李飛制圖
資料(liao)圖
; 本報記(ji)者(zhe) 繆翼 見習記(ji)者(zhe) 李國龍
曾經，美國科學家研究了60余年、我國科學家研究了30余年，一直未能攻克棉花三系應(ying)用研(yan)究這一(yi)技術難關。如今，轉抗蟲基因三系雜交棉在我國河北、河南、湖南等省大規(gui)模推(tui)廣應(ying)用。
曾經(jing)，抗蟲(chong)棉(mian)(mian)(mian)在特定的歷史背景下(xia)，無可奈何地被(bei)“千呼萬(wan)喚(huan)始(shi)出來”。如(ru)今，轉(zhuan)抗蟲(chong)基因(yin)三系(xi)雜交棉(mian)(mian)(mian)在棉(mian)(mian)(mian)花(hua)產業發展(zhan)的持續較量中，大大方方地被(bei)推向(xiang)產業化最前沿。
今(jin)年是國(guo)產(chan)抗(kang)蟲(chong)(chong)棉(mian)(mian)研(yan)制成功20周(zhou)年。20年間，抗(kang)蟲(chong)(chong)棉(mian)(mian)從(cong)無到(dao)有，從(cong)美國(guo)品種壟斷到(dao)獨立(li)構建擁有自主知(zhi)識產(chan)權(quan)抗(kang)蟲(chong)(chong)基因，從(cong)單價(jia)基因抗(kang)蟲(chong)(chong)棉(mian)(mian)到(dao)雙價(jia)基因抗(kang)蟲(chong)(chong)棉(mian)(mian)再到(dao)轉抗(kang)蟲(chong)(chong)基因三(san)系雜交棉(mian)(mian)。國(guo)產(chan)抗(kang)蟲(chong)(chong)棉(mian)(mian)用(yong)20年的科(ke)研(yan)成果轉化為先(xian)進(jin)生產(chan)力，引領產(chan)業更好更快發展。
國產抗蟲棉逆襲而上
經過多年努力，我國育種家利用抗蟲棉種質培育國審、省審品種240多個，至今累計推廣5.6億多畝，減少農藥9000多萬公斤，為國家和棉農累計增收900多億元，國產轉基因抗蟲棉的種(zhong)植面(mian)積已占全國抗蟲棉種(zhong)植面(mian)積的95%以上。
1992年(nian)，我(wo)國(guo)北方棉(mian)(mian)區(qu)棉(mian)(mian)鈴蟲(chong)連年(nian)大暴發，皮棉(mian)(mian)減產造成嚴重經濟損失，棉(mian)(mian)農“談蟲(chong)色變”。原本種植期噴灑兩三次的農藥(yao)(yao)，由于一遍遍打農藥(yao)(yao)產生了抗藥(yao)(yao)性，接連噴灑20余(yu)次也(ye)不見效(xiao)果；很多棉(mian)(mian)花(hua)區(qu)棉(mian)(mian)農在給棉(mian)(mian)花(hua)噴施農藥(yao)(yao)時中毒(du)身亡；因施藥(yao)(yao)過量土壤受到極大污(wu)染(ran)，稻田無法正常耕種……
與此同時，本可以“救火”的美國孟山都公司企圖(tu)占領我國植棉(mian)市場(chang)，提出(chu)苛刻條件，以談判破裂告(gao)終。
內(nei)憂外患之下(xia)，我國“863”計劃將(jiang)“轉(zhuan)基(ji)因(yin)抗(kang)蟲棉研制”列為(wei)重大(da)關(guan)鍵技(ji)術項(xiang)目進行攻關(guan)。
“抗蟲(chong)棉純屬(shu)是被逼出來(lai)的(de)。”中國抗蟲(chong)棉之父、中國農科院生物技術研(yan)究所研(yan)究員(yuan)郭三(san)堆提到此仍心有(you)余(yu)悸，“依(yi)靠民族自主創新的(de)成果和抗蟲(chong)棉產業化(hua)體(ti)系(xi)的(de)建立，才是制勝的(de)法(fa)寶。”
自此(ci)，抗(kang)蟲棉(mian)(mian)在郭三(san)堆的(de)心里開(kai)始萌(meng)芽。他(ta)帶著(zhu)他(ta)的(de)科研(yan)團隊開(kai)始了一場至(zhi)今長達20年的(de)國產抗(kang)蟲棉(mian)(mian)分(fen)子(zi)育種革(ge)命。
