海洋生物资源的新内涵及其研究与利用

海洋生物的多样性决定了化合物的多 样性。生长在海洋这一特殊环境（高渗、高 压、缺氧、少光、贫营养）中的海洋生物，在其 生长和代谢过程中，产生并积累了大量具 有特殊化学结构并具有特殊生理活性和功 能的物质，是开发新型海洋药物和功能食 品的重要资源。研究开发海洋生物基因资 源、海洋药物、海洋功能食品对充分利用丰
富的海洋生物资源，提高科学技术水平和 造福于人类的健康和社会的发展都具有重 要的意义。
２海洋生物资源 ２ｌ世纪是海洋世纪，海洋生物资源的
开发和利用已成为世界各海洋大国研究与 开发的热点。 ２．１海洋群体生物资源及其药用价值
海洋生物资源的种类繁多，构成海洋 群体资源的主体仍是鱼类。世界海洋鱼类 种数约为１６０００种，栖息在我国海域的约为 １／８，大约有２０００种左右，除了养殖鱼类的生 物学特性以外，对大部分鱼类的遗传、代 谢、生长的研究较少。我国较少数量的经济 鱼种中，分别栖居于海洋底部、海洋中下 层、海洋上层，分属于寒带、温带和热带。海 洋群体资源除丰富的鱼类资源外，还有许 多如对虾、毛虾、鹰爪虾、海蟹、扇贝、乌贼、 海蜇等重要的无脊椎动物资源。我国约２０００ 种海洋鱼类中，药用鱼类主要有ｌ ００多种， 它们分布在我国沿海的不同区域，具有不 同的疗效【１１。典型的有鲸鲨（Ｒｈｉｎｃｏｄｏｎ ｔｙｐｕｓ Ｓｍｉｔｈ）、梅花鲨（Ｈａｌａｅｌｕｒｕｓ ｂｕｒｇｅｒｉ Ｈｅｎｌｅ）、 尖齿锯鳐（Ｐｒｉｓｔｉｓ ｃｕｓｐｉｄａｔｕｓ Ｌａｔｈａｍ）、青鳞 鱼（Ｈａｒｅｎｇｕｌａ ｚｕｎａｓｉ Ｂｌｅｅｋｅｒ）、中华海鲶 （Ａｒｉｕｓ ｓｉｎｅｎｓｉｓ Ｌａｃｅｐｅｄｅ）、鲈鱼（Ｌａｔｅｏｌａｂｒａｘ Ｊａｐｏｎｉｃｕｓ Ｃｕｒｉｅｒ）、黄唇鱼（Ｂａｈａｂａ ｆｌａｖｏｌａｂｉａｔａＬｉｎ）、牙鲆（Ｐａｒａｌｉｃｈｔｈｙｓ ｏｌｉｖａｃｅｕｓ Ｔｅｍｍｉｎｃｋ）、尖吻三刺鲍（Ｔｒｉａｃａｎｔｈｕｓ ｓｔｒｉｇｉｌｉｆｅｒ Ｃａｎｔｏｒ）、短吻三刺鲍（Ｔｒｉａｃａｎｔｈｕｓ ｂｒｅｖｉｒｏｓｔｒｉｓ Ｔｅｍｍｉｎｃｋ）等。
海洋生物资源（ｍａｒｉｎｅ ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ）在 新世纪被赋予全新的内涵，它包括群体资 源（ｃｏｌｏｎｙ ｂｉｏｒｅｓｏｕｒｃｅ）、遗传资源（ｇｅｎｅｔｉｃ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）年Ｈ产物资源（Ｎａｔｕｒａｌ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）， 群体资源是指可供采捕的生物群体及个 体，遗传资源是指可供增养殖开发利用的 分子、细胞、个体等生物学遗传材料；产物 资源是指可供医药、食品和化工开发利用 的海洋动植物代谢产物及其生物组织。海 洋生物资源的全新内涵拓展了海洋可持续 更新的生命体及其关联产物多层次的开发 利用，它包括生物群体、个体、细胞、分子及 天然产物等５个层次，海洋生物资源的新内 涵为拓展学科发展提供了重要的依据。
３海洋生物资源的重要研究途径 海洋是生命之源，研究海洋生物活性
