2025年05月25日 星期日
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科技动态
中国农科院国产抗虫棉创新纪实
  4月,是棉花播种的季节,我来到河南安阳和湖北荆州采访,只见大江南北的两大棉区的农民,欢天喜地播种着中国自己品牌的转基因抗虫棉,棉农们清楚地记得,在这里,曾发生过转基因棉花竞争的国际高科技大战。   “搞棉花研究的救不了棉花,还算是什么科学家!”   1992年,中国历史上发生了最严重的虫灾???棉铃虫大暴发。棉铃虫铺天盖地,一个县的棉田,一天下来,捕捉的虫子能以吨计,虫子堆如小山。棉铃虫的飞行距离能达1000公里,它们迅速越过长江,越过黄河,蔓延到新疆。农民谈虫色变,噤若寒蝉,欲哭无泪。   “我再也不种棉花了。”在河南安阳棉区,农民王阳明发疯似地哭喊着,他挥着砍刀,将自种的十来亩棉田里光秃秃的棉秆砍光拔尽。棉铃虫把大片的棉田,啃咬得千疮百孔,有人形容,棉铃虫除了电线杆子不吃,什么都吃。   各种农药都用上了,一天打20多遍,加大剂量,甚至用原液浸泡害虫,仍然不死。诱蛾灯、人工捕捉虫,无所不用其极,为了鼓励捉虫,2角钱收一公斤虫。可棉铃虫疯狂进攻,防不胜防。全国一年治虫的农药花费70亿元,农药中毒事件5年多达24万人次。原先,亩产65公斤左右的棉花减少到11.5公斤。虫灾使经济损失100多亿元。辛苦付诸东流,农民血本无归。这情急之时,时任农业部部长的刘江立下悬赏令:“谁能治住棉铃虫就奖谁100万元!”   悬赏像一记耳光,打在棉花科研人员脸上,痛在他们的心里。“搞棉花研究的救不了棉花,还算是什么科学家!”   9000万美元意味着受制于人   此时,国外一家跨国公司已培育出世界第一个Bt基因“苏云金芽孢杆菌”抗虫棉,并迅速产业化。他们把目光瞄准了世界产棉大国???中国。外方代表送来了最先进的武器,希望和中国合作杀灭棉铃虫。条件是,只要出9000万美元,就可以得到转让的转基因抗虫棉技术。   9000万美元,换来的是不包括专利核心技术的转基因植株,而不是整个种质。这意味着,技术你可以用,专利权不属于你,合同期30年,中国不能进行转基因抗虫棉育种。   “这怎么可能,我们是国家队,怎么能不搞转基因抗虫棉的育种呢?”   中国农科院棉花研究所副所长李付广博士至今回忆起这个情景仍愤愤不平。当年,这位年轻人和其他老专家感到,接受条件,有可能短时遏制棉铃虫。但我国未来的棉花产业将受到他人制约。偌大中国,生态条件千差万别,大规模种植美国转基因抗虫棉又会带来什么后果。   9000万美元变成了一块块巨石,压得科技人员喘不过气。这是一种多么不平等的交易。   这是一场没有战争硝烟的转基因棉花技术大战。中国科技人员的回敬九鼎一言:“我们要在竞争中取胜。不管道路多么坎坷,一定要研制出国产转基因抗虫棉。”   中国拥有Bt杀虫基因专利权   中国农科院生物技术研究所研究员郭三堆领导的课题组,自力更生,艰苦奋斗,在研究的关键之时,他们带着行军床,24小时呆在实验室。培养筛选抗虫棉植株。   实验室如同一个神奇的世界,科技人员用一种生物技术的方法,把一个叫做“苏云金芽孢杆菌”的(Bt)细菌导入棉花。   我们的科学家也发现了转基因棉花的一些有趣和有利现象。1860年,在德国一家面粉厂,人们意外地发现,仓库里一块发霉的地方,死了好多蛾子,原来,正是那块发霉的Bt细菌是害虫的致命武器。100多年后,中国农科院的科学家用自己独特的方法,在棉花体内导入这种细菌并产生了晶体蛋白质。   