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现在急用有关21世纪是生物学的世纪的论文,
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一、项目定义
1．定义
海洋生物学是研究海洋生命现象和本质的科学,而海洋生物技术则直接与海洋生物资源的开发利用相关.
2．主要研究方向和内容
主要研究方向为（1）海洋生物遗传和种质工程；（2）生化和生物材料；（3）发育和进化；（4）关键海洋生态学过程及其调控机理.
海洋生物遗传和种质工程方向主要通过综合运用遗传学、生物化学、分子生物学、发育和细胞生物学方法,研究海洋生物遗传多样性、分子标记特别是与生产性状和特异性能相关基因的标记以及海洋生物促进快速生长、抗逆、抗病、特定生物酶等重要功能基因的克隆和结构功能研究和海洋生物的基因组图谱构建.
生化和生物材料通过现代生物化学、细胞生物学、分子生物学等技术手段,研究海洋生物大分子材料的性质、结构、功能,研究作为生化制品、生物医用材料、农用生物材料的制备工艺、生物学效应以及开发利用.
发育和进化方向主要从分子、亚细胞、细胞和组织多层次交叉水平,研究海洋动物个体发育,特别是原索动物胚胎发育过程及其机理,包括细胞决定与分化、基因表达与调控以及组织与器官发生,由个体发育探讨系统发育,特别是探索脊椎动物起源和进化.
关键海洋生态学过程及其调控机理方向主要研究水层底栖耦合界面过程、典型海域生态系蜕变的生物监测和评估技术、海洋微生物在生物地化循环过程中的调控作用和微型及微微型生物生产过程及其调控机理.
二、项目背景
1．建设的意义和必要性
21世纪是海洋的世纪,又是生物学的世纪,海洋生物学研究将在本世纪自然科学中占有极其重要的地位.海洋是孕育生命的摇篮,独特的生存环境使海洋生物形成了特殊的身体结构和奇妙的生理功能,为人类提供了许多具有新颖的化学结构和独特的生理功能的活性物质.同时,人类进入21世纪,人口增长、环境恶化和资源短缺已成为国际关注的焦点.海洋生物学和海洋生物技术研究和发展将在解决生命起源和进化以及解决人类面临的人口增长、环境恶化和资源短缺三大难题方面起突出作用.通过该项目建设,使我校海洋生物学和海洋生物技术的发展产生新的飞跃,成为国内领先、国际先进的基础研究与新技术源头创新基地和国际合作研究基地,并对我国海洋生物资源开发利用的发展起带头作用,推动我国海洋生物学和海洋生物技术的不断发展.这对我国海洋科学、海洋开发和教育事业的发展具有重大战略意义.
2．国内外情况
目前,对海洋生物资源的开发和利用已成为世界各国高科技竞争的焦点,核心问题之一就是海洋生物功能基因的研究与利用,而现在国际基因数据库中海洋生物基因仅占5%左右,极大地暴露了海洋分子生物学研究的落后局面.因此,世界各国纷纷投巨资开展海洋分子生物学和生物技术研究.美国正运用分子生物学和生物技术的方法大力开展海洋生物神经生物学、感觉生物学、发生学和生理学的基础研究,对枪乌贼的神经系统、鲎属的视觉、海鞘、海胆和文昌鱼的发生和分化等进行深入的研究.生命科学研究已由单个基因的克隆、分析时代步入生物整体基因组分析的新时代.在多种学科交叉互动的21世纪,基因组研究在生命科学的各学科之间架起了一座桥梁,使人类能够在分子、细胞、个体和群体等生命不同结构层次上,深入探索生物多样性起源、进化、生长、遗传、发育、衰老等重大科学问题.海洋生物有它自身的发生、发展规律,海洋生物良种选育必须在充分研究水产生物生长、遗传、发育规律,生长、遗传、发育的基因调控和与经济性状相关的重要功能基因的结构和表达方式等的基础上才能按人类的需求育成良种.与陆地生物相比,海洋生物还面临着许多科学问题,例如海洋生物生长发育基因时空表达与细胞分化规律；免疫与抗病的分子机理；海洋动物体细胞全能性、可塑性及核质关系；重要经济性状相关基因克隆及转移技术；基因组和蛋白质组学的研究等.
另一方面,海洋生物大分子材料的结构和功能与陆生生物大分子化合物有很大不同,如海洋生物酶类、多糖、蛋白质等,其特殊的结构和功能性已引起人们的广泛重视,也成为国际研究的一个热点.耐高温酶类、耐低温酶类、耐酸碱水解酶类、海藻工具酶等酶类的研究开发,已在分子生物学和生物技术领域取得了令人瞩目的成就；利用海洋生物多糖开发的生化制品,已广泛应用于工业、农业、环保、国防等领域；利用海洋动物多糖、胶原蛋白等开发的如药物缓释载体、组织工程支架材料、农作物生长促进剂、生物农药等,已在临床和农业上得到广泛应用.生物材料研究是一个新兴的高科技领域,是化学、生化学、物理学、材料学、生物学、医学等多学科交叉的一门新兴学科,应用前景广泛,将产生巨大的经济效益和社会效益.
