我国的海洋生物资源怎样开发?我国近海没有很强的寒流和暖流的交汇,也没有强烈的上升流,这两点不利于大渔场的形成,这就导致鱼的种类多,但每一种的数量不多,很容易捕捞过度。70年代中期起,我们的近海捕捞已经过量,后来向远海和远洋发展,目前全球的远洋捕捞产量已经开始下降。这就提出一个战略问题:中国开发海洋生物依靠什么?主要依靠捕捞还是依靠养殖,这是一个全局性的问题。

曾呈奎教授很早就提出了海洋农牧化的建议。我们海洋研究所的研究工作始终贯彻了这种指导思想,事实上,我国捕捞产量与解放初期相比增加7倍多,但养殖产量提高了140多倍。在养殖方面我们有几个世界第一,海水养殖总产量、海藻、对虾和扇贝的产量均为世界第一。其中海藻中的海带一项的产量相当于全世界总产量的一半。海藻的养殖还带动了海藻化学产业,生产出碘、甘露醇、藻胶(海藻多糖)等产品,在食品、医药、化工等行业和生物技术方面有广泛的月途。没有海洋研究所和许多科研单位的基础研究就不会有这些产业的形成和发展。海洋生物养殖中的弱项是鱼。我们养殖淡水鱼历史悠久,年产量达到500多万吨,但海鱼的养殖产量一年还只有几万吨,需要依靠生物技术来解决。

海洋生物资源的进一步开发要依靠生物技术,我国发展海洋生物技术的目的是向海洋要食品、要蛋白,要药物。重点有两个,一是海水养殖的生物技术;二是开发海洋生物天然产物技术。养殖中主要考虑优良品种的培育和育苗技术,使养殖实现良种化。还有一个是抗病害。病害问题也十分突出,各地纷纷告急。天然产物的开发以药物为主。

实验海洋生物学开放研究实验室重点做基础研究和海洋生物技术的应用基础研究。为了加速产业化,中国科学院海洋研究所又建立了海洋生物技术发展中心,主题就是做研究成果的转化工作。目前正在做三方面的工作:一是海水养殖,同威海水产养殖公司合作,建立了科威海水养殖生物技术研究发展中心,把全国综合规模最大的育苗厂作为成果转化的基地。二是在微藻方面,曾老和我都兼任深圳等地的螺旋藻生产企业的技术顾问,我们将进一步在深圳办成微藻生物技术转化的基地。三是珠江三角洲等地对开发海洋保健品、药品很有兴趣,并在向香港和国外发展,我们正在加强合作。

下面以螺旋藻为例谈谈开发问题。作为国家攻关项目,七五期间已解决了养殖技术问题,并筛选了优良藻种。八五期间就建起了一批公司,建立了生产基地,开始产业化生产。去年国家科委在深圳召开了螺旋藻产业化会议,现在面临的是产品的开发和市场开拓。国外已将螺旋藻开发成保健品和高档饲料。由于螺旋藻的生产成本比较高,我们尝试把螺旋藻制成珍贵水产品的配合饲料,如鲍鱼和扇贝的饲料。当时鲍鱼的饲料都是从日本进口的,现在用我们的饲料取代。螺旋藻作鲍鱼饲料国际上没有先例。用了这种饲料后,鲍鱼的存活率、生长速度和质量都有明显的提高,现在山东、辽宁等地都在推广。螺旋藻作扇贝饲料也是我们先搞,已经可以取代活饵料,解决了扇贝育苗的一大难题,现在仅山东、辽宁受益产值就达几千万元,许多国家都来索取发表的论文。螺旋藻的鱼类饲料也已经在搞。螺旋藻作为饲料不仅可以促进虾、贝、鳗鱼、鲈鱼等鱼类的生长、改善肉质,而且可以改善观赏鱼、鲍鱼、龙虾和真鲷等鱼类的体色,提高商品价格。日本每年用作饲料的螺旋藻粉就达到200吨。因此,螺旋藻饲料的推广应用和系列化将是我们今后的任务。

