的主要成就今天就要863计划 后的 其他领域也行
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生物学主要成就的概述
中华人民共和国成立以后,中国的生物科学事业进入了一个新的历史时期.在这30多年中尽管经历了一些大的曲折,但是总的来说,从生物科学的机构、队伍到研究的领域、范围和规模,都取得了很大的发展.1949年11月中国科学院成立,对原有的中央研究院和北平研究院的几个生物学研究机构进行了调整与充实,以后又陆续建立了许多新的生物学研究机构.到1985年为止,中国科学院共有34个与生物学有关的研究所或中心.1955年6月成立生物学地学部,聘任生物学方面的学部委员60人;1957年单独成立生物学部,增聘了5名学部委员;1981年生物学部又增选了53名学部委员.它在编制全国科学规划、评审全国自然科学奖和科学基金项目、评议中国科学院所属各研究所的工作、组织重大学术活动等方面起了积极作用.1957年先后成立了中国农业科学院和中国医学科学院.它们都设有若干与生物学有关的研究机构.50年代初,高等学校经过院系调整后得到了很大发展.不但在全国综合性大学和师范院校中都设有生物学系,而且陆续增设了许多新专业,使现代生物学的主要分支学科都有了相应的专业,某些重点高等学校还陆续设立了一些生物学的研究机构.30多年来学校招生人数剧增,生物学研究队伍迅速壮大,学会组织也不断发展.例如,中国植物学会和中国动物学会50年代初期,只有会员数百人.到1982年已分别发展到6000余人.30年内增加了20倍.中国古生物学会会员也从不足百人发展到1200余人.除了原有学会不断扩大外,在70年代末、80年代初,还先后建立了中国遗传学会、中国生态学会等新的学会.到1985年为止,全国共有14个生物科学方面的学会.随着生物科学研究工作的开展,生物学方面的刊物也成倍增加.50年代大约有20种刊物,到80年代初已增至60多种.
中华人民共和国成立后,有计划地开展了大规模自然条件和自然资源的综合考察,其中生物资源的调查研究工作占有重要地位.青藏高原、塔里木盆地、大兴安岭原始森林、西双版纳热带雨林、西沙群岛和南沙群岛等地,都留下了中国生物学家的足迹.对全国的近海也作了大规模的普查工作.生物新种、新属和新科屡有发现.在自然资源调查的基础上,经过整理研究陆续编写各种生物学志书.由中国植物学家分工协作共同编写的《中国植物志》已出版了40卷.这是一部集中国植物分类大成的重要著作,此外,还出版了《中国经济植物志》、《中国高等植物图鉴》、《中国真菌志》、《中国经济海藻志》、《中国黄海海藻志》等.在分类学上另一部集大成的著作是《中国动物志》,现已出版 5卷.在动物分类方面,还先后完成了《中国经济昆虫志》25册以及《中国经济动物·鸟类》、《中国经济动物·兽类》、《中国鲤科鱼类志》、《中国软骨鱼类志》、《中国动物图谱》、《西藏鸟类志》、《西藏昆虫》等专著.由中国植物学家、生态学家和地植物学家通力合作.调查了全国的植被类型及其地理分布特征,并开展了植被生态地理和植被区域的研究,在此基础上编成了各种不同比例尺的植被图和植被专著.其中《中国植被》一书,总结了中国30多年关于植被类群和植被区划的研究成果.在古生物学方面,伴随着大规模的地质调查,在研究的地区、深度和广度上,都有了很大的发展,并建立和发展了孢子花粉学和微体古生物学的研究工作.在古植物学、古无脊椎动物学等方面也取得了重要的进展.1949年后很快就恢复了北京周口店古人类遗址的发掘工作.并先后在陕西发现了“蓝田人”化石、在安徽发现了“和县人”化石,以及其他不少代表不同阶段的古人类化石.