為了讓(rang)棉(mian)(mian)花(hua)種植強國東(dong)山(shan)(shan)再起，讓(rang)棉(mian)(mian)農盡快擺(bai)脫噩運，郭三堆(dui)24小(xiao)時不離實驗室，潛(qian)心研(yan)究。1994年，單價抗(kang)(kang)(kang)蟲棉(mian)(mian)（具備(bei)Bt殺蟲蛋白(bai)）誕生(sheng)；1996年，雙價抗(kang)(kang)(kang)蟲棉(mian)(mian)（具備(bei)Bt和CpTI兩種殺蟲蛋白(bai)）研(yan)制成功；1999年通過(guo)安全(quan)評(ping)價并(bing)在河北(bei)、河南、山(shan)(shan)西、山(shan)(shan)東(dong)等9省區(qu)得到推廣，廣大棉(mian)(mian)農畝均增(zeng)收節(jie)支200元以上；2002年，融合抗(kang)(kang)(kang)蟲棉(mian)(mian)研(yan)育成功，并(bing)于(yu)次年進入安全(quan)評(ping)價并(bing)獲(huo)得生(sheng)產試驗；2005年，高產、高效、高純(chun)度、低(di)成本的(de)轉(zhuan)抗(kang)(kang)(kang)蟲基(ji)因三系(xi)雜交棉(mian)(mian)分(fen)子育種體系(xi)研(yan)制成功，通過(guo)轉(zhuan)基(ji)因技術解決恢(hui)復系(xi)恢(hui)復力不強的(de)問題后，轉(zhuan)抗(kang)(kang)(kang)蟲基(ji)因三系(xi)雜交棉(mian)(mian)問世。
國(guo)(guo)產抗蟲棉(mian)(mian)(mian)的(de)研制成功，不僅打破了(le)抗蟲棉(mian)(mian)(mian)主要依賴美國(guo)(guo)進口的(de)局面(mian)，保護了(le)棉(mian)(mian)(mian)農(nong)的(de)生(sheng)命財(cai)產安全，更提升了(le)我國(guo)(guo)農(nong)業高新技術的(de)國(guo)(guo)際競爭力。
轉基因技術+三系法實現增產又抗蟲
轉基(ji)因技(ji)術與三系(xi)(xi)雜交法的結合，讓“既增產又抗蟲”成為可(ke)能。轉抗蟲基(ji)因三系(xi)(xi)雜交棉制種(zhong)程序簡便，制種(zhong)產量比人(ren)工去雄雜交提高20%，效(xiao)率(lv)提高40%，成本降低60％以上(shang)，而且純(chun)度可(ke)達100%，適合大(da)面(mian)積制種(zhong)。
“自從推廣抗蟲棉(mian)以來，我國再也(ye)沒有大面積暴發棉(mian)鈴(ling)蟲災害(hai)。然而，如何提高(gao)土地資源利用率、降低人工投入、增(zeng)加棉(mian)花(hua)產量、促(cu)進棉(mian)花(hua)產業穩步發展，引發了我的(de)新(xin)思考。”郭三(san)堆的(de)研究(jiu)從未停止。
郭三堆介紹，三系法包括不育系、保持系和恢復系，不育系實際指的是雄性不育系，也就是說可以用不育系作為母親，保持系和恢復系分別作為父親，但保持系和恢復系各司其職，保持系用來保家族，恢復系則用來衛國家。不育系和保持系結合還會生出不育系和保持系，不育系可以繼續作為母親，保持系可以繼續保持家族的優良性狀，繼續傳宗接代。不育系和恢復系結合則會生出雜種一代和恢復系，雜種一代用作地里的種子，形象的說就是保生產(chan)、衛(wei)國家。“與人工去雄雜交、兩系(xi)雜交方法相比，三系(xi)法可以(yi)更好地克服前兩種技術耗工多、成(cheng)本高、規模受(shou)限、純度難(nan)保證、生產(chan)應用風險較大等不足。”郭三堆(dui)說。
“但三系(xi)(xi)雜交法(fa)之前一(yi)直存(cun)在恢復系(xi)(xi)恢復能力(li)不(bu)強(qiang)的(de)問題(ti)。”基(ji)于此(ci)，郭三堆(dui)想(xiang)到了將轉基(ji)因技術與(yu)三系(xi)(xi)雜交法(fa)相(xiang)結合(he)，讓“既增產又抗蟲(chong)”成(cheng)為(wei)可能。中(zhong)國農(nong)科院(yuan)(yuan)生物技術研究所與(yu)邯鄲農(nong)業科學院(yuan)(yuan)科研團隊聯合(he)攻關(guan)，采取基(ji)因工程(cheng)、遺傳(chuan)轉育、基(ji)因聚(ju)合(he)、免疫試紙和分(fen)(fen)子(zi)標記相(xiang)結合(he)的(de)技術集(ji)成(cheng)及優勢(shi)(shi)互補(bu)策略，創(chuang)造(zao)出了陸地棉(mian)細胞(bao)質雄性不(bu)育的(de)轉抗蟲(chong)基(ji)因的(de)保持系(xi)(xi)、不(bu)育系(xi)(xi)和強(qiang)恢復系(xi)(xi)；首次在國際上創(chuang)建了“三系(xi)(xi)抗蟲(chong)棉(mian)分(fen)(fen)子(zi)育種技術新體系(xi)(xi)”，有效地克服(fu)了國內(nei)外其他三系(xi)(xi)雜交棉(mian)無抗蟲(chong)性、不(bu)育性不(bu)穩(wen)、恢復力(li)不(bu)強(qiang)、雜種產量(liang)優勢(shi)(shi)缺(que)乏而不(bu)能應用于規模(mo)生產的(de)世界性難題(ti)。
