点击右上角微信好友

朋友圈

请使用浏览器分享功能进行分享

正在阅读:中国棉花史:抗虫棉的培育
首页> 光明科普云> 农业农村频道> 基因故事 > 正文

中国棉花史:抗虫棉的培育

来源:光明网2021-11-26 13:25

  作者:王维(安徽省农业科学院棉花研究所副研究员)

  衣食住行,衣为首,穿衣问题是人民日常生活的头等大事。“衣被天下”,棉制品及棉制服装“十分天下占其三”。棉花纺织品因其独特的舒适性和保暖性,深受人民喜爱。此外,棉花集“棉、粮、油、饲、药”于一体,可谓“浑身是宝”。棉花生产比传统的养蚕和种麻更加方便、经济价值更高,自我国边疆传到中原后,逐渐取代原先的丝和麻,成为我国人民的主要衣着原料。

  我国植棉历史悠久,棉花从无到有、从少到多,至今已发展成为世界产棉大国。据史料记载,自公元前2-3世纪,直到12世纪唐宋时期,我国西南边疆及福建、四川都种植了原产印度的亚洲棉,新疆及甘肃也有棉花,种植的则是起源于非洲南部的非洲棉。但当时棉花棉布仍属珍贵产品,在人民衣着中所占比重不大。12世纪后期至19世纪中期,南方的亚洲棉逐渐跨过南岭到达长江流域,之后进入黄河流域,西部的非洲棉经甘肃而到达黄河流域的陕西等地。

中国棉花史:抗虫棉的培育

新疆棉花采收季 新华社记者 赵戈 摄

  20世纪50-70年代,我国棉花生产重心在南方,长江流域棉区面积占全国的40%,总产量占全国的60%。之后,我国棉区布局经历了三次转移。80年代棉区从南向北开启了第一次转移,黄河流域成为新的生产重心,面积和总产分别占全国的56%和50%。90年代中期开启了棉区从南、从北向西的第二次转移,西北内陆新疆成为全国棉花生产的重心,形成了“长江流域、黄河流域、西北内陆三足鼎立”的格局。近十年来,我国长江和黄河流域棉花生产的轻简化、机械化技术和装备发展较慢,长江和黄河流域棉花面积逐渐下降,棉花生产重心再次向西转移,形成了新疆“一家独大”的格局。新疆具有得天独厚的生态条件,棉花单产全国最高。

  20世纪90年代,我国内地主产棉区棉铃虫连年大暴发,造成重大经济损失,棉农“谈虫色变”。“除了电线杆子不吃,其他什么都吃。”棉农这样形容棉铃虫的危害。棉铃虫的肆虐不但让当时我国棉花生产遭受巨大损失, 而且由于过量使用化学农药造成了严重的环境污染以及人、畜中毒死亡事故。以1992年为例,仅棉田使用化学杀虫剂15万吨以上,中毒人数超过数万人。

  1996年美国、澳大利亚等3个国家率先商业化种植转基因抗虫棉花,我国于1997年开始引入种植美国转基因抗虫棉,美国抗虫棉进入我国市场后,企图垄断我国棉花种子市场,攫取高额利润。

  内忧外患之下,我国“863”计划提出通过基因工程的方法解决棉铃虫问题,以中国农科院生物技术研究所郭三堆研究员为代表的一大批科研人员进行了科研攻关。1999年,国产抗虫棉通过安全评价,并在河北、河南、山西、山东、安徽等9省区得到推广,之后国产抗虫棉打破了由美国抗虫棉垄断我国95%市场份额的局面。我国成为继美国之后,独立研制成功抗虫棉并拥有自主知识产权的第二个国家,郭三堆因此被誉为“中国抗虫棉之父”。

  国产抗虫棉的研制成功和应用,不仅有效控制了棉铃虫和红铃虫的危害,而且打破了抗虫棉主要依赖美国进口的局面,保护了棉农的生命财产安全,提升了我国农业高新技术的国际竞争力。

中国棉花史:抗虫棉的培育

“中棉所127”品种棉种(图片来自新华网)

  那么,转基因抗虫棉为什么能控制棉铃虫害呢?