30多年来,中国科学工作者把现代生物学成就和社会主义建设的实际结合起来,开展有关农业、医药等领域新技术、新途径、新方法的研究,将科学技术转化为生产力,取得了不少成就,并获得了显著的经济效益和社会效益.例如,在育种方面,50年代开展了玉米的杂种优势利用工作,取得了良好的经济效益;60年代开始了水稻的杂交优势利用的研究,获得了具有国际先进水平的科研成果,其中湖南杂交水稻研究中心袁隆平等,首次用“野败”与栽培稻杂交,培育出水稻雄性不育系,接着育成“三系”,并育出了优良杂交水稻,使中国成为世界上第一个培育并推广杂交水稻的国家.中国在远缘杂交和异源多倍体的研究上也取得了重大成果,其中有些已育成了推广品种,前者如西北植物研究所李振声等用小麦和偃麦草杂交,育成了小麦新品种“小偃6号”.后者如鲍文奎(1916~)等,用小麦黑麦杂种加倍育成的小黑麦品种.在植物自交不亲和系的利用方面,中国农科院蔬菜研究所等单位,完成了甘蓝自交不亲和系的选育,并配置出多个系列的新品种.在花药培养和花粉单倍体育种研究方面,已选育出一些较好的烟草、小麦、水稻品系或品种,其中“京花一号”小麦、“中花8号”水稻已推广8万亩以上.建国以来,对海洋和淡水生物的研究,有力地推动了水产养殖事业的发展.如青岛海洋研究所曾呈奎等在甘紫菜生活史、海带生物学等方面的研究就为中国海藻养殖事业的兴起打下了基础:长江水产研究所、水生生物研究所等单位,在鱼类生殖生理的研究上取得了重要成果,并建立起一整套鱼类育种技术和繁育体系,在家鱼的人工排卵、受精方面,南海水产研究所钟麟、中国科学院实验生物研究所朱洗等,先后使用了鱼脑垂体激素和孕妇尿液中提取的绒毛膜促性腺激素进行人工催产受精都取得了成功,从而结束了只能在江河捞取鱼苗的历史.70年代上海生物化学研究所人工合成了丘脑下部分泌的多肽激素——促性腺激素释放因子及其高效类似物,用于促进家鱼排卵、受精也获得了成功.
中国的昆虫学家、生态学家对中国几种主要害虫进行了深入的研究,取得重大成果.如中国科学院动物研究所马世骏等阐明了东亚飞蝗蝗区的结构与转化,北大生物系和中国农业科学院植物保护研究所、中国科学院动物研究所共同揭示了粘虫的越冬和迁飞规律,江苏省农科院等单位搞清楚了褐稻飞虱的迁飞规律.以上成果对这些害虫发生的预测预报及防治具有重要的指导意义.在昆虫激素的成份、合成和应用研究上也取得了一定的进展.如中国科学院动物研究所昆虫激素室提出了梨小食心虫,性外激素的简便合成方法,还研制出两种高效诱芯.有机化学研究所和上海昆虫研究所合成了棉红铃虫性诱剂,并研制出用于测报的剂型:中山大学李瑞声等合成了昆虫保幼激素类似物731-Ⅱ,并提出了一套与此有关的养蚕增丝技术,制出两种高效诱芯.这些新技术无论在害虫的防治和益虫的利用上都有着广阔的前途.在寄生生物学的研究上也取得了相当的进展.如汤飞凡等完成了沙眼衣原体的分离培养;冯兰洲等阐明了中华按蚊在自然情况下传染马来丝虫的过程;厦门大学唐仲璋等揭示了阔盘胰吸虫和矛形双腔吸虫的生物学规律.这些研究对于人畜传染病的防治都有重要意义.上海实验生物研究所朱洗等成功地驯化了原产印度的蓖麻蚕,促进了蚕丝的生产.中国科学院微生物研究所与有关工厂合作研究的二步发酵生产维生素C的新工艺,1975年在国际上首次用于工业生产.此外,上海生物化学研究所等单位将细胞固定化技术应用于制备6-氨基青霉烷酸方面的研究等也都取得了具有较大实用价值的成果.
