福建省动物学学科发展研究报告

2011-08-30 03:26:33福建省动物学会
海峡科学 2011年1期
关键词:动物学动物学科

福建省动物学会



福建省动物学学科发展研究报告

福建省动物学会

1 引言

动物学是一门具多分支学科的基础科学,不仅学科本身的理论研究内容广博,与农、林、牧、渔、医、工等多方面的实践也有密不可分的关系。纷纭多彩的动物界不仅为人类的衣、食、住、行提供了宝贵资源,也为美化人们的生活、满足人们精神生活的需要提供了丰富内容。

动物学既是古老的学科,开始于人类生产劳动过程中的知识积累;又是现代的学科,拥有完整的具有现代科学技术特征的整个科学体系,是在人们生产实践过程中不断地从单一的形态学、分类学逐渐发展为具有众多分支学科的综合性科学,是集基础理论研究与应用实践为一体的综合性科学,由基础科学、应用基础科学、技术科学和应用科学组成。

传统的动物学分支有动物形态学、动物分类学、动物生理学、动物生态学等。以研究对象划分,动物学可分为无脊椎动物学、脊椎动物学、寄生虫学、昆虫学、鸟类学、哺乳动物学等;按研究的内容又可划分为动物解剖学、动物组织与胚胎学、动物生理学、动物生物化学、动物细胞学、动物遗传学、动物生态学、动物分子生物学、动物病理学、动物药理学、动物毒理学等学科内容。近年来,随着科学技术的发展,动物学科的研究已扩展和延伸到许多新领域。

福建省动物科学研究历史悠久。许多国内外著名的动物学学者包括秉志、伍献文、郑作新、唐仲璋、唐崇惕、陈宜瑜等院士和郑重、张松踪、丁汉波等为我省动物科学的建设与发展奠定了良好的基础。经过几代人的努力,福建省动物学学科取得了丰硕成果,极大地推动了动物学科学的发展,在国内外享有盛誉。

为了深入贯彻落实全国科技大会和《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020)》精神,推进海峡西岸经济区现代农业发展,促进自然科学发展,发挥学会在引导学科发展研究中应有的作用,在福建省科学技术协会的领导和支持下,我学会组织一批专家、教授,在调查、文献研究和探讨基础上,撰写出福建省动物学学科发展报告。客观、全面地分析了我省动物学学科体系建设现状、学科发展现状和问题。结合省情,提出了今后我省动物科学发展的关键问题与研究重点,以科学发展观为指导,提出了促进福建省动物学学科进一步发展的目标与对策。

2 学科体系建设现状

2.1 机构与队伍建设现状

目前福建省动物科学的研究机构主要分布在福州、厦门和泉州等若干高等院校和科研院所。

厦门大学生命科学学院是我省动物学研究最主要和最权威的机构之一。近几年,学院大力引进高级人才,积极就地培养学科带头人,建立课题组管理体制,优化教学科研团队。先后获国家首批动物学博士授权点(1981)、教育部寄生动物研究室(1984)、国家首批动物学重点学科(1987)、动物学长江学者奖励计划特聘教授岗位(1999);建有国家理科基础科学研究和教学人才生物学培养基地(1993,重要力量),国家生命科学与技术人才生物学培养基地(2002,重要力量)。目前已建立了一支学术水平较高、总规模为40人的专任教师队伍,其中,教授19人,副教授15人,博士生导师15人,中国科学院院士1名,长江学者特聘教授2人,国家杰出青年基金获得者2人,国家级教学名师1人、跨(新)世纪人才4人。2004年,与新加坡国立大学联合建立了“生命科学开放实验室”。同时,在首批“高等学校学科创新引智计划”建设项目(简称“111计划”)基础上,通过团队引智的方式,先后有10名海外学术骨干与厦门大学开展合作研究及联合培养研究生,有2名教师和5名研究生到新加坡开展合作研究并取得良好的进展;通过学术会议、短期访问、学者交流等活动,取得了提高双方在动物科学领域的研究水平和人才培养能力,创造了双赢的局面。此外,厦门大学还与美国、加拿大、挪威、瑞典、日本等国外著名研究机构有密切的学术交流与互访工作,为人才培养提供了浓厚的学术氛围,为学生的科研起飞提供了大量的思路。

