“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)對國產(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，更記錄著一個植棉強(qiáng)國的快速崛起。

　　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，我國北方棉區(qū)棉鈴蟲連年大暴發(fā)，全國棉花總產(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，抗性變強(qiáng)的小蟲卻自得地游起泳來。據(jù)不完全統(tǒng)計，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”。

　　而棉花作為我國重要的戰(zhàn)略物資，其生產(chǎn)遭到破壞也危及著我國的國家安全。多年的棉鈴蟲暴發(fā)使得國家經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)數(shù)百億元，作為我國出口創(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，大洋彼岸的美國孟山都公司已于1988年成功研制出Bt抗蟲棉，并將這個先進(jìn)的理念引入了中國，旨在占領(lǐng)中國極富潛力的植棉市場。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”的精神激勵下，國家863計劃正式啟動了棉花抗蟲基因工程的育種研究，中國作為植棉大國無抗蟲棉的歷史從這一刻開始被改寫。

　　單價抗蟲棉：千呼萬喚始出來

　　“我們即將面對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，大棚里一片歡呼雀躍……” 回想起1994年單價抗蟲棉小規(guī)模田間試驗的那一幕，時任863計劃生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)＜椅瘑T會委員的黃大昉教授仍然激動不已。

　　1994年，擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的單價抗蟲棉研育成功，這使中國成為了世界上第二個成功研育抗蟲棉的國家，打破了美國抗蟲棉對我國市場的壟斷格局，更為1997年后國產(chǎn)抗蟲棉的迅速發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。而這份勝利卻充滿了艱辛和挑戰(zhàn)。

　　由于當(dāng)時我國在分子育種領(lǐng)域仍處于起步階段，自行研制抗蟲棉并不被外界所看好。美國的研究團(tuán)隊有上百名科學(xué)家，我們卻只有六七個人。到底能不能成功？什么時候能成功？這樣的疑問迫使原本就單薄的小組再次“縮水”，只剩下兩三個人繼續(xù)研究。“做了就不能半途而廢，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定。

　　24小時“耗”在實驗室，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，研制出具有國際先進(jìn)水平的表達(dá)載體，并以中國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計劃重大關(guān)鍵技術(shù)項目的責(zé)任專家賈士榮教授，或是日夜攻關(guān)、奉獻(xiàn)所有在法國所學(xué)知識的課題組負(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產(chǎn)權(quán)組織和中國國家知識產(chǎn)權(quán)局聯(lián)合為國產(chǎn)單價抗蟲棉頒發(fā)的專利金獎時，他的心中滿是自豪。這沉甸甸的獎杯標(biāo)志著我國轉(zhuǎn)基因抗蟲棉培育技術(shù)的重大突破，中國不再是依賴國外抗蟲棉的植棉落后大國，而躋身為享譽(yù)海外的抗蟲棉培育強(qiáng)國。

　　雙價抗蟲棉：一舉超越美國棉

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

　　1999年，雙價抗蟲棉通過安全評價并獲準(zhǔn)生產(chǎn)，比美國雙價抗蟲棉應(yīng)用于生產(chǎn)早了整整5年。

　　在國產(chǎn)單價抗蟲棉研育成功后，來自各界的質(zhì)疑聲一直不絕于耳，甚至有人認(rèn)為項目組使用了國外的材料。為向國內(nèi)外證明我國科學(xué)家具備成功研育抗蟲棉的實力，郭三堆和組員們又在1994年開始了雙價抗蟲棉的研制工作。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抗蟲棉。“雙管齊下”有效地增強(qiáng)了殺蟲效果，也大大延緩了棉蟲產(chǎn)生抗性的時間。“國產(chǎn)雙價抗蟲棉的研制成功使我國在國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力后，郭三堆帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊并未就此止步。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，成為一個蛋白，使兩個蛋白的獨立功能能夠同步發(fā)揮作用，切實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)入安全評價并生產(chǎn)試驗。課題組提供的數(shù)據(jù)表明，融合抗蟲棉對敏感性棉鈴蟲的校正死亡率可達(dá)94%，其對抗性棉鈴蟲的校正死亡率也是單價抗蟲棉的三倍還多。

　　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’，有了這個依據(jù)，別人再也不敢亂談我們的棉種是他們的了。”郭三堆自豪地說。

　　這是我國轉(zhuǎn)抗蟲基因三系雜交棉首次采用分子標(biāo)記技術(shù)。科研人員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。”郭三堆回憶道。為解決這個世界性難題，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)散了困擾各國科學(xué)家多年的夢魘，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，先后培育出我國第一個轉(zhuǎn)雙價抗蟲基因三系雜交棉“銀棉2號”，和高產(chǎn)、多抗的抗蟲三系雜交棉“銀棉8號”等新品種。并首開國際先河，在生產(chǎn)上實現(xiàn)了大規(guī)模推廣應(yīng)用。

　　中國農(nóng)科院副院長劉旭表示，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”的培育、示范成功勢將成為雜交棉產(chǎn)業(yè)化的一個新起點。

