20世紀(jì)90年代初，我國(guó)北方棉區(qū)棉鈴蟲連年大爆發(fā)，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，每年約減產(chǎn)皮棉160萬擔(dān)，直接經(jīng)濟(jì)損失約50億元，從而使植棉業(yè)與紡織業(yè)的發(fā)展均受到嚴(yán)重影響。采用化學(xué)防治技術(shù)，大量有毒農(nóng)藥的使用，不僅污染了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境，損害了棉農(nóng)的身體健康甚至危及生命，而且使棉鈴蟲對(duì)農(nóng)藥產(chǎn)生了抗性，反而加劇棉鈴蟲的危害。 為了尋求遏制棉鈴蟲的良策，國(guó)家“863”高科技發(fā)展計(jì)劃于1991年首先啟動(dòng)了“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉”的研究，隨后，國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物專項(xiàng)、農(nóng)業(yè)部發(fā)展棉花生產(chǎn)專項(xiàng)資金、中華農(nóng)業(yè)科教基金和計(jì)委產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目等計(jì)劃相繼實(shí)施。在國(guó)家的大力支持下，我院生物技術(shù)研究所的科學(xué)家人工合成和改造了蘇云金芽抱桿菌殺蟲基因(GFM Cry1A)，并將殺蟲基因?qū)胛覈?guó)長(zhǎng)江、黃河流域及新疆的棉花主栽品種，使我國(guó)成為世界上擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獨(dú)立研制和開發(fā)成功轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的第二個(gè)國(guó)家。 為防止棉鈴蟲對(duì)單一殺蟲蛋白產(chǎn)生抗性，生物技術(shù)研究所的科學(xué)家又將人工合成的GFM Cry1A Bt基因與修飾后的CpTI(豇豆胰蛋白酶抑制劑)基因構(gòu)建在一起導(dǎo)入棉花，研制成功能同時(shí)產(chǎn)生兩種殺蟲蛋白的雙價(jià)抗蟲棉，并在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)了雙價(jià)抗蟲棉的商業(yè)化。轉(zhuǎn)基因抗蟲棉經(jīng)農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)自1997年始在國(guó)內(nèi)進(jìn)入商業(yè)化生產(chǎn)。抗蟲棉關(guān)鍵技術(shù)“編碼殺蟲蛋白質(zhì)融合基因和表達(dá)載體及其應(yīng)用”1998年獲國(guó)家發(fā)明專利，2001年獲由世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(WIPO)和中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織(SIPO)頒發(fā)的中國(guó)專利金獎(jiǎng)。雙價(jià)抗蟲棉關(guān)鍵技術(shù)“兩種編碼殺蟲蛋白質(zhì)基因和雙價(jià)融合表達(dá)載體及其應(yīng)用” 2002年獲國(guó)家發(fā)明專利。 與此同時(shí)，抗蟲棉的大面積推廣應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)化也取得重大進(jìn)展。目前，國(guó)產(chǎn)抗蟲棉已有15個(gè)常規(guī)和雜交抗蟲棉品種(系)已分別通過全國(guó)和有關(guān)省、區(qū)的品種審定，全國(guó)累計(jì)推廣面積達(dá)2600萬畝，今年種植面積接近3000萬畝。在產(chǎn)業(yè)化方面、建立了創(chuàng)世紀(jì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)有限公司，并先后在新疆、河南、山東等省區(qū)建立了5個(gè)區(qū)域抗蟲棉種業(yè)公司，還組建了中棉種業(yè)原種公司。雜交棉公司、早熟棉公司等4個(gè)專業(yè)公司。 優(yōu)質(zhì)抗蟲棉研制成功 我國(guó)主栽棉花品種棉纖維長(zhǎng)度較為集中，絨長(zhǎng) 28-29mm級(jí)占94％，缺少絨長(zhǎng)31-33rnm、比強(qiáng)32.2-33.6cN／tex的中長(zhǎng)絨棉(占市場(chǎng)份額約8％)和絨長(zhǎng)33mm以上，比強(qiáng)35CN／tex以上的長(zhǎng)絨棉(占市場(chǎng)份額約 5%)。長(zhǎng)期以來，這些優(yōu)質(zhì)棉主要靠進(jìn)口。面臨這種形勢(shì)，我院棉花所和生物技術(shù)所通力合作，及時(shí)開展了優(yōu)質(zhì)抗蟲棉的研究。目前已取得重大進(jìn)展．現(xiàn)已培育出10多個(gè)抗蟲、增產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)雜種抗蟲棉新組合。