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在今年10月召开的一次会议上，一位农业部官员列举了我国在农业科技领域取得的五大研究成果，其中转基因抗虫
棉及三系杂交棉榜上有名。中国农业科学院生物技术研究所研究员郭三堆是转基因抗虫棉课题组的首席专家，亲历了我国转基
因抗虫棉从无到有、从研制到产业化的全部过程。
棉农"谈虫色变"
今年56岁的郭三堆依然在为转基因抗虫棉忙碌着。他日前刚从北京平谷的抗虫棉基地赶回北京，之后还要
赶去武汉参加会议。尽管事务繁忙，但说起转基因抗虫棉来，郭三堆依然滔滔不绝。
棉花不仅是重要的纺织原料，而且是一种战略物资，自古以来就广受重视。去年，我国棉纺织品出口创汇1170
多亿美元，占我国出口创汇总额的18％以上，可见棉花在整个国民经济中的重要作用。
1988年，在法国巴斯德研究所做了两年访问学者的郭三堆回到祖国，刚好赶上棉铃虫在我国的大面积爆
发。上个世纪90年代前期，棉铃虫灾害致使长江流域棉产区减产30％以上，黄河流域棉产区减产60％-80％，部分地
区甚至绝产。由此每年给国家造成几十亿元甚至上百亿元的经济损失。
据悉，仅1992年，全国为防治棉铃虫共消耗约15万吨纯农药，而当年我国纯农药的产量也只有20万
吨左右。然而，由于棉铃虫产生了抗药性，农药的作用微乎其微，反而严重破坏了生态环境，损害了棉农的身心健康。很多棉
农甚至"谈虫色变"。
那时，政府部门的压力也很大。国务院召开会议，研究棉铃虫的防治工作，当时的农业部部长刘江曾经说过
，谁解决了棉铃虫问题就奖给谁100万元。
从1991年起，作为国家863计划的重点研究项目，转基因抗虫棉研究正式启动，郭三堆等人承担起了
这项研究工作。当时，美国已经研制出转基因抗虫棉，但对技术和知识产权的封锁非常严密，想引进美国的技术来治理棉铃虫
是不可能的；要想引进抗虫棉种进行杂交培育，就要付出昂贵的经济代价。面对猖獗的棉铃虫害，郭三堆和他带领的抗虫棉课
题组承担着巨大的压力与挑战。
从"虫吃棉"到"棉吃虫"
虽然软硬件条件都很有限，国家拨付的科研经费也十分有限，但郭三堆带领抗虫棉课题组做出了令世界侧目
的成就。
他们根据苏云金芽孢杆菌(Bt)中抗虫蛋白的氨基酸序列，改造并人工合成Bt杀虫基因，然后构建植物
高效表达载体，通过农杆菌介导法和花粉管通道法，将Bt杀虫基因导入我国棉花主栽品种中，形成了我国具有自主知识产权
的单价抗虫棉品种，使我国成为独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家。
据悉，当时国际上有多个国家在研究转基因抗虫棉，而真正研究成功应用生产的只有美国和中国。
转基因抗虫棉研制成功后，郭三堆又开始了推广工作。他回忆最初在山东梁山推广抗虫棉时，棉农不相信棉
花还能杀虫，说只见过"虫吃棉"没见过"棉吃虫"，认为抗虫棉"要么有剧毒，要么就是吹牛"。
为了说服棉农，抗虫棉课题组自掏腰包让棉农试种，一亩棉田一半种普通棉一半种抗虫棉，结果普通棉几乎
绝产，抗虫棉长势良好。棉农为抗虫棉的神奇功效所折服，纷纷要求留种甚至愿出高价购买抗虫棉种。
转基因抗虫棉对于饱受虫害之苦的棉农来说可谓是救命稻草。棉农的积极性非常高，使转基因抗虫棉得以迅
速推广，遍布除新疆之外的主要棉产区，有效遏制了棉铃虫的危害。除了大幅度降低虫害外，种植转基因抗虫棉还可以减少60
