2019-03-06 15:43:40
今年1月，在月球背面，嫦娥四號(hào)搭載的棉花種子發(fā)芽的消息迅速傳遍全球。這是人類首次在月面的生物生長(zhǎng)培育試驗(yàn)成功。而這一片震驚世界的嫩葉背后的棉花種子，蘊(yùn)含著中國(guó)眾多農(nóng)業(yè)科研人員近十年的心血，代表著中國(guó)棉花育種水平提升到新的高度。
登月先鋒 廣譜抗逆
在月背發(fā)芽的棉花種子是來(lái)自河南安陽(yáng)的中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所培育的“中棉所41”。這顆“中棉所41”種子來(lái)歷可不簡(jiǎn)單，它是中國(guó)利用現(xiàn)代基因技術(shù)育種實(shí)現(xiàn)重大突破的“結(jié)晶”。“中棉所41”等抗蟲棉品種的成功培育讓國(guó)產(chǎn)棉花種業(yè)上演精彩大逆襲，市場(chǎng)占有率從1999年的5%躍升至現(xiàn)在的95%以上。相關(guān)技術(shù)喜獲2009年國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。
棉花是人類賴以生存的最基本需求物資之一，因此棉花種子得以入選。在經(jīng)過(guò)多重棉花品種篩選后，“中棉所41”幸運(yùn)地成為搭載的實(shí)驗(yàn)種子。嫦娥四號(hào)生物科普實(shí)驗(yàn)總設(shè)計(jì)師謝更新表示，課題組前期選取了很多棉花品種，包括河南、湖南和重慶等多個(gè)省份的棉花品種。在進(jìn)行多輪的種子篩選后，最終選中了由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所送來(lái)的棉花品種“中棉所41”。
嫦娥四號(hào)對(duì)生物物種篩選非常嚴(yán)苛，必須適應(yīng)月球表面低重力、強(qiáng)輻射、高溫差等嚴(yán)峻環(huán)境條件考驗(yàn)。而棉花面對(duì)各種惡劣環(huán)境，顯現(xiàn)出了強(qiáng)大的生命力。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所所長(zhǎng)李付廣解釋說(shuō)，選擇棉花種子，除了因?yàn)槊藁ㄊ侵饕霓r(nóng)作物之一外，它還有很好的適應(yīng)性，生命力強(qiáng)大，具有良好的抗逆境能力，一直以來(lái)都是鹽堿旱地的“先鋒作物”，對(duì)人類探索生命如何在地外星球生存具有重大意義。而“中棉所41”抗逆特征突出，還是中國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基因技術(shù)培育的抗蟲棉品種，具有劃時(shí)代的意義。
作為第一個(gè)在月球發(fā)芽的植物，李付廣認(rèn)為“中棉所41”符合生長(zhǎng)的預(yù)期。他表示，在月球發(fā)芽的“中棉所41”與陸地上的基本無(wú)差別，說(shuō)明棉花種子在非常態(tài)逆境條件下仍能正常進(jìn)行基因表達(dá)，完成了本次科普試驗(yàn)使命，為以后人類進(jìn)入月球生存提供了珍貴的第一手?jǐn)?shù)據(jù)。“中棉所41”在月面發(fā)芽，表明了棉花具有更廣譜的抗逆性，有望在未來(lái)太空生物學(xué)的研究中發(fā)揮重要作用。
橫空出世 精彩逆襲
上世紀(jì)90年代，我國(guó)棉花種業(yè)面對(duì)棉鈴蟲災(zāi)害和國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉市場(chǎng)占領(lǐng)的雙重夾擊。1992年，國(guó)內(nèi)棉鈴蟲災(zāi)害大面積爆發(fā)。持續(xù)時(shí)間之長(zhǎng)、殃及范圍之大，前所未有。棉花大省河北130斤的皮棉畝產(chǎn)量，當(dāng)年僅剩下個(gè)零頭。嚴(yán)重的蟲害也使得國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉借機(jī)迅速占領(lǐng)了中國(guó)市場(chǎng)。國(guó)外一家種業(yè)公司研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種，一方面讓中方出巨資購(gòu)買其轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種使用權(quán)；另一方面，加緊布局，在棉花主產(chǎn)省份成立棉花種子公司，進(jìn)而壟斷性銷售其擁有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種子。到1999年，國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種已經(jīng)占據(jù)了我國(guó)市場(chǎng)95%以上的份額。