物质是海洋生物资源研究的主导方向之 一。海洋作为一个开放性复杂系统，在海洋 特殊的生态环境里生活着近４０万种动、植 物和超过１００万种的微生物，这些海洋生物 含有与陆地生物不同的、化学结构特异的 活性化合物。随着人类寿命的延长和环境 污染的加剧，心脑血管疾病、肿瘤、艾滋病、 糖尿病、老年性痴呆症等疑难疾病对人类 健康的威胁日益严重，仅病毒性疾病平均 每年就新增２３种，人类迫切需要寻找新的、 特效的药物来治疗这些疾病，用功能性食 品来减缓和辅助治疗这些疾病。为此，人们 纷纷将目光投向海洋。为了开辟新的药源， 世界各国都在开发陆地天然药物和制取化 学合成药物的基础上，转向从海洋生物中 探索新的药物资源，在寻找海洋新药源的 过程中又不可避免的同海洋生物基因资源 和海洋功能食品联系在一起【６】。
螺（Ｔｈａｉｓ ｂｒｏｎｎｉ）、（Ｔｈａｉｓ ｌｕｔｅｏｓｔｏｍａ）、日本 菊花螺（Ｓｉｐｈｏｎａｒｉａ ｊａｐｏｎｉｃａ）、等边浅蛤（ Ｇｏｍｐｈｉｎａ ｖｅｎｅｒｉｆｏｒｍｉｓ）、巧楔形蛤（Ｓｕｎｅｔｔａ ｃｏｎｃｉｎｎａ）、紫藤斧蛤（Ｄａｎａｘ ｓｅｍｉｇｒａｎｏｓ）。
我国藻类植物约有一万余种，分为十 门，其中绿藻类、褐藻类、红藻类、蓝藻类作 为药用的种类最多【３】。主要的药用品种约有 ７ ７种，典型的有浒苔（Ｅｎｔｅｒｏｍｏ ｒＰｈａ ｐｒｏｌｉｆｅｒａ Ｊ Ａｇａｒｄｈ）、铁钉菜（Ｉｓｈｉｇｅ ｏｋａｍｕｒａ Ｙｅｎｄｏ）、羊栖菜（Ｓａｒｇａｓｓｕｍ ｆｕｓｉｆｏｒｍｅ Ｓｅｔｃｈｅｌｌ）、马尾藻（Ｓａｒｇａｓｓｕｍ ｅｎｅｒｖｅ Ｃ Ａｇ）、 裂叶马尾藻（Ｓａｒｇａｓｓｕｍ ｓｉｌｉｑｕａｓｔｒｕｍ Ｃ Ａｇａｒｄｈ）、石花菜（Ｇｅｌｉｄｉｕｍ ａｍａｎｓｉｉ Ｌａｍｘ）、 大石花菜（Ｇｅｌｉｄｉｕｍ ｐａｃｉｆｉｃｕｍ Ｏｋａｍ）、钩凝 菜（Ｃａｍｐｙｌａｅｐｈｏｒａ ｈｙｐｎａｅｏｉｄｅｓ Ｊ．Ａｇ．）、 美舌藻（Ｃａｌｏｇｌｏｓｓａ ｌｅｐｒｉｅｕｒｉｉ Ｊ．Ａｇ．ｏ ２．２海洋遗传资源
①资助项目：上海市教委重点课程建设项目 作者简介：吴文惠（１９６５年出生），男，博士，教授，主要研究方向海洋天然产物化学。
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万方数据 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ
环境科学
性，应用基因组学研究方法，构建海洋生物 基因组文库，通过研究海洋生物遗传基因， 来获得新的海洋生物活性物质，这是探索 海洋特别是深海生物资源，研究开发海洋 新药物的必然而有效的选择，也是目前深 海生物资源开发的热点…之一。
１海洋生物资源的多样性 海洋生物资源是一个十分巨大的有待
深入开发的生物资源，推测海洋植物约１０ 万种，海洋动物约１６万种，海洋微生物达到 １００万种以上。其中我国记录的海洋生物 ２０２７８种，这些海洋生物隶属于５个生物界、 ４４个生物门，我国的海洋生物种类约占全 世界海洋生物总种数的１０％。作为世界上陆 地植物资源最为丰富的我国也仅有３００００多 种植物，相比较来说，发现新型的海洋生物 资源还有广阔的空间。
世界上现存贝类１１万多种，我国已知 的贝类约４０００余种，其中相当大一部分是海 洋贝类，可见贝类的群体资源是极为丰富 的。我国是世界上进行海洋贝类人工育苗 规模最大、数量最多的国家，以扇贝、牡蛎、 鲍为主要养殖品种幢１。典型品种有粒结节滨 螺（Ｎｏｄｉｌｉｔｔｏｒｉｎａ ｅｘｉｇｕａ）、塔结节滨螺 （Ｎｏｄｉｌｉｔｔｏｆｉｎａ ｐｙｒａｍｉｄａｌｉｅ）、短滨螺（Ｌｉｔｔｏｒｉｎａ ｂｒｅｖｉｃｕｌａ）、带偏顶蛤（Ｍｏｄｉｏｌｕｓ ｃｏｍｐｔｕｓ）、厚 壳贻贝（Ｍｙｔｉｌｕｓ ｃｏｒｕｓｃｕｓ）、中华牡蛎（Ｏｓｔｒｅａ ｓｉｎｅｎｓｉｓ）、疣荔枝螺（Ｔｈａｉｓ ｃｌａｖｉｇｅｒａ）、瘤荔枝
