厲害了，我的科技！中國邁向深海科考中心

劉詩瑤

中國對深海生物資源的調查，是伴隨著大洋整體科考進行的。2000年以后，我國相繼開展了多個生物調查航次，調查平臺和設備不斷完善，勘探與研發也不斷取得新成果、新突破。建立深海菌種庫等資源庫，完成100多個海洋微生物新物種分類與系統進化研究，完成4000多株微生物資源在海洋藥物、生物技術等應用上的潛力評估……10多年來從無到有、碩果累累。如今，中國正在走向深海舞臺的中央。

抗腫瘤藥物發現、石油污染降解，甚至促進瓜果蔬菜增收……海洋微生物蘊含著令人意想不到的神奇功能。日前，國家海洋局發布我國深海大洋生物資源探測開發成果，海平面數千米以下的神秘生物世界離人類的生活其實并不遙遠。

對深海微生物的了解能促進生命科學的發展

“上世紀60年代，曾有說法認為海面600米以下是無動物區。隨著深海探測不斷深入，人類才開始逐漸認識到深海蘊藏著繁茂的生物群體。”國家海洋局副局長孫書賢說，作為天然基因資源庫，深海蘊藏巨大的應用開發潛力，是國家重要的戰略資源。

一提起深海生物，人們往往想到的是魚蝦蟹貝。在生物學家眼中，深海生物資源指的主要是深海微生物資源，包括細菌、真菌、古菌等。“能夠開發利用的才叫資源，像熱液盲蝦、管狀蠕蟲、貽貝等深海大生物，本著保護生物多樣性的原則，它們本身一般不被稱為資源。”國家海洋局第三海洋研究所研究員邵宗澤說，深海水體、海底沉積物、深海動物體內、深海礦物等都含有深海微生物，是科學家獲取這部分資源的主要途徑。

“中國對深海生物資源的調查，是伴隨著大洋整體科考進行的。”據中國大洋礦產資源研究開發協會秘書長兼辦公室主任劉峰介紹，我國對大洋生物的調查是從2000年以后開始的，相繼開展了多個生物調查航次，調查平臺和設備不斷完善。“十二五”期間，自主成功研制了深海生態長期觀測系統、深海沉積物原位定植培養系統與深海水體原位定植培養系統設備，實現了深海微生物的原位培養及深海生態系統長期觀測的技術突破，獲得了創新性研究成果。

“經過十幾年的大洋調查，深海生物資源探測與保藏取得顯著成效，徹底改變了我國在國際海底基因資源研發領域的狀況。”劉峰說，我國已獲得大量深海微生物資源，分離了近1萬株微生物，建立了第一個深海菌種庫。目前庫藏海洋微生物2.2萬株，涵蓋3400多個種類，達到國際領先水平。還構建了國內第一個深海微生物代謝物庫與信息庫，庫藏餾分達1.5萬份。

深海微生物資源的價值，首先體現在它的科研價值上。“對深海微生物的了解，能夠促進生命科學的發展，了解深海生命的起源、進化機制，推動基礎研究進步。”目前，國內已發表深海微生物相關的SCI論文500多篇，完成100多個海洋微生物新物種分類與系統進化研究，使我國成為國際上深海微生物新物種發現與分類的重要力量，有力支撐了國家重大科技計劃的實施。

在制藥、生物農藥、環保等方面都有應用價值

深海微生物資源的另外一個重要價值，是它的應用價值。

它能“制藥”。“研究表明，特殊環境里成長起來的深海微生物能產生一些新結構化合物，具有新活性，從而有新的藥用價值。”邵宗澤說，科研人員對深海微生物來源的天然產物餾分庫及新化合物進行了活性篩選，分離鑒定到了50個具有抗腫瘤、抗衰老、抗氧化或抗菌、抗病毒等活性的小分子化合物。

它還能“吃油”和“吃硫”，對環保事業大有裨益。據邵宗澤介紹，在石油污染環境修復技術中，微生物修復法成本低，對環境影響小，利于改善生態環境。科研人員對海洋微生物進行富集、初篩、復篩，最終篩選出的石油高效降解菌株，能有效治理石油污染。2015年12月到2017年6月，已成功應用于廈門觀音山海域石油污染沙灘的生物修復工程。

它還能促進農業增產。“用深海微生物制造的生物農藥，能夠抗植物病原真菌。相比其他農藥，無殘留、不破壞生態，在茶葉等種植領域取得明顯成效。”據邵宗澤介紹，利用深海微生物酶解法制備的海藻寡糖，分子量小、水溶性好、易吸收，開發出的多款海藻寡糖產品包括果蔬保鮮劑、生物肥料等，已在全國多地測試，提升了作物產量。

“以往水產養殖，為了不生病害，經常使用抗生素，不利于食品安全。”邵宗澤說，用海洋微生物制作的微生態制劑，可以替代抗生素，能提高蝦苗質量的優良特性，促進其對飼料的消化吸收，還能同步清除水中的有害物質，凈化水體。微生態制劑已在水產養殖業中廣泛應用。

工業方面，由深海微生物提取的酶，能夠輔助生產洗衣粉等日用化工產品等。

目前，已經完成4000多株微生物資源在海洋藥物、生物農藥、環境保護、生物技術、工業酶應用等方面的潛力評估，申請國際國內發明專利200多項。

加強對深海生物資源的開發利用，提高認知水平

從深海進入到深海探測，再到深海開發，每一步都離不開強大的科技投入和支撐。

工欲善其事，必先利其器。“深海生物樣品是深海微生物資源的載體，下一步，我們要積極獲取高質量的深海生物樣品，用于極端微生物的培養與基因資源獲取等。”劉峰表示，目前海洋調查船隊已增加至近40艘，載人潛水器“蛟龍”號已成功下潛150多次，逐步形成了以“蛟龍”號、“海龍”號、“潛龍”號為代表的深海裝備體系。特別是載人潛水器“蛟龍”號的應用，顯著提高了精確獲取生物樣品的可能性和準確性。“‘十三五蛟龍探海工程將繼續加大這方面投入，獲取更多好的樣品。”劉峰說。

在陸地培養深海微生物，是目前科研人員面臨的主要難題之一，也是國內外至今未完全突破的世界性技術瓶頸。“絕大多數的深海微生物的生存條件極其苛刻，有的嗜熱、嗜冷，還有的嗜鹽、嗜高壓等。”邵宗澤說，想要充分還原深海環境，就要加強對深海的認知，努力探尋這些微生物的嗜好。

“產業化有待進一步推進”，邵宗澤說，在申報專利前，需對深海生物及其基因資源應用潛力進行評價，這套技術體系和技術平臺亟待進一步完善。隨后要完成中試規模的技術放大和驗證，形成具有商業開發深海生物及其基因資源的技術能力，實現真正的資源和技術擁有。

據邵宗澤介紹，“十三五”期間，要重點開發出具有應用價值的深海酶制劑、海洋防污涂料，形成產業示范；開發環保微生物制劑，建立海洋微生物廢水處理示范工程；研制深海微生物活菌或活性產物生防制劑等。“我們希望聯合企業、開展產品化技術開發與應用示范，為深海生物產業的發展奠定基礎。”

“中國正在走向深海舞臺的中央，我們要抓住機遇，加強對深海生物資源的開發利用，加深我國對深海生物資源獨特生命現象的認知水平，這將有助于提升我國在國際海底生物資源研究領域的影響力與重要決策中的話語權。”劉峰說。

（本文轉自《人民日報》）endprint