是在实验室，还没有走出转化为现实生产力的大门。如何加快将开发研究出来的生物技术成果转化为现实的生产力，提高产业化能力，是当前我国生物技术产业要充分重视的一个大问题。
其次，投入严重不足，并且投入渠道单一。生物技术产业是资金密集型产业，是高投入、高风险和高回报的产业，因此，资金短缺是首先要解决的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时，还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场，寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策，鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前，我国企业资本融通渠道只有创业者个人出资，上市公司、民营企业投资，政府的风险投资，国家科技部的中小企业担保基金，中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可，导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股，严重地打击了创业者的积极性。
最后，产业化人才缺乏，研发与产业化脱节。生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长，大量优秀的科研人员滞留在国外，国内缺乏优秀人才，尤其缺少技术兼经营型人才。此外，我国现有生物技术人才偏重于理论研究，产业化人才相对缺乏，在我国生物技术产业发展中，常出现实验室里的科研成果难以产业化，或产业化成本很高而无经济价值。
四、生物技术产业发展的对策
首先，健全和完善管理体制。发展我国的生物技术产业，必须结合我国具体国情，同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段，盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量，使各方面的优势系统有效地集成。必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力，须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此，建议国家适时成立全国性的组织管理机构，对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导，从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门，实现决策、协调和实施系统的统
一、简便和高效。
其次，进行战略布局调整，加强企业队伍建设。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况，结合现有部级高技术产业开发区，可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的地方作为生物技术产业化基地，给予更为优惠的财政和税收扶持政策。培养专门的企业人才，成立专门的开发生产企业或机构。就生物技术来说，我国已经有了很大成绩，但是在研究、开发、生产、销售四个环节中，研究和开发环节还存在很大的缺陷。因此需要下力气建立一只强大的研究，开发队伍。
再次，以市场为主导，重点突破。努力开拓生物技术产品市场，开发和生产符合生物技术市场需求的产品。生物技术市场对生物技术产品的需求将会极大的促进生物技术产业的迅速发展。世界生物技术都在迅猛发展，但是不同的国家有不同的研究重点和方向。就以我们中国来说，中国的生物技术最有权威的是植物细胞工程育种、植物快繁和脱毒苗生产等植物生物技术上。发挥我国的优势，保持技术的最前沿，可以大大的促进生物技术产业发展的领域。
最后，加大政府投资，完善建立产业政策扶持
通过与研究开发机构建立广泛联系，并有力地引导企业介入，密切生物技术产业上下游的结合，有效地使单一技术向产业进行技术转移和辐射，从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。政府要制定一系列保护和鼓励生物技术发展的政策和法律。通过制定法律加强合作研究、鼓励发明创新和促进技术转移。还可以通过融资渠道来实现对生物技术产业的扶持，其中包括拨款或资助，大公司出资、成立基金会、贷款、风险投资等。政府直接投资的变化是调整研发投入结构，提高民用研究与发展投入，特别是民用高技术开发投入，以提高经济竞争力。投入的重点是风险大、民间投资有困难的重大长期研究课题。另外，政府对生物技术产业的扶持还有一个非常重要的方面，就是促进合作研究开发。政府可以将国有研发成果下放，鼓励产、学、研合作。
参考文献：
[1]林桂芸关于我国生物技术产业化发展的问题与对策[J];成都大学学报(自然科学版);2003年03期
[2]段丽霞,向梅梅现代科技与21世纪的植物保护[J];贵州农业科学;2005年01期
生物技术发展范文第3篇
摘要：生物技术作为创造未来文明的五大新技术之一，正日益受到世界各国的加倍重视。本文阐述了生物技术的的定义，论述了生物技术的发展现状和发展趋势。