例如：中221系，絨長(zhǎng) 30mm，比強(qiáng)32cN／tex；中150系，城長(zhǎng)32—33mm，比強(qiáng)35.6cN／tex；中223 系，絨長(zhǎng)33-35 mm，比強(qiáng)36.8cN／tex；9688優(yōu)系，絨長(zhǎng)33mm以上，比強(qiáng) 24.8tex；235優(yōu)系，絨長(zhǎng)33 mm，比強(qiáng)40.6CN／tex等．這些品系不僅棉纖維品質(zhì)優(yōu)良，而且抗蟲性強(qiáng)，豐產(chǎn)性好。部分品系已參加了抗蟲棉區(qū)試，預(yù)計(jì)在近年內(nèi)將通過審定并推廣應(yīng)用。 抗蟲棉生態(tài)安全性研究取得新突破 利用生物工程技術(shù)將優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)或抗病蟲等有益基因轉(zhuǎn)移到農(nóng)作物品種中，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變化，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物品種已顯示出巨大的商業(yè)前景。然而，近幾年國(guó)際上對(duì)轉(zhuǎn)基因作物安全性問題爭(zhēng)論不休，什么“基因污染”了，“轉(zhuǎn)基因抗蟲棉破壞環(huán)境”了，“抗蟲棉使棉鈴蟲天敵減少”了，等等。特別是經(jīng)過某些媒體的炒作與誤導(dǎo)，再加上綠色和平組織的渲染，對(duì)不明真相的公眾接受生物技術(shù)產(chǎn)品的心理已產(chǎn)生了不良的影響，從而，嚴(yán)重影響到這一高新技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。 為了澄清事實(shí)，以正視聽，自1996年以來，我院植保所的專家對(duì)轉(zhuǎn)基因棉花的生態(tài)環(huán)境安全性進(jìn)行了連續(xù)多年的系統(tǒng)研究。結(jié)果表明：一是抗蟲效果顯著。對(duì)棉鈴蟲的控制效果在85％以上，對(duì)紅鈴蟲和玉米螟可達(dá)90％，二是生態(tài)環(huán)境效益顯著。種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉能顯著提高棉田生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)節(jié)肢動(dòng)物群落的多樣性水平：由于減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用，蚜蟲的天敵瓢蟲類、草蛉類和蜘蛛類數(shù)量大幅度增加，還能有效控制蚜蟲的發(fā)生，Bt 棉田中的伏蚜數(shù)量比常規(guī)施用農(nóng)藥的普通棉田低443-1646倍．三是種植抗蟲棉尚未引起棉鈴蟲抗性的產(chǎn)生。在建立棉鈴蟲對(duì)Bt棉的敏感基線和抗性監(jiān)測(cè)技術(shù)的基礎(chǔ)上，1998—2001年田間抗性監(jiān)測(cè)表明，我國(guó)各棉區(qū)棉鈴蟲對(duì)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉仍處敏感水平。四是在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植區(qū)設(shè)立棉鈴蟲天然庇護(hù)所(即采用 “抗蟲棉+大豆或花生+玉米”的種植模式)，可以延緩棉鈴蟲對(duì)抗蟲棉產(chǎn)生抗性的發(fā)展。五是經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著。據(jù)國(guó)內(nèi)外科學(xué)家聯(lián)合調(diào)查，種植抗蟲棉每年可平均減少化學(xué)農(nóng)藥噴施13次，用藥量減少70％以上，或每畝地用藥量減少3.3公斤。據(jù)山東種子管理站調(diào)查，200C年全省種植田產(chǎn)抗蟲棉105萬畝，減少農(nóng)藥用量1500多噸。由于省藥、省工，每畝增收節(jié)支合計(jì)約140元。同時(shí)也明顯地減少了人畜農(nóng)藥中毒和死亡事故的發(fā)生。 國(guó)產(chǎn)抗蟲棉的廣泛應(yīng)用，顯示了中國(guó)農(nóng)業(yè)高技術(shù)研究開發(fā)的強(qiáng)勁勢(shì)頭和雄厚實(shí)力，使我國(guó)在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域激烈的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)了一席之地；優(yōu)質(zhì)抗蟲棉的研制成功使我國(guó)植棉業(yè)的發(fā)展邁上了新的臺(tái)階；轉(zhuǎn)基因棉花的生態(tài)安全性的研究成果澄清了事實(shí)，為消除輿論對(duì)公眾造成的負(fù)面影響提供了科學(xué)依據(jù)。上述研究的重大新突破，將對(duì)抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)一步發(fā)展，提高我國(guó)紡織業(yè)技術(shù)水平發(fā)揮重大的推動(dòng)作用。 (C3002)