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2021
大眾報業·半島新聞
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文/圖 半島全媒體記者 王麗平 劉金震 李紅梅

11月18日,中國工程院公布2021年院士增選結果,共選舉產生84位中國工程院院士和20位中國工程院外籍院士。名單顯示,駐青科研院所中有2人當選中國工程院院士,其中,山東省科學院海洋儀器儀表研究所王軍成當選環境與輕紡工程學部院士、中國水產科學研究院黃海水產研究所陳松林當選農業學部院士。
王軍成,長期從事海洋環境監測技術研究與儀器裝備研制,主持國家863計劃項目、軍工科研項目10余項及省部級項目20余項,突破了海洋監測浮標系列關鍵技術,構建發展了海洋資料浮標設計理論與技術體系,實現了我國海洋浮標的系列化、產品化,支撐建設了國家海洋環境浮標監測網。陳松林,帶領的魚類種質資源與分子育種創新團隊,圍繞制約鲆鰨魚類養殖產業中的病害頻發和雄魚個體小且比例高等問題,開展創新性研究,攻克一道道難關,創建多項分子育種技術,支撐了產業的發展。
>>>王軍成院士給我國海洋裝上“眼睛”
山東省科學院海洋儀器儀表研究所研究員王軍成,從事海洋監測技術與裝備研究40多年,主要致力于海洋環境監測裝備“大型海洋資料浮標系統”的工程技術研究及應用,為我國海洋監測和海洋權益作出了突出貢獻和巨大成就。先后主持完成5項國家科研項目,10多項省部級課題,獲得10多項國家和省部級科技獎勵,作為海洋監測技術領域專家,其成果支撐了我國“國家海洋資料浮標監測網”及“國家海洋氣象網”的業務運行。
實現我國浮標0的突破
11月18日,在當選為中國工程院院士當天,王軍成的行程比往常更加忙碌,參加了一整天視頻會議后,在傍晚才安排出時間接受記者采訪,剛進會議室,一幅風塵仆仆的樣子。
對于此次當選中國工程院院士,王軍成首先說的是,“這不是我一個人的成就,這是我們50余人團隊共同的成就。”
回想這一路以來最讓他自豪的事情,他說那就是實現了我國浮標0的突破,建成了由200余套浮標組成的中國大型海洋資料浮標監測網。
王軍成1952年出生于煙臺,1978年畢業于哈爾濱工業大學無線電工程系,海邊出生的他,對大海有種特殊的感情,1979年王軍成來到山東省科學院海洋儀表儀器研究所后,就開始從事剛剛起步的浮標研究。浮標,主要是用來監測海上變化,海洋預報、海洋開發、海洋權益和海洋研究,是開發和利用海洋的先導。
王軍成介紹,那個時候中國關于浮標的研究也僅僅是做了一些摸索性的工作,尚沒有成型的技術。王軍成從跑圖書館、檔案館查找資料開始,一點一點積累。
1986年起,浮標研究納入了國家 “七五攻關計劃”。后來山東省科學院的浮標成為唯一投入試用的監測浮標。20世紀90年代山東省科學院海洋儀器儀表研究所組建了浮標研究室,并結束了國內海洋浮標設計處于多家研制單位各自為戰、重復摸索的狀態。
后來,從1989年第一臺浮標投入運行到1996年,我國投入運行的浮標只有7套。盡管按照規劃由12個浮標組成一個監測網,但是中國國家海洋浮標監測網在只有7套浮標的情況下投入運行了。1993年,MTBF浮標突破了海上生存關鍵技術,能夠在惡劣的海洋環境下正常運行,實現了基本海洋數據的監測,初步建立起了我國自己的浮標技術體系,實現了我國浮標0的突破,也獲得了國家科技進步獎二等獎。
王軍成在青島市中苑碼頭,身后就是他研制的浮標
做科研要有堅韌不拔的精神
1990年之后,浮標的研究進入第二個階段。在王軍成的記憶中,這個階段很艱苦,主要是國家的科研經費沒了。作為管理海洋裝備的單位,一年也就十萬八萬的經費,已經全部投入到浮標研究中了。但是,還是太少。“那個時候,只能靠副業來維持主業,沒有其他途徑”,王軍成帶他的團隊四處參加招投標會議,在市場上找活兒,“海爾、海信等一些大的企業,搞技術突破,我們都參加了。幫助企業搞一些技術突破,我們可以拿到一些補貼經費”。這是最難的一個階段,但是通過技術創新,浮標的準確度和可靠性進一步提高,并實現了衛星可靠傳輸等技術的突破,王軍成和他的團隊再次摘得國家科技進步獎二等獎。