关键词：生物技术 发展现状 发展趋势
1.前言
我国的生化工程学科是在20世纪80年代初开始建立的，20多年来我国经历了将化工技术用生物技术和融合生物技术知识发展生化工程的2个阶段。[1]生物技术服务的领域主要包括医药、农业、食品、化工、冶金、能源等方面。在与人类健康有关的重要领域，已能设计和制造脏器、诊断试剂以及治疗药物；在农业上，能够制造兽药，培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、抗除萎剂、抗冻、抗旱、抗盐、保鲜、高蛋白、高养分的植物新品种和良种家禽、家畜；在化工方面，生产氨基酸、生物大分子及基本有机化工产品，如乙醇、丁醇、丙酮等,利用基因工程技术和细胞融合得到高产工程菌，为化工生产提供高效、低成本的新途径；另外在“三废”处理、低品位金属提取、生物能源、煤的气化和液化等方面都有不同进展。这些技术的丰富交叉引起了世界各国的强烈兴趣，生物技术商品化的竞争高潮已经到来。
2.生物技术定义
所谓生物技术，即为应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务等。20世纪30年代生物技术以发酵产品为主干，40年代抗生素工业成为生物技术产业的支柱产业，50年代氨基酸发酵和60年代酶制剂工程相继出现，到70年代DNA重组技术使生物技术得到了突飞猛进的发展，并与信息技术、材料技术及能源技术共同构成了人类新的技术革命的基础。[2]
生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。
3.生物技术的发展现状
近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。
生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，对DNA进行切割、插入、连接和重组，从而获得生物医药制品。生物药品是以微生物、寄生虫、动物毒素、生物组织为起始材料，采用生物学工艺或分离纯化技术制备，并以生物学技术和分析技术控制中间产物和成品质量而制成的生物活化制剂，包括菌苗、疫苗、毒素、类毒素、血清、血液制品、免疫制剂、细胞因子、抗原、单克隆抗体及基因工程产品（DNA重组产品、体外诊断试剂）等。目前，人类已研制开发并进入临床应用阶段的生物药品，根据其用途不同可分为三大类：基因工程药物、生物疫苗和生物诊断试剂。这些产品在诊断、预防、控制乃至消灭传染病，保护人类健康中，发挥着越来越重要的作用。
鉴于世界上技术先进，经济发达国家对生物技术的高度重视，面对世界新技术革命的挑战，我国“863”高科技发展计划把发展生物技术放在首位，结合我国国情，以解决发展我国农业、医药中存在的关键技术为重点，确定了三个主题：一是高产优质抗逆的动植物新品种、二是新型药物、疫苗和基因治疗、三是蛋白质工程。
4.生物技术的发展趋势
4.1生物技术在农业中的发展趋势
充分利用我国丰富的和特有的遗传资源，分离克隆有自主知识产权的基因和基因工程品种已刻不容缓，以期在以“基因”为核心的生物技术产业中取得主动。实现单基因生物抗逆向持久性抗逆、生物性抗逆向非生物性抗逆的转移。重视转基因植物的环境安全性评估，借鉴国外的成功经验，防止转基因植物危害的发生与蔓延。随着基因组时代向后基因组时代的过渡，研究重心已经从揭示生命的所有遗传信息转移到整体水平上对生物功能的研究。因此，在整体水平上研究细胞内蛋白质的组成及其活动规律的蛋白质学的发展和成熟，必将与基因组研究互相补充,给农业生物技术带来革命性改变。建立一支专门的农业生物技术队伍，尤其是基因工程专业队伍，杜绝一哄而上，避免人财物的无谓浪费，把有限的资金用在刀刃上。
4.2生物技术在环境中的发展趋势
在污染的处理过程中，传统的物理或化学处理方法常伴随二次污染，且运行费用高，处理问题单一而微生物对各类污染物均有较强、较快的适应性，并可将其作为代谢底物降解和转化因此，生物处理具有效果好、运行费用低、无二次污染等优势，是保障可持续发展的一项最有力的技术措施。[3]
生物技术的发展趋势将朝着传统技术的改良、与其他污染处理手段相结合和与现代高新技术相结合等方向发展，研究高效快速的工艺流程。
4.3生物技术在工业中的发展趋势
工业生物技术的新崛起有两个巨大的推动力，即社会强烈需求和生物技术的进步。人类社会发展迫切需要解决的问题是资源、能源、人口、环境问题.随着生物技术突破性进展，使得人类可以设计和构建新一代的工业生物技术，可高效快速地将各类可再生生物质资源转化为新的资源和能源。工业生物技术在生物能源、生物材料以及生物质资源化方面发挥着重要作用。[4]其中生物能源、生物材料、生物质资源化等都是现在以及将来发展的重中之重。
4.结语
生物技术是2l世纪改变人们生活方式最重要的科技手段。发展生物技术，实现产业化，将为国民经济培育新的增长点。大力发展生物技术和生物技术产业，需要有高水平的专业技术人才，只有高水平的专业技术人才才能掌握现代生物技术，为实现和发展生物技术产业作出应有的贡献。
参考文献：
[1]欧阳藩.生物技术发展现状及发展战略[J].现代化工，2004（6）：1-7.
