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　　“棉布寸土皆有”，“織機(jī)十室必有”，明代宋應(yīng)星的《天工開物》中如實(shí)記載著。自宋末元初，棉花始在內(nèi)地種植，已過去700余年。而今，這歷史悠久的如雪“花朵”早已搭上了高科技的快車，變身為“百毒不侵”的抗蟲棉，繼續(xù)履行著造福于民的重大職責(zé)。

　　只見過“蟲吃棉”，沒見過“棉吃蟲”，這是大多數(shù)棉農(nóng)對(duì)國(guó)產(chǎn)抗蟲棉最初的印象。20多年過去了，正是這不被眾人所接受與看好的小小棉花，帶著早已融入其體內(nèi)的抗蟲基因，走進(jìn)了千家萬戶，悄無聲息地改善著億萬棉農(nóng)的生活，更記錄著一個(gè)植棉強(qiáng)國(guó)的快速崛起。

　　內(nèi)憂外患“逼”出抗蟲棉

　　“那是給逼出來的！”追溯抗蟲棉誕生的原由，中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所的郭三堆研究員如是說。

　　20世紀(jì)90年代初，我國(guó)北方棉區(qū)棉鈴蟲連年大暴發(fā)，全國(guó)棉花總產(chǎn)下降43%左右，農(nóng)民們吃盡了種棉治蟲的苦頭。原本在棉花種植期間只需噴灑1到3次農(nóng)藥就能制住的棉鈴蟲，那時(shí)噴藥20多次依然無濟(jì)于事。當(dāng)氣壞的棉農(nóng)把害蟲扔到農(nóng)藥原液中時(shí)，抗性變強(qiáng)的小蟲卻自得地游起泳來。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1992年至1996年因超量使用農(nóng)藥而中毒的人員多達(dá)數(shù)萬人次，由于土壤環(huán)境受到嚴(yán)重污染，棉田幾乎無法再種……棉農(nóng)一度“談蟲色變”。

　　而棉花作為我國(guó)重要的戰(zhàn)略物資，其生產(chǎn)遭到破壞也危及著我國(guó)的國(guó)家安全。多年的棉鈴蟲暴發(fā)使得國(guó)家經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億元，作為我國(guó)出口創(chuàng)匯支柱產(chǎn)業(yè)之一的棉紡織業(yè)的大宗出口也受到了嚴(yán)重影響。

　　與此同時(shí)，大洋彼岸的美國(guó)孟山都公司已于1988年成功研制出Bt抗蟲棉，并將這個(gè)先進(jìn)的理念引入了中國(guó)，旨在占領(lǐng)中國(guó)極富潛力的植棉市場(chǎng)。在與孟山都公司談判破裂后，生物技術(shù)研究所的范云六院士和郭三堆研究員不禁感慨：“我們能不能開展自己的分子育種項(xiàng)目？”

　　內(nèi)憂外患的雙重危機(jī)使得抗蟲棉的研發(fā)迫在眉睫！1991年，在科技部“遠(yuǎn)瞻前沿，背靠土地”的精神激勵(lì)下，國(guó)家863計(jì)劃正式啟動(dòng)了棉花抗蟲基因工程的育種研究，中國(guó)作為植棉大國(guó)無抗蟲棉的歷史從這一刻開始被改寫。

　　單價(jià)抗蟲棉：千呼萬喚始出來

　　“我們即將面對(duì)的仿若是自己從未謀面的孩子，心情興奮而不安。當(dāng)放在抗蟲棉植株上的棉鈴蟲全部死光時(shí)，大棚里一片歡呼雀躍……” 回想起1994年單價(jià)抗蟲棉小規(guī)模田間試驗(yàn)的那一幕，時(shí)任863計(jì)劃生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會(huì)委員的黃大昉教授仍然激動(dòng)不已。

　　1994年，擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單價(jià)抗蟲棉研育成功，這使中國(guó)成為了世界上第二個(gè)成功研育抗蟲棉的國(guó)家，打破了美國(guó)抗蟲棉對(duì)我國(guó)市場(chǎng)的壟斷格局，更為1997年后國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的迅速發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。而這份勝利卻充滿了艱辛和挑戰(zhàn)。

