生物多样性构建了人类生存和发展的基础,关乎人类福祉和国家生态安全。海洋是高质量发展的战略要地,海洋生物多样性保护与资源的有序开发利用,是建设海洋强国的重要内容。我实验室海洋生物资源库围绕海洋生物资源保护与开发战略需求,以建设成为面向全球海洋生物种质、基因及天然产物资源保护与开发利用的重大科技基础设施为目标,重点建设海洋生物种质资源库、基因资源库和天然产物资源库,系统提升海洋动物、海洋植物和海洋微生物资源的保藏、研究和开发能力。
日前,海洋生物资源库已完成海洋生物资源自动化保藏管理设施建设,该设施占地面积约800㎡,根据不同类型资源样本保藏需求规划了“深低温—超低温—低温—传代培养”的宽温域自动化保藏库,包括深低温液氮自动保藏库(-196℃)、海洋微生物菌种资源库(-80℃)、海洋生物基因资源库(-80℃)、海洋天然产物初级样本库(4℃)、海洋天然产物单体样本库(4℃)、海洋微藻与大型海藻培养库等,可进行海洋动植物、微生物的种质、基因和天然产物资源样本的自动化保藏,规划总保藏量超过220万份,旨在建设成为全球资源保藏量最大、种类丰富、信息完整的海洋生物资源保藏库。
图1 海洋生物资源样本出入库操作区(上)和深低温自动液氮保藏库(下)
图2 超低温自动化保藏库(包括海洋微生物菌种资源库和海洋生物基因资源库)
图3 低温自动化保藏库(包括海洋天然产物初级样本库和单体样本库)
图4 超低温冰箱保藏库(上)和海洋微藻、大型海藻保藏库(下)
该设施采用自动化存储技术整体解决方案,研制智能样本转运机器人进行样本出入库转运,开发海洋生物样本信息管理系统(Marine Biobank Information Management System,MBIMS)进行样本信息管理,具有以下技术特点:① 自动化:采用三码合一样本管,可实现单管的快速识别与全自动存取;② 智能化:具有样本批量扫描和出入库预约功能,可以自动进行库位碎片整理,实现智能化合理存放,节省存储空间;③ 信息化:借助MBIMS对样本信息进行集成管理、出入库与质控的全流程追踪与回溯。④ 安全性:采用两套机械制冷系统(一用一备)和一套液氮后备制冷系统,通过精确控温和高效除霜,确保样本的安全长效保藏。
图5 智能样本转运机器人执行样本自动出入库
我实验室海洋生物资源自动化保藏管理设施建成后,将对海洋生物个体、基因、产物和环境信息等进行全面保藏,实现信息完整和相互贯通,进一步改善我国海洋生物资源保藏基础设施较缺乏、资源保藏管理工作积累较薄弱等问题,极大地提高了资源样本的标准化、规范化和长效安全保藏能力。海洋生物资源库紧密围绕海洋生物战略和产业需求,建设具有鲜明特色的全球最大的海洋生物资源样本库,将为海洋生命科学前沿研究和战略新兴产业发展提供丰富的基础性资源样本,支撑海洋生物多样性保护,促进资源的科学永续利用。
海洋生物资源库以“共商、共建、共享、共赢”为宗旨,将继续与国内外相关单位深化合作共建,接受全球海洋生物资源样本和信息的委托保藏,构建全球合作网络,推动样本、数据与知识共享。