[2]瞿礼嘉,顾红雅,胡苹等.现代生物技术导论[M].北京:高等教育出版社,1998.
[3]沈齐英,葛明兰. 环境生物技术的发展和现状[J]. 北京石油化工学院学报, 2001（2）：33-36.
生物技术发展范文第4篇
论文关键词：生物技术；伦理问题；思考
21世纪是生命科学的世纪，生物技术的发展对人类和社会的影响深远。而生物技术引发的伦理问题，已成为世界的焦点议题。如何合理的应用生物技术造福人类和社会，是众多学者和科学家急需解决的问题。
一、现代生物技术研究的新进展
进入21世纪，生物技术正处于发展成熟阶段，生物技术的应用已经渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。生物技术的发展至今已经揭示了许多生命现象的本质及其规律，但生命现象极其复杂，目前仍有许多课题有待深入研究和探索。目前在克隆、胚胎干细胞、转基因食品、人类基因组计划、组织工程等研究和实际应用等领域取得了成果。
（一）克隆技术。克隆原意是无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因都是相同的。克隆技术首先用于动物，动物克隆就是通过无性繁殖方式，由动物细胞产生的遗传形状相同的动物个体。克隆羊多莉是首例克隆成功的动物。动物克隆为我们进一步揭示生命的奥妙及人类的自我认识展现了全新的视野。
（二）胚胎干细胞。干细胞是生物体在生长发育过程中起“主干”作用的高度未分化细胞，它具有自我更新、高度增殖和多向分化的潜能。干细胞分为三大类：全能干细胞、多能干细胞和专能干细胞。全能干细胞之所以全能，是指它可以分化成人体全部细胞类型，进而构建心、肝、肾、肺等多种组织和器官，最终发育成一个完整的个体。全能干细胞再进一步分裂、分化中又形成了各种多能干细胞。多能干细胞具有分化为多种细胞组织的潜能，但是却失去了发育成完整个体的能力。
（三）转基因食品。转基因食品是利用生物技术将某些生物的基因转移到其他物种中去，从而改造生物的遗传物质，使其在性质、消费品质等方面向人类所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或以这种生物为原料，加工出来的食品都被称为转基因食品。转基因食品在欧美应进入人们的日常生活中。有资料表明，在欧洲，玉米钻心虫每年要毁坏4000万吨玉米，占世界玉米总产量的7%，但是如果把分离出来的抗钻心虫基因植入玉米中去，就可培育出抗虫害的玉米，这种玉米就是转基因食品。
二、现代技术发展引发的伦理问题
（一）关于克隆人的争议。从“多莉”羊的克隆成功，待几年来其他克隆动物的尝试，克隆技术正不断发展。目前科学界把对人体的克隆分为治疗性克隆和生殖性克隆。科学界和伦理界对治疗性克隆普遍支持。但生殖性克隆，即克隆完整的人则遭到很大的抵制。克隆人给伦理道德方面带来了巨大的冲击，对现有的社会关系、家庭结构造成了巨大的冲击。另外，克隆人的身份难以认定，使人伦关系发生模糊、混乱乃至颠倒，进而冲击传统的家庭观以及权利与义务观。
（二）胚盘干细胞研究中的生命伦理问题。由于胚盘干细胞的制备是离不开人类卵子、胚盘以及克隆技术的，而卵子与胚盘在一些不同的国家和宗教界被视为是生命的起源，与活着的婴儿没有什么不同，所以在许多国家是被严格禁止的。坚持认为可以用人类胚胎做实验的人认为：1、早期胚胎仅是一团细胞，尚难称其为人的一条生命，从胚泡内细胞培养成人的胚胎干细胞，并没有杀死细胞，只是改变细胞的命运；2、培养胚盘干细胞是用于治疗现在还无法治愈的组织坏死性疾病，让病人恢复健康，完全是合乎人类伦理道德。
（三）转基因食品的潜在危险。对转基因食品发展有两种态度：支持者极力宣传其带给人类充足的粮食和新型抗病虫策略；反对者则强调人为地用基因技术改变神武，会给人体健康和环境带来危害。基因表达调控是个复杂的生命现象。目前，人类对基因的活动实施了解还不够透彻，还没有十足的把握控制基因中组后的结果。1993年英国的一份报告列出了一些人们对于转基因食品应用的来努力方面的主要担忧：1、人类基因转入食品动物，如将人类基因因子与凝血的蛋白质的基因转入绵羊中；2、某些宗教团体禁止食用的动物基因转入他们通常食用的动物中，这可能触怒犹太人和穆斯林，列入将猪的基因转入绵羊；3、动物基因转入植物中，可能会引起一些素食者的特别关注。
三、现代生物技术发展存在的伦理问题对策
现代生物技术的飞速发展，引发诸多伦理问题，发人深思。为了促进生物技术的和谐发展，应采取相应对策和措施。科学预言，21世纪是生物技术发展的黄金时期，全国普及大众伦理学知识尤为重要，设置伦理学咨询机构，利用各种媒体宣传伦理学知识，增强大众的伦理学意识，提高全民族的整体伦理水平。同时，我们还应改变传统伦理观念，发展中国特色的生命伦理学。总体上，生命伦理学应和国际生命伦理学保持一致，但又要保持中国的特色。另外，培养生命伦理专业人才，解决人才匮乏的局面。生命伦理学的发展任道重远，生命伦理学人才匮乏问题需要解决，设置生命伦理学专业，加快专业人才培养规模势在必行，特别应注重研究生、博士生的培养。