福建师范大学生命科学学院拥有百年辉煌的历史,现已建立起较为完整的生命科学学科体系,为我国生命科学领域造就了一批杰出人才,是我省动物科学研究的中坚力量。学院现有专任教师80人,其中动物学专业的教授11人、副教授14人;具有博士学位12人;闽江学者特聘教授1人,外籍专家1人。拥有“动物学”博士学位二级学科授权点,“生物学”理学硕士学位一级学科授权点(含有12个二级学科)。学院现拥有“福建省发育与神经生物学重点实验室”和“发育生物学”、“资源与环境学”等省级重点学科。集美大学水产学院现有专任教师85人,其中教授、研究员16人,副教授33人;具有博士学位的教师50人,硕士学位21人;在职攻读博士学位的教师10人,留学归国人员20多人。享受国务院政府特殊津贴专家4人,全国师德之星1人,全国先进工作者1人,农业部有突出贡献中青年专家2人,入选国家级百千万人才工程1人,入选省级百千万人才工程6人,入选福建省高等教育学校新世纪优秀人才支持计划4人、福建省青年“五四”奖章1人,厦门市拔尖人才1人,厦门市“五一”劳动奖章1人。泉州师范学院从事生物学教学与科研的专职教师共27人,其中与动物学相关的教师有13,其中教授3人,副教授3人,高级实验师2人,高级工程师1人,讲师3人,助教1人,高级职称占69.2%,具博士学位者6人,占46.2%,具硕士学位者3人,占23.1%,已经形成一支年轻,富有朝气的动物学教学、科研队伍。

此外,福建农林大学、福建医科大学、龙岩学院、宁德师范学院、漳州师范学院等高校以及国家海洋局第三海洋研究所、福建农科院、福建省水产研究所、福建省淡水所等还拥有许多动物学的专任教师和研究人员。

2.2 基础设施建设现状

厦门大学利用动物学学科建设资金和“211工程”二期、“985工程”二期建设资金建设公共平台,已经购置3250万元的大中型仪器,建设高水准转基因SPF动物中心。平台建设的大中型仪器设备由学院分析测试中心统一管理,实施仪器管理责任到位、保养到位和服务到位的岗位责任制。公共平台建设面积共350平方米,配备有许多本学科研究的先进仪器,如大型液质联用仪、纳升级液相色谱仪、多肽合成仪、双向凝胶电泳分离系统、蛋白质鉴定和检索分析软件、共聚焦显微镜、流式细胞仪、200KV透射电子显微镜、电感藕合等离子体质谱仪、微波消化系统、显微基因注射仪、倒置和正置荧光显微镜、制备型液相色谱仪、气相色谱仪、各类超速/高速离心机、冷冻离心机、定量PCR扩增仪、梯度PCR扩增仪、基因序列分析仪、凝胶扫描系统、荧光分光光度仪、化学发光仪、各类PCR扩增仪、二氧化碳培养箱和电泳仪等。

厦门大学动物学教学基础条件的建设以建设“国家理科生物学人才培养基地”和“国家生命科学与技术人才培养基地”为契机,充分利用国家理科基地人才培养基金建设教学实验室,加强学生技能和综合素质的培养。教学实验室的设备总价值从2001年的150多万元,增加到目前的1700多万元。实验教学中心根据国家生物学本科生实验教学示范中心标准,规划实验室建设,对全院实验教学用房统一管理调配,完善“本科生创新开放性实验室”建设,提高实验室的开放度,达到资源共享与合理使用。根据实验室管理的需要,定编定岗,建立岗位责任制,提高服务质量和管理水平。2006年,厦门大学生命科学实验教学中心被教育部列入国家级实验教学示范中心建设项目。2003年投入经费96万元,在南靖县和溪镇建立南亚热带雨林自然保护区实习基地、购买和装修一幢三层1448 m2楼房,作为动物学、生态学等专业实习基地的住房和实验室,提供稳定的野外实习基地,为学生生产实习创造优越的实习环境条件。厦门大学动物标本馆建于1922年,迄今收藏有1000多种国内外较珍贵的动物标本,是省、市科普教育基地,也是教学实习基地之一。2002年投入28万元扩建海洋动物标本馆,制作动物标本橱及添置除湿设备等,解决动物标本的存放和保护问题;增添部分珍贵标本,并为学生自制标本提供展位,既丰富了动物标本馆内容,又为学生现场教学和教学实习提供良好条件。

福建师范大学生命科学学院经近百年的发展,实验室的建设和实验教学不断加强。2006年省教育厅正式批准在该学院成立福建省生物学实验教学示范中心,建立起了融显微和亚显微观察技术、大分子分离纯化技术、分子生物学和基因工程技术、生物化工技术、宏观生物学技术、细胞与遗传学为一体的开放性基础实验室。实验中心总面积达5450多平方米,拥有大批先进的实验配套设备,如体视荧光显微镜、高速冷冻离心机、双光束紫外/可见分光光度计、梯度PCR仪、三目相差荧光显微镜、凝胶成像系统、生理信号采集处理系统、超低温冰箱等。这些先进设备极大改善了中心的实验条件,为动物学的深入研究奠定了良好基础。福建师范大学动物标本馆创建于1940年,馆藏标本约5万多号,近3000种。拥有华南虎、朱鹮等90多种国家一、二级重点保护的珍贵种类,1999年被福建省批准为第一批省科普教育基地,她不仅是教学和科研的无价之宝,也是进行社会主义精神文明建设和对外学术交流的一个重要窗口。