发育和进化是当今生物学研究热点和生长点之一.发育生物学和进化生物学从19世纪初至19世纪末曾是彼此联系的统一体.19世纪末叶发育生物学和进化生物学的彼此分离.近几十年生物学研究结果表明：个体发育不但是对发育机制选择的产物,而且是特定进化历史的产物.各门动物都具有区别于其他动物的特有的解剖学特征,这些特有的解剖学结构内在的排列称为形体结构图.脊椎动物、节肢动物和棘皮动物都具有明显独特的形体结构图.各门动物特有的形体结构图的产生是由在长期进化过程中发生的形式变化积累形成的,或者说个体发育过程蕴含着系统发育过程中长期积累形成的形式变化.要理解发育和进化之间的关系需要将传统上分开的两个学科——发育生物学和进化生物学综合起来.过去几年中,在基因概念具体化（双螺旋结构和X-光衍射技术）的基础上,基因克隆和序列测定资料的不断增加,使得在发育中起重要作用的基因逐渐得到深入研究.不同的基因序列不但可以从进化角度比较,从而找出同源基因,而且可以研究同源基因在发育中的作用.这样一来,发育生物学和进化生物学在彼此分离将近一个世纪之后又在基因水平上再度会合起来.今天,发育生物学必须认真对待多样性和比较方法,认识到系统发育的重要性,而进化生物学家必须理解并将发育系统的内在规律纳入到进化理论之中.
还有,作为与海洋生物和资源、环境紧密联系的一个基础学科,海洋生态学研究已取得了重大的突破并导致了一系列的新概念、新发现,正在推动着学科的迅速发展并影响着相关学科的发展趋热.海洋生物资源的可持续利用显然是一个永恒的主题,研究热点之一是海洋动物幼虫和幼龄群体的补充机制.第32届欧洲海洋生物学研讨会,主题：海洋生态系统的补充、集群及其物理和化学的强制与生物资源补充量密切相关的另一个研究热点是底栖生物的粒径谱的研究.
海洋生态学的研究大致可划分为观测研究、过程研究和系统研究三个层次（或阶段）,国际上90年代以来,在一系列国际研究计划,如“全球海洋通量联合研究（JGOFS）”、“沿岸带陆海相互作用（LOICZ）研究”、“全球海洋生态系统动力学（GLOBEC）”等的推动下,海洋生态学进入了一个快速发展的新时期,其主要标志是研究的时空尺度不断扩大和延伸,生物过程和物理过程的耦合,水层系统与底栖系统的耦合,从生态系统的整体水平上探讨全球变化和人类活动对各类生物学过程的影响反馈.全球性的海洋生态监测网络正在形成,如使用先进的地球物理技术（声波反射、电子抗性等）现场研究,监测大型动物对沉积物性质的改造,由视频数字仪和计算机映像分析组成的“REMOTS”系统已被用来监测由于养殖业形成的沿岸富营养化的海底.21世纪的生态学是宏观大生态学的世纪,也是地球系统科学的一个重要组成部分.主要集中和应用于生态系统管理与可持续发展、生物多样性起源、演化、保护和持续利用、全球变化等.
近几年来由于人们的生活污水与工业废水的过量排放,导致近海水体富营养化和赤潮的频繁发生,破坏了沿岸海洋生态环境,自然和养殖海洋生物的大量异常死亡现象时有发生,给沿海地区的渔业生产和人民的生活带来很大地破坏.降低近岸海水的污染,恢复生态平衡是目前我国沿海地区急需要解决的问题,关系到国计民生的大计.生态毒理学研究是生态环境生物动态监测与评估技术研究的基础,有助于实时并定量认识海域污染状况.环境问题最终只有通过生物效应才能获得恰当的评价.因此,建立海域生境退化的生物指示监测与评估技术是保护海洋生态环境和解决海洋经济发展中存在问题所迫切需要的.
在我国的海洋科学中,开展海洋生物学比较早,其基础也比较好.中国海洋大学海洋生命学院是我国较早从事海洋生物学和海洋生物技术研究的单位之一.它是在海洋大学海洋生物学和海洋生态学专业基础上建立起来的.海洋生物学和海洋生态学两个专业都是我国同领域建立最早的专业,至今已有70多年的积累.我国著名的海洋生物学家曾呈奎、牛满江、朱树屏,我国著名的遗传学家童第周、方宗熙,著名的生物化学家薛廷耀等,都是这些专业的创始人.以他们为代表的一代又一代的老科学的工作为我国海洋生物基础研究、应用研究直至产业化做出了卓越的贡献.至今,使我国的海洋生物研究领域无论是基础还是应用在国内都处于前沿位置,某些方面处于国际领先地位.但是,由于资金投入不足,我国海洋生物学和海洋生物技术虽然已形成较完善体系,可研究水平和手段与国外相比尚有很大距离,主要表现在实验室建设、人才培养和学术队伍建设方面.我国海洋生物学和海洋生物技术亟待加速发展.
