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国产转基因抗虫棉研发

2018-09-15 05:38:14

1992年底,我国科学家研制成功具有自主知识产权的GFM Cry1A 融合Bt杀虫基因,并将其导入棉花,创造出单Bt转基因抗虫棉。这标志着我国大规模应用转基因技术改造传统农业新时代的到来。

棉花产业在我国经济发展、劳动就业和对外贸易中发挥着非常重要的作用。我国棉花面积约占世界面积的15%,皮棉产量约占世界总产量的25%。我国棉花播种面积占农作物总面积的3%,产值占农作物产值的10%左右。棉区覆盖农村人口5亿、农村劳动力2亿以上,棉花加工、纺织和服装生产等直接从业工人超过1900万人,间接就业人员达到1亿人。2007年我国纺织品及服装出口1712亿美元,占全部出口额的14%左右。

但是,棉花又是遭受病虫害为害最严重的农作物之一。1992年,我国黄河流域棉区棉铃虫特大暴发,造成直接经济损失100多亿元。其后,又迅速向长江流域棉区蔓延。棉农不得不高频次、高浓度施用杀虫剂,每年防治棉铃虫20余次,不仅增加了棉花的生产成本和棉农的劳动强度,也破坏了生态环境,同时还严重损害了棉农的身心健康。据不完全统计,1992~1996年棉农因防治棉铃虫而中毒人数超过24万人次。

苏云金芽孢杆菌(即Bt),作为一种生物杀虫剂早在1938年就用于防治地中海粉螟。1981年,科学家首次成功克隆了第一个编码Bt杀虫晶体蛋白基因。我国转基因抗虫棉的研究在科技部国家“863”计划、国家转基因植物研究专项等项目和农业部、发改委、财政部等部委的大力支持下取得了显著进展。我国科学家于1992年底研制成功具有自主知识产权的GFM Cry1A 融合Bt杀虫基因,并将其导入棉花,创造出单Bt转基因抗虫棉。1995年,利用GFM Cry1A Bt杀虫基因和豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因,构建了双价抗虫(Bt+CpTI)基因,标志着我国第二代抗虫棉的研究达到了国际领先水平。2002年由中国农业科学院棉花研究所建成“棉花规模化转基因技术体系平台”,实现了基因遗传转化的流水线操作,年产转基因植株8000株以上,做到了棉花转基因规模化和工厂化。该项研究成果于2005年获得国家科技进步二等奖。研发中以“规模化转基因技术平台体系建设”为纽带,采取双赢互利的发展模式,与我国从事基础研究的上游基因构建单位开展全面合作;并将所获得转基因棉花种质新材料快速发放给我国从事应用研究的棉花育种单位,进行新品种培育;同时加强与企业的合作关系,充分利用企业的市场运作、营销网络等优势,以加强国产转基因抗虫棉的产业化力度。从而实现了技术创新、科技人才、技术成果的全国一盘棋一体化的运作效果。

1997年外国抗虫棉进入我国,1998年我国抗虫棉95%的市场份额已为外国抗虫棉垄断。面对严酷的生产、科研和产业发展危局,国家出台了一系列加快国产抗虫棉研发的对策,使不利局面得以扭转。2002年,国产转基因抗虫棉已占据30%的市场份额;2004年,在4800万亩抗虫棉市场份额中,国产转基因棉花种植面积3000多万亩,占市场份额的62%。2008年我国转基因抗虫棉面积已达5700万亩,占全国棉田面积的70%,其中国产抗虫棉已占93%以上。我国国产转基因抗虫棉累计推广面积2.5亿多亩,直接为棉农带来收益490亿元。种植转基因抗虫棉后,每年化学农药的使用量减少1万到1.5万吨,相当于我国化学杀虫剂年生产总量的7.5%左右;棉农的劳动强度和防治成本显著下降,棉农中毒事件降低了70%到80%,棉田生态环境得到明显改善。

国产转基因抗虫棉的成功研发,是我国农业科技跻身世界先进行列的一个典范,振奋了全国人民的精神,树立了科技攻坚的信心。在国产转基因抗虫棉的研发过程中形成的全国上中下游科研力量密切合作创新机制,以及促进科技型企业崛起的研发策略,对农业科技创新赶超世界先进水平,具有重要的借鉴意义。

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