集美大学水产学院是我省唯一的一所水产动物高等院校,设有水产养殖学、海洋渔业科学与技术、动物科学和动植物检疫等4个本科专业。目前,学院拥有国家级坛紫菜科技特派员创业链(基地)、鳗鲡现代渔业技术教育部工程研究中心(建设中)、福建省高校水产科学技术与食品安全重点实验室、福建省水产病害防治研究中心、福建省水产学研究生创新基地,福建省坛紫菜种质资源库,厦门市饲料安全与检测重点实验室、集美大学水域环境与渔业资源监测中心,水产试验场和16个校外产、学、研基地;拥有专业实验室2500多平方米,学校共投入2500多万元用于实验室建设。现拥有万元以上仪器设备180多台,仪器设备值合计2500多万元。泉州师范学院自2004年接受教育部本科教学工作水平评估以来,逐步加大了对生物学基础设施的投入力度,尤其是2009年实施硕士点立项建设和服务海西建设以来,加强实验室的建设与管理,对生物学科建设的投入显著增加,基本形成了上下贯通、横向协调、运转高效、保障有力的生物学科基础设施网络。1988年以来,累计投入生物学科基础设施600多万元,建设了38个实验室,面积达3860平方米。其中1个省级重点实验室,1个生物综合研究公共平台。

此外,福建农林大学、福建医科大学、龙岩学院、宁德师范学院、漳州师范学院等高校以及国家海洋局第三海洋研究所、福建农科院、福建省水产研究所、福建省淡水所、福建省海洋研究所等科研机构拥有许多较完善和各具特色的研究设施。

2.3 学科人才培养与教育现状

福建省动物科学采取了多层次、多方位的人才培养模式,目前已形成比较完整的动物学人才培养与教育体系。

厦门大学生命科学学院设有生物学一级学科博士点、生物学博士后流动站、国家生物学理科基础科学研究与教学人才培养基地、国家生命科学与技术人才培养基地、生命科学国家级实验教学示范中心等。生物学一级学科博士点涵盖动物学、植物学、微生物学、细胞生物学、生物化学与分子生物学、生态学、水生生物学等博士学科点和硕士学科点。本科专业包括生物科学、生物技术、生态学,每年招收本科生为150~160人。2009年,本学科点博士生招生规模为9人,硕士生招生规模为24人。

福建师范大学生命科学学院涵盖了对本科生、全日制硕士研究生、博士研究生的人才培养,具有动物学博士点和生物学一级硕士点,在生物学一级硕士点中,包括有动物学、水产动物学、发育生物学、神经生物学、寄生虫学等多个二级学科点。动物学教学成为国家级精品示范中心点和福建省“211工程”重点建设学科。集美大学水产学院目前已形成比较完整的水产养殖人才培养与教育体系。涵盖有专科、本科生、全日制硕士研究生、农业(渔业领域)推广硕士研究生的培养。学院的水产养殖学自1972年在水产学院开始本科招生以来,一直是福建省唯一的一所水产高等院校。2004年水产养殖被确定为省级重点学科。2009年水产养殖学专业成为省级特色建设点。水产养殖学教学团队被评为省级教学团队。目前在校本科生642人,2005年~2009年共培养学士831名。2003年水产养殖学以100分的优异成绩获得教育部硕士学位授权,现有水产养殖学和渔业资源学两个二级学科硕士点,覆盖水产一级学科下三分之二的二级学科。一个渔业领域农业推广硕士学位授权点。2004年~2009年已招收研究生126名,2007-2009年共培养硕士47名。2007年被批准为农业推广硕士专业学位(渔业领域)培养单位,目前在校生29名。泉州师范学院自1986年开始招收生物学教育专科学生,2000年升格为本科,2006年开始招收生物技术专业学生,2001年~2006年,已培养学士412名。目前在校生600多人。2004年~2009年,每年大约有10%的学生考取硕士研究生,其中有不少考进985重点高校的硕士研究生,如厦门大学、华东师范大学等。

3 学科发展现状与主要成果

通过“十五”期间的建设,我省动物学学科有了长足的发展,科研经费不断增加。2009年,厦门大学动物学学科纵向经费(1800万元)与2001年(100万元)相比增加18倍;横向科研经费620万元与2001年(63万元)相比增加近10倍。纵向科研经费当中包括国家自然科学基金的杰出青年基金、国家基金重点项目、“863”、“973”项目以及教育部科技重点项目、教育部跨世纪人才项目、国家自然科学基金面上项目、福建省自然科学基金重点项目、福建省自然科学基金面上项目、厦门市科技项目等多项。福建师范大学动物学学科在近五年获得了包括了“863”项目、国家重点攻关项目、“973”项目子课题、国家自然科学基金、省部级重大专项、重大和重点科技项目五十多项,纵向科研经费达近3500万元。近几年来,集美大学动物学和水产科学承担了包括国家863项目、973计划子课题1项、国家支撑计划项目1项、国家自然科学基金项目、福建省科技重大项目、重大专项项目、重点项目和公益性行业科研专项等众多研究课题,合计研究经费超5000万元。