3．已有的基础和优势
中国海洋大学海洋生物学专业建立于1924年,是我国最早从事海洋生物学研究的单位之一.我国著名的海洋生物学家曾呈奎、牛满江、朱树屏,我国著名的胚胎学家童第周、遗传学家方宗熙和生物化学家薛廷耀等,都是这些专业的创始人.以他们为代表的一代又一代的老科学的工作为我国海洋生物基础研究、应用研究直至产业化做出了卓越的贡献.今天,我国的海洋生物研究领域无论是基础还是应用在国内都处于前沿位置,某些方面处于国际领先地位.海洋生物学现在是国家级重点学科,具有两个博士点、一个博士后流动站和四个硕士点还有一个“长江学者奖励计划”特聘教授岗位.在几十年积累基础上于1994年建立的海洋生物技术专业,发展至今,已成为山东省重点实验室.
实验室的研究能力是由队伍、手段（设备）、技术（方法）的优化组合而形成的,是一个积累的结果.从50年代始,著名已遗传学家方宗熙先生就开始了此项研究工作,他的学术成就创立了我国的海藻遗传学.方先生去世后,他创立的海洋生物遗传学研究室（后改为海洋生物技术研究室）继续就大型藻类遗传学进行了系统研究.70年代的大型褐藻,80年代的江篱的遗传学研究都取得了居国际先进水平的成果,如大型藻类用分离雌雄配子体保存种质的方法（国际上至今使用此法）.紫菜细胞育苗新技术、对江篱的基因重组、多倍体诱发、性别决定、跳跃基因、色素突变体的遗传鉴定等,这些成果都以系列论文和技术成果形式固定下来,并分别获得教育部、海洋局、山东省科技进步一等奖,自然科学一等奖及国家科技进步二等奖.近10年来,该室又进行了螺旋藻、小球藻等微藻的遗传学研究,用诱变技术及克隆技术筛选出生长快、抗逆性强、富含生物活性物质（γ-亚麻酸、β-胡萝卜素、EPA等）的新品系,研制了治疗胃溃疡氨基多糖、海藻工具酶、海洋医用溶栓酶、新型甲壳质衍生物和盐碱土壤修复材料.发育和进化方面,在童第周先生开创的实验胚胎学基础上,发展了动物发育生物学,发现珍稀濒危动物文昌鱼脊索中胚层、体腔和血管、外胚层和内胚层的发育与分化特点类似于无脊椎动物；填补了文昌鱼体腔和血管以及表皮发生的空白；修正了前人有关文昌鱼胚胎细胞形态发生运动和内胚层发育潜能的错误描述；首次报道酚氧化酶是区分表皮外胚层和神经外胚层的指标酶；首次在室内把文昌鱼受精卵培育成成体文昌鱼；首次报道实验室培养的文昌鱼能够产生具有正常受精力的卵子和精子；克隆了Tob、twist和Ptx等基因,并研究了它们在胚胎发育过程中的表达模式.在此基础上,提出文昌可能代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说,受到国内外同行的注意.在生态学方面,20世纪80年代后期启动了“中-美”、“中-法”、“中-日”联合调查,引进了国外先进的取样设备,培训了人才,90年代陆续开展了生态系统动力学的工作,青岛海洋大学在文圣常院士、冯士笮院士的带领下,由张志南、吴增茂等率先开展了“九.五”国家重大项目预研究—胶州湾生态动力学.建立了我国第一个水层-底栖耦合生态动力学模型成功地摸拟了周年的海湾生态动力学特征,率先在我国建立了生物扰动实验系统（AFS）,开展了生物扰动、生物沉降和再悬浮,以及海底界面临界侵蚀速率的研究.大、小、微型生物的综合研究也取得了重要成果,以上有力地论证了水层-底栖耦合理论,极大地丰富了海洋生态动力学的内函,以上系列成果,经刘瑞玉院士和唐启升院士为首的专家组评审,总体水平居国内领先,以上内容达到国际先进水平.
4．可行性
生命学院是我国开展海洋生物学研究最早的单位之一,海洋生物技术专业是我国成立的第一有关专业.在海洋生物基础研究和应用研究方面都取得了一批重要研究成果,为我国海洋生物学科研和教学事业的发展作出了重要贡献.在海带的丝状体培育、克隆育种,紫菜的单细胞酶法育苗,江蓠和螺旋藻良种培育,对虾多倍体育种,贝类的分子标记选育和海洋微生物的分离鉴定等方面取得国内外瞩目的成果.建有世界最大的海带丝状体克隆库,现保存有世界上20多种海带的100余个品系；建有我国最大的海洋微生物保种库,保存了上千种海洋微生物,近万个品系.在生化和生物材料研究上,已有多个产品产业化,取得2000多万经济效益.在珍稀濒危动物文昌鱼生殖和发育方面取得了一些国际水平的成果,并提出文昌可能代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说,受到国内外同行的注意.在海洋生态系统动力学和生态毒理学及生物生产力等方面取得国内外瞩目的成果,获得省部级科技进步奖5项、出版著作、教材8部,发表论文近200篇.