  转基因抗虫作物之所以抗虫,是因为Bt杀虫蛋白在起作用。Bt蛋白原本来自于一种土壤中的微生物苏云金芽孢杆菌,Bt制剂作为生物杀虫剂,已经在农业生产上安全应用了80多年,广泛用于有机农业生产过程。科学家将Bt基因转入作物使其自身产生Bt蛋白,这样不仅能起到抗虫的效果,还能够减少农药的使用。

  “一把钥匙开一把锁”。就像精确制导的导弹只会攻击所设定的目标一样,Bt蛋白只对棉铃虫等特定害虫起作用,因为这类害虫的肠道内有能与Bt蛋白结合的受体,导致害虫肠道损伤而死。而Bt蛋白对肠道内没有这种特定受体的人类、畜禽及昆虫都不起作用。

  目前,美国种植的转基因棉花已从最初的单一抗虫或耐除草剂性状,转变为拥有抗虫、耐除草剂复合性状。2019年,美国批准种植低棉酚转基因棉花,并允许用于人类食品和动物饲料。我国目前允许商业化种植的仅有抗虫转基因棉花,但我国科学家已研制出耐除草剂、抗旱、耐盐碱、抗病、改良纤维品质、抗早衰、耐涝等一批具有不同性状的转基因棉花。

  2020年,中央经济工作会议、中央农村工作会议均提出,要立志打一场种业翻身仗,要有序推进生物育种产业化应用。未来,在尊重科学、严格监管、依法依规、确保安全的原则下,一大批新型转基因棉花或将获准产业化应用,为更好地造福人民做出贡献。

  参考文献:

  [1] 张锐,王远,孟志刚,孙国清,郭三堆.2007(04):32-42.国产转基因抗虫棉研究回顾与展望[J].中国农业科技导报.

  [2] 缪翼.2014,32(08):6-7.国产抗虫棉20年领航之路[J].种子科技.

  [3] 汪若海,承泓良,宋晓轩.2017.中国棉史概述[M].北京:中国农业科学技术出版社.

  [4] 中国农业科学院棉花研究所.2019.中国棉花栽培学[M].上海:上海科学技术出版社.

  [5] 陆晏辉.2020.转基因棉花[M].北京:中国农业科学技术出版社.

  [6] 2019年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势[J].2021,41(01):114-119.中国生物工程杂志.

