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

  • 第11届上海国际机床展开幕

  • 贺兰山下酿酒葡萄展藤

独家策划

推荐阅读
记者了解到,自20世纪60年代推广杂交玉米种以来,我国玉米的单产提高了约2.7倍,其中51%的增益都来自优良杂交种的选育与应用。进一步研究发现,在现代杂交育种过程中,玉米的基因有害变异被不断清除或互补,并且,杂交种中有害等位基因被抑制表达的比例与其产量和育成年代同步增长。
2026-03-24 09:29
2023年,国务院部署开展专利转化运用专项行动(以下简称“专项行动”)。教育部科学技术与信息化司司长周大旺表示,教育部着力畅通科技成果转化的链条,加速把高校丰富的专利转变为产业发展的红利。
2026-03-24 09:28
走进内蒙古博物院的有机质文物修复室,时间似乎放慢了脚步,空气中透着静谧,只有工具偶尔轻碰的细微声响。”  无机质文物修复室里,文物修复师季园园展示了另一种“手术”场景。
2026-03-24 09:28
柳申滨最初以针刺治疗皮肤炎症及穴位敏化机制为切入点,试图探寻针刺调控皮肤靶器官的效应规律。”  通过和临床医生交流,柳申滨了解到,在压力、焦虑等心理应激状态下,特应性皮炎患者的皮肤炎症会显著加重。
2026-03-24 09:28
全球最大人工智能(AI)模型API聚合平台OpenRouter最新数据显示,3月16日至3月22日,全球AI大模型总调用量为20.4万亿Token,环比增长20.7%。”
2026-03-24 09:28
杂交稻的大面积推广显著提升了水稻产量,但其生产长期依赖程序复杂、成本高昂且需年年重复的杂交制种过程。
2026-03-23 09:40
近日,澳大利亚一位机器学习领域科技企业家,通过人工智能大模型自行设计肿瘤疫苗,救治自家患癌宠物犬的故事广受关注。
2026-03-23 09:39
记者从中国石化获悉,我国首套全链条国产化溶液法聚烯烃弹性体工业化装置在天津进入试运行,相关生产技术取得原创性突破,将有效缓解我国光伏等战略性新兴产业对该材料的进口依赖。
2026-03-23 09:33
中国气象局日前发布了2025年度“中国十大气象科技进展”。3年来,评选工作有效推动气象科技成果涌现,助力资源共建共享,大力弘扬科学家精神,促进气象教育科技人才一体推进,持续激发科技能力和人才活力。
2026-03-23 09:32
3月22日是第三十四个“世界水日”,第三十九个“中国水周”同步开启。以非常规水利用为例,我国近年来在农业节水增效、工业节水减排、城镇节水降损等领域取得显著成效。
2026-03-23 09:28
“遥感是人们在距离和感官上的延伸,是认知地球、探查资源、监测环境的重要技术手段。本次活动由全国科学道德和学风建设宣讲教育领导小组主办,中国科协科学技术传播中心、湖南省科学技术协会、中南大学、光明网联合承办。
2026-03-20 09:42
每年春季,花粉过敏会给不少人带来困扰。该检测试剂盒采用微量血清特异性洋白蜡花粉过敏原IgE定量检测,用以辅助诊断,成为目前用于花粉症精准诊断的主要方法。
2026-03-20 09:39
3月18日,记者从新疆电力交易中心有限公司获悉,自2010年启动“疆电外送”以来,新疆累计外送新能源电量已达3043.6亿千瓦时,约占总外送电量的三成。
2026-03-20 09:39
吕小康:从现实语义上看,情感AI既指能够识别、理解、模拟和响应人类情感的人工智能技术,也指基于这类技术设计和开发的情感智能体。吕小康:为引导青年群体健康使用情感AI,还需要进一步加强协同治理,培育积极有益的陪伴型人工智能应用环境。
2026-03-20 09:36
据3月17日农情调度,全国早稻育秧已三成半,同比略快。据介绍,北方冬小麦当前的田管重点是继续促进弱苗转化升级,抓好病虫防控,防范春旱、倒春寒、干热风等灾害。“近日国家启动投放1000余万吨氮磷及复合肥储备,作为国家化肥储备重要承储主体,全国供销合作社系统农资企业积极按要求将储备化肥及时集中投放市场,稳定市场价格。
2026-03-20 09:36
小时候我们背过一句话:万物由原子组成。这一路走来,从质子的异常,到夸克模型的提出,再到量子色动力学和标准模型的建立,人类把物质拆解到了17种基本粒子的层级。曾获国家六部委回国人员成就奖、德国洪堡研究奖、吴有训物理奖、中国科学院优秀研究生导师奖。
2026-03-20 09:35
吴晓民(右一)团队在野外工作。藏羚羊曾广泛分布于高原全境,其漫长的演化史与复杂的种群波动,始终是全球动物保护与演化生物学领域关注的焦点。研究团队还通过生态位模拟,锁定了藏羚羊的生命庇护所——青藏高原北部的可可西里、羌塘高原等区域。
2026-03-19 10:11
通知明确,各城市群应优先选择具备条件的燃料电池汽车、绿色氨醇、氢基化工原料替代、氢冶金以及掺氢燃烧等应用场景开展试点,积极探索氢能创新应用场景,形成“1个燃料电池汽车通用场景+N个工业领域应用场景+X个创新应用场景”的氢能综合应用生态。通知要求,氢能综合应用试点以城市群为主体开展申报,城市群应立足自身资源条件,因地制宜、宜氢则氢,避免各场景一拥而上、低水平重复建设。
2026-03-19 10:10
2026中关村论坛年会将于3月25日至29日在北京举办。
2026-03-19 10:04
日前发布的《中国地热产业发展报告2025》显示,我国地热产业多元化利用格局正在形成。在地热供暖发展带动下,我国地热产业规模长期稳居世界第一。
2026-03-19 10:00
加载更多