海洋生物学现在是国家级重点学科,具有两个博士点、一个博士后流动站和四个硕士点还有一个“长江学者奖励计划”特聘教授岗位.在几十年积累基础上于1994年建立的海洋生物技术专业,发展至今,已成为山东省重点实验室.山东海洋生态系统动力学重点实验室也建立在我院,联合国教科文组织的海洋生物技术中心也挂靠在生命学院.相继争取和承担了一系列国家重大项目,如国家攻关、863、973、国家基金重大、重点项目和部委的重点项目.在生化遗传学研究方面已经作了大量的基础研究,积累了一定的研究基础,有能力将该研究方向建设成为高水平的生化遗传学研究平台.海洋生态学研究历史悠久,先后承担过国家攀登B、国家教委重点资助项目、“九·五”重大项目预研究、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重大项目、 “中-英”国际合作、“中-日”据点大学合作项目多项；获省部级奖多项.我们认为在我校生命学院筹建一个高起点的达到国际九十年代先进水平的海洋生物学和生物技术研究实验室的条件已经成熟.
三、建设目标
1．建设整体目标
经过“十五”建设,使海洋生物遗传和种质工程、发育和进化以及关键海洋生态学过程及其调控机理三个研究方向的仪器设备和研究手段达到国际一流、国内领先水平,促进人才培养和科研水平提高,成为国内具有较高声誉、国际具有一定影响的基础研究与新技术源头创新基地之一、高素质创新性人才培养基地之一、开展国际合作研究基地之一和对外学术交流窗口之一.培育鱼、贝类新品种2-3个,完成中试示范；研制生物材料产品1-2个,完成中试生产；实现成果转化2000万元以上；申请国家级及省部级科研奖励4-5项；申报专利4-6项；在SCI源期刊上发表学术论文60篇以上.在脊椎动物起源和进化以及反硝化过程、生物扰动/沉降和再悬浮等关键界面过程的控制机理方面获得具有国际前沿水平的理论成果.
2．各方向目标
海洋生物遗传和种质工程：培育鱼、贝类新品种2-3个,完成中试示范,实现成果转化1000万元以上.申请国家级及省部级科研奖励1-2项；申报专利3-5项；在SCI源期刊上发表学术论文10篇以上.
生化和生物材料：研制生物材料产品1-2个,完成中试生产；实现成果转化1000万元以上；申请国家发明专利2-4项；申请国家级和省部级奖1-2项；在SCI、EI源期刊上发表学术论文10篇以上.
发育和进化：在SCI源期刊上发表学术论文20篇以上,累计影响因子大于30；申报省部级科研奖励2项,申报国家奖1项.充实、丰富和完善我们提出的文昌代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说.
关键海洋生态学过程及其调控机理：发表SCI文章20篇以上,累计影响因子大于20；出版专著2部；申请国家自然科学奖1项；在反硝化过程、生物扰动/沉降和再悬浮等关键界面过程的控制机理方面获得具有国际前沿水平的理论成果.
四、经费说明
1．用途说明
本学科建设项目“十五”期间,共投资1200万元,其中中央专项资金600万元,山东省投资600万元.经费主要用于仪器设备和图书资料的购置,开展学术交流和师资队伍培训.其中,仪器设备购置费1000万元人民币（包括10万元以下仪器设备）,学术交流费用120万元人民币,师资队伍培训费50万元人民币,图书资料购置费30万元.
拟购买的代表型仪器设备有：WAVE分析系统、PCR定量仪、凝胶成相系统、AKTA explorer快速纯化系统、荧光酶标仪、超速离心机、SC250DDA-230离心浓缩仪、立体荧光显微镜、微分干涉相差研究显微镜、生物扰动系统、氧电极测定仪、激光散射仪、激光粒度分析仪,等等.
2．分年度安排
年度
经费（单位：万元）
2002年
560
2003年
350
2004年
200
2005年
90
五、预期效益分析
1．人才培养
培养博士后6名,博士40名,硕士研究生60名.培养青年教师及科研人员6-8名.以现有的一个长江学者特聘岗位为契机,进一步落实教育部的“春晖计划”,广招人才,引进一批高水平的分子生物专家来进行合作研究,引进相关专业的具有博士学位人员10名.
2．科学研究
主持国家级重大课题、国家自然科学基金和中外合作项目等5项以上,年平均经费200万元以上；获得省部级10项以上；国家级奖1-2项；获得专利3项以上；在国内外具有较大影响的期刊上发表论文100余篇,其中,SCI和EI收录论文60余篇.申请国家自然科学基金面上项目8-10个,重点基金项目1-2项,973和863课题级项目1-2项.出版专著1部.
3．学术队伍建设
优化师资队伍,提高教师队伍素质,加大引进人才力度,建设一支年龄结构、知识结构合理科研素质和科研能力高的学术梯队.其中博导8-10名,年轻教师具有博士学位的达到80%.
4．实验室建设
重点建设遗传、发育和育种以及关键生态学过程及调控机理实验室,水平占居国内领先水平,使之成为科学研究和人才培养的平台之一,并争取成为省部级或国家级重点实验室.
5．对外学术交流
到2005年,举办2-3次具有一定影响的国际学术会议.每年派出30-50人次出国进修或参加国际学术活动.每年招收国外和港澳台本科生和研究生10-20人,每年接受国外访问学者10-20名.积极争取双边和多边国际合作项目,每年保持5-10项在研项目.
