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

  • 2026年世界互联网大会数字丝路发展论坛观察

  • 2026年亚太经合组织数字和人工智能部长会议在成都举行

独家策划

推荐阅读
国家药监局近日批准全球首个选择性食欲素2型受体激动剂上市,用于治疗16岁及以上青少年和成人1型发作性睡病。该药为原创靶点、新机制罕见病治疗药物,在中国、美国、日本、欧盟同步申报,我国率先完成审批,实现全球“首报首发”的历史性突破。
2026-07-24 08:55
记者从市场监管总局了解到,国际电工委员会智能制造系统委员会近日发布IEC SRD 63459:2026《智能制造用例模板》国际标准。为此,国际电工委员会智能制造系统委员会于2019年成立首个工作组,组织各国专家制定国际统一的智能制造用例模板,以统一的方式描述、存储和使用用例。
2026-07-24 08:51
23日20时,我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭,成功将天链二号06星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务取得圆满成功。
2026-07-24 08:50
王虹、邓煜与其他两位数学家共同获得菲尔兹奖,这是令国人振奋的消息,也是中国数学家感到自豪的时刻。邓煜的另一项研究,是与合作者成功建立了三维波动方程吉布斯测度的不变性,将概率论方法系统性地引入波动方程研究。
2026-07-24 08:49
记者从北京大学获悉,2026年国际数学家大会23日在美国费城开幕。王虹,本科就读于北京大学数学科学学院,获理学学士学位;2014年相继取得巴黎综合理工学院工程师学位与巴黎-萨克雷大学硕士学位;后于麻省理工学院完成博士学位。
2026-07-24 08:48
7月22日,美国佛蒙特大学研究团队在《自然》杂志发表论文称,他们在北美鲶鱼体内发现一种可传染的黑色素瘤。换言之,肿瘤细胞本身就是“感染因子”,如同寄生虫一般,从一条鱼传到另一条鱼。这些带病的鲶鱼,正为科学界提供一个观察癌症演化的难得机会。
2026-07-23 09:57
《自然》杂志22日发表了一项天文学研究,可能揭示了人类对首个已知的系外卫星(exosatellite)的观测。在三层等级系统中,一颗恒星周围有一颗伴星,如行星或褐矮星,而第三个天体围绕伴星,这第三个天体可称为系外卫星。
2026-07-23 09:57
生物腐烂是生态系统养分循环的关键过程,但腐烂区域同时也是病原微生物高度活跃、可能对活体植物造成侵害的“危险区”。
2026-07-23 09:49
习近平总书记在国家科学技术奖励大会、两院院士大会、中国科协第十一次全国代表大会上的讲话中指出,“科学的未来在青年”,强调“要把青年科技人才队伍建设作为一项战略工程,全方位做好培养、引进、使用工作”。
2026-07-23 09:49
黄瓜是受到全球广泛喜爱的蔬菜,它源自喜马拉雅山脉南麓,由其野生祖先驯化而来,历经2000余年的传播扩散,遍布世界。中国科学院院士、崖州湾国家实验室副主任钱前评价,该研究为黄瓜分子设计育种提供了坚实支撑,兼具重要基础科学价值与育种应用前景。
2026-07-23 09:48
中国水稻研究所研究员王克剑团队近日在杂交水稻育种领域取得重要进展——成功研发出克隆效率稳定超过99%、结实完全正常的一系法杂交水稻,团队将其命名为“一系1号”。图为团队创制的无融合生殖株系在试验田大群体种植下表现出的克隆效率与结实率情况。
2026-07-22 09:35
今年新增农业机器人、盐碱地科学与工程、智慧渔业三大新农科专业,分别由江苏大学、山东农业大学、宁波大学首批开设,为涉农人才培养开辟了新跑道。
2026-07-22 09:31
这场举世瞩目的盛会,凝聚共识,密集发布国际合作倡议与行动计划,为促进全球人工智能朝着向上向善、造福人类的方向发展注入了更多新动能。
2026-07-22 09:29
虽然现阶段机器人能做的事还很有限,但这种“人机搭档”的新模式,让我们的生活服务向高品质、多样化和便利化发展。我想,这就是科技落地的意义吧。
2026-07-22 09:28
重离子加速器是探索基本相互作用、物质结构和宇宙演化的重要工具,研究中产生的新知识、技术和方法被广泛应用于航天、医疗、农业等多个领域。
2026-07-22 09:26
无法驶出的化肥运输船,迟迟不散的热浪,突然生效的出口禁令……近期,一系列事件叠加,或许正给全球粮食安全带来显著不确定性。
2026-07-21 03:40
拔尖创新人才作为国家战略科技力量的核心支撑,其培育成效直接关系到高水平科技自立自强的进程。科学教育是拔尖创新人才培养的基础工程,必须把握青少年成长的关键期,构建全链条、一体化的科学教育新生态,推动教育、科技、人才深度融合,为强国建设筑牢人才根基。
2026-07-21 03:40
以人工智能为代表的新一轮科技革命和产业变革,正深刻重塑产业形态与劳动方式,职业教育作为对接产业最紧密的教育类型,面临的根本性问题已不再是如何培养标准化、重复性的熟练操作者,而是要回答人机协同时代究竟需要什么样的高技能人才。
2026-07-21 03:40
暑假已至,以中小学生为主力的研学游市场持续升温。外出研学已成为不少中小学生家庭的假期常规安排。家长往往将研学活动视作教育由家庭、学校向社会课堂的延伸,是学校教育的重要补充。
2026-07-21 03:40
毕业论文AI率检测,已成为无数大学毕业生关心的热点话题。AI工具引发的学术不端如何界定?为规避高AI率而拆解论文、打乱表达的无奈如何化解?AI检测产品缺少国家标准、质量参差不齐的困局如何突破?这些追问,热度居高不下,答案却远未清晰。
2026-07-21 03:40
加载更多