我国转抗虫基因三系杂交棉分子育种研究获重大突破

     “国庆”前夕，中国农科院传来振奋人心的消息：我国转抗虫基因三系杂交棉分子育种技术获重大突破，研究水平跃居国际领先！来自国家发改委、科技部、农业部等部门的领导和专家，9月17日在北京平谷区实地观摩了我院生物技术研究所郭三堆研究员课题组培育成功的转抗虫基因三系杂交棉新品种和新品系，对我国自己培育的具有自主知识产权的转抗虫基因三系杂交棉给予了高度评价。我国是继美国之后能独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家，而研制成功转基因抗虫陆陆三系杂交棉在国际上尚属首创。至此，我国水稻、玉米、油菜、大豆和棉花等五大作物均实现了三系配套，标志着我国三系法杂交育种技术已走在世界前列，显示出我国在农作物杂种优势研究利用方面的技术优势。

    棉花具有明显的杂种优势，但由于始终未能解决细胞质不育引起减产的瓶颈问题，国内外三系杂交棉一直停留在研究阶段，未能在生产上获得应用。从1999年起，中国农科院生物技术研究所郭三堆研究员率领的课题组与河北邯郸市农科院合作，开展了转抗虫基因三系杂交棉分子育种研究，经过六年不懈努力，终于取得了突破性进展。

    2005年8月23日，农业部主持召开了“转抗虫基因三系杂交棉分子育种技术体系”成果鉴定会。鉴定委员会一致认为，该项重大成果将基因工程技术和杂种优势利用相结合，攻克了以往三系杂交棉恢复系狭窄、抗虫性缺乏、可育性不稳、以及杂种优势不明显等一系列重大科学难题，在国际上首次成功地创建了高产量、高纯度、高效率、大规模、低成本、能够直接应用的转抗虫基因三系杂交棉常规育种与分子育种相结合的新体系，具有明显的创新性，这是棉花育种史上的重大突破，整体技术水平居国际领先。

    该项研究发现了能促使恢复基因100％恢复育性的恢复加强基因，找到了具有高配合力基因型的不育系，并以陆地棉为基础材料，通过基因工程与常规育种方法相结合，建立了“陆陆抗虫三系杂交棉分子育种体系”。通过该体系育成了丰产、优质、早熟、抗虫、抗病不育系材料40多个、新的稳定不育系27个、常规强恢复系3个，抗虫强恢复系7个；利用育成的不育系和恢复系，选配出11个抗虫三系杂交棉苗头组合11个，选配出的抗虫三系杂交棉新品种银棉2号（sGKz8）和GKz11已分别通过了国家和河北省的品种审定。

    课题组目前已经将抗虫基因导入优良棉花品种，获得了抗虫性达90％以上的新种质材料和新品种（系）40多个，选育出一批比对照常规抗虫棉增产显著或品质优良、抗虫性强的新组合。其中，sGKz8在2003-2004年全国品种区域试验中，籽棉、皮棉、霜前皮棉分别是对照品种“中棉所41”的121.1%、126.4％、129.2%，均居第一位，2005年通过国家审定，是我国第一个转双价抗虫基因的三系杂交棉新品种；另有GKz28、sGKz6、sGKz34共3个组合正在参加全国区试。

    转抗虫基因三系杂交棉制种同其它杂交棉制种技术相比，其成本一般可降低50％，制种纯度可达100％，制种程序简便，制种效率和制种产量高，有利于抗虫杂交棉的大面积推广应用。

    专家们认为，我国抗虫三系杂交棉应用前景十分广阔。转基因抗虫三系杂交棉不仅保持了抗虫棉的特点，可挽回因虫害造成的损失和人工投入，保持品种原产量，而且，最大的优势能提高品种的产量和品质，降低成本，增产幅度一般达25%以上。目前，我国约有5000万亩棉田适宜种植杂交棉，若按此推算，理论上可新增皮棉80—100万吨，增收100－120亿元，相当于目前1000万亩棉田的总产量，亦即相当于增加了一个长江流域棉区。此外，还可减少农药用量、保护生态环境，因而具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益。

    参加观摩会的专家们认为，转抗虫基因三系杂交棉分子育种体系的成功创建和应用，将促进大幅度提高棉花单产，促进棉花产业及相关产业的快速发展，为解决“三农”问题做出了巨大贡献。而且，这项技术的研究成功也将促进作物杂种优势研究的进一步深入。

    链接：棉花是我国最重要的经济作物之一。从1991年起，国家“863”计划将抗虫转基因棉花研究正式立项，中国农科院生物技术研究所抗虫棉课题组承担了“抗虫转基因农作物培育”项目，到1999年，双价抗虫棉通过商品化生产的安全性评价之后，国产抗虫棉的市场份额每年以10%左右的速率递增，至2004年，抗虫棉种植面积达到5000万亩，其中，国产抗虫棉的种植面积首次以绝对优势超过美国抗虫棉，占抗虫棉种植面积的62％，达到3100万亩。2005年，国产抗虫棉的市场份额也进一步扩大到73％，达到3600万亩，46个抗虫棉品种通过省级和国家级审定。

    统计数据表明，种植抗虫棉可减少农药用量60－80％，每亩减少农药投入60－80元；大幅度降低虫害程度、提高产量，每亩增收120－150元，合计平均每亩增收节支180元－220元。以此计算，国产抗虫棉在1999年～2005年7年间累计推广面积超过1.27亿亩，为国家和棉农增收节支约228－279亿元人民币。而且，随着国产抗虫棉产业化的进一步深入，还将继续产生巨大的经济、生态和社会效益。