1．定义
海洋生物学是研究海洋生命现象和本质的科学,而海洋生物技术则直接与海洋生物资源的开发利用相关.
2．主要研究方向和内容
主要研究方向为（1）海洋生物遗传和种质工程；（2）生化和生物材料；（3）发育和进化；（4）关键海洋生态学过程及其调控机理.
海洋生物遗传和种质工程方向主要通过综合运用遗传学、生物化学、分子生物学、发育和细胞生物学方法,研究海洋生物遗传多样性、分子标记特别是与生产性状和特异性能相关基因的标记以及海洋生物促进快速生长、抗逆、抗病、特定生物酶等重要功能基因的克隆和结构功能研究和海洋生物的基因组图谱构建.
生化和生物材料通过现代生物化学、细胞生物学、分子生物学等技术手段,研究海洋生物大分子材料的性质、结构、功能,研究作为生化制品、生物医用材料、农用生物材料的制备工艺、生物学效应以及开发利用.
发育和进化方向主要从分子、亚细胞、细胞和组织多层次交叉水平,研究海洋动物个体发育,特别是原索动物胚胎发育过程及其机理,包括细胞决定与分化、基因表达与调控以及组织与器官发生,由个体发育探讨系统发育,特别是探索脊椎动物起源和进化.
关键海洋生态学过程及其调控机理方向主要研究水层底栖耦合界面过程、典型海域生态系蜕变的生物监测和评估技术、海洋微生物在生物地化循环过程中的调控作用和微型及微微型生物生产过程及其调控机理.
二、项目背景
1．建设的意义和必要性
21世纪是海洋的世纪,又是生物学的世纪,海洋生物学研究将在本世纪自然科学中占有极其重要的地位.海洋是孕育生命的摇篮,独特的生存环境使海洋生物形成了特殊的身体结构和奇妙的生理功能,为人类提供了许多具有新颖的化学结构和独特的生理功能的活性物质.同时,人类进入21世纪,人口增长、环境恶化和资源短缺已成为国际关注的焦点.海洋生物学和海洋生物技术研究和发展将在解决生命起源和进化以及解决人类面临的人口增长、环境恶化和资源短缺三大难题方面起突出作用.通过该项目建设,使我校海洋生物学和海洋生物技术的发展产生新的飞跃,成为国内领先、国际先进的基础研究与新技术源头创新基地和国际合作研究基地,并对我国海洋生物资源开发利用的发展起带头作用,推动我国海洋生物学和海洋生物技术的不断发展.这对我国海洋科学、海洋开发和教育事业的发展具有重大战略意义.
2．国内外情况
目前,对海洋生物资源的开发和利用已成为世界各国高科技竞争的焦点,核心问题之一就是海洋生物功能基因的研究与利用,而现在国际基因数据库中海洋生物基因仅占5%左右,极大地暴露了海洋分子生物学研究的落后局面.因此,世界各国纷纷投巨资开展海洋分子生物学和生物技术研究.美国正运用分子生物学和生物技术的方法大力开展海洋生物神经生物学、感觉生物学、发生学和生理学的基础研究,对枪乌贼的神经系统、鲎属的视觉、海鞘、海胆和文昌鱼的发生和分化等进行深入的研究.生命科学研究已由单个基因的克隆、分析时代步入生物整体基因组分析的新时代.在多种学科交叉互动的21世纪,基因组研究在生命科学的各学科之间架起了一座桥梁,使人类能够在分子、细胞、个体和群体等生命不同结构层次上,深入探索生物多样性起源、进化、生长、遗传、发育、衰老等重大科学问题.海洋生物有它自身的发生、发展规律,海洋生物良种选育必须在充分研究水产生物生长、遗传、发育规律,生长、遗传、发育的基因调控和与经济性状相关的重要功能基因的结构和表达方式等的基础上才能按人类的需求育成良种.与陆地生物相比,海洋生物还面临着许多科学问题,例如海洋生物生长发育基因时空表达与细胞分化规律；免疫与抗病的分子机理；海洋动物体细胞全能性、可塑性及核质关系；重要经济性状相关基因克隆及转移技术；基因组和蛋白质组学的研究等.
另一方面,海洋生物大分子材料的结构和功能与陆生生物大分子化合物有很大不同,如海洋生物酶类、多糖、蛋白质等,其特殊的结构和功能性已引起人们的广泛重视,也成为国际研究的一个热点.耐高温酶类、耐低温酶类、耐酸碱水解酶类、海藻工具酶等酶类的研究开发,已在分子生物学和生物技术领域取得了令人瞩目的成就；利用海洋生物多糖开发的生化制品,已广泛应用于工业、农业、环保、国防等领域；利用海洋动物多糖、胶原蛋白等开发的如药物缓释载体、组织工程支架材料、农作物生长促进剂、生物农药等,已在临床和农业上得到广泛应用.生物材料研究是一个新兴的高科技领域,是化学、生化学、物理学、材料学、生物学、医学等多学科交叉的一门新兴学科,应用前景广泛,将产生巨大的经济效益和社会效益.