本学科发表的学术论文也在逐年增长。厦门大学动物学领域的SCI论文数量从2001年的3篇到2009年的60余篇,其中影响因子5.0以上的高水平SCI论文达7篇;长江学者韩家淮教授带领的课题组2005年在《Nature Immnology》(IF:27.011)学术期刊上发表高水平论文,2009年在《Science》学术期刊上发表高水平论文。福建师范大学生命科学学院近5年来发表论文400多篇,其中被SCI、EI收录的高级别论文达38篇。

我省动物学学科师资和研究队伍的规模有较大的发展,结构进一步优化,层次和水平得到很大的提升,涌现出一批学术上的领军人物和在国内外具有较大影响的中青年学科带头人及若干优秀创新团队,一大批青年骨干教师迅速成长起来,师资队伍的整体素质有了很大的提高,学科的核心竞争力得到明显增强,在许多研究领域取得了全面的发展。

3.1 动物寄生与防治

本方向学术带头人厦门大学唐崇惕院士,在人畜(兽)共患的寄生虫病病原生物学、流行病学、分子生物学、免疫学及模式生物等方面科学研究获得突破性研究进展,完成国家基金重点项目“内蒙东部地区各种棘球蚴病病原生态学及流行病学的研究”等,在Parasitology、Journal of Parasitology等刊物上发表研究论文多篇,编写出版“中国吸虫学”,“我国西部地区人畜兽共患蠕虫病病原生物学和流行学的调查研究”项目获得教育部提名国家科学技术奖二等奖,“松材线虫早期诊断检测管的研制与应用”项目获得教育部提名国家技术发明一等奖,部分研究成果在国际同行研究领域中处于领先地位。福建师范大学在本领域的研究是以寄生虫感染和传播的分子机制研究以及诊断和防制策略开发为核心内容。阐明重要病原生存的分子基础及其入侵宿主的分子机理,为寄生虫感染提供简便快速准确的诊断方法,为预防疫苗和治疗药物的研发奠定基础。目前在原虫感染的免疫诊断、病媒蜱生存的分子基础、海水经济鱼类养殖中危害严重的“白点病”的病原-刺激隐核虫的分子生物学方面取得了相当的进展,已克隆了数百个功能基因,这些基因的功能研究将为相关寄生虫的防制提供重要的科学依据。

3.2 动物生殖与发育

厦门大学开展了哺乳动物胚胎发育与胚胎着床的分子机理的研究,建立了斑马鱼模式动物中心,研究Wnt、P38和TOR等通道相关的蛋白及其突变体对动物体早期发育的影响,探讨动物胚胎发育、组织器官发育、细胞生长、基因表达的分子调控机制等,在发表研究论文及科学研究水平等方面达到国际领先地位。福建师范大学在动物器官发育的分子机制研究上形成了特色和优势。在探讨器官早期发育的研究中,揭示上皮与间充质组织之间相互作用时有关生长因子的作用,了解导致器官发育的有关分子机制,开展了人类牙齿再生的系统研究,建立了人类牙胚组织在裸鼠中的发育体系,对利用人类骨髓基质干细胞、胚胎干细胞和角质细胞干细胞进行牙齿再生的工作正在进行之中,取得良好的进展。研究工作处于国际和国内领先的地位,研究中所涉及到的一整套技术在国际上处于领先的地位。

3.3 动物生态与进化

3.4 动物生理与生化

厦门大学在海洋动物功能酶、海兔中枢神经系统蛋白质组学、肺癌和肝癌快速诊断的多肽标记物蛋白质组技术、免疫性蛋白质的蛋白质组学和基因组学研究等方面进行了系统研究。研究成果获得省部级科技进步二,三等奖3项,在Proteomics、Journal of Proteome Research等刊物发表研究论文多篇,部分研究成果已在国际同行研究领域中产生一定的影响力。

3.5 细胞信号传导的研究

本方向学术带头人林圣彩教授和韩家淮教授,揭示肿瘤坏死因子(TNF)诱导细胞凋亡或坏死(Necrosis)的新调节基因、Axin在Wnt和JNK信号转导途径中不同的蛋白质复合体的形成因素与机理、蛋白质的结构基础及其生物学功能等。相关研究水平处于国际领先地位,并在Science、Nature Cell Biology、Nature Immunology、Journal of Cell Science、Journal of Biological Chemistry等杂志上发表研究论文20多篇。