在科研過程中,經費的緊缺是一方面,另一方面是與大海惡劣的海洋環境做斗爭。
對海的至愛,讓王軍成一干上這一行就愛不釋手了。但是,變幻莫測的大海也讓他著實吃了不少苦頭。做浮標,不僅是在實驗室里做研究的煎熬、難奈和糾結,還有隨時都有生命危險的海上實驗和海上檢修。據王軍成介紹,浮標研究中有1/3-1/4的科研工作是海洋試驗,“因為決定你的研究成果好不好用、能不能用的最終實驗場在海上”。
海上很艱苦,但是艱苦還不是事,關鍵在危險。上世紀八九十年代,浮標研究尚處于起步階段,各方面技術都不成熟,電子系統、通信系統等90%以上的技術都需要自己研發。各方面因素疊加,導致故障率比較高,一出故障數據就會中斷。“那個時候,基本上都是自己出海,在海上做實驗進行海上檢修”。到浮標上維修,最擔心的是遇上大浪。“站在浮標上,根本站不穩。一會兒上,一會兒下,人在上面幾乎沒有不吐的,當時,真的就是不想干了。可是,到了岸上,還要干。就是這樣一個過程。”
在王軍成的記憶中,印象比較深的一次是在1993年,“那天,我們開著船到浮標上工作。天氣不算很好,海浪大概有2米。按規定,這個浪是可以登標作業的。等船慢慢靠近浮標,然后我們跳到浮標上。由于有浪,登標的時候還是晃了好一陣子。登上浮標是中午時分,我們兩個人維修,一邊修一邊就能聽到呼呼的風聲,感覺到浪不停地在腳下翻滾。從登標到修完,一共用了4個小時,一抬頭已經傍晚了。海上的風是越來越大,十級作用,海浪有10米多高。浮標晃得很厲害,船根本沒辦法靠近。”
王軍成回憶,前一個同事剛跳到船上,船和浮標就撞到了一起,幸虧早了1秒鐘,如果船和浮標撞到一起的時候跳船,很有可能有被夾死的危險。此時船長一看,很危險,說別上了,跳海。船長給了他一個救生圈,套身上,然后甩出一條繩子,拽住,跳。“剛一跳下去,3米多高的浪就把人蒙上了。船長拽住繩子,才把我們拽到船上去。”王軍成說。
浮標為中國贏得世界聲譽,也有一段很深的青島淵源。2008年奧運會可謂舉世矚目,青島承辦室外水上運動項目,要保證賽事項目順利進行,可不是一件簡單的事情。“運動員身上都有接收器,每分鐘監測風速、風向等指標,便于運動員及時調整戰略戰術,為賽事提供精細和準確服務。”王軍成說,當時奧委會選擇了一款美國浮標,提前大半年投放海域進行試運行,期間沒成想遭遇了三次故障,來來回回維修著實不方便,就緊急啟用了中國研發的浮標。“當時,奧委會要求我們用兩到三個月,研發三套浮標投用到賽事保障上。”王軍成說,團隊30余人加班加點,順利布防并圓滿完成任務,也一下在世人面前展示了中國浮標的實力。
經過40余年的努力,我國的浮標綜合技術逐步提升,浮標在海上正常工作的時間越來越長了。一開始的時候正常工作半年,后來延長到1年,現在浮標運行能實現3年不出故障,同時實現了浮標核心部件的國產化。歷經四個五年計劃及“863”產品標準化定型研究,“大型海洋資料浮標系統”成為我國自主創新產品,綜合技術性能達到了國內領先、國際先進水平。
投身新型智能浮標謀求更新換代
作為海洋資料浮標工程研究的帶頭人,王軍成長期從事浮標技術研究和應用,主持了我國多種型號的浮標的研制,取得了多項技術創新和突破,建立了“海洋動力環境浮標監測技術理論”,推動我國浮標技術不斷發展。
長年與浮標朝夕相處,王軍成創建了海洋動力環境浮標監測技術理論。該理論提出了浮標動力學、運動學分析方法,將浮標作為復雜系統,指導了浮標標體與系留索等部分的設計方法,奠定了我國海洋資料浮標的研究、設計的理論基礎,使我國在此領域處于國際領先水平。
