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“月球棉”标记中国种业新高度

    发布时间:2019-03-01    文章来源: 人民网    

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2009年9月,关于棉花新品种“中棉所63”的现场会在湖北荆州举行。图为种棉能手、棉花经销商等在田间参观。

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中国基因技术培育的棉花植株苗。

今年1月,在月球背面,嫦娥四号搭载的棉花种子发芽的消息迅速传遍全球。这是人类首次在月面的生物生长培育试验成功。而这一片震惊世界的嫩叶背后的棉花种子,蕴含着中国众多农业科研人员近十年的心血,代表着中国棉花育种水平提升到新的高度。

登月先锋 广谱抗逆

在月背发芽的棉花种子是来自河南安阳的中国农业科学院棉花研究所培育的“中棉所41”。这颗“中棉所41”种子来历可不简单,它是中国利用现代基因技术育种实现重大突破的“结晶”。“中棉所41”等抗虫棉品种的成功培育让国产棉花种业上演精彩大逆袭,市场占有率从1999年的5%跃升至现在的95%以上。相关技术喜获2009年国家科技进步奖二等奖。

棉花是人类赖以生存的最基本需求物资之一,因此棉花种子得以入选。在经过多重棉花品种筛选后,“中棉所41”幸运地成为搭载的实验种子。嫦娥四号生物科普实验总设计师谢更新表示,课题组前期选取了很多棉花品种,包括河南、湖南和重庆等多个省份的棉花品种。在进行多轮的种子筛选后,最终选中了由中国农业科学院棉花研究所送来的棉花品种“中棉所41”。

嫦娥四号对生物物种筛选非常严苛,必须适应月球表面低重力、强辐射、高温差等严峻环境条件考验。而棉花面对各种恶劣环境,显现出了强大的生命力。中国农业科学院棉花研究所所长李付广解释说,选择棉花种子,除了因为棉花是主要的农作物之一外,它还有很好的适应性,生命力强大,具有良好的抗逆境能力,一直以来都是盐碱旱地的“先锋作物”,对人类探索生命如何在地外星球生存具有重大意义。而“中棉所41”抗逆特征突出,还是中国第一个具有自主知识产权的基因技术培育的抗虫棉品种,具有划时代的意义。

作为第一个在月球发芽的植物,李付广认为“中棉所41”符合生长的预期。他表示,在月球发芽的“中棉所41”与陆地上的基本无差别,说明棉花种子在非常态逆境条件下仍能正常进行基因表达,完成了本次科普试验使命,为以后人类进入月球生存提供了珍贵的第一手数据。“中棉所41”在月面发芽,表明了棉花具有更广谱的抗逆性,有望在未来太空生物学的研究中发挥重要作用。

横空出世 精彩逆袭

上世纪90年代,我国棉花种业面对棉铃虫灾害和国外转基因抗虫棉市场占领的双重夹击。1992年,国内棉铃虫灾害大面积爆发。持续时间之长、殃及范围之大,前所未有。棉花大省河北130斤的皮棉亩产量,当年仅剩下个零头。严重的虫害也使得国外转基因抗虫棉借机迅速占领了中国市场。国外一家种业公司研发的转基因抗虫棉品种,一方面让中方出巨资购买其转基因抗虫棉品种使用权;另一方面,加紧布局,在棉花主产省份成立棉花种子公司,进而垄断性销售其拥有知识产权的转基因抗虫棉种子。到1999年,国外转基因抗虫棉品种已经占据了我国市场95%以上的份额。

棉花是一项战略物资,对国家来说实在太重要了。当年中国外汇收入的1/4来自以棉花为原料的纺织品及其相关产业,全国有近3亿农民以种植棉花为重要收入来源。鉴于此,在当时农业主管部门支持下,中棉所开始攻关用现代基因育种技术开发中国自主知识产权的棉花新品种。

“中棉所41”是我国技术团队多方协作的成果。中国农业科学院生物技术研究所郭三堆研究员负责研发抗虫基因。1988年,在法国巴斯德研究所从事Bt蛋白基因结构与功能研究的郭三堆学成回国,很快被任命为该课题主持人,交给他的科研任务是,用生物技术为棉花育种克隆拥有自主知识产权的新型抗虫基因。而中国农业科学院棉花研究所李付广研究员团队负责将抗虫基因导入棉花,培育出抗虫棉种新品系。最后,中棉所郭香墨团队负责品种培育,选育出兼具抗虫作用和生产价值的棉花新品种。最终,中国第一批运用现代基因技术研发的抗虫棉品种问世了,这就是大名鼎鼎的“中棉所41”。

“中棉所41”等国产棉花品种的诞生,拯救了中国棉花种业。中国目前种植的棉花,大部分都是使用国产棉花种子。李付广谈及目前我国基因技术育种的现状时说,在“中棉所41”于2002年通过国家审定后,2009年获得了国家科技进步二等奖。由于“中棉所41”的抗虫和高产等特性,被全国20多家单位选作育种亲本,相继衍生出新品种100多个,例如中棉所63、豫杂35、银棉2号等一系列适应不同棉区的品种。这使得中国自主基因技术选育的抗虫棉品种竞争大大增强,稳稳占据了抗虫棉国内市场的绝对优势。

前程远大 造福四方

“中棉所41”是中国基因科技育种技术下的高新技术产物。是中棉所利用中国农科院生物技术研究所构建的抗虫基因,通过花粉管通道法导入中棉所23中,经过多年选育而成。这使得我国成为继美国之后,能够合成Bt杀虫蛋白基因、拥有独立知识产权的第二个国家,标志着中国棉花种业科研水平位于国际前列。

邓小平高度关心中国农业的发展。1988年9月,他指出:“将来农业问题的出路,最终要由生物工程来解决,要靠尖端技术。”

对于中国目前育种技术发展水平的展望,李付广表示,从科研角度来讲,我国作物整体育种技术处于世界先进行列,但不同作物育种水平发展并不平衡

“基因育种技术是一种随着现代科技进步而发展起来的新技术,使人类可以在分子水平选育优良的品种性状,造福全人类。”李付广认为,棉花产业未来要沿着这条道路继续前进。

李付广解释说:“相对于传统育种,现代基因技术育种是一种更精确更高效并且不断发展的技术,例如近年来发展起来的基因编辑技术,可以获得目标性状更稳定的产品,这些新技术具有传统育种所不具备的优势,必将在解决棉花品质、产量和抗逆性等问题中继续发挥重要作用。

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