3.6 水产动物的养殖及相关技术

水产养殖是我省集美大学水产学院在长期科研工作中逐步形成的较稳定的研究方向,包括水产动物的规模化养殖、水产动物遗传育种与生物技术、水产病害防治、水产动物营养与饲料、渔业资源与环境、水产品加工与贮藏技术等许多研究领域。从细胞遗传学、生化遗传学、数量遗传学、群体遗传学、分子遗传学和分子育种学等诸多分支学科开展了大黄鱼、真鲷等十余种经济鱼类的人工繁育和养殖技术的研究,其成果部分达到国内先进水平,大大促进了我国及福建省鱼类养殖业的发展。近年来,在九孔鲍、杂色鲍、日本对虾等福建省优势养殖种类养殖等研究方面,也取得可喜成果,为鲍鱼工厂化养殖做出积极贡献,取得显著的经济效益、社会效益和生态效益。福建师范大学生命科学学院在福建名特优新种类西施舌和其它重要经济贝类、甲壳类的繁育研究、染色体工程和天然产物代谢研究、养殖示范及推广方面取得重大突破,多项研究成果处于国内领先水平。

3.7 动物分子生物学与神经生物学

泉州师范大学主要以模式生物蜜蜂为对象,筛选具有潜在商业价值的基因,并对其功能进行研究。在国内率先建立了蜜蜂转基因技术体系,成功地将绿色荧光蛋白基因导入胚胎并获得表达,在转录水平上得到检测验证,完成国家自然科学基金项目“蜜蜂Ammarl转基因技术体系的建立及应用”,这些工作得到了本领域国内同行专家的肯定。在该领域的研究已处于国内领先地位。铁代谢调控机制的研究也取得重要进展,已在果蝇中发现参与铁代谢的新蛋白,目前正就这一新的发现深入研究。该研究成果将有助于了解细胞周期调控、细胞增殖、发育、分化、衰老、凋亡、免疫反应、贫血、老年痴呆症的机制。福建师范大学组织工程材料方向围绕基因重组蛛丝蛋白作为新型生物材料的研究,以系统性的工作奠定了重组蛛丝蛋白作为组织工程新材料独特的研究,相关研究成果达到国际先进水平;在哺乳动物感觉的传导和调控机制研究方面,紧跟世界最新发展趋势,开展了新近发现的哺乳动物受体Mrg的功能,在世界上率先报导Mrg对疼痛信号的发生、传递以及阿片耐受有独特的调制作用,目前还继续开展“5-羟色胺2A受体是介导疼痛的关键因素”的系列理论研究,这些研究成果处于国际领先水平。

3.8 动物学教学

福建省各高校充分认识教学工作的重要性,从政策、经费和实验室建设等方面加强教学改革与建设,注重处理好新形势下规模与质量、发展与投入、教学与科研、改革与建设的关系,由此提高人才质量。定期召开教学工作会议,及时研究解决教学工作中的新情况、新问题,不断推进观念创新、制度创新和工作创新,将教学工作提高到一个新水平。下面就厦门大学生命科学学院的动物学教学做一专门介绍。

厦门大学在国内较早开设《动物生物学》基础课,该课程被列入教育部颁布的生物学基础课程体系中,被教育部选择列入“基地”创名牌课程建设和国家级精品课程建设,表明本课程体系的改革思路符合学科发展规律。在挑选使用国内外优秀教材的同时,鼓励教师结合学科新成果编写教材,本学科先后出版了《华南地区常见动植物图鉴》(方文珍主编,2010,高等教育出版社)、《中国红树林区鸟类》(陈小麟等参编,科学出版社,2010)、《生态学》(李振基,陈小麟等主编,2007年,科学出版社)、《中国吸虫学》(唐崇惕,唐仲璋主编,2005年,福建科学技术出版社)、《动物生物学》(陈小麟主编,2005年,高等教育出版社)等教材,在人才培养过程中发挥了重要作用。实验教学体系改革和实践在国内高校中形成明显特色。模拟科研方式组织教学,以技术和方法为主线构建实验内容模块,弥补传统实验教学的诸多不足,强化了学生综合素质培养,取得了显著成效,培养了一批实验技能强、科研素质高的人才,对全国其它高校同类教改起到了很好的示范作用,成果达到国内领先水平,2005年获得国家级教学成果一等奖。2006年,获得“生命科学国家级实验教学示范中心”。

2009年,厦门大学《依托学科优势的生物科学专业改革与实践》获第六届高等教育国家级教学成果奖二等奖,该项目依托优势学科进行生物科学专业教学进行改革与实践,针对本科生人才培养普遍存在的“学科优势难以发挥人才培养作用”以及“重理论-轻实践、重知识-轻能力、重科研-轻教学、重教师-轻学生、重传统-轻改革”问题,结合“国家理科人才培养基地”生物科学专业的“基础人才”培养目标,依托厦门大学生物学学科建设具有理念先进、人才雄厚、平台先进、学术活跃、成果丰硕等优势,从管理体制,教学体系、教学方式等多方位进行改革和实践,建立了一套依托学科优势资源的多层次学生创新能力人才培养体系,发挥学科优势资源的人才培养作用,促进了科研与教学的相互结合,提高了学生创新能力,学生科研成果丰硕,培养出一批基础扎实、专业技能全面、科学思维活跃、有理想、有创新意识、有特色的生物科学专业基础人才,在我国生命科学教育中起着明显的示范和辐射作用。