　　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)于再造了大半個長江流域棉區(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，在我國自行研制成功的單價抗蟲棉尚未得到普遍認(rèn)可時，美國孟山都公司搶先一步，進(jìn)駐“植棉大省”河北省實現(xiàn)了大面積種植。“但其與國內(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的6成都要交與孟山都公司。”黃大昉回憶說。

　　面對跨國公司的“剝削壓榨”，國家863計劃為抗蟲棉的培育課題提供了更多支持，使國產(chǎn)抗蟲棉先后推廣至多個棉區(qū)。在我國自行研制棉種物美價廉、品種眾多的巨大優(yōu)勢下，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河北省，收復(fù)了這塊寶貴的“植棉失地”。

　　1997年，我國抗蟲棉僅占市場份額的7%，剩余均被美國所占據(jù)。1997年之后，國產(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，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,國產(chǎn)抗蟲棉的市場份額約以每年10%的速率遞增；至2008年，國產(chǎn)抗蟲棉所占的市場份額已達(dá)到93%，完全主導(dǎo)了中國市場！

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

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

　　國產(chǎn)抗蟲棉的廣泛應(yīng)用，顯示了中國農(nóng)業(yè)高技術(shù)研發(fā)的強(qiáng)勁勢頭和雄厚實力，也為我國在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域激烈的國際競爭中爭得了一席之地。作為我國目前唯一大面積種植并初步實現(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)。它就像一個助推器，帶動了我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的作物的培育，也使中國作為世界抗蟲棉培育強(qiáng)國的地位更加穩(wěn)固。

　　隨著國產(chǎn)抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化的逐步深入，國外市場的進(jìn)一步開拓，我國抗蟲棉的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會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，全國累計推廣國產(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多年的時光轉(zhuǎn)瞬即逝，我國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)。

　　國產(chǎn)抗蟲棉的研究，依舊在路上……

　　大事記

　　單價抗蟲棉:

　　1991年 國家863計劃正式啟動了棉花抗蟲基因工程的育種研究。

　　1994年 擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的單價抗蟲棉研制成功，同年進(jìn)入田間試驗并通過中國農(nóng)科院植保所的鑒定。

　　1995年 國產(chǎn)單價抗蟲棉申請國家專利。

　　1997年 單價抗蟲棉通過安全評價并獲準(zhǔn)生產(chǎn)。

　　雙價抗蟲棉:

　　1994年 雙價抗蟲棉研制項目啟動。

　　1996年 國產(chǎn)雙價抗蟲棉研制獲得成功。

　　1999年 雙價抗蟲棉通過安全評價并獲準(zhǔn)生產(chǎn)。

　　融合抗蟲棉:

　　2000年 融合抗蟲棉研制項目啟動。

　　2002年 國產(chǎn)融合抗蟲棉研制獲得成功。

　　2003年 進(jìn)入安全評價并生產(chǎn)試驗。

　　抗蟲三系雜交棉:

　　1980年 我國從美國引進(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”研制成功，同年獲得國家轉(zhuǎn)基因生物安全證書,并通過國家農(nóng)作物品種審定委員會審定。

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

　　2008年8月 “銀棉8號”通過國家審定。

　　我的親歷

　　郭三堆： 中國農(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

　　“我是祖國的兒子，我應(yīng)該回來”

　　雖然我國對于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，他無時不渴望能早日歸國，繼續(xù)自己的事業(yè)。1988年，郭三堆拒絕了多位外國同行的盛情邀請和高薪挽留，用自己的薪水購買了國內(nèi)研究所需的試劑和基礎(chǔ)工具，毅然踏上了回國的道路。

　　“那時我們的國家確實不算發(fā)達(dá)，但正是這樣，才需要更多的科學(xué)家回到祖國，推動我國自身科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。”郭三堆深情地說道。

　　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，為抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化而不輟努力。他一直堅持：“我們要學(xué)會‘算大賬’，多做對國家、農(nóng)民有益的事是科研工作者義不容辭的責(zé)任！”

　　黃大昉:中國農(nóng)業(yè)部農(nóng)作物分子生物學(xué)重點實驗室主任

　　“我深切地感到，自主創(chuàng)新才能強(qiáng)國”

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

　　但國產(chǎn)抗蟲棉的研究進(jìn)展讓美國人吃了一驚，當(dāng)黃大昉將我方成果一一展示后，孟山都的強(qiáng)勢態(tài)度有了180度的轉(zhuǎn)變：“我們確實沒有想到中國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)注國際市場的發(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產(chǎn)抗蟲棉一線的人們，也讓我國科學(xué)家深刻地感到，自主創(chuàng)新才是提升中國國際地位的關(guān)鍵法寶。

　　但黃大昉也指出，國產(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)大實驗以及下游的選育推廣有效關(guān)聯(lián)，國產(chǎn)抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化之路才能走得更加順暢。 (張巍巍)