发育和进化是当今生物学研究热点和生长点之一.发育生物学和进化生物学从19世纪初至19世纪末曾是彼此联系的统一体.19世纪末叶发育生物学和进化生物学的彼此分离.近几十年生物学研究结果表明：个体发育不但是对发育机制选择的产物,而且是特定进化历史的产物.各门动物都具有区别于其他动物的特有的解剖学特征,这些特有的解剖学结构内在的排列称为形体结构图.脊椎动物、节肢动物和棘皮动物都具有明显独特的形体结构图.各门动物特有的形体结构图的产生是由在长期进化过程中发生的形式变化积累形成的,或者说个体发育过程蕴含着系统发育过程中长期积累形成的形式变化.要理解发育和进化之间的关系需要将传统上分开的两个学科——发育生物学和进化生物学综合起来.过去几年中,在基因概念具体化（双螺旋结构和X-光衍射技术）的基础上,基因克隆和序列测定资料的不断增加,使得在发育中起重要作用的基因逐渐得到深入研究.不同的基因序列不但可以从进化角度比较,从而找出同源基因,而且可以研究同源基因在发育中的作用.这样一来,发育生物学和进化生物学在彼此分离将近一个世纪之后又在基因水平上再度会合起来.今天,发育生物学必须认真对待多样性和比较方法,认识到系统发育的重要性,而进化生物学家必须理解并将发育系统的内在规律纳入到进化理论之中.
还有,作为与海洋生物和资源、环境紧密联系的一个基础学科,海洋生态学研究已取得了重大的突破并导致了一系列的新概念、新发现,正在推动着学科的迅速发展并影响着相关学科的发展趋热.海洋生物资源的可持续利用显然是一个永恒的主题,研究热点之一是海洋动物幼虫和幼龄群体的补充机制.第32届欧洲海洋生物学研讨会,主题：海洋生态系统的补充、集群及其物理和化学的强制与生物资源补充量密切相关的另一个研究热点是底栖生物的粒径谱的研究.
海洋生态学的研究大致可划分为观测研究、过程研究和系统研究三个层次（或阶段）,国际上90年代以来,在一系列国际研究计划,如“全球海洋通量联合研究（JGOFS）”、“沿岸带陆海相互作用（LOICZ）研究”、“全球海洋生态系统动力学（GLOBEC）”等的推动下,海洋生态学进入了一个快速发展的新时期,其主要标志是研究的时空尺度不断扩大和延伸,生物过程和物理过程的耦合,水层系统与底栖系统的耦合,从生态系统的整体水平上探讨全球变化和人类活动对各类生物学过程的影响反馈.全球性的海洋生态监测网络正在形成,如使用先进的地球物理技术（声波反射、电子抗性等）现场研究,监测大型动物对沉积物性质的改造,由视频数字仪和计算机映像分析组成的“REMOTS”系统已被用来监测由于养殖业形成的沿岸富营养化的海底.21世纪的生态学是宏观大生态学的世纪,也是地球系统科学的一个重要组成部分.主要集中和应用于生态系统管理与可持续发展、生物多样性起源、演化、保护和持续利用、全球变化等.
近几年来由于人们的生活污水与工业废水的过量排放,导致近海水体富营养化和赤潮的频繁发生,破坏了沿岸海洋生态环境,自然和养殖海洋生物的大量异常死亡现象时有发生,给沿海地区的渔业生产和人民的生活带来很大地破坏.降低近岸海水的污染,恢复生态平衡是目前我国沿海地区急需要解决的问题,关系到国计民生的大计.生态毒理学研究是生态环境生物动态监测与评估技术研究的基础,有助于实时并定量认识海域污染状况.环境问题最终只有通过生物效应才能获得恰当的评价.因此,建立海域生境退化的生物指示监测与评估技术是保护海洋生态环境和解决海洋经济发展中存在问题所迫切需要的.
在我国的海洋科学中,开展海洋生物学比较早,其基础也比较好.中国海洋大学海洋生命学院是我国较早从事海洋生物学和海洋生物技术研究的单位之一.它是在海洋大学海洋生物学和海洋生态学专业基础上建立起来的.海洋生物学和海洋生态学两个专业都是我国同领域建立最早的专业,至今已有70多年的积累.我国著名的海洋生物学家曾呈奎、牛满江、朱树屏,我国著名的遗传学家童第周、方宗熙,著名的生物化学家薛廷耀等,都是这些专业的创始人.以他们为代表的一代又一代的老科学的工作为我国海洋生物基础研究、应用研究直至产业化做出了卓越的贡献.至今,使我国的海洋生物研究领域无论是基础还是应用在国内都处于前沿位置,某些方面处于国际领先地位.但是,由于资金投入不足,我国海洋生物学和海洋生物技术虽然已形成较完善体系,可研究水平和手段与国外相比尚有很大距离,主要表现在实验室建设、人才培养和学术队伍建设方面.我国海洋生物学和海洋生物技术亟待加速发展.