4 学科发展存在的不足

4.1 目前本学科建设中存在的主要问题

4.1.1科技队伍总体规模偏小

本学科的学术队伍知识结构、年龄结构及专业技术职务结构均较合理,但是学术造诣较深、在国内同行中有较大影响力的学术带头人偏少。科技队伍总体规模仍然偏小,人才引进方面还存在制约因素,人才引进规模不够大。缺乏科学大师和战略科学家,部分学科的带头人出现青黄不接的现象;吸引和汇集一流人才的条件不够完善,学术大师和高水平学科带头人的引进力度不够,数量太少。培训机制不够完善,渠道不够畅通,规模偏小,各方面的积极性尚未很好地调动起来;能够独立进行国际学术交流和合作的科技人才比例不够高。

式中:i为年份,j为指标序号,aij为指标数据原始值,bij为标准化值,amax、amin分别为第j指标的最大值和最小值。

4.1.2招生规模小

博硕士生招生规模偏小,限制着高水平学术论文的数量。尽管5年来本学科的博士生招生数和硕士生招生数有了几倍的增长,但是,与先进省份和高校相比,我省的动物学专业博士生和硕士生每年招生数相对较少,这种招生规模偏小制约着科研的深入以及高水平论文等成果的产出。

4.1.3科技投入比重偏低

科技经费投入有待加强,加强科技平台建设,提高学科研究的学术水平。科技平台资源共享不足,公共实验室建设用房不够,无法确保每一台大型仪器设备的高效率使用。特别是高级别的研发平台较少,科研经费不足导致博士生、硕士生进入实验室开展科研工作,制约着科研成果的产出。福建省动物学学科还需要加大投入对我省野生动物进行系统的研究,对现有动物志进行修撰,发挥我省老一辈动物学家的优势,使该研究领域达到国内应有的先进水平。

4.1.4产学研结合不够紧密

“产学研”结合的根本意义在于面向市场,面向经济和社会进步的主战场。但我省动物学科一方面服务当地经济的意识不强,另一方面具有自主知识产权的核心技术较少,不能直接为经济生产服务。

4.2 不足的主要原因和改进措施

加大经费投入,加强科技平台建设,扩大科技队伍总体规模,加强团队建设,提高学科竞争力。争取科研经费,适当扩大本学科的博士生招生规模,获得更多的科研成果。

5 学科发展趋势、技术需求与主要研究内容

5.1 学科发展趋势

动物学是生命科学领域的经典学科,科技进步为其发展带来了新的活力。现代动物生物学正向微观和宏观两个方向发展,不断深入揭示生命本质以及生命体与环境的复杂的相互关系的规律,为资源保护、持续利用和治理害源等提供基础理论和方法;同时与生物技术相结合,按人类的需要改造和创造优良的生物品种和生产基因工程产品。数学、化学、物理学、海洋学等学科的新成就都对该学科的发展产生巨大的推动作用。

5.1.1动物多样性研究

生物多样性是人类赖以生存和社会可持续发展的物质基础之一。随着人类活动对环境影响的不断加剧,以及人类的不合理利用生物资源,20世纪以来,物种灭绝的速度加快,生物多样性不断下降,保护生物多样性因此成为迫在眉睫的问题。1992年在巴西举行的联合国环发大会,包括中国在内的153个国家共同签署《生物多样性公约》。中国政府十分重视保护生物多样性,1993年发布《中国生物多样性保护行动计划》;1994年《中国21世纪议程—中国21世纪环境与发展白皮书》也将生物多样性保护作为优先项目,强调合理利用资源、保护生态环境是我国可持续发展战略的基本保证。由于生物多样性的丧失将影响社会的可持续发展,生物多样性保护不仅能对当代产生最大的持续利益,而且还有利于造福子孙后代,因此,开展生物多样性研究和保护已经成为各级政府部门及社会各界有识之士共同关注的主要问题。

5.1.2野生动物保护生物学

动物保护的核心内容在于动物繁殖及其栖息地的保护。繁殖成功率决定着动物种群数量的增长或下降,而繁殖成功率的高低又受自然因素和人为因素的影响,因此,繁殖成功率和繁殖生态历来是种群生物学和保护生物学的主要研究内容;繁殖群大小,主要取决于营巢地的有限性和其食物可获得性的影响,同时也受其它物种繁殖竞争(食物和巢地)的影响,了解动物营巢地和觅食地的自然环境特性,分析动物营巢地和觅食地选择的关键环境因素,测定动物的食性,有利于了解动物繁殖的生态需求,探讨动物繁殖与环境的关系。许多学者指出,动物的研究仍需进一步深入,尤其是区域性重要繁殖群结构和繁殖生态学的研究和长期监测,以便保护繁殖群,掌握种群动态,进而才能有效地管理和保护动物。

