自主创新推动产棉大国棉花育种不断飞跃
只见过“虫吃棉”,没见过“棉吃虫”,这是大多数棉农对国产抗虫棉最初的印象。20多年过去了,正是这不被众人所接受与看好的小小棉花,带着早已融入其体内的抗虫基因,走进了千家万户,悄无声息地改善着亿万棉农的生活,更记录着一个植棉强国的快速崛起。
内忧外患“逼”出抗虫棉
“那是给逼出来的!”追溯抗虫棉诞生的原由,中国农科院生物技术研究所的郭三堆研究员如是说。
20世纪90年代初,我国北方棉区棉铃虫连年大暴发,全国棉花总产下降43%左右,农民们吃尽了种棉治虫的苦头。原本在棉花种植期间只需喷洒1到3次农药就能制住的棉铃虫,那时喷药20多次依然无济于事。当气坏的棉农把害虫扔到农药原液中时,抗性变强的小虫却自得地游起泳来。据不完全统计,1992年至1996年因超量使用农药而中毒的人员多达数万人次,由于土壤环境受到严重污染,棉田几乎无法再种……棉农一度“谈虫色变”。
而棉花作为我国重要的战略物资,其生产遭到破坏也危及着我国的国家安全。多年的棉铃虫暴发使得国家经济损失高达数百亿元,作为我国出口创汇支柱产业之一的棉纺织业的大宗出口也受到了严重影响。
与此同时,大洋彼岸的美国孟山都公司已于1988年成功研制出Bt抗虫棉,并将这个先进的理念引入了中国,旨在占领中国极富潜力的植棉市场。在与孟山都公司谈判破裂后,生物技术研究所的范云六院士和郭三堆研究员不禁感慨:“我们能不能开展自己的分子育种项目?”
内忧外患的双重危机使得抗虫棉的研发迫在眉睫!1991年,在科技部“远瞻前沿,背靠土地”的精神激励下,国家863计划正式启动了棉花抗虫基因工程的育种研究,中国作为植棉大国无抗虫棉的历史从这一刻开始被改写。
单价抗虫棉:千呼万唤始出来
“我们即将面对的仿若是自己从未谋面的孩子,心情兴奋而不安。当放在抗虫棉植株上的棉铃虫全部死光时,大棚里一片欢呼雀跃……” 回想起1994年单价抗虫棉小规模田间试验的那一幕,时任863计划生物技术领域专家委员会委员的黄大昉教授仍然激动不已。
1994年,拥有我国自主知识产权的单价抗虫棉研育成功,这使中国成为了世界上第二个成功研育抗虫棉的国家,打破了美国抗虫棉对我国市场的垄断格局,更为1997年后国产抗虫棉的迅速发展奠定了坚实基础。而这份胜利却充满了艰辛和挑战。
由于当时我国在分子育种领域仍处于起步阶段,自行研制抗虫棉并不被外界所看好。美国的研究团队有上百名科学家,我们却只有六七个人。到底能不能成功?什么时候能成功?这样的疑问迫使原本就单薄的小组再次“缩水”,只剩下两三个人继续研究。“做了就不能半途而废,拼了命也要把它搞成!” 作为课题组的负责人,郭三堆的心中满是坚定。
24小时“耗”在实验室,行军床就是他们全部的“家当”。功夫不负有心人,经过一年零八个月的刻苦攻关,郭三堆和组员们成功合成和改造了Bt杀虫基因,研制出具有国际先进水平的表达载体,并以中国特色的花粉管通道法将杀虫基因导入了棉花植株。
“这不是一个人在战斗,最后的成功源自多位科学家的共同努力。” 郭三堆强调说。
的确,转基因抗虫棉的研制成功融入了若干专家的辛勤工作。无论是倡导我国自行研制抗虫棉花的范云六院士,还是将转基因抗虫棉力推为863计划重大关键技术项目的责任专家贾士荣教授,或是日夜攻关、奉献所有在法国所学知识的课题组负责人郭三堆研究员,以及许许多多不为外人所知的无名英雄们。
2001年12月,当郭三堆接过世界知识产权组织和中国国家知识产权局联合为国产单价抗虫棉颁发的专利金奖时,他的心中满是自豪。这沉甸甸的奖杯标志着我国转基因抗虫棉培育技术的重大突破,中国不再是依赖国外抗虫棉的植棉落后大国,而跻身为享誉海外的抗虫棉培育强国。