3．已有的基础和优势
中国海洋大学海洋生物学专业建立于1924年,是我国最早从事海洋生物学研究的单位之一.我国著名的海洋生物学家曾呈奎、牛满江、朱树屏,我国著名的胚胎学家童第周、遗传学家方宗熙和生物化学家薛廷耀等,都是这些专业的创始人.以他们为代表的一代又一代的老科学的工作为我国海洋生物基础研究、应用研究直至产业化做出了卓越的贡献.今天,我国的海洋生物研究领域无论是基础还是应用在国内都处于前沿位置,某些方面处于国际领先地位.海洋生物学现在是国家级重点学科,具有两个博士点、一个博士后流动站和四个硕士点还有一个“长江学者奖励计划”特聘教授岗位.在几十年积累基础上于1994年建立的海洋生物技术专业,发展至今,已成为山东省重点实验室.
实验室的研究能力是由队伍、手段（设备）、技术（方法）的优化组合而形成的,是一个积累的结果.从50年代始,著名已遗传学家方宗熙先生就开始了此项研究工作,他的学术成就创立了我国的海藻遗传学.方先生去世后,他创立的海洋生物遗传学研究室（后改为海洋生物技术研究室）继续就大型藻类遗传学进行了系统研究.70年代的大型褐藻,80年代的江篱的遗传学研究都取得了居国际先进水平的成果,如大型藻类用分离雌雄配子体保存种质的方法（国际上至今使用此法）.紫菜细胞育苗新技术、对江篱的基因重组、多倍体诱发、性别决定、跳跃基因、色素突变体的遗传鉴定等,这些成果都以系列论文和技术成果形式固定下来,并分别获得教育部、海洋局、山东省科技进步一等奖,自然科学一等奖及国家科技进步二等奖.近10年来,该室又进行了螺旋藻、小球藻等微藻的遗传学研究,用诱变技术及克隆技术筛选出生长快、抗逆性强、富含生物活性物质（γ-亚麻酸、β-胡萝卜素、EPA等）的新品系,研制了治疗胃溃疡氨基多糖、海藻工具酶、海洋医用溶栓酶、新型甲壳质衍生物和盐碱土壤修复材料.发育和进化方面,在童第周先生开创的实验胚胎学基础上,发展了动物发育生物学,发现珍稀濒危动物文昌鱼脊索中胚层、体腔和血管、外胚层和内胚层的发育与分化特点类似于无脊椎动物；填补了文昌鱼体腔和血管以及表皮发生的空白；修正了前人有关文昌鱼胚胎细胞形态发生运动和内胚层发育潜能的错误描述；首次报道酚氧化酶是区分表皮外胚层和神经外胚层的指标酶；首次在室内把文昌鱼受精卵培育成成体文昌鱼；首次报道实验室培养的文昌鱼能够产生具有正常受精力的卵子和精子；克隆了Tob、twist和Ptx等基因,并研究了它们在胚胎发育过程中的表达模式.在此基础上,提出文昌可能代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说,受到国内外同行的注意.在生态学方面,20世纪80年代后期启动了“中-美”、“中-法”、“中-日”联合调查,引进了国外先进的取样设备,培训了人才,90年代陆续开展了生态系统动力学的工作,青岛海洋大学在文圣常院士、冯士笮院士的带领下,由张志南、吴增茂等率先开展了“九.五”国家重大项目预研究—胶州湾生态动力学.建立了我国第一个水层-底栖耦合生态动力学模型成功地摸拟了周年的海湾生态动力学特征,率先在我国建立了生物扰动实验系统（AFS）,开展了生物扰动、生物沉降和再悬浮,以及海底界面临界侵蚀速率的研究.大、小、微型生物的综合研究也取得了重要成果,以上有力地论证了水层-底栖耦合理论,极大地丰富了海洋生态动力学的内函,以上系列成果,经刘瑞玉院士和唐启升院士为首的专家组评审,总体水平居国内领先,以上内容达到国际先进水平.
4．可行性
生命学院是我国开展海洋生物学研究最早的单位之一,海洋生物技术专业是我国成立的第一有关专业.在海洋生物基础研究和应用研究方面都取得了一批重要研究成果,为我国海洋生物学科研和教学事业的发展作出了重要贡献.在海带的丝状体培育、克隆育种,紫菜的单细胞酶法育苗,江蓠和螺旋藻良种培育,对虾多倍体育种,贝类的分子标记选育和海洋微生物的分离鉴定等方面取得国内外瞩目的成果.建有世界最大的海带丝状体克隆库,现保存有世界上20多种海带的100余个品系；建有我国最大的海洋微生物保种库,保存了上千种海洋微生物,近万个品系.在生化和生物材料研究上,已有多个产品产业化,取得2000多万经济效益.在珍稀濒危动物文昌鱼生殖和发育方面取得了一些国际水平的成果,并提出文昌可能代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说,受到国内外同行的注意.在海洋生态系统动力学和生态毒理学及生物生产力等方面取得国内外瞩目的成果,获得省部级科技进步奖5项、出版著作、教材8部,发表论文近200篇.
