中国棉花史：抗虫棉的培育

　　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。

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.