棉花是一項(xiàng)戰(zhàn)略物資，對(duì)國(guó)家來(lái)說(shuō)實(shí)在太重要了。當(dāng)年中國(guó)外匯收入的1/4來(lái)自以棉花為原料的紡織品及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，全國(guó)有近3億農(nóng)民以種植棉花為重要收入來(lái)源。鑒于此，在當(dāng)時(shí)農(nóng)業(yè)主管部門支持下，中棉所開始攻關(guān)用現(xiàn)代基因育種技術(shù)開發(fā)中國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的棉花新品種。
“中棉所41”是我國(guó)技術(shù)團(tuán)隊(duì)多方協(xié)作的成果。中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所郭三堆研究員負(fù)責(zé)研發(fā)抗蟲基因。1988年，在法國(guó)巴斯德研究所從事Bt蛋白基因結(jié)構(gòu)與功能研究的郭三堆學(xué)成回國(guó)，很快被任命為該課題主持人，交給他的科研任務(wù)是，用生物技術(shù)為棉花育種克隆擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新型抗蟲基因。而中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所李付廣研究員團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)將抗蟲基因?qū)朊藁?，培育出抗蟲棉種新品系。最后，中棉所郭香墨團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)品種培育，選育出兼具抗蟲作用和生產(chǎn)價(jià)值的棉花新品種。最終，中國(guó)第一批運(yùn)用現(xiàn)代基因技術(shù)研發(fā)的抗蟲棉品種問(wèn)世了，這就是大名鼎鼎的“中棉所41”。
“中棉所41”等國(guó)產(chǎn)棉花品種的誕生，拯救了中國(guó)棉花種業(yè)。中國(guó)目前種植的棉花，大部分都是使用國(guó)產(chǎn)棉花種子。李付廣談及目前我國(guó)基因技術(shù)育種的現(xiàn)狀時(shí)說(shuō)，在“中棉所41”于2002年通過(guò)國(guó)家審定后，2009年獲得了國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。由于“中棉所41”的抗蟲和高產(chǎn)等特性，被全國(guó)20多家單位選作育種親本，相繼衍生出新品種100多個(gè)，例如中棉所63、豫雜35、銀棉2號(hào)等一系列適應(yīng)不同棉區(qū)的品種。這使得中國(guó)自主基因技術(shù)選育的抗蟲棉品種競(jìng)爭(zhēng)大大增強(qiáng)，穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)了抗蟲棉國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。
前程遠(yuǎn)大 造福四方
“中棉所41”是中國(guó)基因科技育種技術(shù)下的高新技術(shù)產(chǎn)物。是中棉所利用中國(guó)農(nóng)科院生物技術(shù)研究所構(gòu)建的抗蟲基因，通過(guò)花粉管通道法導(dǎo)入中棉所23中，經(jīng)過(guò)多年選育而成。這使得我國(guó)成為繼美國(guó)之后，能夠合成Bt殺蟲蛋白基因、擁有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第二個(gè)國(guó)家，標(biāo)志著中國(guó)棉花種業(yè)科研水平位于國(guó)際前列。
鄧小平高度關(guān)心中國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。1988年9月，他指出：“將來(lái)農(nóng)業(yè)問(wèn)題的出路，最終要由生物工程來(lái)解決，要靠尖端技術(shù)。”
對(duì)于中國(guó)目前育種技術(shù)發(fā)展水平的展望，李付廣表示，從科研角度來(lái)講，我國(guó)作物整體育種技術(shù)處于世界先進(jìn)行列，但不同作物育種水平發(fā)展并不平衡
“基因育種技術(shù)是一種隨著現(xiàn)代科技進(jìn)步而發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，使人類可以在分子水平選育優(yōu)良的品種性狀，造福全人類。”李付廣認(rèn)為，棉花產(chǎn)業(yè)未來(lái)要沿著這條道路繼續(xù)前進(jìn)。
李付廣解釋說(shuō)：“相對(duì)于傳統(tǒng)育種，現(xiàn)代基因技術(shù)育種是一種更精確更高效并且不斷發(fā)展的技術(shù)，例如近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的基因編輯技術(shù)，可以獲得目標(biāo)性狀更穩(wěn)定的產(chǎn)品，這些新技術(shù)具有傳統(tǒng)育種所不具備的優(yōu)勢(shì)，必將在解決棉花品質(zhì)、產(chǎn)量和抗逆性等問(wèn)題中繼續(xù)發(fā)揮重要作用。”
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