5.1.3动物毒理学

由于工业以及日常生活中的污染物超量排放,大量污染物进入环境,并通过径流作用积累在水域生态系统中。一些非降解性的污染物在水生生物体内积累,通过生物之间的营养关系在食物链上传递,并且经过食物链的生物富集作用,在顶级捕食动物体内呈现较高的浓度,污染物在此过程中对食物链各个营养级的生物产生不同程度的毒理学效应,从而对生态系统的生物多样性和稳定性构成巨大威胁,因此,动物毒理学的研究对环境污染防治和生物生态保护具有重要的意义。在生态系统中,动物是食物链的顶级捕食者, 由于顶级捕食动物体内的重金属水平可以揭示这些非降解性污染物在生态系统中转移的过程,因此对处于较高营养级的顶级捕食者体内重金属富集特征研究逐渐受到重视,国内外许多学者将其作为环境的指示生物,用于环境污染物的生物监测。

5.1.4 DNA条码与重要动物物种的分子鉴定

DNA条码(DNA Barcode)的概念由加拿大分类学家于2003年首次提出,是指通过生物样本的一段标准化的简短基因片段上的序列多样性,进行物种或者新物种鉴定的分子生物学新技术。DNA条码的核苷酸序列是数字化的形式,对于多数标本,DNA条码文库将能够实现完全自动化的物种识别。相对于利用形态学手段进行物种鉴定和分类的复杂性和低效性,DNA条码技术简单,实现标准化后具有客观准确的特点,进行分类的工作人员不需要具备专业的分类学知识,减少了对传统分类学人力和物力的需求,这对于分类学家缺乏的发展中国家更加有益,将有利于加快物种鉴定和识别的速度,促进人类监测、了解以及利用生物多样性的能力。近5年来,DNA条码已经成为国际上物种鉴定和生物多样性研究的热点,2009年,由25个国家超过100位科学家的合作与支持的“生物条形码国际计划(International Barcode of Life, IBOL)已经正式启动。中国科学院和科技部分别于2008年9月启动了“生物条码国际计划——中国项目预研”和“重要生物DNA条码系统构建”项目。

5.1.5动物种群遗传多样性

遗传多样性决定着生物的发育、形态、生理、生化等各个方面的变异,也决定着生物的生态特性及其对环境变化的适应能力和进化潜力,因此,遗传多样性与物种保护一直受到众多学者的关注。研究表明,濒危动物由于种群数量少而容易产生瓶颈效应(bottleneck),即由于近亲繁殖而降低遗传多样性,导致疾病抵抗力、免疫力下降,对气候和栖息地改变的环境适应力低下,限制着种群数量的生长,甚至容易发生灭绝。动物种群遗传多样性研究有助于从遗传多样性方面探讨濒危动物的受危机制,探讨影响濒危动物遗传多样性的生物学机制,并且能够获得国内外缺乏的濒危动物遗传多样性数据。

5.1.6具有地方特色的经济动物的研究

我省是海洋大省,包括淡水经济鱼类、海洋经济鱼类、贝类及其它海洋经济动物等的研究与开发是我省需要加强的内容。从现代分子生物学与生物技术手段入手,深入开展经济动物基础生物学研究、水产食品安全研究、水产品综合利用,并力争转化到企业的实际生产中,为我省的相关企业创造了可观的经济效益和社会效益。

5.2 技术需求与主要研究内容

5.2.1 DNA条码技术

建立从各种形式的样本(如脱落羽毛、骨髓、粪便和馆藏标本)中提取DNA和扩增DNA条码片段的技术。利用通用引物和自己设计的引物进行DNA条码片段的PCR扩增和测序;然后,对数据进行比对和分析,确定各个物种序列比对的标准。在国内外首先获得福建省重要动物的有关DNA条码,探讨分布在福建省境内的国家重点保护动物以及动物模式种是否存在新种或隐存种。该工作的开展不仅有利于获得福建省重要动物DNA条码数据,为我国刚启动的动物物种DNA条码系统构建提供不可缺少的素材,而且,对于福建省动物的分子生物学分类鉴定、分子生态学和遗传多样性研究都具有重要意义。

5.2.2动物遗传多样性的研究方法

采用微卫星分子标记、线粒体控制区序列分子标记和AFLP分子标记三种技术,分析其核酸多样性和基因型多样性。微卫星分子标记的灵敏度能够检测到细微的遗传差异,其反映的遗传多样性为等位基因由于重复序列的重复次数不同而表现出的多态性。微卫星技术根据信息量好的微卫星位点具有较高DNA等位基因多态性的特点,从基因组中筛选微卫星引物,对各个种群不同个体的DNA进行PCR扩增,分析等位基因多态性,了解高遗传相似性种群内的遗传多样性现状及差异。

