3月16日訊 水清鶴(he)吟，山幽虎嘯，草木蔓發(fa)，群山可望……這是生(sheng)(sheng)機勃(bo)發(fa)的中國，也(ye)是一幅以生(sheng)(sheng)物多(duo)樣性勾勒出萬物和(he)諧(xie)共(gong)生(sheng)(sheng)的生(sheng)(sheng)態圖(tu)景。
從1992年(nian)成為(wei)最早(zao)簽(qian)署《生物(wu)多樣(yang)性公約》的締(di)約方(fang)，到(dao)如(ru)今生物(wu)多樣(yang)性保(bao)護取得長足(zu)成效，中國作(zuo)為(wei)世界上生物(wu)多樣(yang)性最豐富的國家之一，秉持(chi)人類命(ming)運共同體理念，一直(zhi)積極(ji)參與全球生物(wu)多樣(yang)性治(zhi)理。在強化保(bao)障(zhang)能力的過程中，科技(ji)已經(jing)成為(wei)解決(jue)方(fang)案不可(ke)或缺的重(zhong)要組成。
以科技守護生命演化，在中國水產科學研究院黃海水產研究所的海洋漁業種質資源庫，在中國科學院昆明動物研究所的中國西南野生生物種質資源庫，在中科院武漢病毒所國家病毒資源庫、國家基因庫、南方海洋科學與工程廣東省實驗室（珠海）海洋生物資源庫等多項國家重大戰略工程，青島海爾生物醫療股份有限公司（以下簡稱“海爾生物”）依托低溫制冷等核心技術，融合物聯網、大數據、人工智能等數字技術，將科(ke)技創新與(yu)生物遺(yi)傳資源(yuan)保(bao)護、實驗室研究(jiu)等場景相融合，為生物多樣性筑起安(an)全屏障。
打破國外壟斷，用自主科技守護種質資源
在(zai)發展(zhan)中保(bao)(bao)護，在(zai)保(bao)(bao)護中發展(zhan)。2021年10月8日，國(guo)務院(yuan)新聞辦公室發布(bu)了《中國(guo)的(de)生物(wu)多樣性保(bao)(bao)護》白皮書，宣布(bu)我(wo)國(guo)持續加(jia)大遷地保(bao)(bao)護力度(du)，系統實(shi)施瀕(bin)危物(wu)種(zhong)拯救工程。相比于傳統的(de)遷地保(bao)(bao)護方法，對配子、胚胎(tai)、血液、組織(zhi)等(deng)野(ye)生生物(wu)種(zhong)質(zhi)(zhi)資源進行冷(leng)凍保(bao)(bao)存(cun)(cun)可以(yi)使細胞新陳代(dai)謝(xie)和分裂速(su)度(du)減慢或停止、一旦恢復正常生理溫度(du)又(you)能繼(ji)續發育(yu)，正在(zai)逐漸替(ti)代(dai)活種(zhong)保(bao)(bao)護，成為最(zui)有效的(de)遷地保(bao)(bao)護方式，為種(zhong)質(zhi)(zhi)資源的(de)長期保(bao)(bao)存(cun)(cun)、長距離運輸(shu)提供(gong)可能，這既需(xu)要超低(di)溫冷(leng)凍技術(shu)保(bao)(bao)存(cun)(cun)配子、胚胎(tai)、組織(zhi)等(deng)種(zhong)質(zhi)(zhi)資源，實(shi)現(xian)野(ye)生物(wu)種(zhong)的(de)易(yi)位保(bao)(bao)存(cun)(cun)，需(xu)要智慧物(wu)聯等(deng)數字技術(shu)的(de)創新融合，也(ye)同步(bu)應用到種(zhong)質(zhi)(zhi)數據(ju)采集、整(zheng)理、分析(xi)、監測等(deng)環節，大幅提高實(shi)驗(yan)室運營效率。
中(zhong)國西(xi)南野生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質資源庫(ku)，作為我(wo)國生(sheng)命(ming)科學領(ling)域(yu)首個重(zhong)大基礎設施，是世界(jie)上(shang)僅有的兩(liang)個按(an)照國際標準建立的野生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質資源庫(ku)之一，保(bao)藏(zang)能力(li)達到國際領(ling)先水平。其中(zhong)，在動(dong)物(wu)(wu)種(zhong)質資源庫(ku)內，藏(zang)有11000多物(wu)(wu)種(zhong)、共20余(yu)萬(wan)份動(dong)物(wu)(wu)組(zu)織(zhi)、核酸(suan)、細胞樣品(pin)。
“現在來說，我們不需要保(bao)存(cun)完整(zheng)的(de)(de)動物個(ge)體，而是取(qu)動物個(ge)體的(de)(de)一小(xiao)點血液、組織、毛發等(deng)，并保(bao)存(cun)在一根(gen)手指長(chang)度的(de)(de)小(xiao)管中即可。”中國(guo)科學院(yuan)昆明動物研(yan)究(jiu)所(suo)工程(cheng)師表(biao)示，這樣的(de)(de)保(bao)存(cun)手段既可以減少對動物的(de)(de)傷害，又可以節省存(cun)儲空間。