四、结语
生物技术发展范文第5篇
：中国科学院
《2013高技术发展报告》是中国科学院面向公众、面向决策人员的系列年度报告――《高技术发展报告》的第十四本。全书在综述2012年高技术发展动态的同时，以生物技术为主题，着重介绍了生物技术发展新进展、生物技术产业化情况与方向、高技术产业国际竞争力与创新能力、高技术与社会等人们普遍关注的重大问题，提出了若干促进我国技术及高技术产业发展的思路和政策建议。《2013高技术发展报告》有助于社会公众了解高技术，特别是生物技术发展及产业化的动态与思路。
生物是什么？生物是技术，是产业，也是伦理。当然他首先是技术，而且是如此快速演进出种种逆天功能的技术，以灵敏为特点的产业也跟不上它的步伐，人们甚至也没来得及对它带来的伦理问题进行探讨，因为你还不知道它又逆天到哪了。请看下面以月为计的生物技术的步伐。
人工智能
2012年4月，香港中文大学研制出一个“脑机接口”系统，可将脑电波转换成繁体中文字，让全身瘫痪并且无法说话的患者有机会打开心窗。
2012年7月，乌克兰的研究人员研发出一种先进的手套，可将手势转换为声音。使用者可设计让应用程序识别的手势，有望大大提高聋哑人的生活质量。
2012年10月，丹麦Eye Tribe公司开发出一款新软件。该软件能让用户通过眼睛来控制设备。该技术有望运用到手机和平板电脑中。
2012年12月，英国南安普敦大学利用电脑建模来获取个人独特、可识别的步态信息，开发出一种新型步态识别技术，将在反恐、打击家庭犯罪、机场安保和边境控制等方面都有很大的应用潜力。
2012年12月，美国匹兹堡大学医学中心研制出用思维操控的机械臂。该技术为瘫痪病人带来了希望。
2012年12月，加拿大滑铁卢大学研制出迄今世界上最复杂、最大规模的人类大脑模型――Spaun。它由250万个模拟神经元组成，有一个数码眼睛可以进行视觉输入，机械臂能绘制出其对输入的反应，并能执行8种不同类型的任务。
人造器官
2012年5月，澳大利亚皇家维多利亚眼耳医院为一名失明患者植入了仿生眼。术后一个月，医生接通仿生眼，患者恢复了部分视力。
2012年8月，加拿大多伦多大学把单个皮肤细胞放入凝胶状的薄片材料里，把不同生物材料混合在一起，通过化学反应形成一种“马赛克凝胶”。人造皮肤为烧伤患者和其他皮肤病患者治疗带来福音。
2012年9月，日本神户大学医院开发出一种利用患者自身细胞实现膝关节软骨再生的新疗法，减少手术给患者身体造成的负担。
2012年9月，美国哈佛大学开发出了高弹性和高韧性的水凝胶，有望用于制作人造软骨等医疗材料。
基因治疗
2012年2月，中国科学院广州生物医药与健康研究院用锌指核酸酶技术敲除来自患者的IPS细胞中的CCR5基因，并将其成功地诱导成造血干细胞。有望为艾滋病治疗带来全新方法。
2012年4月，英国医学研究委员会分子生物学实验室等机构的研究人员人工合成了一种名为XNA的物质，对研究生命起源乃至“人造生命”具有重大意义。
2012年7月，美国康奈尔大学医学院研究人员发明了一种基于抗尼古丁抗体的基因疗法，可以阻止尼古丁进入脑部。若能用于人类，将有效地预防和治疗尼古丁成瘾。
2012年12月，美国费城儿童医院通过修改HIV基因，成功治愈白血病患者。该治疗方法有望最终取代昂贵的骨髓移植治疗。
三维（3D）打印
2012年2月，比利时LayerWise公司和比利时哈色尔特大学联合公布了用三维（3D）打印技术制作人工下颌骨移植手术的细节。利用该技术制作出的人工下颌骨在2011年6月被用于患者的移植手术，该患者已经可以正常地对话和吞咽。
2012年4月，英国格拉斯哥大学开发出一种可“打印”药品的新型3D打印机。该技术将大大降低药品制作成本，能够革新发展中国家的医疗保健方法，能够使病情诊断和治疗更为高效和经济实用。
2012年8月，比利时鲁汶工程联合大学利用3D打印机，制造出一辆名为“阿里翁”的全尺寸赛车。科学家们将设计图输入“猛犸”3D打印机，制造出一个完整的机身，然后安装车轮和发动机。在德国的霍根海姆赛道测试中，“阿里翁”时速从零提升至96千米只需4秒，最高时速可达141千米。
生物技术发展范文第6篇
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。《imbc 2000》在澳大利亚刚刚开过，《imbc 2003》的筹备工作在日本已经开始，以色列为了举办们《imbc 2006》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mb t），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，
表1 近期imbc大会研讨的主要 内容
