国产转基因抗虫棉是如何反败为胜的

中国科学报，２０１２年３月３号

回顾国产转基因抗虫棉产业化的发展过程，从一开始国外转基因抗虫棉大举进攻，到国产转基因抗虫棉收复失地，占据97%的市场，可以说，转基因抗虫棉产业化是我国农业科技界的“两弹一星”。

棉花是我国重要的经济作物，是2亿棉农的重要经济来源，涉及1900万纺织及相关行业工人的就业问题。

我国棉花年种植面积8000万亩左右，占全球15%以上；原棉总产600多万吨/年，居全球第一；皮棉单产85千克/亩，位居美国、印度、巴基斯坦、乌兹别克斯坦等世界产棉大国之首。“十一五”时期，我国纺织品服装累计出口8742亿美元，年均1778亿美元，约占全球纺织品服装出口总量的40%。因此，棉花生产和棉花产业在国民经济中具有举足轻重的地位。

1992年，棉铃虫危害猖獗，给国家造成上百亿元的经济损失，之后连年暴发。棉农为防治棉铃虫要喷施农药20余次，不仅增加了生产成本和劳动强度，还严重破坏了生态环境，同时也损害了棉农的身心健康。据不完全统计，1992～1996年棉农因防治棉铃虫而中毒人数超过24万人次。

凭其领先一步的高技术，国外跨国公司培育的转基因抗虫棉于1997年进入中国市场，1999年就占领了我国抗虫棉市场份额中的95%。如何培育具有竞争力的国产转基因抗虫棉，并快速应用于棉花生产，是摆在我国科学家面前的难题。

国产抗虫棉前期缘何失败

我国棉花常规育种和栽培技术水平总体处于国际领先地位，同时我国又是世界上第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家，但在上世纪90年代，国产抗虫棉在中国市场却遭到惨败。研究发现，导致国产抗虫棉前期败北的因素主要包括以下几个方面。

第一，转基因规模小、效率低。当时，我国棉花转基因植株生产规模相当小，年生产能力为100株左右，基本上处于实验室研究阶段，仅相当于孟山都公司水平的1/100左右，能真正提供给育种家应用的转基因抗虫种质材料很少，是棉花重大品种培育的瓶颈。

第二，上中下游单位缺乏合作。我国棉花基础研究单位、科研教学单位及企业有上百家，但基本上各自为战，未能形成上中下游优势互补的合作机制，资源不能共享，低水平重复工作严重，以至于在生产上被国外企业各个击破，导致国产抗虫棉即使在国内市场也无立足之地。

第三，产业体系不健全。我国绝大多数涉农企业都不具备产品研发能力，很少有完善的服务和推广网络等配套环节，公司实力差且短视行为严重，多数企业“挣得起，赔不起”，根本没有与国外公司竞争的实力，所以在国产抗虫棉的研发、生产和产业化方面，企业难以发挥主导作用。

建立高效基因转化验证平台

针对我国棉花转基因效率低、规模小，难以创造大量转基因抗虫棉花种质新材料提供育种家应用这一重大“瓶颈”问题，科技部和农业部先后立项“转基因棉花中试及产业化基地”条件建设项目。通过努力和技术攻关，建立了棉花高效规模化基因转化验证技术平台。

该平台年产转基因棉花植株6000~8000株，使得棉花成为可直接进行大规模基因功能验证的目标农作物，并为北京大学、清华大学、中科院等国内17个单位24个实验室转化验证候选基因156个；将抗虫基因转入到了20多个主栽棉花品种中，使转基因受体材料遗传背景大大拓宽。

另外，截至2010年，平台共创制出具有一定利用价值的各类抗虫材料1479份，并将其中865份遗传稳定的种质材料上交国家中期库，相当于我国棉花中期库50年来收集、引进、保存材料的1/10，对丰富棉花种质材料具有十分重要的意义。

实现棉花上中下游的优势互补

以“规模化转基因技术平台建设”为纽带，采取双赢互利的发展模式，通过合同关系，在尊重知识产权、成果利益共享的情况下，与我国上游基因构建单位开展全面合作，并将所获得转基因棉花种质新材料快速发放给育种家研究利用，以培育适宜不同棉区种植的国产转基因棉花新品种。

目前已经实现了全国一盘棋、一体化的运作效果，在我国棉花界形成了“松散式的”、上中下游优势互补、强强联合的，具有国际竞争力的合作团队。

一方面避免了低效率的简单重复，同时也加快了国产转基因棉花新品种的培育进程和产业化力度，全面提高了我国棉花综合开发的创新能力和棉花产业的国际竞争力。最重要的是，通过此种合作，有效避免了被跨国公司各个击破的风险，为国产抗虫棉逐步走向成功奠定了基础。

国家转基因棉花中试与产业化基地通过功能发挥，将上游（基因克隆和育种价值评估）、中游（规模化转化和育种）和下游（中试和产业化）有机衔接起来，发挥了承上启下的作用，使国产转基因抗虫棉呈稳步上升趋势，2002年其市场占有率达到38%，2004年达到60%，2007年达到90%，2010年达到97%以上。

因此，通过机制创新，在现有体制内能够发挥各方面的积极性，这是推动我国转基因棉花产业做大做强的根本，对促进我国农业持续稳定发展也具有重要意义。

（作者系中国农业科学院棉花研究所副所长）