為了(le)更快捷、更安全(quan)地保存和(he)管理(li)生物資(zi)(zi)源，海爾生物與中(zhong)(zhong)科院昆明動(dong)物研究所聯合建成了(le)百萬(wan)級超低溫自動(dong)化種質(zhi)資(zi)(zi)源庫(ku)，并開發(fa)出擁(yong)有(you)自主知識產權的“動(dong)物種質(zhi)資(zi)(zi)源信息管理(li)系(xi)統”。在這套種質(zhi)庫(ku)中(zhong)(zhong)，機械手臂可在-80℃的環境(jing)下，精準挑(tiao)選單個種質(zhi)資(zi)(zi)源樣(yang)(yang)品(pin)(pin)，還不會(hui)對其他樣(yang)(yang)品(pin)(pin)產生影(ying)響。而整(zheng)個過程，無需讓(rang)人來操控。
中(zhong)科(ke)院(yuan)昆明動物研究(jiu)所動物種(zhong)質資源庫(ku)
應用(yong)在(zai)超低(di)溫(wen)自(zi)動化種質(zhi)資(zi)源庫(ku)(ku)的這套技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，是基(ji)于海爾生物自(zi)主研發(fa)的樣(yang)本(ben)全(quan)溫(wen)域智慧物聯(lian)解(jie)決(jue)方(fang)案，它創新(xin)研發(fa)-90℃千(qian)瓦(wa)級高效(xiao)復疊低(di)溫(wen)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，突(tu)破(po)了(le)大冷(leng)量(liang)超低(di)溫(wen)制冷(leng)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，并搭載基(ji)于5G的樣(yang)本(ben)信(xin)息(xi)智慧管(guan)理系(xi)統(tong)，配(pei)合(he)圖像(xiang)/射頻(pin)樣(yang)本(ben)精準定(ding)位(wei)技(ji)(ji)(ji)術(shu)(shu)，可(ke)突(tu)破(po)-90℃超低(di)溫(wen)環境，用(yong)“眼睛”實(shi)時鎖(suo)定(ding)樣(yang)本(ben)位(wei)置(zhi)，使(shi)得(de)采用(yong)航天級別材料的機械(xie)手能在(zai)60秒內從(cong)100萬份樣(yang)本(ben)中，精確存取任一樣(yang)本(ben)。同時，種質(zhi)庫(ku)(ku)內采用(yong)120℃大溫(wen)差(cha)超穩桁(heng)架自(zi)動化平(ping)臺，解(jie)決(jue)了(le)大溫(wen)差(cha)下“熱(re)脹冷(leng)縮”引起的結(jie)構變形超限影(ying)響。
2017年，經中國輕工業聯合會專(zhuan)家組一致鑒定，相(xiang)關技(ji)術(shu)已達到國際(ji)先(xian)進水平，并(bing)累(lei)計(ji)申(shen)請了118項專(zhuan)利，破解了“卡(ka)脖子”核心(xin)技(ji)術(shu)，打破了國外技(ji)術(shu)的壟(long)斷。2021年，由中國制(zhi)冷學會、海爾生物主導制(zhi)定的《自動化低溫(wen)生物樣(yang)本庫》標準正式發布(bu)，填補了國內這一領域(yu)的空白(bai)。
基(ji)于此項技術，科研人(ren)員在種(zhong)質資源(yuan)保護和管(guan)理(li)的過程中，讓無(wu)關樣本(ben)零暴露(lu)、外部環境零感(gan)染、精(jing)準存取(qu)零差(cha)錯，存取(qu)效率提(ti)升(sheng)80%、人(ren)員免于低溫傷害等成為現(xian)實，實現(xian)了(le)海量(liang)生物資源(yuan)從入庫到出庫全流程的自動化、智能化、無(wu)人(ren)化管(guan)理(li)。由此，庫內(nei)數以(yi)萬計的珍稀(xi)、特有(you)動物種(zhong)質資源(yuan)得以(yi)高質量(liang)保藏，為科研發展及可持續利用提(ti)供基(ji)礎。
“物聯網+”實驗室，以種質數據護航生物多樣性
2022年(nian)中央(yang)1號(hao)文(wen)件(jian)指出，“加(jia)強種(zhong)質(zhi)資(zi)(zi)源保(bao)護，加(jia)快育(yu)種(zhong)創(chuang)新(xin)”，要求“深入實(shi)施種(zhong)業(ye)振(zhen)興行動”。作為農業(ye)生(sheng)物種(zhong)質(zhi)資(zi)(zi)源的(de)重(zhong)要組成部分，海洋漁業(ye)生(sheng)物種(zhong)質(zhi)資(zi)(zi)源是推動國家(jia)漁業(ye)科技原(yuan)始(shi)創(chuang)新(xin)，助力漁業(ye)實(shi)現現代化(hua)發展必備的(de)物質(zhi)基礎。