螺旋藻蛋白质含量高达60~70%,营养成分很全面,1克藻粉的维生素等相当于1公斤蔬菜。所以国外把它作为保健品,称为“超级食品”、“未来食品”和作为宇航员的太空食品。国外作为保健品的螺旋藻粉、螺旋藻片和胶囊等,我国都已经能够生产,而且有了富铁、富锌和富硒等营养强化的藻粉。目前,我们要把螺旋藻的保健机理进一步搞清楚,到底在哪些方面有效,有效成分是什么,有效程度如何,这也是为从螺旋藻开发药品作准备。从国内外的研究结果来看,螺旋藻的有些成分很有希望成为药品。另外,国外正在开发荧光探针,取代放射性同位素探针,用于疾病诊断和生物工程。螺旋藻的藻蓝蛋白和其它海藻的藻红蛋白的荧光很强,作为探针的荧光标记物。这种诊断试剂很贵,售价每毫克100美元,我国也在进口。我们搞了20多年海藻光合作用研究,对这类光合作用色素很清楚,进一步同单克隆抗体等工作结合起来就可以推出试剂盒。

我们的实验海洋生物学开放研究实验室着重发展海水养殖方面的生物技术,上期《世界科学》已经作了介绍。我侧重谈谈海洋生物天然产物的开发问题。中国利用海洋生物作药物已有几千年的历史,中成药的种类很多,但是从海洋生物中提取,获得批准的药物只有10种。青岛海洋大学从海带中提取,经过合成得到藻酸双脂钠(PSS),是一种降压降脂药,已经产业化,达到几亿元的产值。我们海洋研究所也得到一种天然的降压降脂和抗肿瘤药物,很有希望产业化。海洋是一个到处都可以遇到新的化合物的世界。美国正在临床试验从海鞘中提取的抗癌药,据报导,其抗癌效果很好。中国科学院现在有十几个研究所在进行海洋生物天然产物的研究,从海藻、珊瑚、海绵和海鞘中发现了很多有开发前景的化合物。中国科学院有海洋生物、分离纯化、结构分析和合成、生物技术、生理和药理的综合研究力量,可以为海洋药物和其它产品的开发作出贡献。

海洋药物的开发确实大有文章可做,但是,药物开发投资很大,路子很长。我认为可以先从保健品和中成药抓起,产生效益,滚动发展。例如缺碘是世界性问题。世界上有7亿人缺碘,中国占一半多,约有4亿人生活在内陆缺碘地区,缺碘会造成弱智,患甲状腺肿等疾病。以前从海带中提碘,用吃碘盐的办法预防。现在私盐泛滥,缺碘疾病严重。井冈山地区儿童患甲状腺肿的达30%。对此,我国政府和联合国都十分重视,正采取措施解决缺碘问题。其实用海藻制成系列食品、保健品和药品就可以解决缺碘问题,这是一个很好的开发项目。对于保健品和中成药物的开发,海洋生物是一个资源宝库。

人们往往只知道我国有960万平方公里的土地,而忽略了我们还有300多万平方公里的蓝色海疆。当我们的耕地难以承载庞大的人口时,我们应当想到开发1亩海面的效益相当于10亩耕地,我们可以再造一个“海上中国”。

海洋生物技术是开发海洋生物资源的有力工具。这种高技术的发展需要基础研究的支撑,还有相当长的成果转化过程,都需要必要的投入。如果没有多年来在藻类学等方面的积累,我们就不可能组织近200位科技人员攻关,在短短的几年内完成螺旋藻的研究,解决主要技术关键,实现产业化。同样,我们也不可能立即着手荧光探针这类技术要求更高的产品开发。如果没有必要的投入,我们还会沦为原料和初级产品生产者。藻胶就是一个例子,我们现在只限于工业常规应用,没有财力开发高档产品。而国外一些公司拿了我们的藻胶,经过深加工,再作为化学试剂卖给我们,那就是100倍的价格。这些产品广泛应用在医疗诊断、细胞工程和基因工程中,作为培养基、层析和电泳分析、固定化和人造种子基质等,现在只能依赖进口。

病害的问题更加突出,过去投入很少。现在养殖规模很大,对虾死亡,几亿几亿的损失。一些养殖单位提出,谁给我解决病害问题,我给几百万,但一下子谁都不可能立竿见影出成果,因为没有深入的研究。

海洋物生技术的开以应用需要国家的支持和企业的合作。谁为此而付出,谁将从蓝色的大海中得到丰硕的回报。

(周百成教授系中科院海洋研究所实验海洋生物学开放研究实验室副主任,中科院海洋所海洋生物技术发展中心主任)

(江世亮整理)