回顧國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過程，從一開始國外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉大舉進(jìn)攻，到國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉收復(fù)失地，占據(jù)97%的市場，可以說，轉(zhuǎn)基因抗蟲棉產(chǎn)業(yè)化是我國農(nóng)業(yè)科技界的“兩彈一星”。
棉花是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物，是2億棉農(nóng)的重要經(jīng)濟(jì)來源，涉及1900萬紡織及相關(guān)行業(yè)工人的就業(yè)問題。
我國棉花年種植面積8000萬畝左右，占全球15%以上；原棉總產(chǎn)600多萬噸/年，居全球第一；皮棉單產(chǎn)85千克/畝，位居美國、印度、巴基斯坦、烏茲別克斯坦等世界產(chǎn)棉大國之首。“十一五”時期，我國紡織品服裝累計出口8742億美元，年均1778億美元，約占全球紡織品服裝出口總量的40%。因此，棉花生產(chǎn)和棉花產(chǎn)業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。
1992年，棉鈴蟲危害猖獗，給國家造成上百億元的經(jīng)濟(jì)損失，之后連年暴發(fā)。棉農(nóng)為防治棉鈴蟲要噴施農(nóng)藥20余次，不僅增加了生產(chǎn)成本和勞動強度，還嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，同時也損害了棉農(nóng)的身心健康。據(jù)不完全統(tǒng)計，1992～1996年棉農(nóng)因防治棉鈴蟲而中毒人數(shù)超過24萬人次。
憑其領(lǐng)先一步的高技術(shù)，國外跨國公司培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉于1997年進(jìn)入中國市場，1999年就占領(lǐng)了我國抗蟲棉市場份額中的95%。如何培育具有競爭力的國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉，并快速應(yīng)用于棉花生產(chǎn)，是擺在我國科學(xué)家面前的難題。
國產(chǎn)抗蟲棉前期緣何失敗
我國棉花常規(guī)育種和栽培技術(shù)水平總體處于國際領(lǐng)先地位，同時我國又是世界上第二個擁有抗蟲基因自主知識產(chǎn)權(quán)的國家，但在上世紀(jì)90年代，國產(chǎn)抗蟲棉在中國市場卻遭到慘敗。研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致國產(chǎn)抗蟲棉前期敗北的因素主要包括以下幾個方面。
第一，轉(zhuǎn)基因規(guī)模小、效率低。當(dāng)時，我國棉花轉(zhuǎn)基因植株生產(chǎn)規(guī)模相當(dāng)小，年生產(chǎn)能力為100株左右，基本上處于實驗室研究階段，僅相當(dāng)于孟山都公司水平的1/100左右，能真正提供給育種家應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因抗蟲種質(zhì)材料很少，是棉花重大品種培育的瓶頸。
第二，上中下游單位缺乏合作。我國棉花基礎(chǔ)研究單位、科研教學(xué)單位及企業(yè)有上百家，但基本上各自為戰(zhàn)，未能形成上中下游優(yōu)勢互補的合作機制，資源不能共享，低水平重復(fù)工作嚴(yán)重，以至于在生產(chǎn)上被國外企業(yè)各個擊破，導(dǎo)致國產(chǎn)抗蟲棉即使在國內(nèi)市場也無立足之地。
第三，產(chǎn)業(yè)體系不健全。我國絕大多數(shù)涉農(nóng)企業(yè)都不具備產(chǎn)品研發(fā)能力，很少有完善的服務(wù)和推廣網(wǎng)絡(luò)等配套環(huán)節(jié)，公司實力差且短視行為嚴(yán)重，多數(shù)企業(yè)“掙得起，賠不起”，根本沒有與國外公司競爭的實力，所以在國產(chǎn)抗蟲棉的研發(fā)、生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)化方面，企業(yè)難以發(fā)揮主導(dǎo)作用。
建立高效基因轉(zhuǎn)化驗證平臺
針對我國棉花轉(zhuǎn)基因效率低、規(guī)模小，難以創(chuàng)造大量轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花種質(zhì)新材料提供育種家應(yīng)用這一重大“瓶頸”問題，科技部和農(nóng)業(yè)部先后立項“轉(zhuǎn)基因棉花中試及產(chǎn)業(yè)化基地”條件建設(shè)項目。通過努力和技術(shù)攻關(guān)，建立了棉花高效規(guī)模化基因轉(zhuǎn)化驗證技術(shù)平臺。
該平臺年產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花植株6000~8000株，使得棉花成為可直接進(jìn)行大規(guī)模基因功能驗證的目標(biāo)農(nóng)作物，并為北京大學(xué)、清華大學(xué)、中科院等國內(nèi)17個單位24個實驗室轉(zhuǎn)化驗證候選基因156個；將抗蟲基因轉(zhuǎn)入到了20多個主栽棉花品種中，使轉(zhuǎn)基因受體材料遺傳背景大大拓寬。
另外，截至2010年，平臺共創(chuàng)制出具有一定利用價值的各類抗蟲材料1479份，并將其中865份遺傳穩(wěn)定的種質(zhì)材料上交國家中期庫，相當(dāng)于我國棉花中期庫50年來收集、引進(jìn)、保存材料的1/10，對豐富棉花種質(zhì)材料具有十分重要的意義。
實現(xiàn)棉花上中下游的優(yōu)勢互補
以“規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺建設(shè)”為紐帶，采取雙贏互利的發(fā)展模式，通過合同關(guān)系，在尊重知識產(chǎn)權(quán)、成果利益共享的情況下，與我國上游基因構(gòu)建單位開展全面合作，并將所獲得轉(zhuǎn)基因棉花種質(zhì)新材料快速發(fā)放給育種家研究利用，以培育適宜不同棉區(qū)種植的國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花新品種。
目前已經(jīng)實現(xiàn)了全國一盤棋、一體化的運作效果，在我國棉花界形成了“松散式的”、上中下游優(yōu)勢互補、強強聯(lián)合的，具有國際競爭力的合作團(tuán)隊。
一方面避免了低效率的簡單重復(fù)，同時也加快了國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花新品種的培育進(jìn)程和產(chǎn)業(yè)化力度，全面提高了我國棉花綜合開發(fā)的創(chuàng)新能力和棉花產(chǎn)業(yè)的國際競爭力。最重要的是，通過此種合作，有效避免了被跨國公司各個擊破的風(fēng)險，為國產(chǎn)抗蟲棉逐步走向成功奠定了基礎(chǔ)。
國家轉(zhuǎn)基因棉花中試與產(chǎn)業(yè)化基地通過功能發(fā)揮，將上游（基因克隆和育種價值評估）、中游（規(guī)模化轉(zhuǎn)化和育種）和下游（中試和產(chǎn)業(yè)化）有機銜接起來，發(fā)揮了承上啟下的作用，使國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉呈穩(wěn)步上升趨勢，2002年其市場占有率達(dá)到38%，2004年達(dá)到60%，2007年達(dá)到90%，2010年達(dá)到97%以上。
因此，通過機制創(chuàng)新，在現(xiàn)有體制內(nèi)能夠發(fā)揮各方面的積極性，這是推動我國轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)業(yè)做大做強的根本，對促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展也具有重要意義。
（作者系中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所副所長）