表2 近期imbc大会和《marine biotechnology》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?的同源框（homeobox）基因[1]，建立了青?胚胎干细胞系并通过细胞移植获得了嵌合体青?[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mrn a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—baryomyces hansenii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p4501a cd－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hirame rhabdovirus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?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5.8 s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（gonostoma gracile）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]。
3.5 dna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ihnv dna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latrunculin b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zostera marina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
上述研究分析表明，海洋生物技术作为一个全新的学科，已成为21世纪海洋研究开发的重要领域，并沿着三个应用方向迅速 发展 。一是水产养殖，其目标十分清楚就是要提升传统产业，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出现跨越式的发展；二是海洋天然产物开发，其目标是探索开发高附加值的海洋新资源，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开发；三是海洋环境保护，其目标是保证海洋环境的可持续利用和产业的可持续发展。令人可喜的是这个应用发展趋势与我国海洋产业的发展需求，特别是与我国海洋生物资源可持续开发利用的高技术需求相一致[5]。事实上，在过去5年中我国海洋生物技术的研究应用已经取得了长足的进步，取得了一批具世界先进水平的研究成果，在推动海洋产业发展中发挥了重要作用。进入21世纪，加大海洋863的支持力度，进一步促进我国海洋生物技术快速发展的势头，不仅有现实的意义，也是具有战略价值的举措。另外，面对 科技 全球化的挑战，多渠道地加强国际合作与交流，促进我国海洋生物技术创新和产业化向更高层面上发展也是十分重要的。
生物技术发展范文第7篇
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《IMBC 2000》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《Marine Biotechnology》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mRN A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—baryomyces hansenii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P4501A cD-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Hirame Rhabdovirus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?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5.8 S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]。 3.5 DNA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IHNV DNA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Latrunculin B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Zostera marina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? 趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮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