棉铃虫可以不怕农药,但却怕Bt抗虫棉。Bt抗虫棉体内就像藏有子弹一样,它能击倒害虫:棉铃虫是碱性胃,吃了转基因棉花,这种晶体蛋白质就在碱性胃条件下,产生毒性,以至最终被毒死。而包括人在内的哺乳动物则是酸性胃,这种蛋白质在酸性胃条件下,却能被转化成为有益的氨基酸被吸收利用而没有任何副作用。   1993年底,郭三堆等一批科学家创新性地培育出转基因棉花植株,成为继美国之后第二个拥有Bt杀虫基因自主知识产权的国家!   5%的国产抗虫棉市场刺激   跨国公司高价出售转基因抗虫棉技术没有指望。但他们并没有打道回府,而是以迂回战术,抢占中国植棉区“大本营”???河北、安徽。他们的战略是,只要占有这南北最有代表性的两大棉花市场,就等于把国外的转基因抗虫棉插在了我们的棉区心脏地带。就可以击破中国所有的棉区。   1997年,跨国公司在河北、安徽建立了两个子公司,凭借其成熟、领先的转基因技术优势,一年时间,他们的抗虫棉成了中国棉农的“宠儿”。国外抗虫棉种子供不应求,价格一度高达每公斤80元,不仅增加了棉农的生产成本,还提高了棉花价格。   1998年,我国抗虫棉种植面积为380万亩,国外抗虫棉就占到了95%以上的市场份额,国产抗虫棉仅占不到5%的市场份额。   5%!这个数字又一次刺痛了中国科学家的心。在这场战斗中,他们只能赢,不能输。   培育40多个棉花抗虫新品种   我们同样拥有自主知识产权的抗虫基因,具有相对领先的常规育种技术,为什么抗虫棉在中国境内就无法与美国抗虫棉抗衡?   中国农科院棉花所喻树迅所长分析认为,棉花转基因技术是为育种家创造基础材料的重要基础,人家是1万个转基因植株,我们才百十株。这已成为我国抗虫棉研究的一个主要“瓶颈”。根本无法全面保证我国棉花育种对抗虫棉培育的需要。   中棉所的棉花专家提出了棉花规模化转基因技术及其生物技术育种与产业化的构想,并迅速得到了科技部810万元的项目支持资金。   中国农科院棉花所、生物所为龙头的科研单位夜以继日,成功研制出具有国际领先水平的双价抗虫基因及双价基因抗虫棉。   为了打破转基因技术规模化“瓶颈”,科技部启动了“国家转基因棉花中试及产业化基地”项目,国家发改委启动了“国产转基因抗虫棉种子产业化”项目。在河南省安阳市的中棉所,一个功能齐全的棉花转基因材料“工厂式”的生产流水线建成了。这是世界上唯一可以同时采用农杆菌介导法、花粉管通道法、基因枪轰击法快速获得转基因抗虫棉新材料的技术平台。中棉所通过自主研发和不断创新,用这三种方法,使基因转化周期由原来的12个月缩短到5?7个月,嫁接成活率达90%%以上,中棉所已具备每年可获得转基因棉花材料1万株的能力,与国外跨国公司水平基本相当。   棉花所的科技人员将其中的600余份稳定的抗虫基因材料,提供给育种家。中棉所的育种家郭香墨、邢朝柱等一大批育种家育出了适宜于中国整个棉区的42个产量高、品质好棉花新品种(品系)。   2002年中国抗虫棉占领国内市场份额35%,2003年上升到50%左右。2004年攀升到60%以上,2005年已经占据70%的份额;抗虫棉的种植,有效地控制了棉铃虫的危害,农药用量减少60%?80%,农药中毒事件降低了80%;国产转基因抗虫棉每亩还可增产皮棉7公斤,增收节支约120元。在全国9000万亩棉田里,中棉所的抗虫棉新品种,占到了5000多万亩,我国具有自主知识产权的抗虫棉已经从最初5%的市场份额,发展到如今70%的份额。创造社会经济效益150多亿元。   在没有硝烟的高科技大战中,中国自主知识产权的转基因抗虫棉打胜了这一战。   记者 范建