渔业生物种质资源库的特点功能、设计原则和要求——以国家海洋渔业生物种质资源库为例

                               
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1渔业生物种质资源库的特点和功能
20世纪50年代以来，随着低温冷冻技术的发展，国内外对建立种质库有了更加先进的手段和方法。美国建立了美国西北部鲑鳟鱼类原种冷冻精子库，保存了采自500多尾大鳞大麻哈鱼和150尾虹鳟野生个体的精子，保存精液样品达10000多份。在渔业经济动物基因资源发掘与种质保存方面，我国先后完成了半滑舌鳎、大黄鱼、石斑鱼、牙鲆、牡蛎、对虾等多个经济动物的全基因组测序。1975年，方宗熙率先创建了海带配子体克隆种质库，大型海藻种质资源库由此而来，2006年种质库改建，截至2016年12月，累计采集并鉴定了166个物种的9279份大型海藻样品，保存有海带、裙带菜、卡帕藻、麒麟菜、石莼、江蓠、马尾藻、松藻等26个全球经济性物种的1000余份活体种质，成为国际上种类最丰富、遗传资源量最大的海藻种质资源库。早在1964年，由俄罗斯(苏联)科学院组建的海洋微生物保藏库共收集有海洋微生物样品5000多株，英国国家微生物保藏中心收集有400多株，巴西海洋微藻保藏中心收集有300多株。依托自然资源部第三海洋研究所建设的海洋微生物菌种保藏管理中心(MCCC)成立于2004年，是我国第一个专业海洋微生物菌种保藏机构，设有冷冻真空干燥菌种保藏库、液氮冻结菌种保藏库和超低温冰箱冻结菌种保藏库，目前库藏海洋微生物3.2万株。


渔业生物种质资源库作为农业种质资源保存体系的重要基础设施之一，主要保存经济类、珍稀类、濒危类的水产物种以及其他相关水生生物，保存形式包括分子、细胞、组织、活体及种群样本等。国家海洋渔业生物种质资源库于2020年9月建成投用，包括海洋渔业生物基因资源库、细胞资源库、微生物资源库、活体资源库、群体资源库以及种质资源数据处理中心和大型仪器设备共享中心等“五库二中心”。国家海洋渔业生物种质资源库是国内第一个综合性渔业生物种质资源库建筑实体，也是国家规划的海洋渔业生物种质资源库主库，保存方式主要是活体保存、常温保存、低温保存、数据保存等，保存设施涉及活体养殖系统、标本密集架、低温冰箱(-40～-20℃、超低温冰箱(-80℃)、-80℃自动化样本存储系统、超低温液氮存储(-196℃)、数据处理存储服务器和档案室等，从功能上分区主要包括库区、实验区和辅助用房。
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( C' w( n3 p2 T$ ]' V2设计原则与要求
海洋渔业生物种质资源库的设计以“安全可靠、适度超前、绿色环保”为原则。
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安全可靠

& Y+ m( }4 x# ~: A9 [& `7 R' `! J: ]海洋渔业生物种质资源是自然界经过长期积累而成的，是国家的宝贵财富，作为种质资源库，保障种质资源的安全可靠是重中之重。作为具有重要保藏性的建筑，安全性上需要从抗震、防水、避水、防火、防晒等方面统筹考虑。抗震方面，应按照或高于国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223)确定建筑的抗震设防类别及其抗震设防标准。国家级海洋渔业生物种质资源库综合考虑了各种因素，设为标准设防类(丙类)，该库建设于青岛市市南区，抗震设防烈度为7度(设计基本地震加速度值为0.10g)。防水方面，主要从地下室防水、屋面防水和实验室、库区防水等3个方面重点考虑，保障设备设施免受雨水、地下水和上层漏水侵袭。国家级海洋渔业生物种质资源库内部设置有海水养殖设施以及一些使用海水实验的房间，这些区域均设置有1.5mm厚聚氨酯防水涂膜。避水主要是指数据处理中心、配电室等重要性房间在设计时要避免有水管道穿过(包括空调水)，避免上层房间设置用水点。防火方面主要按照《建筑设计防火规范》(GB50016)进行设计，消防设备设施用电均采用双路供电，近几年消防标准要求越来越高，尤其注意要以最新的规范作为设计依据。
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: I+ G7 B+ `7 S) k种质资源库的核心工作就是保证种质资源保存的可靠性。种质资源库内设置有专业的养殖设施、大量的低温设备及数据处理和计算机存储设备，稳定的循环水处理系统、冷冻保藏系统和数据存储系统是前提和保障，应将冷库、冰箱、样本存储系统、数据处理机房用电定义为一级负荷，建立不停电系统。
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适度超前

种质资源库是一座现代化的设施，它要实现的是后续很长时间的种质保存，在设计时要充分考虑保藏设备的富余容量和配套设施设备的先进性，要从未来的角度把控项目属性。另外，种质资源库作为重大项目从项目谋划到批复，从设计、施工再到投用要经历很长一段时间，这就要求资源库的设计既要兼顾设计时期的历史背景和经济条件，又要兼顾中远期目标情况，做到适度超前。国家海洋渔业生物种质资源库项目由唐启升院士最早提出，从概念形成到落成竣工历时20余年，没有前瞻性的思维和高起点的谋划是无法完成这一标志性设施平台建设的。国家海洋渔业生物种质资源库基于基因、细胞、活体、群体、微生物等方面的研究进展，合理超前提出项目建设中长期目标(10年)———种质资源库保藏量34万份。
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绿色环保

. d/ J$ l8 q4 H; e' J: \( b国家海洋渔业生物种质资源库在设计时首先考虑活体库采用循环水养殖方式，以节约水资源;为避免供气泵的噪声可能对周边居民或办公环境的影响，将供气泵设置在地下一层靠近出口的位置，既解决了噪声问题，同时也保证了供气的洁净度;楼顶设置太阳能系统为活体库养殖用水辅助供热。在此建议，活体库独立建设、独立管理，因其特殊的水环境与其他保存环境有着明显的不同，且有可能对其他保存环境造成不利影响。在库的每层设置废物暂存间，提供废物分类存放容器，加强危废的处置管理。在楼顶设置废气处理装置，保证实验室废气排放符合环保要求。设计“污废”分流系统，从根源上解决实验废水与普通污水混排的风险，实验废水经处理后达标排放，避免环保风险。
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