2005年(nian)3月(yue)，銀棉(mian)(mian)2號通過(guo)國(guo)(guo)(guo)家審定，成(cheng)為(wei)我國(guo)(guo)(guo)第(di)一個通過(guo)國(guo)(guo)(guo)家審定并應用于生產(chan)的優質、高產(chan)轉抗(kang)(kang)蟲(chong)(chong)基因三系雜(za)交(jiao)(jiao)(jiao)棉(mian)(mian)品種(zhong)(zhong)，標志著我國(guo)(guo)(guo)抗(kang)(kang)蟲(chong)(chong)三系雜(za)交(jiao)(jiao)(jiao)棉(mian)(mian)育種(zhong)(zhong)技(ji)術體系已經成(cheng)熟，意(yi)味著中國(guo)(guo)(guo)將成(cheng)為(wei)世(shi)界上(shang)第(di)一個大規模應用抗(kang)(kang)蟲(chong)(chong)三系雜(za)交(jiao)(jiao)(jiao)棉(mian)(mian)的國(guo)(guo)(guo)家。
找準突破口快速大面積推廣
轉(zhuan)抗蟲基因三(san)系雜(za)交棉(mian)生物育種(zhong)(zhong)(zhong)研究項目推(tui)廣后，每年新(xin)增皮棉(mian)80萬噸~100萬噸，增收100億元~120億元，相當(dang)于再造一個長江(jiang)流(liu)域棉(mian)區。以種(zhong)(zhong)(zhong)子產(chan)業化為(wei)突破(po)口，進一步擴大優質、高(gao)產(chan)的轉(zhuan)抗蟲基因三(san)系雜(za)交棉(mian)品種(zhong)(zhong)(zhong)的推(tui)廣面積(ji)是當(dang)務之(zhi)急。
抗蟲(chong)棉系著種業強(qiang)國(guo)夢，種業盼著抗蟲(chong)棉產業化迅速崛起。
“三(san)系抗蟲棉能夠比常規棉增(zeng)產(chan)(chan)25％以(yi)上，在(zai)制種成本上比人工去雄雜交減少(shao)約(yue)50％，制種產(chan)(chan)量增(zeng)加約(yue)20％。”郭(guo)三(san)堆說，“在(zai)如此明顯的(de)優(you)勢下，以(yi)種子(zi)產(chan)(chan)業化為突(tu)破口，進一(yi)步擴(kuo)大優(you)質、高產(chan)(chan)的(de)國產(chan)(chan)轉基因抗蟲棉品種的(de)推廣面積(ji)是當務之急。”
為把科研成果的潛在生產力轉化為現實生產力，中國農科院生物技術研究所、棉花所等與國內有關棉花科研單位和企業聯合組建的科技貿易公(gong)司等主導(dao)型(xing)企業(ye)，以買(mai)斷品(pin)種(zhong)(zhong)權(quan)或給予技術股的(de)(de)形(xing)式(shi)，進(jin)行(xing)(xing)轉基因抗蟲棉(mian)(mian)的(de)(de)產(chan)業(ye)化(hua)開(kai)發(fa)。江蘇(su)省(sheng)農(nong)業(ye)技術推廣中(zhong)心(xin)聯(lian)合(he)本(ben)省(sheng)優(you)質棉(mian)(mian)基地(di)縣棉(mian)(mian)花原種(zhong)(zhong)場(chang)、良棉(mian)(mian)廠共同組建的(de)(de)江蘇(su)科騰棉(mian)(mian)業(ye)有限責任公(gong)司，河(he)南省(sheng)農(nong)業(ye)廳經作(zuo)站聯(lian)合(he)本(ben)省(sheng)優(you)質棉(mian)(mian)基地(di)縣良種(zhong)(zhong)棉(mian)(mian)加(jia)工廠組建的(de)(de)豫棉(mian)(mian)公(gong)司等基地(di)主導(dao)型(xing)企業(ye)，以優(you)質棉(mian)(mian)基地(di)為(wei)依托進(jin)行(xing)(xing)轉基因抗蟲棉(mian)(mian)良種(zhong)(zhong)產(chan)業(ye)化(hua)開(kai)發(fa)；湖北省(sheng)優(you)質棉(mian)(mian)產(chan)業(ye)協會、河(he)北省(sheng)河(he)間市欣農(nong)研會等協會聯(lian)合(he)相關棉(mian)(mian)種(zhong)(zhong)企業(ye)，走“公(gong)司+農(nong)戶”的(de)(de)產(chan)業(ye)化(hua)之路(lu)，通過股份(fen)合(he)作(zuo)、聯(lian)產(chan)聯(lian)銷、特許經營、品(pin)種(zhong)(zhong)權(quan)轉讓(rang)等多種(zhong)(zhong)形(xing)式(shi)，形(xing)成了多種(zhong)(zhong)轉基因抗蟲棉(mian)(mian)種(zhong)(zhong)子產(chan)業(ye)化(hua)經營模式(shi)。