同時,王軍成構建了海洋資料浮標技術體系。該體系包括基于波浪理論的隨波性分析、浮標系統動力分析、海洋環境監測軟測量、浮標數據通信、浮標供電及浮標可靠性設計等一系列獨創技術。這一技術體系研究出浮標數據反演校正方法,解決了不同浮標載體、不同海域環境獲取的數據的一致性問題;提出浮標系統狀態專家診斷模型,支撐了系統的冗余設計,從而攻克了海洋惡劣環境下浮標長期業務化運行的可靠性和穩定性技術難題;提出拼裝式浮標設計理念,解決了大型浮標運輸、布放、維護等技術難題;提出了浮標隨波特性分析及數字積分方法,解決了浮標波向測量難題。這一技術體系指導形成了一系列海洋監測技術標準,引領了我國海洋資料浮標技術發展方向,實現了浮標系列化。
王軍成告訴記者,目前在海上運行的200余個浮標,還不能說是智能化的浮標產品,但隨著國家海洋事業走向深入,必然會對浮標技術提出更高要求。“浮標監測數據來源要更準確,就需要推動浮標的智能化,盡可能地降低監測數據誤差。”王軍成說,他和團隊目前做出了一些嘗試,功能和技術也在不斷完善,屆時將成為第五代浮標產品。
王軍成長期從事海洋環境監測技術研究與儀器裝備研制,主持國家863計劃項目、軍工科研項目10余項及省部級項目20余項,突破了海洋監測浮標系列關鍵技術,構建發展了海洋資料浮標設計理論與技術體系,實現了我國海洋浮標的系列化、產品化,支撐建設了國家海洋環境浮標監測網。“跟海洋儀器打交道幾十年,我基本算是行業里的老人了。”王軍成本身也是一名老師,重視著老中青的傳幫帶工作。他介紹,目前,團隊有博士生、碩士生、本科生共50余人。其中,有一半從事著浮標研發工作,一半負責浮標在海上的運維,可謂國內最大的浮標研發和運維團隊。團隊熱情投身教育科研事業,期待著為國家科技進步與經濟社會建設作出新的更大貢獻。
>>>陳松林院士破譯我國首個魚類基因組
11月18日上午8點多,正準備參加會議的中國水產科學研究院黃海水產研究所研究員陳松林,突然收到很多朋友發來的消息,祝賀他當選中國工程院院士,成為黃海水產研究所繼趙法箴、唐啟升、雷霽霖之后的第4位中國工程院院士。陳松林從事魚類生物技術研究工作30余年,破譯了我國首個魚類基因組,推動魚類育種進入基因組時代。“當選院士是一份榮譽,但更多的是一份責任。”61歲的陳松林說,趕上我國“打好種業翻身仗”的大好時機,要在原來的基礎上繼續進行魚類生物技術創新,為推動我國魚類高質量發展作出新的貢獻。
奠定魚類種質冷凍保存基礎
我國魚類養殖業一直存在魚類種質退化、資源減少、缺乏種質保存技術、病害頻發、缺乏基因資源和抗病高產良種等問題,嚴重影響了魚類養殖業可持續發展。為探尋這些問題的解決之道,陳松林在魚類生物技術(工程)科研一線奮戰了30多年。
種質資源是水產養殖的基礎,也是種業發展的關鍵。要打好種業翻身仗,首先要收集、保存好魚類種質資源。生物技術創新是培育良種的關鍵,也是“打好種業翻身仗”很關鍵的一點。“這些年來,我們瞄準這個大的目標,一直在不同層面上開展種質資源保存、創新和利用的研究。”陳松林說。
魚類精子庫、細胞庫是保存魚類種質的重要手段。在上世紀80年代中期,我國在魚類精子、胚胎冷凍保存和細胞系建立上相當薄弱,缺乏魚類種質冷凍保存的有效技術和精子庫、細胞庫。
陳松林在介紹他培育的牙鲆、半滑舌鰨抗病高產新品種
從上世紀80年代中期,陳松林就開始做魚類精子冷凍保存研究,這是種質資源研究的一個很重要的部分。在21世紀初,突破了海水魚類胚胎冷凍保存技術。隨后,建立了我國海水魚類胚胎干細胞系和組織細胞系28個,建立魚類種質冷凍保存技術體系,為我國海水魚類種質資源的保護和創新利用奠定了重要基礎,在2006年獲得國家技術發明二等獎。隨著時代發展和科技進步,陳松林又從精子、胚胎上升到分子水平,特別是基因組水平。
推動魚類進入基因育種時代
半滑舌鰨(俗稱“舌頭魚”)是名貴海水養殖魚類,入選國家海水魚產業技術體系9大品種之一。這種魚盡管產量不太高,但價格非常不錯,一斤能賣到七八十塊錢,年產值達到20多億元。
然而,半滑舌鰨養殖業中存在雌、雄個體生長差異巨大的問題。經過1年多的養殖后,雌魚可達到1斤多,而雄魚只有2~4兩。漁民看到自己辛辛苦苦養殖的雄魚如此“矮小”,沒有市場,賣不出價錢,非常傷心。而且在苗種中,長不大的雄魚比例竟然達到80%~90%,嚴重挫傷了漁民養殖的積極性,影響了苗種的推廣和養殖業的發展。