海洋生物学现在是国家级重点学科,具有两个博士点、一个博士后流动站和四个硕士点还有一个“长江学者奖励计划”特聘教授岗位.在几十年积累基础上于1994年建立的海洋生物技术专业,发展至今,已成为山东省重点实验室.山东海洋生态系统动力学重点实验室也建立在我院,联合国教科文组织的海洋生物技术中心也挂靠在生命学院.相继争取和承担了一系列国家重大项目,如国家攻关、863、973、国家基金重大、重点项目和部委的重点项目.在生化遗传学研究方面已经作了大量的基础研究,积累了一定的研究基础,有能力将该研究方向建设成为高水平的生化遗传学研究平台.海洋生态学研究历史悠久,先后承担过国家攀登B、国家教委重点资助项目、“九·五”重大项目预研究、国家自然科学基金项目、国家自然科学基金重大项目、 “中-英”国际合作、“中-日”据点大学合作项目多项；获省部级奖多项.我们认为在我校生命学院筹建一个高起点的达到国际九十年代先进水平的海洋生物学和生物技术研究实验室的条件已经成熟.
三、建设目标
1．建设整体目标
经过“十五”建设,使海洋生物遗传和种质工程、发育和进化以及关键海洋生态学过程及其调控机理三个研究方向的仪器设备和研究手段达到国际一流、国内领先水平,促进人才培养和科研水平提高,成为国内具有较高声誉、国际具有一定影响的基础研究与新技术源头创新基地之一、高素质创新性人才培养基地之一、开展国际合作研究基地之一和对外学术交流窗口之一.培育鱼、贝类新品种2-3个,完成中试示范；研制生物材料产品1-2个,完成中试生产；实现成果转化2000万元以上；申请国家级及省部级科研奖励4-5项；申报专利4-6项；在SCI源期刊上发表学术论文60篇以上.在脊椎动物起源和进化以及反硝化过程、生物扰动/沉降和再悬浮等关键界面过程的控制机理方面获得具有国际前沿水平的理论成果.
2．各方向目标
海洋生物遗传和种质工程：培育鱼、贝类新品种2-3个,完成中试示范,实现成果转化1000万元以上.申请国家级及省部级科研奖励1-2项；申报专利3-5项；在SCI源期刊上发表学术论文10篇以上.
生化和生物材料：研制生物材料产品1-2个,完成中试生产；实现成果转化1000万元以上；申请国家发明专利2-4项；申请国家级和省部级奖1-2项；在SCI、EI源期刊上发表学术论文10篇以上.
发育和进化：在SCI源期刊上发表学术论文20篇以上,累计影响因子大于30；申报省部级科研奖励2项,申报国家奖1项.充实、丰富和完善我们提出的文昌代表由脊椎动物原始祖先到脊椎动物进化的“中间体”假说.
关键海洋生态学过程及其调控机理：发表SCI文章20篇以上,累计影响因子大于20；出版专著2部；申请国家自然科学奖1项；在反硝化过程、生物扰动/沉降和再悬浮等关键界面过程的控制机理方面获得具有国际前沿水平的理论成果.
四、经费说明
1．用途说明
本学科建设项目“十五”期间,共投资1200万元,其中中央专项资金600万元,山东省投资600万元.经费主要用于仪器设备和图书资料的购置,开展学术交流和师资队伍培训.其中,仪器设备购置费1000万元人民币（包括10万元以下仪器设备）,学术交流费用120万元人民币,师资队伍培训费50万元人民币,图书资料购置费30万元.
拟购买的代表型仪器设备有：WAVE分析系统、PCR定量仪、凝胶成相系统、AKTA explorer快速纯化系统、荧光酶标仪、超速离心机、SC250DDA-230离心浓缩仪、立体荧光显微镜、微分干涉相差研究显微镜、生物扰动系统、氧电极测定仪、激光散射仪、激光粒度分析仪,等等.
2．分年度安排
年度
经费（单位：万元）
2002年
560
2003年
350
2004年
200
2005年
90
五、预期效益分析
1．人才培养
培养博士后6名,博士40名,硕士研究生60名.培养青年教师及科研人员6-8名.以现有的一个长江学者特聘岗位为契机,进一步落实教育部的“春晖计划”,广招人才,引进一批高水平的分子生物专家来进行合作研究,引进相关专业的具有博士学位人员10名.
2．科学研究
主持国家级重大课题、国家自然科学基金和中外合作项目等5项以上,年平均经费200万元以上；获得省部级10项以上；国家级奖1-2项；获得专利3项以上；在国内外具有较大影响的期刊上发表论文100余篇,其中,SCI和EI收录论文60余篇.申请国家自然科学基金面上项目8-10个,重点基金项目1-2项,973和863课题级项目1-2项.出版专著1部.
3．学术队伍建设
优化师资队伍,提高教师队伍素质,加大引进人才力度,建设一支年龄结构、知识结构合理科研素质和科研能力高的学术梯队.其中博导8-10名,年轻教师具有博士学位的达到80%.
4．实验室建设
重点建设遗传、发育和育种以及关键生态学过程及调控机理实验室,水平占居国内领先水平,使之成为科学研究和人才培养的平台之一,并争取成为省部级或国家级重点实验室.
5．对外学术交流
到2005年,举办2-3次具有一定影响的国际学术会议.每年派出30-50人次出国进修或参加国际学术活动.每年招收国外和港澳台本科生和研究生10-20人,每年接受国外访问学者10-20名.积极争取双边和多边国际合作项目,每年保持5-10项在研项目.
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