　　由于當(dāng)時(shí)我國(guó)在分子育種領(lǐng)域仍處于起步階段，自行研制抗蟲棉并不被外界所看好。美國(guó)的研究團(tuán)隊(duì)有上百名科學(xué)家，我們卻只有六七個(gè)人。到底能不能成功？什么時(shí)候能成功？這樣的疑問迫使原本就單薄的小組再次“縮水”，只剩下兩三個(gè)人繼續(xù)研究�！白隽司筒荒馨胪径鴱U，拼了命也要把它搞成！” 作為課題組的負(fù)責(zé)人，郭三堆的心中滿是堅(jiān)定。

　　24小時(shí)“耗”在實(shí)驗(yàn)室，行軍床就是他們?nèi)�部的“家�?dāng)”。功夫不負(fù)有心人，經(jīng)過一年零八個(gè)月的刻苦攻關(guān)，郭三堆和組員們成功合成和改造了Bt殺蟲基因，研制出具有國(guó)際先進(jìn)水平的表達(dá)載體，并以中國(guó)特色的花粉管通道法將殺蟲基因?qū)�入了棉花植株�?/p>

　　“這不是一個(gè)人在戰(zhàn)斗，最后的成功源自多位科學(xué)家的共同努力�！� 郭三堆強(qiáng)調(diào)說。

　　的確，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的研制成功融入了若干專家的辛勤工作。無論是倡導(dǎo)我國(guó)自行研制抗蟲棉花的范云六院士，還是將轉(zhuǎn)基因抗蟲棉力推為863計(jì)劃重大關(guān)鍵技術(shù)項(xiàng)目的責(zé)任專家賈士榮教授，或是日夜攻關(guān)、奉獻(xiàn)所有在法國(guó)所學(xué)知識(shí)的課題組負(fù)責(zé)人郭三堆研究員，以及許許多多不為外人所知的無名英雄們。

　　2001年12月，當(dāng)郭三堆接過世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織和中國(guó)國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合為國(guó)產(chǎn)單價(jià)抗蟲棉頒發(fā)的專利金獎(jiǎng)時(shí)，他的心中滿是自豪。這沉甸甸的獎(jiǎng)杯標(biāo)志著我國(guó)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育技術(shù)的重大突破，中國(guó)不再是依賴國(guó)外抗蟲棉的植棉落后大國(guó)，而躋身為享譽(yù)海外的抗蟲棉培育強(qiáng)國(guó)。

　　雙價(jià)抗蟲棉：一舉超越美國(guó)棉

　　1996年，是我國(guó)抗蟲棉發(fā)展歷程中極為重要的一年。國(guó)產(chǎn)雙價(jià)抗蟲棉的誕生宣告著：在中美的又一次對(duì)決中，我們領(lǐng)先了！

　　1999年，雙價(jià)抗蟲棉通過安全評(píng)價(jià)并獲準(zhǔn)生產(chǎn)，比美國(guó)雙價(jià)抗蟲棉應(yīng)用于生產(chǎn)早了整整5年。

　　在國(guó)產(chǎn)單價(jià)抗蟲棉研育成功后，來自各界的質(zhì)疑聲一直不絕于耳，甚至有人認(rèn)為項(xiàng)目組使用了國(guó)外的材料。為向國(guó)內(nèi)外證明我國(guó)科學(xué)家具備成功研育抗蟲棉的實(shí)力，郭三堆和組員們又在1994年開始了雙價(jià)抗蟲棉的研制工作。經(jīng)過兩年的技術(shù)攻關(guān)，生物技術(shù)研究所的科學(xué)家們率先研制出具備Bt和CpTI兩種殺蟲蛋白的雙價(jià)抗蟲棉�！半p管齊下”有效地增強(qiáng)了殺蟲效果，也大大延緩了棉蟲產(chǎn)生抗性的時(shí)間�！皣�(guó)產(chǎn)雙價(jià)抗蟲棉的研制成功使我國(guó)在國(guó)際上占有了一席之地。” 郭三堆如是說。

　　在向各界證明了自己的實(shí)力后，郭三堆帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)并未就此止步。他們大膽地向含有融合殺蟲蛋白的抗蟲棉發(fā)起了沖擊。“所謂融合殺蟲蛋白就是把Bt和CpTI兩種殺蟲蛋白‘揉’在一起，成為一個(gè)蛋白，使兩個(gè)蛋白的獨(dú)立功能能夠同步發(fā)揮作用，切實(shí)提升融合抗蟲棉的殺蟲效果。這一技術(shù)已走在了世界前列！” 郭三堆開心地說道。

