3月16日(ri)訊 水清鶴吟，山幽(you)虎嘯(xiao)，草木(mu)蔓發(fa)(fa)，群山可望……這(zhe)是(shi)生機(ji)勃發(fa)(fa)的中國，也是(shi)一幅以生物(wu)多樣性勾勒(le)出萬物(wu)和諧共生的生態圖(tu)景。
從1992年成(cheng)(cheng)為最(zui)早簽署《生物(wu)(wu)多(duo)樣(yang)性公(gong)約(yue)》的締約(yue)方，到如(ru)今(jin)生物(wu)(wu)多(duo)樣(yang)性保(bao)護(hu)取(qu)得長足(zu)成(cheng)(cheng)效，中國(guo)作為世(shi)界上生物(wu)(wu)多(duo)樣(yang)性最(zui)豐(feng)富(fu)的國(guo)家之(zhi)一，秉持人類(lei)命運(yun)共同體理(li)念，一直積(ji)極參與全球生物(wu)(wu)多(duo)樣(yang)性治(zhi)理(li)。在(zai)強化保(bao)障能力的過(guo)程(cheng)中，科(ke)技已經成(cheng)(cheng)為解決方案(an)不可或(huo)缺的重要組成(cheng)(cheng)。
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(zi)技(ji)術(shu)，將科技(ji)創(chuang)新(xin)與生物(wu)(wu)遺傳資源保護、實(shi)驗室研究等場景相融合，為(wei)生物(wu)(wu)多樣性筑起(qi)安全屏(ping)障。
打破國外壟斷，用自主科技守護種質資源
在發(fa)展(zhan)中(zhong)保(bao)護(hu)(hu)，在保(bao)護(hu)(hu)中(zhong)發(fa)展(zhan)。2021年10月8日(ri)，國務院新(xin)聞辦(ban)公室(shi)發(fa)布了《中(zhong)國的(de)(de)生(sheng)物(wu)多樣性保(bao)護(hu)(hu)》白皮(pi)書，宣布我國持(chi)續加(jia)大(da)遷(qian)地保(bao)護(hu)(hu)力度，系統實(shi)(shi)施瀕危物(wu)種(zhong)拯(zheng)救工程(cheng)。相(xiang)比(bi)于傳統的(de)(de)遷(qian)地保(bao)護(hu)(hu)方(fang)法(fa)，對配子、胚胎、血液、組織等野生(sheng)生(sheng)物(wu)種(zhong)質資源(yuan)進行冷(leng)(leng)凍(dong)保(bao)存可以(yi)使細胞新(xin)陳代謝(xie)和分裂速度減慢或停止、一旦(dan)恢復正常生(sheng)理(li)溫度又能繼(ji)續發(fa)育，正在逐漸替(ti)代活種(zhong)保(bao)護(hu)(hu)，成為最有效的(de)(de)遷(qian)地保(bao)護(hu)(hu)方(fang)式(shi)，為種(zhong)質資源(yuan)的(de)(de)長期保(bao)存、長距(ju)離運輸提供可能，這既(ji)需(xu)要(yao)超低(di)溫冷(leng)(leng)凍(dong)技(ji)術保(bao)存配子、胚胎、組織等種(zhong)質資源(yuan)，實(shi)(shi)現野生(sheng)物(wu)種(zhong)的(de)(de)易位保(bao)存，需(xu)要(yao)智慧物(wu)聯等數(shu)字技(ji)術的(de)(de)創新(xin)融(rong)合，也同步應用(yong)到種(zhong)質數(shu)據采集(ji)、整理(li)、分析(xi)、監測等環節，大(da)幅(fu)提高實(shi)(shi)驗(yan)室(shi)運營效率。
中(zhong)國(guo)西南野(ye)生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資(zi)源(yuan)庫，作為(wei)我國(guo)生(sheng)命科學領(ling)域(yu)首個重大(da)基(ji)礎設施，是(shi)世界(jie)上僅(jin)有的兩個按(an)照(zhao)國(guo)際(ji)標準建(jian)立的野(ye)生(sheng)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資(zi)源(yuan)庫之一，保藏能力達到國(guo)際(ji)領(ling)先(xian)水平。其中(zhong)，在動(dong)物(wu)(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資(zi)源(yuan)庫內，藏有11000多物(wu)(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)、共20余萬(wan)份動(dong)物(wu)(wu)組織、核(he)酸、細胞(bao)樣品。
“現(xian)在(zai)來說，我(wo)們(men)不需要保(bao)存完整(zheng)的動物(wu)個體，而是取(qu)動物(wu)個體的一(yi)(yi)小點(dian)血(xue)液(ye)、組織、毛發(fa)等，并保(bao)存在(zai)一(yi)(yi)根手(shou)指長(chang)度的小管中(zhong)(zhong)即可。”中(zhong)(zhong)國科(ke)學院(yuan)昆明動物(wu)研(yan)究所工程師表示(shi)，這樣(yang)的保(bao)存手(shou)段既可以減少對動物(wu)的傷害，又可以節(jie)省(sheng)存儲(chu)空間。
為了更(geng)快捷、更(geng)安全地(di)保(bao)存(cun)和管(guan)理(li)生(sheng)物(wu)資源，海爾(er)生(sheng)物(wu)與中科院昆明動物(wu)研究所聯合建成了百萬級超低溫自動化種(zhong)(zhong)(zhong)質資源庫(ku)，并開發出擁有自主知識(shi)產權的(de)“動物(wu)種(zhong)(zhong)(zhong)質資源信(xin)息(xi)管(guan)理(li)系統”。在(zai)這套種(zhong)(zhong)(zhong)質庫(ku)中，機械手臂(bei)可在(zai)-80℃的(de)環(huan)境下，精(jing)準挑選單(dan)個(ge)(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)質資源樣品(pin)(pin)，還不會對(dui)其他樣品(pin)(pin)產生(sheng)影(ying)響。而整個(ge)(ge)過程，無需讓人來操控(kong)。