索生命起源。生物进化、发现物种的重要领域；海洋产物资源是现代海洋生物资源利用领域的直接对象，在新化合物和新材料的发现和人
类疑难病症的治疗上将发挥越来越主要的作用。
关键词：海洋生物资源 群体资源 遗传资源 产物资源 研究途径
中图分类号：Ｑ１ ７８．５３
文献标识码：Ａ
文章编号：１６ ７４—０９８ｘ（２００９）１０（ｂ）－００９８－０２
海洋生态系统多样性决定了生物的多 样性。海洋生物多样性包括生物基因、生物 种类多样性，生态群落、生态系统功能多样 性及生物栖息地多样性。人类的生存与发 展，必需依赖自然界各种各样的生物（资源） 和生态环境，生物多样性是人类赖以生存 的条件。研究、保护并发展海洋生物多样 性，能使人类有可能多方面、多层次地持续 利用甚至改造这个生机勃勃的生命世界。
海洋生物资源的新内涵及其研究与利用①
境科学
吴文惠 许剑锋 刘克海 包斌 （上海海洋大学 上海 ２０１ ３０６）
摘要：本文从海洋生物资源的角度把海洋生态环境中的动植物和微生物分为群体资源、遗传资源和产物资源。海洋群体资源是海洋生
命系统的主Βιβλιοθήκη Baidu构成成分，是海洋养殖和捕捞等典型渔业以及海洋生物学的主要内容；海洋遗传资源是海洋生命系统的重要构成成分，是探
（１）脂质化合物（１ｉｐｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）。 海洋代谢产物的脂质化合物主要包括 已经发现的前列腺素、鱼肝油酸钠、多不饱 和脂肪酸、玉梭鱼的体油、鲨鱼油、鲸蜡、海 马、海龙、鲨肝醇、软海绵酸、海兔醚等。这 些化合物来自于海藻、海绵、珊瑚、海洋鱼 类、海洋软体动物以及海洋微生物等。 （２）海洋多糖（ｍａｒｉｎｅ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ）。 海洋多糖有海藻多糖（微藻多糖、琼胶、 卡拉胶、褐藻胶）、甲壳质、透明质酸、硫酸 软骨素、刺参粘多糖、玉足海参粘多糖、海 星粘多糖、扇贝糖胺聚糖等。海藻多糖从微 藻中提取，如螺旋藻多糖从蓝藻中的钝顶 螺旋藻中分离，具抗衰老、抗疲劳、抗辐射 及提高机体免疫功能、对肿瘤细胞有一定 的抑制和杀伤作用。褐藻胶为各种褐藻所 共有的一种间质，已广泛用于制药和食品 工业。甲壳质属于聚乙酰氨基葡萄糖，其脱 基后的产物为壳聚糖，有增强机体免疫力 和调节人体生理功能，如明显降压、降脂、 降糖、抗凝、抗菌、止血、消炎等作用。 （３）苷类化合物（ｓａｐｏｎｉｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）。 从海洋生物得到的苷类物质主要有强 心苷、皂苷（海参皂苷、海星皂苷）、氨基糖 苷、糖蛋白（蛤素、海扇糖蛋白、乌鱼墨、海 胆蛋白）等。 （４）氨基酸类物质（ａｍｉｎｏ ａｃｉｄ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）。 氨基酸包括褐藻氨酸、海人草酸、软骨 藻酸、牛磺酸、珍珠氨基酸、鱼眼氨基酸、复 合氨基酸（鱼鳔胶、龟甲胶）等。 （５）多肽（ｐｅｐｔｉｄｅ）。 多肽包括凝集素、鲎凝集素、血篮蛋白、 蛙皮素、蛙啡肽类、水母毒素、海葵毒素、水 蛭素、章鱼毒素、麝香蛸素、芋螺毒素、鲨鱼 软骨血管形成抑制因子、海蛇毒、鲸骨抗炎 肽、海豹肽、降钙素、胰岛素、环肽（环二肽、 海兔毒素、膜海鞘素）等。 （６）萜类化合物（ｔｅｒｐｅｎｏｉｄ）。 萜类包括单萜类、倍半萜类、二萜类（、