经过多年的努力,在中国形成了一个门类基本齐全的生物学研究体系,无论是在经典的形态科学领域还是在实验科学领域,都取得了一些重要的研究成果.例如胡先□曾发表了一个属于“真花说”学派的多元被子植物系统.钟补求根据花冠的形式、叶序等的变化,以及种类的地理分布规律,论证了马先蒿属的物种形成及该属植物的起源中心,以及各种之间的亲缘关系,提出了这个属的一个新系统.殷宏章、沈允纲等在世界上最早发现光合磷酸化高能态的存在.上海药物研究所邹冈及其导师张昌绍提出第三脑室周围灰质和大脑导水管是吗啡发挥镇痛作用部位的新观点,是吗啡镇痛机理研究的重要成果.在生物学众多的分支学科的基础研究中,建国以来,中国科学家都取得了不少研究成果,对中国生物科学的发展具有重大意义,这里不分科一一列举了.值得提出的是,在分子生物学和遗传工程方面中国科学家也取得了可喜的成就.例如,1965年9月,上海生化所王应睐、钮经义、邹承鲁等,上海有机化学研究所汪猷等,北京大学化学系邢其毅等共同协作,经过6年零9个月的艰苦努力,在世界上第一次用人工的方法合成了具有生物活性的蛋白质——结晶牛胰岛素.1971年9月,中国科学院物理研究所梁栋材等,生物物理研究所林正炯以及北京大学生物系等单位合作,成功地用X射线衍射法完成了分辨率为2.5埃的猪胰岛素晶体结构的分析工作,1974年又完成了分辨率为 1.8埃猪胰岛素晶体结构的分析工作.1981年11月,上海生物化学研究所、上海细胞生物研究所、上海有机化学所、生物物理所、北京大学生物系和上海试剂二厂等单位协作,在王应睐、汪猷的领导下,王德宝等人经过13年的努力,完成了酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工合成,合成产物具有与天然转移丙氨酸相同的生物活性.在分子遗传学方面,70年代末上海植物生理研究所沈善炯在固氮基因方面的研究中测得 nif基因的物理间距,矫正了国外关于 nif基因组分为两簇,其间有静止区的论点.在基因工程方面,人工构建的青霉素酰化酶工程菌株,已完成了中间生产试验;预防乙型肝炎的基因工程疫苗正在扩大临床试验;预防仔猪腹泻的基因工程疫苗也在进行扩大试验:还构建了人胰岛素原和人生长激素的基因工程菌.此外还获得了一些抗病的基因工程植株,如抗烟草花叶病毒的烟草,抗枯萎病和黄萎病的棉花、抗除草剂的大豆等,转基因鱼和转基因兔也初获成功.
综上所述,经过30多年艰苦奋斗,中国生物学的科研和教学机构已遍布全国各地,形成了一个包括基础研究和应用研究在内的、门类比较齐全、从整体到生物大分子水平之间的多层次的生物科学体系,拥有一支素质较好、水平较高的生物科学专业队伍,具有一定的科技攻坚能力.在生物资源的调查研究、应用研究、生物学的基础理论探索以及前沿领域研究等方面,均取得了一定的成果,为中国今后生物科学的更大发展奠定了基础.
国家863计划15年主要成就
执行情况和主要进展
(一)项目设置
生物领域共设置三个主题、六个重大项目、十三个专题项目.
1. 三个主题:
863-101 高产、优质、抗逆动植物新品种;
863-102 新型药物、疫苗和基因治疗;
863-103 蛋白质工程.
2. 六个重大项目:
101-Z-16 两系法杂交稻技术;
101-Z-17 抗虫棉花等转基因植物;
102-Z-18 生物技术药物;
102-Z-19 重大疾病相关基因的研究;
102-Z-20 恶性肿瘤等疾病的基因治疗;
102-Z-21 动物乳腺生物反应器.