　　2002年，融合抗蟲棉研制成功；次年，進(jìn)入安全評(píng)價(jià)并生產(chǎn)試驗(yàn)。課題組提供的數(shù)據(jù)表明，融合抗蟲棉對(duì)敏感性棉鈴蟲的校正死亡率可達(dá)94%，其對(duì)抗性棉鈴蟲的校正死亡率也是單價(jià)抗蟲棉的三倍還多。

　　三系抗蟲棉：有“身份證”的高產(chǎn)抗蟲棉

　　“看到這個(gè)分子標(biāo)記了么？這就像三系抗蟲棉特有的‘身份證’，有了這個(gè)依據(jù)，別人再也不敢亂談我們的棉種是他們的了�！惫�三堆自豪地說。

　　這是我國(guó)轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉首次采用分子標(biāo)記技術(shù)�？蒲腥藛T可借助差異序列獲得特殊的SCAR標(biāo)記，用于辨別種子的真?zhèn)魏蜌w屬。為保護(hù)育種者的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供了有力的科學(xué)依據(jù)。

　　“以前棉花常規(guī)雜交制種要靠手工去除雄蕊，效率低、規(guī)模小、投入高，純度還不能保證�！惫�三堆回憶道。為解決這個(gè)世界性難題，他帶領(lǐng)的課題組又開始了高強(qiáng)度的技術(shù)攻關(guān)。2005年，課題組率先在國(guó)際上研制成功高產(chǎn)、高效、高純度、低成本的轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉分子育種體系，驅(qū)散了困擾各國(guó)科學(xué)家多年的夢(mèng)魘，打開了三系雜交棉的產(chǎn)業(yè)化大門。

　　生物技術(shù)研究所和邯鄲市農(nóng)科院通力協(xié)作，先后培育出我國(guó)第一個(gè)轉(zhuǎn)雙價(jià)抗蟲基因三系雜交棉“銀棉2號(hào)”，和高產(chǎn)、多抗的抗蟲三系雜交棉“銀棉8號(hào)”等新品種。并首開國(guó)際先河，在生產(chǎn)上實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模推廣應(yīng)用。

　　中國(guó)農(nóng)科院副院長(zhǎng)劉旭表示，轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉的研制成功是棉花雜交育種技術(shù)的又一次重大突破，“銀棉2號(hào)”的培育、示范成功勢(shì)將成為雜交棉產(chǎn)業(yè)化的一個(gè)新起點(diǎn)。

　　數(shù)據(jù)顯示，抗蟲三系雜交棉可比常規(guī)抗蟲棉增產(chǎn)26%，制種成本可降低一半以上。若每年種植5000萬畝，可增產(chǎn)皮棉80至100萬噸，約等于目前1000萬畝常規(guī)抗蟲棉田的總產(chǎn)量，亦相當(dāng)于再造了大半個(gè)長(zhǎng)江流域棉區(qū)，直接增收可超96億元。這是怎樣的壯舉！

　　產(chǎn)業(yè)化：“收復(fù)失地”后走向世界

　　國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化道路絕非一帆風(fēng)順。

　　1996年，在我國(guó)自行研制成功的單價(jià)抗蟲棉尚未得到普遍認(rèn)可時(shí)，美國(guó)孟山都公司搶先一步，進(jìn)駐“植棉大省”河北省實(shí)現(xiàn)了大面積種植�！暗�其與國(guó)內(nèi)種業(yè)公司的合作條件十分苛刻，出售一斤棉種所獲利潤(rùn)的6成都要交與孟山都公司。”黃大昉回憶說。

　　面對(duì)跨國(guó)公司的“剝削壓榨”，國(guó)家863計(jì)劃為抗蟲棉的培育課題提供了更多支持，使國(guó)產(chǎn)抗蟲棉先后推廣至多個(gè)棉區(qū)。在我國(guó)自行研制棉種物美價(jià)廉、品種眾多的巨大優(yōu)勢(shì)下，生物技術(shù)研究所與石家莊農(nóng)科院展開緊密合作，借助“橋頭堡”效應(yīng)將我自主棉種推廣至整個(gè)河北省，收復(fù)了這塊寶貴的“植棉失地”。

