“國慶”前夕,我院傳來振奮人心的消息:我國轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種技術獲重大突破,研究水平躍居國際領先!來自國家發改委、科技部、農業部等部門的領導和專家,9月17日在北京平谷區實地觀摩了我院生物技術研究所郭三堆研究員課題組培育成功的轉抗蟲基因三系雜交棉新品種和新品系,對我國自己培育的具有自主知識產權的轉抗蟲基因三系雜交棉給予了高度評價。我國是繼美國之后能獨立自主研制成功抗蟲棉的第二個國家,而研制成功轉基因抗蟲陸陸三系雜交棉在國際上尚屬首創。至此,我國水稻、玉米、油菜、大豆和棉花等五大作物均實現了三系配套,標志著我國三系法雜交育種技術已走在世界前列,顯示出我國在農作物雜種優勢研究利用方面的技術優勢。
棉花具有明顯的雜種優勢,但由于始終未能解決細胞質不育引起減產的瓶頸問題,國內外三系雜交棉一直停留在研究階段,未能在生產上獲得應用。從1999年起,中國農科院生物技術研究所郭三堆研究員率領的課題組與河北邯鄲市農科院合作,開展了轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種研究,經過六年不懈努力,終于取得了突破性進展。
2005年8月23日,農業部主持召開了“轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種技術體系”成果鑒定會。鑒定委員會一致認為,該項重大成果將基因工程技術和雜種優勢利用相結合,攻克了以往三系雜交棉恢復系狹窄、抗蟲性缺乏、可育性不穩、以及雜種優勢不明顯等一系列重大科學難題,在國際上首次成功地創建了高產量、高純度、高效率、大規模、低成本、能夠直接應用的轉抗蟲基因三系雜交棉常規育種與分子育種相結合的新體系,具有明顯的創新性,這是棉花育種史上的重大突破,整體技術水平居國際領先。
該項研究發現了能促使恢復基因100%恢復育性的恢復加強基因,找到了具有高配合力基因型的不育系,并以陸地棉為基礎材料,通過基因工程與常規育種方法相結合,建立了“陸陸抗蟲三系雜交棉分子育種體系”。通過該體系育成了豐產、優質、早熟、抗蟲、抗病不育系材料40多個、新的穩定不育系27個、常規強恢復系3個,抗蟲強恢復系7個;利用育成的不育系和恢復系,選配出11個抗蟲三系雜交棉苗頭組合11個,選配出的抗蟲三系雜交棉新品種銀棉2號(sGKz8)和GKz11已分別通過了國家和河北省的品種審定。
課題組目前已經將抗蟲基因導入優良棉花品種,獲得了抗蟲性達90%以上的新種質材料和新品種(系)40多個,選育出一批比對照常規抗蟲棉增產顯著或品質優良、抗蟲性強的新組合。其中,sGKz8在2003-2004年全國品種區域試驗中,籽棉、皮棉、霜前皮棉分別是對照品種“中棉所41”的121.1%、126.4%、129.2%,均居第一位,2005年通過國家審定,是我國第一個轉雙價抗蟲基因的三系雜交棉新品種;另有GKz28、sGKz6、sGKz34共3個組合正在參加全國區試。
轉抗蟲基因三系雜交棉制種同其它雜交棉制種技術相比,其成本一般可降低50%,制種純度可達100%,制種程序簡便,制種效率和制種產量高,有利于抗蟲雜交棉的大面積推廣應用。
專家們認為,我國抗蟲三系雜交棉應用前景十分廣闊。轉基因抗蟲三系雜交棉不僅保持了抗蟲棉的特點,可挽回因蟲害造成的損失和人工投入,保持品種原產量,而且,最大的優勢能提高品種的產量和品質,降低成本,增產幅度一般達25%以上。目前,我國約有5000萬畝棉田適宜種植雜交棉,若按此推算,理論上可新增皮棉80—100萬噸,增收100-120億元,相當于目前1000萬畝棉田的總產量,亦即相當于增加了一個長江流域棉區。此外,還可減少農藥用量、保護生態環境,因而具有巨大的經濟效益、社會效益和生態效益。
參加觀摩會的專家們認為,轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種體系的成功創建和應用,將促進大幅度提高棉花單產,促進棉花產業及相關產業的快速發展,為解決“三農”問題做出了巨大貢獻。而且,這項技術的研究成功也將促進作物雜種優勢研究的進一步深入。
鏈接:棉花是我國最重要的經濟作物之一。從1991年起,國家“863”計劃將抗蟲轉基因棉花研究正式立項,中國農科院生物技術研究所抗蟲棉課題組承擔了“抗蟲轉基因農作物培育”項目,到1999年,雙價抗蟲棉通過商品化生產的安全性評價之后,國產抗蟲棉的市場份額每年以10%左右的速率遞增,至2004年,抗蟲棉種植面積達到5000萬畝,其中,國產抗蟲棉的種植面積首次以絕對優勢超過美國抗蟲棉,占抗蟲棉種植面積的62%,達到3100萬畝。2005年,國產抗蟲棉的市場份額也進一步擴大到73%,達到3600萬畝,46個抗蟲棉品種通過省級和國家級審定。
統計數據表明,種植抗蟲棉可減少農藥用量60-80%,每畝減少農藥投入60-80元;大幅度降低蟲害程度、提高產量,每畝增收120-150元,合計平均每畝增收節支180元-220元。以此計算,國產抗蟲棉在1999年~2005年7年間累計推廣面積超過1.27億畝,為國家和棉農增收節支約228-279億元人民幣。而且,隨著國產抗蟲棉產業化的進一步深入,還將繼續產生巨大的經濟、生態和社會效益。
郭三堆研究員正在接受中央電視臺記者采訪
農業部副部長范小建、農科院院長翟虎渠、院士袁隆平參加現場會
農業部副部長范小建、農科院院長翟虎渠、院士袁隆平觀摩轉抗蟲基因三系雜交棉
郭三堆研究員正在為領導和專家講解