2021年11月，隨(sui)著這座我國迄(qi)今(jin)投(tou)資(zi)(zi)規(gui)(gui)模(mo)(mo)最大(da)、保存規(gui)(gui)模(mo)(mo)最大(da)、設(she)施最先進的海(hai)洋漁業種質資(zi)(zi)源(yuan)庫(ku)揭牌成立(li)(li)，海(hai)爾生(sheng)物牽(qian)手中國水產科(ke)學研(yan)(yan)究(jiu)院黃海(hai)水產研(yan)(yan)究(jiu)所，將物聯(lian)網、大(da)數(shu)據、5G等新興技術融入傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)水產實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室科(ke)研(yan)(yan)場(chang)景，打造出智慧(hui)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室管理(li)(li)場(chang)景方案(an)(an)，助力海(hai)洋漁業科(ke)研(yan)(yan)智慧(hui)化升級。在海(hai)爾生(sheng)物智慧(hui)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室管理(li)(li)方案(an)(an)支持下，水產實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室一(yi)改傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)工作(zuo)模(mo)(mo)式，科(ke)研(yan)(yan)人員(yuan)、儀器設(she)備、環境、倉(cang)儲、項目等多個環節實(shi)(shi)現(xian)了互(hu)聯(lian)互(hu)通，破解了傳(chuan)(chuan)(chuan)統(tong)實(shi)(shi)驗(yan)(yan)室孤(gu)立(li)(li)、封(feng)閉(bi)、安全(quan)隱患的管理(li)(li)難題，形成綜合(he)性的智慧(hui)管理(li)(li)平臺系統(tong)，助力國家海(hai)洋漁業生(sheng)物種質資(zi)(zi)源(yuan)庫(ku)現(xian)代化建設(she)。
國(guo)家海洋漁業(ye)生(sheng)物種質資源(yuan)庫
在實(shi)(shi)驗室(shi)智(zhi)慧(hui)大(da)屏(ping)“中(zhong)樞大(da)腦”的監(jian)(jian)控下，國家(jia)海洋(yang)漁業(ye)生(sheng)(sheng)物(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資源庫(ku)實(shi)(shi)現(xian)了人、環境(jing)、設備、樣本(ben)的互(hu)聯互(hu)通和全流(liu)程(cheng)信(xin)息可追溯，讓海洋(yang)經濟種(zhong)(zhong)(zhong)、生(sheng)(sheng)態(tai)種(zhong)(zhong)(zhong)、特有種(zhong)(zhong)(zhong)、稀有種(zhong)(zhong)(zhong)和瀕危種(zhong)(zhong)(zhong)等(deng)各種(zhong)(zhong)(zhong)珍貴的海洋(yang)漁業(ye)生(sheng)(sheng)物(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資源，得以(yi)安全保存與高質量利用。同時(shi)，智(zhi)能(neng)監(jian)(jian)控平臺(tai)軟件的建立，也讓智(zhi)慧(hui)硬件、環境(jing)監(jian)(jian)測儀器、智(zhi)慧(hui)用電管理系統(tong)(tong)、養殖(zhi)系統(tong)(tong)監(jian)(jian)控等(deng)全流(liu)程(cheng)信(xin)息集成至(zhi)監(jian)(jian)控平臺(tai)中(zhong)，實(shi)(shi)現(xian)對設備運行狀(zhuang)態(tai)、環境(jing)指(zhi)標、活體庫(ku)養殖(zhi)系統(tong)(tong)等(deng)信(xin)息實(shi)(shi)時(shi)監(jian)(jian)控，為(wei)科研提供精(jing)確研究數(shu)據，這也為(wei)海洋(yang)漁業(ye)智(zhi)慧(hui)發展，保護生(sheng)(sheng)物(wu)多樣性帶(dai)來新(xin)的探索方向。
從(cong)種質(zhi)資源(yuan)(yuan)庫建設到種質(zhi)實驗室(shi)管(guan)理(li)(li)，海爾生(sheng)物(wu)通過自主創(chuang)新，專注(zhu)于(yu)生(sheng)物(wu)種質(zhi)資源(yuan)(yuan)的保(bao)護(hu)與管(guan)理(li)(li)，憑借全溫域智慧(hui)物(wu)聯解決方(fang)案對種質(zhi)資源(yuan)(yuan)的360°全方(fang)位呵(he)護(hu)，以及定(ding)制化智慧(hui)實驗室(shi)場景解決方(fang)案，還幫助了中科(ke)院武漢(han)病毒所國家(jia)病毒資源(yuan)(yuan)庫、國家(jia)基因庫、南方(fang)海洋科(ke)學與工程廣(guang)東省實驗室(shi)（珠海）海洋生(sheng)物(wu)資源(yuan)(yuan)庫等多(duo)(duo)項(xiang)國家(jia)重大戰(zhan)略工程，為野(ye)生(sheng)生(sheng)物(wu)種質(zhi)源(yuan)(yuan)保(bao)護(hu)與管(guan)理(li)(li)打造安(an)全穩定(ding)方(fang)案，筑牢(lao)生(sheng)物(wu)多(duo)(duo)樣(yang)性保(bao)護(hu)科(ke)技屏障，保(bao)護(hu)生(sheng)物(wu)多(duo)(duo)樣(yang)性，推(tui)動可持續發展。