　　1997年，我國(guó)抗蟲棉僅占市場(chǎng)份額的7%，剩余均被美國(guó)所占據(jù)。1997年之后，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉進(jìn)入山西、河北、山東、河南、安徽、湖南、湖北等省市的植棉市場(chǎng)，開始了大面積推廣應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

　　1999年至2006年間,國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的市場(chǎng)份額約以每年10%的速率遞增；至2008年，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉所占的市場(chǎng)份額已達(dá)到93%，完全主導(dǎo)了中國(guó)市場(chǎng)！

　　目前，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉已走出國(guó)門開始在印度推廣，與巴基斯坦、澳大利亞、越南等國(guó)亦有合作意向。

　　提起我國(guó)抗蟲棉培育和產(chǎn)業(yè)化的巨大進(jìn)展，黃大昉不無感慨：“印、巴等發(fā)展中國(guó)家的抗蟲棉知識(shí)產(chǎn)權(quán)始終掌握在跨國(guó)公司手中，無法獨(dú)立開發(fā)轉(zhuǎn)基因棉株使得他們處處受制于人。而正是因?yàn)橹袊?guó)有了自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，發(fā)達(dá)國(guó)家不敢再小視中國(guó)！”

　　國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的廣泛應(yīng)用，顯示了中國(guó)農(nóng)業(yè)高技術(shù)研發(fā)的強(qiáng)勁勢(shì)頭和雄厚實(shí)力，也為我國(guó)在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中爭(zhēng)得了一席之地。作為我國(guó)目前唯一大面積種植并初步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物，抗蟲棉顯著減少了人畜農(nóng)藥中毒和死亡事故的發(fā)生，造福了億萬棉農(nóng)。它就像一個(gè)助推器，帶動(dòng)了我國(guó)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的作物的培育，也使中國(guó)作為世界抗蟲棉培育強(qiáng)國(guó)的地位更加穩(wěn)固。

　　隨著國(guó)產(chǎn)抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化的逐步深入，國(guó)外市場(chǎng)的進(jìn)一步開拓，我國(guó)抗蟲棉的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)效益得到了顯著提升。生物技術(shù)研究所提供的數(shù)據(jù)表明，截至2008年，全國(guó)累計(jì)推廣國(guó)產(chǎn)抗蟲棉3.15億畝，新增產(chǎn)值超過440億元，棉農(nóng)增收250多億元，減少農(nóng)藥用量數(shù)萬噸……

　　20多年的時(shí)光轉(zhuǎn)瞬即逝，我國(guó)抗蟲棉自主研育和推廣的歷程雖然充滿艱辛，但卻在中美抗蟲棉發(fā)展的持續(xù)較量中書寫下了輝煌的篇章。榮譽(yù)過后，仍有眾多的技術(shù)難題等待著科研工作者前去攻關(guān)。

　　國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的研究，依舊在路上……

　　大事記

　　單價(jià)抗蟲棉:

　　1991年 國(guó)家863計(jì)劃正式啟動(dòng)了棉花抗蟲基因工程的育種研究。

　　1994年 擁有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單價(jià)抗蟲棉研制成功，同年進(jìn)入田間試驗(yàn)并通過中國(guó)農(nóng)科院植保所的鑒定。

　　1995年 國(guó)產(chǎn)單價(jià)抗蟲棉申請(qǐng)國(guó)家專利。

　　1997年 單價(jià)抗蟲棉通過安全評(píng)價(jià)并獲準(zhǔn)生產(chǎn)。

　　雙價(jià)抗蟲棉:

　　1994年 雙價(jià)抗蟲棉研制項(xiàng)目啟動(dòng)。

　　1996年 國(guó)產(chǎn)雙價(jià)抗蟲棉研制獲得成功。

　　1999年 雙價(jià)抗蟲棉通過安全評(píng)價(jià)并獲準(zhǔn)生產(chǎn)。

　　融合抗蟲棉:

　　2000年 融合抗蟲棉研制項(xiàng)目啟動(dòng)。

　　2002年 國(guó)產(chǎn)融合抗蟲棉研制獲得成功。

　　2003年 進(jìn)入安全評(píng)價(jià)并生產(chǎn)試驗(yàn)。

　　抗蟲三系雜交棉:

　　1980年 我國(guó)從美國(guó)引進(jìn)哈克尼西棉細(xì)胞質(zhì)不育三系材料，但始終未能解決哈克尼西棉胞質(zhì)不育恢復(fù)系狹窄、育性不強(qiáng)、抗蟲性缺乏、胞質(zhì)不育導(dǎo)致減產(chǎn)的難題。