％-80％的农药用量，保护了棉田的生态环境和棉农的身心健康，也节省了棉农的投入。据统计，种植转基因抗虫棉每公顷
可降低农药、用工等成本900-1200元，增加收入1800-2100元，每年为国家和棉农增收节支50亿-60亿
元。
我国的转基因抗虫棉从1999年开始大面积产业化，目前每年推广面积达5000万亩以上，这个数字约
占国际抗虫棉年推广总量的20％。仅仅几年时间，转基因抗虫棉的累计种植面积就达到了1.5亿亩。目前抗虫棉每年种植
面积占全国植棉总面积的80％。在河北、山东、山西等省份，转基因抗虫棉的市场占有率几乎达到了100％。
达到国际领先水平
为进一步提高抗虫效率，延缓棉铃虫产生抗性的进程，郭三堆又带领抗虫棉课题组将两种杀虫机理完全不同
的基因构建成双价基因导入棉花，成功研制出双价抗虫棉。棉铃虫对单价抗虫棉产生抗性的几率是10-6，而对两种蛋白同
时起效的双价抗虫棉产生抗性的几率是10-12。如果单价抗虫棉可以保证安全生产10年，那么，从理论上讲，双价抗虫
棉至少在30年内可以使棉铃虫不会产生抗性。双价抗虫棉的成功研制和推广，使我国的抗虫棉研究跨入了国际先进行列。
然而，郭三堆和抗虫棉课题组并没有满足。经过六七年的努力，他们又成功研制出了抗虫三系杂交棉。抗虫
三系杂交棉在抗棉铃虫的基础上提高了单位面积产量，比普通棉增产25％，从而提高了土地资源利用率。
抗虫三系杂交棉的研制成功，宣告了我国成功攻破了三系胞质不育性与产量呈负相关以及不抗虫的难题，使
我国的转基因抗虫棉研究达到国际领先的水平。目前，抗虫三系杂交棉品种"银棉2号"已经通过了国家农作物品种审定委员
会的审定。郭三堆和他的抗虫棉课题组还在继续转基因抗虫棉的研究，以期在基因育种方面再有所突破。
创新体系加快产业化进程
到目前为止，我国研制成功并经过审定的抗虫棉品种已经超过60个。如此多的抗虫棉品种从应用到生产，
与转基因抗虫棉的产业化体系密切相关。
经过10余年的探索，我国在转基因抗虫棉领域已经构建起了较为完善的创新体系。作为我国相关的核心技
术单位，郭三堆所在的中国农科院生物技术研究所负责研制抗虫基因工作，中国农科院棉花研究所、山西省农科院棉花研究所
、江苏省农科院经济作物研究所负责基因转化工作，中国农业大学、河北省农科院、山东省棉花研究中心等20余家单位负责
品种选育，最后由从事种子业务的20余家企业，如创世纪转基因技术有限公司、中国农业科学院棉花研究所科技贸易公司、
河北河间市国欣农研会、北京银土地生物技术有限公司、中国种子集团有限公司、河北创世纪科技股份有限公司等负责棉种的
推广。
这一创新体系大大缩短了转基因抗虫棉的产业化进程，并且提高了效率。原来一个新品种从研制到大面积推
广种植的过程需要十几年，而现在转基因抗虫棉只需5年就可完成。据悉，在美国这一过程需花费的资金达到了1亿多美元，
而我国仅用了约5000万元人民币。转基因抗虫棉在农业生物技术的产业化上探索出了一条新路。
转基因抗虫棉不仅为我国创造了经济价值，而且走出了国门。我国已经与印度第二大种子公司Nath种子
公司签订了"中印合作转基因抗虫棉新品种研究与产业化"项目，将转基因抗虫棉核心专利技术与印度的优质棉花种质资源相
结合，为印度提供优质、高产、抗虫的转基因抗虫棉新品种。目前，我国正在积极拓展南亚、澳洲、南美洲等市场，准备在更
大范围内推广中国抗虫棉。霍鑫
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