中国科学院水生生物研究所淡水生态与生物技术国家重点实验室项目成果
实验室* * *发表了247篇论文被SCI收录，不少论文被该领域的国际顶级杂志接受并发表，如SCIENCE、PNAS、DEV。BIOL。，MOL。BIOL。依维沃组合。和J. VIROL。等。，所有发表的论文由水生科学完成。发表的论文被国际同行广泛引用。据不完全核实，105篇SCI论文被SCI源论文引用353次。同时还主持编写出版了8本书，授权专利23项。通过研究实践和自主创新，形成了一批在理论上有重大突破或应用前景广阔的研究成果。如2005年获国家科技进步二等奖，是长江中下游渔业资源调控和高效优质模式的重要成果。运用生物操纵和生态战略原理，系统探讨了湖泊无公害渔业的可行途径和主要技术，提出了湖泊小型鱼类和食鱼类生产力的动态估算方法，建立了湖泊鳜鱼规模化养殖、河蟹生态养殖和团头鲂增殖等技术。《热带亚热带地区水质改善、回用及水生态系统重建的生物技术对策研究》获2002年湖北省科技进步二等奖。根据生态学原理，垂直流构建的人工湿地用于中小城市污水的综合处理，在水环境污染控制方面具有广阔的应用前景；获2003年湖北省自然科学奖一等奖的《鲫鱼两种繁殖方式的遗传基础及育种意义》，首次以确凿的分子遗传学证据证明了鲫鱼存在雌核发育和雌雄同体两种不同的繁殖方式，并阐述了其遗传基础，取得了一系列新发现和新认识。发表的论文被广泛引用并收录在国际知名的专著中。异育银鲫的营养、饲料和饲养技术获2003年湖北省科技进步一等奖。根据鱼类能量学的研究成果，开发了高效、无公害、无污染的营养饲料，建立了合理的异育银鲫饲养模式，具有明显的环境效益和经济效益。2004年获湖北省自然科学二等奖《重要水生动物病毒病原鉴定及其致病机理研究》。在建立和筛选一批水产动物病毒增殖细胞的基础上，从甲鱼、青蛙、鳜鱼和牙鲆的病变组织中分离出相应的病毒病原，并对其病原特性、理化特性、分子结构、致病机理和免疫应答进行了系统研究。2004年，航天飞行环境生物效应研究获总装备部全军武器装备科技进步二等奖。发现重复重装仍会导致性状分离等新的空间生物学效应，发现了质膜、钙离子和细胞储存产物(甘油)* * *作用于重力感知、传导和反应的实验证据，设计制作了空间生物学研究通用生物培养箱。2005年获湖北省自然科学奖二等奖的《中国土壤藻类研究》，实现了沙漠藻类的大量人工培育，发明了干旱地区微藻固沙技术，首次完成了沙漠藻类固定野生流沙的实验研究，开创了藻类-草-灌溉-乔木综合治理荒漠化的新途径；2005年获得湖北省科技进步二等奖，向农民介绍了名特优淡水鱼养殖的品种和技术，促进了名特优淡水鱼的健康养殖和规模化养殖，推动了水产养殖业科普作品的创作和发展，为科研服务农村和农民起到了桥梁和纽带作用。这些成果有的解决了我国淡水养殖与水环境保护的矛盾，有的促进了鱼类发育遗传学、水生病毒学和渔业生物技术的进步和发展，有的解决了我国受损城市生态系统恢复重建的技术难题。
此外，我们的实验室是世界上第一个开展转基因鱼研究的实验室，一直处于这一研究领域的前沿。培育具有完全自主知识产权的速生转基因鱼家系；首次系统完成转基因鱼规模化养殖实验，建立了高效安全的养殖模式。在科技部组织的现场鉴定会上，由三位院士组成的专家组一致认可，这一项目的完成使我国在转基因鱼的理论研究和应用前景方面处于国际领先水平，为转基因鱼的商业化提供了科学依据。科技部编辑出版的《中国生物技术发展报告》认为，中国转基因鱼类育种处于国际领先水平。针对转基因鱼的生态安全性，本实验室创造性地提出了通过构建人工模拟湖来评价转基因鱼在受控隔离生态系统中的生态安全性的策略，设计并构建了世界上最大的转基因鱼生态安全性研究人工模拟实验湖，全面评价转基因鱼的生态安全性。在转基因鱼遗传生态安全控制策略方面，本实验室取得了具有战略指导意义的研究成果。利用反义转基因技术，培育出性腺完全不发育的转基因鱼。到目前为止，只有我们实验室能够通过转基因技术成功控制鱼类的性腺发育。相关研究成果入选第五届鱼类内分泌学国际研讨会报告，并分别在中国和美国申请专利。同时，本实验室首次提出了组织特异性两性互补外源基因敲除的概念，首次建立了鱼类移植基因的定点整合技术，实现了基因敲除在鱼类性腺中的移植。