從2009年開始,陳松林團隊和深圳華大基因研究院聯合開展魚類半滑舌鰨基因組測序,在國內率先完成了半滑舌鰨全基因組序列圖譜。通過基因組測序,陳松林團隊發現,存在性別決定基因。這個基因表達導致半滑舌鰨雄魚生長慢、長不大,這個基因不表達就是能長大的雌魚,且生長速度快。
建立了半滑舌鰨基因編輯技術,將雄魚苗的雄性決定基因敲除,發現有些長得和雌魚一樣大,由此突破了半滑舌鰨雄魚生長慢的問題,將苗種的生理雌魚比例從20%左右提高到40%左右,顯著提高了養殖產量,為半滑舌鰨養殖業發展提供了強有力的技術保障。
隨后,我國魚類基因組測序和基因圖譜繪制工作同步開展起來。目前,已經在40多種養殖魚類上開展了基因組測序研究,并發表了文章,為其他養殖魚類提供技術借鑒。“這些工作將我們國家的魚類種業和魚類養殖業推到了基因育種時代,為魚類良種培育、種業發展提供了基因資源基礎和技術支撐。”陳松林說。
將培育抗病高產新品種
在魚類養殖業中,還有另外一個更大的問題,就是病害頻發問題,影響漁民養殖積極性,影響產業的綠色發展。特別是現在推崇魚類無抗、綠色養殖業發展,不能用抗生素,所以培育抗病、高產的優良品種就成為產業急需,成為迫在眉睫、亟待攻克的問題。
為此,陳松林團隊在完成基因組測序的基礎上,利用基因組資源建立了海水魚類抗病基因組育種技術,研制出抗病育種基因芯片”魚芯1號”,培育出抗病、高產新品種3個,如牙鲆“鲆優2號”、半滑舌鰨“鰨優1號”等,為我國海水魚類生物技術和遺傳育種研究躋身國際前列做出突出貢獻。同時,陳松林團隊還和廣西水產科學研究院合作,將這一技術應用在淡水羅非魚上面,培育出羅非魚“壯羅1號”抗病高產新品種,并獲得國審新品種證書。“這個技術在養殖魚類上,具有很大的推廣價值和廣闊的推廣前景。”
談到今后的工作,陳松林表示,將繼續以鲆鰨等海水魚類為對象,將基因組選擇育種技術推廣到其他重要養殖魚類上,為我國魚類抗病高產良種培育和種業發展提供新的技術手段,推動我國魚類種業的快速發展。“下一步,我們要加大高新技術在魚類良種培育及魚類養殖業中的應用,爭取培育出更多的抗病、高產、優質新品種,為廣大養殖戶提供好的良種,為養殖業綠色發展提供良種保障和技術支撐。” 陳松林說。
“治學嚴謹,不知疲倦,令人欽佩,堪為楷模。”“有些人可能覺得做科研很枯燥,但他卻把科研當成一種愛好,樂在其中。”這是科研伙伴和學生們對陳松林的評價。雖然已年過花甲,陳松林依然每天工作10多個小時,周末和節假日也時常去所里加班,科研已經成為他生命的一部分。
■鏈接一批攻關“卡脖子”專家當選
中國科學院、中國工程院18日公布2021年院士增選結果,分別選舉產生中國科學院院士65人,中國工程院院士84人,一批長期奮戰在國家重大工程、“卡脖子”技術攻關中的杰出專家當選。
新當選的中國科學院院士中,數學物理學部12人,化學部11人,生命科學和醫學學部10人,地學部9人,信息技術科學部10人,技術科學部13人,平均年齡57.4歲,5位女性科學家當選。
新當選的中國工程院院士平均年齡58歲,6位女性科學家當選。中國工程院有關部門負責人介紹,本次院士增選中,中國工程院強化國家戰略需求和重大貢獻導向,堅持“四個面向”,重視候選人在重大工程、“卡脖子”技術等國家戰略需求領域的貢獻。
如中國載人航天工程空間站系統總設計師楊宏、北斗衛星導航系統工程總設計師楊長風、核物理工程技術專家胡曉棉、電網特高壓技術專家饒宏、微創手術機器人領域技術專家王樹新等當選中國工程院院士。
與此同時,一批長期堅守在東北老工業基地和西部邊遠地區的杰出工程科技專家當選。新當選的中國工程院院士中,來自東北老工業基地和數十年扎根云南、廣西、甘肅、寧夏、新疆等地區的有12位。
此外,2021年院士增選還選舉產生中國科學院外籍院士25人,中國工程院外籍院士20人。本次增選后,中國科學院共有院士860人,外籍院士129人,中國工程院院士總數為971人,外籍院士111人。(據新華社)
責任編輯:融媒體高娜