中(zhong)科院昆明動物研究所動物種質資源庫
應(ying)用在(zai)超(chao)(chao)低溫自動化種(zhong)質資源庫的(de)(de)這套技(ji)術，是基(ji)于(yu)海爾生(sheng)物(wu)自主(zhu)研發的(de)(de)樣本全(quan)溫域(yu)智慧物(wu)聯解決(jue)(jue)方案，它創新(xin)研發-90℃千瓦(wa)級(ji)(ji)高效復疊低溫技(ji)術，突(tu)(tu)破(po)了大(da)冷(leng)量(liang)超(chao)(chao)低溫制冷(leng)技(ji)術，并搭載基(ji)于(yu)5G的(de)(de)樣本信息智慧管理(li)系統，配合圖像/射頻樣本精準(zhun)定位技(ji)術，可突(tu)(tu)破(po)-90℃超(chao)(chao)低溫環境(jing)，用“眼睛(jing)”實時(shi)鎖(suo)定樣本位置，使(shi)得采用航(hang)天(tian)級(ji)(ji)別(bie)材(cai)料的(de)(de)機械手能(neng)在(zai)60秒內從(cong)100萬(wan)份(fen)樣本中，精確存(cun)取任一樣本。同(tong)時(shi)，種(zhong)質庫內采用120℃大(da)溫差超(chao)(chao)穩桁架(jia)自動化平臺，解決(jue)(jue)了大(da)溫差下“熱脹冷(leng)縮”引起的(de)(de)結構(gou)變形超(chao)(chao)限影(ying)響。
2017年，經(jing)中國輕工業聯合(he)會專(zhuan)家組(zu)一(yi)致鑒(jian)定，相關技(ji)術(shu)已(yi)達到國際(ji)先進水平，并(bing)累計(ji)申請(qing)了(le)(le)118項專(zhuan)利(li)，破解(jie)了(le)(le)“卡(ka)脖子”核(he)心技(ji)術(shu)，打破了(le)(le)國外技(ji)術(shu)的壟斷。2021年，由中國制冷學會、海爾(er)生物(wu)主導制定的《自(zi)動化低溫生物(wu)樣本庫》標準正式發布，填補了(le)(le)國內這(zhe)一(yi)領(ling)域(yu)的空白。
基(ji)于此項技(ji)術，科(ke)研(yan)人(ren)員(yuan)在種質(zhi)資(zi)源(yuan)保護(hu)和管理的過程(cheng)中，讓無關樣本零(ling)暴露、外部(bu)環境(jing)零(ling)感(gan)染、精準(zhun)存(cun)取零(ling)差錯(cuo)，存(cun)取效率提升(sheng)80%、人(ren)員(yuan)免于低溫傷害(hai)等成為現(xian)實(shi)，實(shi)現(xian)了海量生物(wu)資(zi)源(yuan)從入庫到出(chu)庫全流程(cheng)的自動化(hua)、智能化(hua)、無人(ren)化(hua)管理。由(you)此，庫內數(shu)以(yi)萬計的珍稀(xi)、特有動物(wu)種質(zhi)資(zi)源(yuan)得以(yi)高質(zhi)量保藏，為科(ke)研(yan)發(fa)展(zhan)及(ji)可持續利(li)用提供基(ji)礎。
“物聯網+”實驗室，以種質數據護航生物多樣性
2022年中央1號文(wen)件指出，“加強種(zhong)質(zhi)(zhi)資源保(bao)護，加快育種(zhong)創新”，要求“深(shen)入實施種(zhong)業(ye)(ye)(ye)振(zhen)興行(xing)動(dong)”。作為(wei)農(nong)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質(zhi)(zhi)資源的重要組成(cheng)部分，海洋漁(yu)業(ye)(ye)(ye)生(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質(zhi)(zhi)資源是(shi)推動(dong)國家(jia)漁(yu)業(ye)(ye)(ye)科技原始創新，助力漁(yu)業(ye)(ye)(ye)實現現代化(hua)發展(zhan)必備的物(wu)(wu)質(zhi)(zhi)基(ji)礎。
2021年(nian)11月，隨著這座我國(guo)迄(qi)今投資(zi)規模最(zui)大(da)、保存規模最(zui)大(da)、設(she)(she)施最(zui)先進(jin)的海(hai)(hai)洋(yang)漁業(ye)種(zhong)(zhong)質(zhi)資(zi)源庫揭牌成立，海(hai)(hai)爾生物牽手中國(guo)水(shui)產科(ke)學研究院黃(huang)海(hai)(hai)水(shui)產研究所，將物聯網、大(da)數(shu)據、5G等新興技術融入傳統(tong)(tong)水(shui)產實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)科(ke)研場(chang)景(jing)，打(da)造出智(zhi)(zhi)慧(hui)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)管(guan)理(li)(li)場(chang)景(jing)方(fang)案，助力海(hai)(hai)洋(yang)漁業(ye)科(ke)研智(zhi)(zhi)慧(hui)化(hua)升級。在海(hai)(hai)爾生物智(zhi)(zhi)慧(hui)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)管(guan)理(li)(li)方(fang)案支持下，水(shui)產實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)一(yi)改傳統(tong)(tong)工作模式，科(ke)研人員、儀器設(she)(she)備、環境、倉儲、項目(mu)等多個環節實(shi)現了(le)互聯互通，破解了(le)傳統(tong)(tong)實(shi)驗(yan)(yan)室(shi)(shi)(shi)孤立、封閉、安全隱患的管(guan)理(li)(li)難(nan)題，形成綜合性的智(zhi)(zhi)慧(hui)管(guan)理(li)(li)平臺系統(tong)(tong)，助力國(guo)家海(hai)(hai)洋(yang)漁業(ye)生物種(zhong)(zhong)質(zhi)資(zi)源庫現代化(hua)建設(she)(she)。