在鱼类抗病毒基因的细胞模型研究中，利用消减技术克隆了灭活病毒感染诱导的鱼类培养细胞差异表达基因，并鉴定了一批参与鱼类抗病毒和免疫应答的基因，尤其是干扰素系统基因。自2003年底以来，陆续发表了10多篇论文，引起了国际同行的高度关注。比如鲫鱼的-PKR样基因，2004年6月发表在《鱼类和贝类免疫学》上，很快被评为该刊热点论文之一，被他引用了4次，比如德国和美国实验室在PNAS联合发表的论文。我们从斑马鱼中鉴定并表征了一个最接近哺乳动物PKR的基因。该基因的预期产物在N-末端含有Z-DNA结合域，但不含dsRNA结合域。最近在鲫鱼中也报道了类似的基因。这些发现支持了Z-DNA结合域在鱼类抗病毒反应中起重要作用。
在水生生态毒理学和生物监测方面，形成了一系列环境监测和评价技术规范；建立了中国首个符合国际标准的二恶英研究专用实验室，按照国际标准对二恶英进行灵敏准确的检测；承担了数十项国家和地方政府委托的环境影响评价项目；举办了多次国内外环境生物监测和水污染控制培训班，培养了一大批环境生物监测和环境影响评价技术人员。在水污染控制技术和治理工程示范中，研究了氧化塘和污水净化生态工程及相关技术；湖区内部污染防治和生态优化对策的生态工程技术取得重要成果；开发了基于复合垂直流人工湿地系统的水质管理技术和可持续利用对策，研究成果已在德国、奥地利、中国、武汉、上海、深圳等地推广应用。围绕城市污染水体的生境改善、生态系统结构优化和系统稳定性问题，开发集成了水生植物定植、湖滨人工湿地、原位净水、藻类控制、基底修复和水力调度等多项水质改善技术，形成了水力调度与水生植物恢复重建相结合的城市污染水体修复技术方案。研究成果不仅应用于示范工程，还应用于武汉新区规划建设和六湖连通工程实施。
围绕直接威胁人类健康和生存的蓝藻毒素，我们从基础和应用两个方面开展了研究。在基础研究方面，系统研究了微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的毒性效应，加深了对微囊藻毒素环境风险的认识，为设定饮用水和水产品中毒素的阈值提供了科学依据。研究了微囊藻毒素对水生动物、植物和其他藻类的生态效应。能够吞噬微囊藻毒素并降解其毒素的小球藻。具有区分有毒和无毒藻类的能力。这项研究工作具有重要的理论和应用价值。在应用研究方面，建立和完善了蓝藻毒素及其分析技术体系，具有自主知识产权的标准微囊藻毒素和微囊藻毒素ELISA检测试剂盒在国内占据了一席之地，打破了国内纯微囊藻毒素短缺、检测手段不完善的尴尬局面。微囊藻毒素ELISA试剂盒已在我国环境监测部门、供水公司和科研院所广泛使用，创造了一定的经济效益，为我国尚缺乏的微囊藻毒素国家标准检测方法的制定奠定了基础，为建设部颁布的《城市供水水质标准》中2006年6月将检测微囊藻毒素的要求提供了方法学依据。
与国际上从事藻学和藻类生物技术研究的机构相比，我们的实验室是全面的、系统的、互联的。我们的研究涵盖了四个层次:系统分类、生理生化、分子遗传学和环境生物学。在基础研究中，微囊藻毒素对动物、植物和其他藻类的生态效应研究比国外同类研究更突出；蓝藻适应性的遗传学研究在课题和研究方法上可以与国外生物学的主流接轨，发现了一些蓝藻生存适应或细胞分化所必需的新基因。鞘翅目的系统学仍是我所藻类学研究的特色之一。在应用研究方面，荒漠藻类在生物结皮中的作用研究和人工结皮技术的发展达到了国外同类研究的水平；开发了葛藤优良藻种筛选培养技术，在国内率先实现规模化培养。