上述研究分析表明,海洋生物技术作为一个全新的学科,已成为21世纪海洋研究开发的重要领域,并沿着三个应用方向迅速发展。一是水产养殖,其目标十分清楚就是要提升传统产业,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出现跨越式的发展;二是海洋天然产物开发,其目标是探索开发高附加值的海洋新资源,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开发;三是海洋环境保护,其目标是保证海洋环境的可持续利用和产业的可持续发展。令人可喜的是这个应用发展趋势与我国海洋产业的发展需求,特别是与我国海洋生物资源可持续开发利用的高技术需求相一致[5]。事实上,在过去5年中我国海洋生物技术的研究应用已经取得了长足的进步,取得了一批具世界先进水平的研究成果,在推动海洋产业发展中发挥了重要作用。进入21世纪,加大海洋863的支持力度,进一步促进我国海洋生物技术快速发展的势头,不仅有现实的意义,也是具有战略价值的举措。另外,面对科技全球化的挑战,多渠道地加强国际合作与交流,促进我国海洋生物技术创新和产业化向更高层面上发展也是十分重要的。
生物技术发展范文第8篇
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《IMBC 2000》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《Marine Biotechnology》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mRN A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—baryomyces hansenii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P4501A cD-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Hirame Rhabdovirus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?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5.8 S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]。 3.5 DNA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IHNV DNA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Latrunculin B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Zostera marina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? 趾Q笙妇?蟹掷氪炕?鲮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
上述研究分析表明,海洋生物技术作为一个全新的学科,已成为21世纪海洋研究开发的重要领域,并沿着三个应用方向迅速发展。一是水产养殖,其目标十分清楚就是要提升传统产业,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出现跨越式的发展;二是海洋天然产物开发,其目标是探索开发高附加值的海洋新资源,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开发;三是海洋环境保护,其目标是保证海洋环境的可持续利用和产业的可持续发展。令人可喜的是这个应用发展趋势与我国海洋产业的发展需求,特别是与我国海洋生物资源可持续开发利用的高技术需求相一致[5]。事实上,在过去5年中我国海洋生物技术的研究应用已经取得了长足的进步,取得了一批具世界先进水平的研究成果,在推动海洋产业发展中发挥了重要作用。进入21世纪,加大海洋863的支持力度,进一步促进我国海洋生物技术快速发展的势头,不仅有现实的意义,也是具有战略价值的举措。另外,面对科技全球化的挑战,多渠道地加强国际合作与交流,促进我国海洋生物技术创新和产业化向更高层面上发展也是十分重要的。
生物技术发展范文第9篇
1 分子生物技术概述
分子生物技术也称之为生物工程，是现代生物技术的主要标志，它是以基因重组技术和细胞融合技术为基础，利用生物体(或者生物组织、细胞及其组分)的特性和功能，设计构建