“領航”非一日之功
李(li)國龍
1994年(nian)(nian)~2014年(nian)(nian)，我國(guo)抗蟲(chong)棉從依靠國(guo)外進口到完全自主研(yan)發，從起步研(yan)究到大(da)規模(mo)產(chan)業化，二十年(nian)(nian)磨(mo)一(yi)(yi)劍，完成(cheng)了一(yi)(yi)次次脫變(bian)，國(guo)產(chan)抗蟲(chong)棉20年(nian)(nian)領航路，深刻地闡釋了“冰(bing)凍三(san)尺非一(yi)(yi)日(ri)之(zhi)寒”的(de)道理(li)。
上(shang)世紀90年代初，生長在農村(cun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)我經(jing)常聽(ting)到(dao)老(lao)人(ren)們對(dui)一些東(dong)西的(de)(de)(de)(de)(de)(de)稱呼是(shi)“洋(yang)車子”、“洋(yang)柿子”等等，當時就(jiu)很好奇(qi)為什(shen)么它們都姓(xing)洋(yang)？老(lao)人(ren)告訴(su)我，因為這(zhe)些東(dong)西都是(shi)外國(guo)來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，所以(yi)就(jiu)這(zhe)么稱呼了(le)。如今，這(zhe)些姓(xing)“洋(yang)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)東(dong)西都陸續(xu)貼上(shang)了(le)“中國(guo)制造(zao)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)標簽，讓人(ren)更(geng)加興奮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)抗蟲(chong)棉(mian)式的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“中國(guo)創(chuang)造(zao)”也越來(lai)越多。
為了在種(zhong)(zhong)(zhong)業(ye)界出現(xian)(xian)更(geng)多(duo)的(de)“中(zhong)國(guo)創(chuang)造(zao)”，我(wo)國(guo)幾代育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)家(jia)薪火相傳。就在今年(nian)5月舉辦的(de)改革開放(fang)以來中(zhong)國(guo)種(zhong)(zhong)(zhong)業(ye)功勛人(ren)物推介會上，年(nian)近90歲的(de)李振聲院(yuan)士大聲疾呼：“老一(yi)代育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)家(jia)要(yao)做(zuo)好(hao)傳幫(bang)帶，中(zhong)青年(nian)育(yu)種(zhong)(zhong)(zhong)工作者要(yao)接(jie)過(guo)接(jie)力棒更(geng)上一(yi)層(ceng)樓。”“強種(zhong)(zhong)(zhong)夢”不(bu)可一(yi)日實(shi)現(xian)(xian)，我(wo)國(guo)種(zhong)(zhong)(zhong)業(ye)還有很多(duo)方面的(de)研究“技不(bu)如(ru)人(ren)”，請多(duo)一(yi)點耐心，給科研多(duo)一(yi)點時間，種(zhong)(zhong)(zhong)業(ye)人(ren)代代不(bu)懈攻堅(jian)克難，假以時日必將實(shi)現(xian)(xian)“中(zhong)國(guo)種(zhong)(zhong)(zhong)，中(zhong)國(guo)創(chuang)造(zao)”的(de)種(zhong)(zhong)(zhong)業(ye)強國(guo)夢！