　　1998年 中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所抗蟲棉課題組，開始了轉(zhuǎn)基因抗蟲三系雜交棉分子育種研究。

　　2005年 “銀棉2號(hào)”研制成功，同年獲得國(guó)家轉(zhuǎn)基因生物安全證書,并通過國(guó)家農(nóng)作物品種審定委員會(huì)審定。

　　2005-2006年 “銀棉8號(hào)”參加黃河流域棉區(qū)中熟雜交組區(qū)域試驗(yàn)。

　　2008年8月 “銀棉8號(hào)”通過國(guó)家審定。

　　我的親歷

　　郭三堆： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所作物分子育種中心主任

　　“我是祖國(guó)的兒子，我應(yīng)該回來”

　　雖然我國(guó)對(duì)于Bt基因的研究始于20世紀(jì)80年代，但10年多的研究結(jié)果并不盡如人意。為尋求更大的技術(shù)突破，1986年郭三堆遠(yuǎn)赴法國(guó)著名的巴斯德研究所擔(dān)任訪問學(xué)者，學(xué)習(xí)先進(jìn)的分子生物技術(shù)。兩年中，他無時(shí)不渴望能早日歸國(guó)，繼續(xù)自己的事業(yè)。1988年，郭三堆拒絕了多位外國(guó)同行的盛情邀請(qǐng)和高薪挽留，用自己的薪水購買了國(guó)內(nèi)研究所需的試劑和基礎(chǔ)工具，毅然踏上了回國(guó)的道路。

　　“那時(shí)我們的國(guó)家確實(shí)不算發(fā)達(dá)，但正是這樣，才需要更多的科學(xué)家回到祖國(guó)，推動(dòng)我國(guó)自身科學(xué)技術(shù)的發(fā)展�！惫�三堆深情地說道。

　　正是這一腔熱血，這一份執(zhí)著，使得身患直腸癌的郭三堆仍然駐守在工作崗位，與各地的育種單位一起加班加點(diǎn)，為抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化而不輟努力。他一直堅(jiān)持：“我們要學(xué)會(huì)‘算大賬’，多做對(duì)國(guó)家、農(nóng)民有益的事是科研工作者義不容辭的責(zé)任！”

　　黃大昉:中國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任

　　“我深切地感到，自主創(chuàng)新才能強(qiáng)國(guó)”

　　隨著國(guó)產(chǎn)單價(jià)抗蟲棉的研制成功，我國(guó)抗蟲棉的研育工作初見成效。美國(guó)孟山都公司見勢(shì)主動(dòng)提議與中國(guó)農(nóng)科院建立聯(lián)合研究中心，旨在以技術(shù)換市場(chǎng)，敲開中國(guó)的大門。在兩方初次談判破裂后，孟山都并未就此死心，1998年再次邀請(qǐng)農(nóng)業(yè)部高級(jí)代表團(tuán)赴美參觀。談判期間，其總裁親自出馬，并攜多位律師到場(chǎng)，試圖讓農(nóng)業(yè)部同意開放中國(guó)棉種市場(chǎng)。

　　但國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的研究進(jìn)展讓美國(guó)人吃了一驚，當(dāng)黃大昉將我方成果一一展示后，孟山都的強(qiáng)勢(shì)態(tài)度有了180度的轉(zhuǎn)變：“我們確實(shí)沒有想到中國(guó)的抗蟲棉有了如此巨大的進(jìn)展，希望我們以后能在培育抗蟲棉上緊密合作，共同關(guān)注國(guó)際市場(chǎng)的發(fā)展�！� 他們表示。

　　這一轉(zhuǎn)折性的事件極大地鼓舞了奮斗在國(guó)產(chǎn)抗蟲棉一線的人們，也讓我國(guó)科學(xué)家深刻地感到，自主創(chuàng)新才是提升中國(guó)國(guó)際地位的關(guān)鍵法寶。

　　但黃大昉也指出，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化之路仍充滿挑戰(zhàn)。未來要將分子育種與常規(guī)育種相結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)。只有將鏈條上游的基因培育，中游的基因?qū)�入棉花和擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)以及下游的選育推廣有效關(guān)聯(lián)，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化之路才能走得更加順暢。 (張巍巍)