3. 十三个专题:
101-01 转基因植物;
101-02 分子标记技术在农作物育种中的应用;
101-03 农业重组微生物;
101-04 植物生物技术的应用基础研究;
101-05 动物生物技术;
101-06 农用基因工程生物的中试开发;
102-07 重组疫苗;
102-08 基因工程药物;
102-09 抗体工程;
102-10 人类重大疾病基因分离、克隆、结构和功能研究;
102-11 医药新技术、新方法研究;
102-12 医药生物技术产品的中试开发;
103-13 蛋白质工程.
(二)主要研究进展
实施八六三计划十五年来,在源头创新方面获得了一批具有自主知识产权的新基因、新的表达系统,生物工程药物已从仿制药物进入创制阶段;建立了一系列重要的关键平台技术,动、植物转基因技术已成熟,具备了大规模基因测序和生物芯片、生物信息研究条件;在重要产品开发和产业化方面初具规模,两系杂交稻大面积推广,转基因抗虫棉、抗病小麦等转基因作物迅速发展,18种基因工程药物与疫苗进入市场,一批拥有知识产权的产品正在开发.我国的生物技术由起步进入了蓬勃发展阶段,开始在国民经济中发挥作用.
1、两系法杂交稻技术国际领先 我国两系法杂交水稻的技术已经成熟,已进入快速发展阶段.共育成实用不育系34个,广亲和系26个.24个组合通过品种审定,并在南方各省大面积推广,累计种植5300万亩,增产稻谷25亿公斤以上.超级杂交稻研究取得初步成果,受到党和国家领导人的高度重视.
2、抗虫棉花等转基因植物取得重大突破 我国科学家成功地研制出单价Bt抗虫转基因棉花,并获得了国家专利,我国已成为世界上拥有抗虫棉研制开发整套技术的第二个国家;目前已有4个抗虫转基因棉新品种通过审定,累计推广550万亩,产生的社会与经济效益达7.7亿元.7个抗黄矮病、白粉病和赤霉病的小麦新品种通过品种审定,累计推广种植1448万亩,大大超额完成了原定的目标.
目前农业部基因工程安全委员会批准商品化生产的6种转基因植物中,有5种是八六三计划资助的研究成果.
3、农业重组微生物进展突出 共分离克隆了杀虫、防病、固氮等新基因89个;构建各类工程菌51株,其中5种菌剂获准进入田间试验,6种经安全性评估后进入环境释放,1种水稻联合固氮菌获准进行商品化生产,并在鞍山投产;饲用植酸酶研究完成了中试,并在江西投入生产.
4、基因工程疫苗和药物进入市场 已有18种(其中3种拥有自主知识产权的I类新药)医药生物技术产品投放市场,世界上销售额前十位的生物技术药物,我国已生产8种并投放市场;另有9种药物已完成或正在进行临床试验、9种进入中试和18种处于实验室研究阶段,其中大部分具有自主知识产权;基因工程药物和疫苗的研制已初步实现了由跟踪仿制向创新的转变,以及从实验室研究向产业化的转化.
5、治疗性乙型肝炎疫苗初露端倪 血源乙肝表面抗原-抗体二重复合物作为治疗性疫苗已获特殊临床试验批文,基因工程乙肝表面抗原-抗体二重复合物已完成实验室研究和中试工艺研究,正在申请临床试验.另外,新开展的乙肝表面抗原-抗体-DNA疫苗三重复合物的研究,以小鼠为模型的实验结果证明疗效优于二重复合物,成果也已获中国和国际的专利.
6、人工血液代用品技术成功转让 在完成实验室研究和小试后,又建成中试规模的血源生产基地,现已有连续6批的产品达企业质控标准.研究的工艺路线具有自主知识产权,已申请3项国内发明专利;其技术转让费达1.6亿元人民币,创我国生物技术单项技术转让费最高纪录.
7、初步建立了一批平台技术 研究开发了12种拥有自主知识产权的大肠杆菌、酵母、昆虫细胞等新的基因表达系统和基因表达元件.建立了抗体库和肽库,蛋白质大规模分离纯化,基因定位分离与克隆等一系列技术平台.应用于诊断或导向药物的单抗和单抗衍生物的研究进展顺利,为下一阶段抗体产品的产业化奠定了基础.