线粒体DNA控制区为母性遗传,其控制区在整个线粒体DNA中进化速率最快。线粒体控制区序列分子标记技术通过设计引物扩增DNA控制区后,进行测序和序列比对分析,了解不同种群的遗传变异。该技术利用AMOVA分析,也可用于探讨不同地方种群是否存在种群分化和基因交流,以及分析种群基因多样性现状是否由于经历瓶颈效应而发生改变。

AFLP分子标记根据酶切位点碱基突变的原理,利用PCR扩增条带的有或无反映出不同种群的总DNA遗传多样性。该技术利用购买的AFLP试剂盒筛选较好的引物组合,然后利用这些引物对各个种群的不同个体进行PCR扩增后,通过扩增条带的多态性反映个体之间的基因组遗传差异。

5.2.3水产养殖技术的研究与开发

我省有许多具地方特色的经济动物,特别是经济水产动物的养殖与开发,对我省的经济发展将具有极大的推动作用。因此,水产养殖技术的研究与开发、水产生物遗传育种与生物技术的研究与开发、水产病害防治技术的研究与开发、水产动物营养与饲料的研究与开发、渔业资源与环境的研究、水产品加工与贮藏工程的研究与开发等也是我省动物学科技工作者所面对的主要研究内容。

6 学科发展的建议

6.1 加强学科基础设施建设

依据我省动物学学科的基础和优势特色,建立若干个从事动物学、环境科学、海洋科学等多学科交叉使用的科研平台,在分子、亚细胞、细胞、个体、群体的各个层次上,开展动物学关键技术、动物资源保护及基础科学的研究,带动有关学科的发展和学术水平的大幅度提高,发挥现有研究方向的优势,利用平台产出大量高水平的工作,使这些平台成为一个标志性科研基地,成为我国,特别是南方的动物学相关学科重要研究中心,大力加强具有亚热带滨海地区特色的海洋、亚热带动物生物学的研究,使我省成为国际上亚热带滨海地区动物生物学领域有影响的研究机构,为畜牧业、渔业、医药、环境等有关领域的研究和生产实践提供理论基础和技术支撑,力争主要研究成果达到国内领先,并在国际上有一定影响。

6.2 加强学科人才培养与整合

人才在经济、科技和教育事业的发展中、在综合国力和我省动物学学科发展综合实力的竞争中起着重要的作用。今后,应该进一步实施高层次创造性人才计划,加大高层次人才队伍的引进和培养力度,扩大人才队伍规模,优化人才队伍结构,创建若干个创新性研究群体;加强学科交叉,促进学科交叉、培育新的生长点,抢占制高点,使我省动物学学科进入国家创新体系;由此提高科研队伍整体素质,实现我省动物学学科人才队伍规模和层次的跨越式发展。为实现这一目标,应该采取了各种强有力的措施,投入巨额经费,搭建高水平的学科平台,加强软硬件建设,实施“高层次创造性人才计划”,出台优惠政策,加大高层次人才的引进和培养力度,提升学科人才队伍层次和核心竞争力。同时,采取切实有效措施,进一步优化教师队伍结构,加强青年骨干培养,带动人才队伍整体素质提升。

6.3 加大学科关键技术攻关研究

学科关键技术攻关研究,有利于自主创新能力显著增强,科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强,为全面建设小康社会提供强有力的支撑。基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强,取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果,是进入创新型国家行列的基础。

学科关键技术攻关研究,一是立足于我国国情和需求,结合我省实际,确定若干重点领域,突破一批重大关键技术,全面提升科技支撑能力;二是瞄准国家战略目标,实施重大专项实现跨越式发展,填补国家战略空白;三是应对未来挑战,超前部署前沿技术和基础研究,提高持续创新能力,引领经济社会发展。

学科关键技术攻关研究应该包括前沿技术、基础科学问题和重大科学研究,特别应该重视交叉学科研究。一是把发展动物资源保护技术放在优先位置,下决心解决制约经济社会发展的重大瓶颈问题;二是把动物生物技术作为未来高技术产业迎头赶上的重点,加强生物技术在农业、人口与健康等领域的应用;三是加快发展海洋技术,拓展生存与发展空间;四是加强基础科学和前沿技术研究。

课题组成员:

1、陈寅山,福建师范大学生命科学学院教授。

2、陈小麟,厦门大学生命科学学院教授。

3、王艺磊,集美大学水产学院教授。

4、戴聪杰,泉州师范学院教授。

5、方文珍,厦门大学生命科学学院教授。

6、耿宝荣,福建师范大学生命科学学院教授。

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