随着人类对海洋探索和海洋研究的不 断深入，一些独特的海洋生物正在不断地呈 现，研究海洋生物基因组及功能基因，能深 层次地探究海洋生命的奥秘；发掘海洋生物 基因，有利于保护海洋生物资源；从海洋生 物的功能基因入手，有助于培育出优质、高 产、抗逆的养殖新品种，有助于开发具有我 国自主知识产权的海洋基因工程新药。
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二倍半萜类、三萜类等。萜类活性物质主要 存在于珊瑚、海绵、海藻等海洋生物中，具 有抗菌、抗肿瘤、预防疾病等作用。
（７）甾类化合物（ｓｔｅｒｏｉｄｅｓ）。 甾类包括胆甾烷醇、岩藻甾醇、羟基岩 藻甾醇、四羟基甾醇、柳珊瑚甾醇、甾体激 素等。甾类主要从海绵、海藻、珊瑚等海洋 生物体内提取。功能包括增强人体免疫力， 降血压、抗炎、清热消肿、行气化痰等作用。 （８）非肽含氮类化合物（ｎｏｎ～ｐｒｏｔｅｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）。 非肽含氮类化合物包括酰胺类（头孢菌 素类、岩沙海葵毒素、精脒、香纯毒素、粘盲 鳗素）、胍类（河豚毒素、石房蛤毒素）、吡喃 类（草苔虫内酯、软海绵素）、吡啶类（龙虾肌 碱、蜂海绵毒素）、嘧啶类（阿糖胞苷）、吡嗪 类（海萤荧光素、海仙人掌）、哌啶类（三丙酮 胺）、吲哚类（乌鱼墨）、苯并咪唑类（骨螺素）、 苯并唑啉类、嘌呤类（６～硫代鸟嘌呤）、喹啉 类（喹啉酮）、异喹啉类、碟呤类（骏河毒素）、 咔啉类（蕈状海鞘素）、核酸类（鱼精蛋白）、 沙蚕毒素等。 海洋产物资源除了上述主要的８类化 合物以外，还包含海洋酶类和海洋色素。
深海生物在工业用酶、药物开发、环境 保护方面具有具有潜在的应用价值。 ２．３海洋产物资源
２ｌ世纪海洋生物天然产物受到人们格 外关注，应该重视学科交叉，组成科研攻关 团队，构建药用海洋生物资源种质库，建立 海洋生物天然产物分离纯化和活性筛选的 技术平台，逐步完善海洋天然产物化合物数 据库，定位与生物活性相关的分子标记，克 隆可以药用的功能基因，建立具有海洋生物 特色的表达系统，和生物反应器技术，为开 发海洋生物活性产物提供充足的材料【５】。
海洋遗传资源具有巨大的科学研究价 值，在生命的起源和生命系统的形成上可 能发挥过重要而关键的作用。海洋遗传资 源研究还具有极大的经济、社会价值而引 起广泛的关注。
海洋遗传资源的核心是深海生物，深 海生物处于独特的物理、化学和生态环境 中，在高静水压、剧变的温度梯度、极微弱 的光照条件和高浓度的有毒物质包围下， 它们形成了极为特殊的生物结构、代谢机 制系统。由于这种极端的环境，深海生物体 内的各种活性物质，特别是酶，具有高度的 温度耐受性，高度的耐酸碱性、耐盐性及很 强的抗毒能力。这些特殊的生物活性物质 是深海生物（微生物和动植物）资源中最具 应用价值的部分。除了发展、改进海洋微生 物的分离培养方法获得新的深海微生物， 筛选活性物质外，由于深海生物的难培养