8、人类基因组1%测序完成工作框架图 1999年我国作为唯一的发展中国家加入国际公共领域人类基因组测序协作组.并如期完成我国承担的1%任务的工作框架图测定,在国际上引起很大反响.江泽民主席为此发表重要讲话,充分肯定了我国科学家的贡献.目前,人类基因组1%测序任务已进入向完成图阶段的冲刺.
9、微生物基因组测序达到国际先进水平 对虾白斑杆状病毒基因组、痢疾杆菌福氏2A株基因组全序列测定已经完成,钩端螺旋体基因组测序即将完成,其它也进入了组装和拼接阶段.
10、人类遗传资源收集和保护受到重视 在卫生部的支持和协调下,组织全国20多个医学单位和医院、现场,对我国常见的重大疾病展开大规模的现场调查和样品采集.现已收集家系 3059个,DNA(含永生细胞株)样品逾 18,000份.覆盖多种恶性肿瘤、心血管病和其他遗传病.
11、疾病相关基因研究取得突破 遗传病致病基因的研究继发现了神经性耳聋致病基因之后,最近又有两个实验室同时发现了遗传性乳光牙本质即II型牙本质生长不全疾病的致病基因;遗传性汗孔角化症疾病基因被首次精细定位;白血病、恶性肿瘤、心血管病相关基因的定位、克隆获重大进展,克隆近千个新基因.
12、基因治疗进入临床 在高效、靶向性基因导入系统、外源基因导入后的有效调控等关键技术中实现了重大突破,建立了技术平台;5种治疗方案进入临床试验.
13、动物乳腺生物反应器技术基本成熟 构建成了具有我国自主知识产权的以牛αSI casein 和牦牛BLG两种基因为基础的乳腺组织特异性表达载体;建立了显微注射、体细胞克隆、单精注射受精等多种转基因技术体系.组建了4个受体动物专用场.
14、初步形成新兴生物技术产业 在863计划的支持和带动下,已建立了近30个生物技术企业;我国生物技术的产值从1986年的2亿上升到2000年的近200亿;我国大部分高新技术开发区已把生物技术作为重要产业之一,并给予重点支持和扶持.
(三)经济和社会效益分析
推广种植两系杂交水稻、抗虫棉和抗病小麦等,按其累计种植面积所获增产或节支产生的社会效益达37亿元.水稻繁殖、制种的实际收入有7.65亿元,直接利润为1.6亿元以上.
已获新药证书并商品化的基因工程药物、疫苗和单抗产品已有18种以上.据不完全统计,基因工程药物和疫苗的近几年销售额分别为:1996年2.2亿元,97年4.3亿,98年7.2亿,99年的不完全统计,在6亿以上(数据不全).成果转让总金额为13亿元.
在八六三计划的直接支持和辐射下基因工程药物和疫苗产业初具规模,市场占有率不断提高.我国自行研制、由八六三计划生物领域南方产业化基地深圳科兴公司生产的α1b干扰素(商品名“赛若金”),年产值已达3亿人民币,年利润超过6000万元人民币,国内市场占有率达60%以上.拥有自己独立知识产权的人工血液代用品研制取得重大突破,产品具有巨大的市场开发前景.基因工程乙肝疫苗已全面用于我国新生儿童的乙肝计划免疫,取得巨大的社会效益,为提高我国全民族的健康水平发挥了重要作用.
1986年曾对全国生物技术产业进行过调查,那时,现代生物技术处于研究开发初期,只有单克隆抗体诊断试剂、植物组培快繁脱毒种苗等少数产品上市.加上微生物农药等其它新生物技术产品总计产值仅为2亿多元人民币.在八六三计划的带动下,到96年底,我国现代生物技术产品的销售额达到114亿元.到2000年,销售额近200亿元.
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