國家海洋漁業生物種質(zhi)資(zi)源庫(ku)
在(zai)實驗室智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)大屏“中樞大腦”的(de)(de)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)下(xia)，國家海(hai)洋漁業生(sheng)物種(zhong)質(zhi)資源庫實現(xian)了人、環境(jing)、設備(bei)、樣(yang)本的(de)(de)互(hu)聯互(hu)通(tong)和全流程信(xin)息(xi)可追(zhui)溯，讓海(hai)洋經(jing)濟(ji)種(zhong)、生(sheng)態種(zhong)、特有種(zhong)、稀(xi)有種(zhong)和瀕危種(zhong)等(deng)各種(zhong)珍貴(gui)的(de)(de)海(hai)洋漁業生(sheng)物種(zhong)質(zhi)資源，得(de)以安全保(bao)存與高質(zhi)量利用(yong)(yong)。同時，智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)平臺(tai)軟(ruan)件的(de)(de)建立，也(ye)讓智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)硬件、環境(jing)監(jian)(jian)測(ce)儀器、智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)用(yong)(yong)電管理系統、養殖系統監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)等(deng)全流程信(xin)息(xi)集成至(zhi)監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)平臺(tai)中，實現(xian)對(dui)設備(bei)運行狀態、環境(jing)指標、活體庫養殖系統等(deng)信(xin)息(xi)實時監(jian)(jian)控(kong)(kong)(kong)(kong)，為(wei)(wei)科(ke)研提供精確研究數(shu)據，這(zhe)也(ye)為(wei)(wei)海(hai)洋漁業智(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)慧(hui)發展，保(bao)護生(sheng)物多樣(yang)性帶來(lai)新(xin)的(de)(de)探索方向。
從種(zhong)質資(zi)(zi)(zi)源(yuan)庫(ku)建設到種(zhong)質實驗室管理，海(hai)爾生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)通過自主創新，專注(zhu)于生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質資(zi)(zi)(zi)源(yuan)的保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)與(yu)(yu)管理，憑借全(quan)(quan)溫域(yu)智(zhi)慧(hui)物(wu)(wu)聯解(jie)決(jue)方(fang)案(an)對種(zhong)質資(zi)(zi)(zi)源(yuan)的360°全(quan)(quan)方(fang)位(wei)呵護(hu)(hu)(hu)，以及定制化(hua)智(zhi)慧(hui)實驗室場景(jing)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，還幫助(zhu)了中科(ke)院武漢病(bing)毒(du)所國(guo)家(jia)病(bing)毒(du)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)庫(ku)、國(guo)家(jia)基因庫(ku)、南方(fang)海(hai)洋科(ke)學與(yu)(yu)工程廣東省實驗室（珠海(hai)）海(hai)洋生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)資(zi)(zi)(zi)源(yuan)庫(ku)等(deng)多項國(guo)家(jia)重(zhong)大戰略工程，為野(ye)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)種(zhong)質源(yuan)保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)與(yu)(yu)管理打造安全(quan)(quan)穩定方(fang)案(an)，筑牢(lao)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)多樣性保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)科(ke)技屏障(zhang)，保(bao)(bao)護(hu)(hu)(hu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)物(wu)(wu)多樣性，推動可持續發(fa)展。