底栖动物生态学的研究旨在定量阐明底栖动物群落的结构和功能，从而为底栖系统的调控提供操作依据。在经济底栖生物方面，首次建立了实现河蟹最大持续产量的放养模型。2005年底，鉴定专家认为该成果在河蟹增殖领域处于国际领先水平。区域湖沼学研究致力于运用比较湖沼学方法和预测生态学理论探索洪泛区生态系统的宏观规律。对长江中下游富营养化湖泊进行了比较湖沼学研究，以便在大尺度上定量揭示富营养化的机理。同时，对长江-湖泊复合系统的生境破碎化过程及对策进行了研究，以期提出保护长江系统整体生物多样性的战略对策。
随着人口的增加，对水产品的需求越来越大，水产养殖业也发展迅速。同时，随着社会的进步和人们环境意识的加强，水产品的发展越来越面临着食品安全、食品安全和环境安全的挑战。然而，我国对水产养殖特别是集约化水产养殖中水生动物的营养、饲料技术和养殖技术的研究起步较晚，导致水产养殖中存在效率低、饲料浪费、环境污染和产品质量差等问题，而这些问题都是由于水生动物对其营养需求、养分利用和饲料配方等环境因素的反应不明确造成的。为了解决这些问题，从基础上对水产养殖动物的营养需求、蛋白源利用、饲养技术和能量利用方式进行了研究，为无公害水产养殖提供了理论依据。对鱼类的营养研究基本达到国际同类水平，在鱼类能量模型、补偿生长等方面走在前列。本实验室的研究成果不仅对国家水产健康发展的根本需求有一定的理论意义，而且对指导饲料配方和水产养殖也有重要意义。一些研究结果表明，合理的饲料配方和饲养技术的改进可以明显节约饲料，减少氮磷向环境的排放，降低养殖成本，减少渔业污染。
水环境工程示范在全国产生了很大影响。比如滇池蓝藻水华污染控制技术研究项目，就受到了国家领导人的高度关注。项目通过验收后，鲁德安永祥发来贺信；武汉新区水专项示范工程得到了科技部和当地政府的肯定。科技部李副部长在考察中表示，只有在蓝藻水华最严重的地方进行水污染治理，才是最有意义的。你这里有一个团队，取得了成绩。国家要继续支持，你也要继续做。
关于水环境和水生生物安全的重大建议也引起了国家领导人的高度重视，如为《2001高技术发展报告》第五章撰写的开篇文章《转基因安全与对策研究》，提出了转基因安全的三条对策建议；2004年，他为中央党校撰写了一篇关于转基因及其安全性的理论学习材料，阐述了转基因研究的起源和发展，分析了转基因安全性争论的实质，提出了如何正确认识转基因及其安全性的思路。养殖的鱼种支持当地政府建立了国家级良种场，形成了明显的社会效益和经济效益。
实验室的国际合作渠道不断拓展，成功举办了水环境保护和水污染控制国际培训班等八次国际和多边学术会议。超过10人在国际学术组织工作，与德国、日本、英国、法国、欧盟等研究机构保持长期友好合作关系，组织完成欧盟项目1项。国际合作的形式也发生了深刻的变化。我们实验室的研究人员出国培训、攻读学位或博士后，外国人来我们实验室培训、攻读学位或博士后。
总之，实验室全体研究人员坚持解放思想，开拓创新，努力工作，积极面向国家需求和国际科学前沿，孜孜不倦地探索淡水生态学和生物技术前沿领域的难点和热点问题，努力寻求保护健康水环境和发展可持续渔业的理论和技术，研究工作取得了很大进展；与此同时，实验室已经完全翻新。中国科学院水生生物研究所投资14万余元，生态技术与分子生物学技术研究平台基本建立。通过研究人员的不断引进和更新，实验室现有50岁以下研究人员15人，国家杰出青年基金资助人5人。6人入选中科院百人计划，3人入选国家百千万人才工程。通过开放课题等措施，40多名资深访问学者来到实验室进行合作研究，20多名博士后进入实验室。形成了一支年龄结构合理、知识结构优化、专业水平较强的高素质人才队伍。实验室在国内外同一学科领域的地位及其在国家科技发展和经济建设中的作用明显增强。