[ 责编:赵宇豪 ]
阅读剩余全文(

相关阅读

您此时的心情

光明云投
新闻表情排行 /
  • 开心
     
    0
  • 难过
     
    0
  • 点赞
     
    0
  • 飘过
     
    0

视觉焦点

  • 欣欣,你在哪里——缅甸地震中国力量救援纪实

  • 现场视频!解放军台岛周边开展联合演训

独家策划

推荐阅读
近期,多地智慧农业建设传来佳绩,草莓巡检机器人、长臂喷雾机等打破了大众对农业的传统印象,数据要素在助力乡村全面振兴中正发挥越来越重要的作用。推动农村电商发展,支持农村电商平台建设,帮助农民通过电商渠道销售农产品;利用数据分析市场需求,打造电商特色品牌,提高农产品竞争力。
2025-04-02 10:07
2月19日,凌晨3时的机房,敲完最后一行代码,中国海油所属中海油田服务股份有限公司(以下简称“中海油服”)深海深层地震数据成像处理技术研发团队负责人刘金朋如释重负。物探船作业时,利用拖缆产生地震波,对海底地层进行“CT扫描”,并实时完成震源和检波点数据采集。
2025-04-02 10:06
引力波被形象地比喻为“时空的涟漪”。为了更精准地认证透镜引力波,胡彬团队与宁波大学蔡荣根院士将目光瞄准宇宙中更为微小的尺度——星系中的致密天体。
2025-04-02 10:05
冰凌花能够早早绽放,成为东北“报春第一花”,是因为其特殊的生长节律和物候机制  草长莺飞,全国多地春意正浓。冰凌花还具有重要的生态价值,能为昆虫提供早春时节稀缺的花蜜和花粉,成为传粉昆虫不可或缺的食物来源。
2025-04-02 10:01
发挥新型举国体制优势,前瞻规划、协同发力、接续攻坚,中国创新将在“一张蓝图绘到底”中破浪前行  作为尖端科技的代表,芯片是我国受外部冲击较大的领域之一。发挥新型举国体制优势,前瞻规划、协同发力、接续攻坚,中国创新将在“一张蓝图绘到底”中破浪前行。
2025-04-02 10:00
3月30日,2025中国网络媒体论坛“坚持主流价值导向 推动算法向上向善”主题分享会在广西南宁举行。主题分享会上发布了“算法向善”南宁宣言,重点互联网企业代表集体签署。
2025-04-01 09:46
目前全球6G研发已从概念探索进入关键技术攻关阶段,中国围绕2030年实现6G商用这一目标加速布局。
2025-04-01 09:50
AI医疗只是辅助手段。
2025-04-01 09:48
31日,在2025中关村论坛年会“重大科技成果发布活动”上,由北京金融监管局联合市科委、中关村管委会、市经济和信息化局、市委金融办共同指导,全国首个商业航天保险共保体组织——“北京商业航天保险共保体”正式发布,助力北京商业航天加速发展。
2025-04-01 09:47
3月31日,“南海二号”钻井平台在惠州19-6油田海域进行钻探作业。
2025-04-01 09:45
2025中关村论坛年会重大成果专场发布会31日举行,围绕“四个面向”发布19项重大科技成果,展现了我国在前沿科技引领、开源开放合作、创新驱动发展等方面的成效。
2025-04-01 09:41
现场发布2024中国正能量网络精品征集展播活动结果,与会领导为中国正能量十佳网络精品代表、突出贡献单位颁发荣誉证书和纪念牌。
2025-04-01 09:48
主题分享会上发布了“算法向善”南宁宣言,重点互联网企业代表集体签署。
2025-04-01 09:47
今年以来,我国以DeepSeek为代表的大模型企业通过算法优化、有针对性的训练和开源生态协作,在使用“缩水版”GPU芯片的情况下,将千亿参数模型训练成本压缩至同类模型的1/10,走出了一条从粗放式算力堆砌向内生式效能提升的新路径。
2025-03-31 10:21
“联合科研团队初步确定,青龙山恐龙蛋化石普遍表现出特殊排列规律,如常见同层埋藏的恐龙蛋3至5枚一组排列成微微弯曲的弧线,多组弧线近平行展布。
2025-03-31 10:03
由西湖大学孵化的西湖仪器,日前成功实现12英寸碳化硅衬底激光剥离自动化解决方案,大幅降低损耗,提升加工速度,推进了碳化硅行业降本增效。
2025-03-31 10:02
日照两城河口国家湿地公园,一群绿头鸭在水面上自由飞翔。
2025-03-31 10:01
3月28至29日,作为2025中关村论坛年会的重要组成部分,中关村国际技术交易大会“全球高校科技成果转化促进大会”在北京工业大学举行。
2025-03-31 09:59
2025中关村论坛年会于3月27日至31日在北京举办,以“新质生产力与全球科技合作”为年度主题。其中将举办碳达峰碳中和科技、世界绿色设计等论坛,为新质生产力发展注入绿色动能。
2025-03-28 03:30
日前,我国自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”成功下线,将承担世界最长公路水下盾构隧道——海太长江隧道工程左线掘进任务。大海古称“沧渊”,海太长江隧道横跨长江入海口,全长39.07公里,其中过江隧道长11.185公里,最大埋深超75米,计划于2028年建成。“沧渊号”开挖直径达16.66米,整机总长176米,总重量超5650吨,再创国产超大直径盾构机新纪录。
2025-03-28 04:00
加载更多