農(nóng)作物性狀轉(zhuǎn)基因化是解決農(nóng)業(yè)問題、發(fā)展優(yōu)質(zhì)高效農(nóng)業(yè)的重要方向,。從20世紀(jì)70年代末至80年代初期,西方發(fā)達(dá)國(guó)家已開始重視生物技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用,,一些大型跨國(guó)公司紛紛調(diào)整發(fā)展戰(zhàn)略,,涉足農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究領(lǐng)域。美國(guó)孟山都公司是世界上最大的化工公司之一,,20世紀(jì)60年代,,該公司進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,至80年代初,,轉(zhuǎn)基因技術(shù)開始在農(nóng)業(yè)上嶄露頭角,,孟山都公司在上世紀(jì)80年代,第一個(gè)培育成功引起全球轟動(dòng)的轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉,。到1999—2000年度,,美國(guó)已種植各類轉(zhuǎn)基因棉花320萬(wàn)公頃左右,約占美國(guó)棉田面積的60%%,。而且呈不斷上升趨勢(shì),。棉花生產(chǎn)形勢(shì)十分嚴(yán)峻。
我國(guó)是世界最大的棉花生產(chǎn)國(guó),。全國(guó)常年植棉面積500萬(wàn)公頃左右,,約占世界棉花種植面積的13%%。在植棉區(qū)的3億多農(nóng)業(yè)人口中,,從事棉紡及相關(guān)行業(yè)人員超過(guò)1000多萬(wàn)人,,紡織品每年出口創(chuàng)匯達(dá)500多億美元,約占全國(guó)出口總量的1/4,。我國(guó)也是世界最大的紡織品服裝生產(chǎn)國(guó)和貿(mào)易國(guó),纖維加工總量占世界的1/4,,占全國(guó)商品出口總額的20.1%%。然而,,項(xiàng)目立項(xiàng)初期,,我國(guó)棉花生產(chǎn)面臨病蟲危害和棉纖維內(nèi)在品質(zhì)差等嚴(yán)重生產(chǎn)問題,。病蟲危害造成的損失非常驚人,棉鈴蟲每年給國(guó)家造成幾十億元的經(jīng)濟(jì)損失,,嚴(yán)重年份甚至可達(dá)100億元,;大量的農(nóng)藥使用不僅大大增加了農(nóng)民生產(chǎn)成本,而且嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境,,并損害了農(nóng)民身體健康,。我國(guó)棉花比強(qiáng)度低于美棉,同時(shí)缺少優(yōu)質(zhì)棉,,使我國(guó)棉花出口份額大幅下降,。棉花出口份額占世界棉花貿(mào)易量不足1%%,紡織企業(yè)1999年進(jìn)口優(yōu)質(zhì)棉花高達(dá)100萬(wàn)噸,。造成國(guó)內(nèi)皮棉庫(kù)存積壓,。這是當(dāng)前棉花生產(chǎn)中亟待解決的問題。六大基本建設(shè)順利投入運(yùn)轉(zhuǎn),。
為了凝聚我國(guó)棉花轉(zhuǎn)基因研究力量,,迫切需要在棉花主產(chǎn)區(qū)黃河流域腹地建立起國(guó)家棉花轉(zhuǎn)基因試驗(yàn)中及產(chǎn)業(yè)化基地。目前,,中國(guó)農(nóng)科院棉花研究所已建成轉(zhuǎn)基因棉花實(shí)驗(yàn)大樓及配套設(shè)施1萬(wàn)平方米,;建成國(guó)家轉(zhuǎn)基因棉花交流與培訓(xùn)中心5000平方米;建成新疆石河子生態(tài)試驗(yàn)大樓2000平方米,;自籌經(jīng)費(fèi)的長(zhǎng)江生態(tài)試驗(yàn)站綜合大樓3000平方米,;建成每小時(shí)加工3噸以上生產(chǎn)能力的種子加工車間;投資400多萬(wàn)元的轉(zhuǎn)基因?qū)嶒?yàn)主要儀器設(shè)備40臺(tái)套全部到位,,并投入使用,。
在工廠化轉(zhuǎn)基因能力建設(shè)上,我們的外源基因遺傳轉(zhuǎn)化率平均達(dá)到7.5%%,,農(nóng)桿菌介導(dǎo)法轉(zhuǎn)化周期由原來(lái)12個(gè)月縮短到5~7個(gè)月,,實(shí)現(xiàn)了年產(chǎn)轉(zhuǎn)基因植株8000株左右的水平,首次在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了棉花工廠化轉(zhuǎn)化,。根據(jù)不同棉區(qū)的實(shí)際需要,,我們已選育各種類型的特異轉(zhuǎn)基因棉花新品系112個(gè);正在參加國(guó)家和省級(jí)棉花新品種區(qū)域試驗(yàn),、生產(chǎn)試驗(yàn)的品種15個(gè),;已通過(guò)國(guó)家或省級(jí)棉花品種審定委員會(huì)審定的新品種(組合)7個(gè);根據(jù)各棉區(qū)的實(shí)際需要和轉(zhuǎn)基因棉花品種的生長(zhǎng)特點(diǎn),,有針對(duì)性地對(duì)綜合農(nóng)藝性狀優(yōu)良,、棉農(nóng)喜歡種植,而且符合紡織工業(yè)需要的、已在生產(chǎn)中應(yīng)用的轉(zhuǎn)基因棉花品種進(jìn)行提純復(fù)壯,,并穩(wěn)定發(fā)展了不同類型的主推轉(zhuǎn)基因抗蟲棉優(yōu)良品種5個(gè),,滿足了生產(chǎn)的需要。同時(shí),,建立國(guó)家轉(zhuǎn)基因棉花檢測(cè)與監(jiān)測(cè)中心1個(gè),;形成棉花無(wú)土育苗無(wú)載體移栽關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品,并獲專利,;在項(xiàng)目實(shí)施期間獲得不同類型轉(zhuǎn)基因棉花安全性評(píng)價(jià)材料86余份,,其中已獲得轉(zhuǎn)基因生物安全證書的轉(zhuǎn)基因材料38份,。
根據(jù)棉花生產(chǎn)特點(diǎn)和實(shí)際需要,,我們建立了相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因棉花種子繁育與加工體系,硫酸脫絨與種子包衣達(dá)到每小時(shí)加工3噸以上的生產(chǎn)能力,,建成7個(gè)生態(tài)試驗(yàn)站,,轉(zhuǎn)基因棉花新品種示范點(diǎn)150個(gè),項(xiàng)目實(shí)施期內(nèi)累計(jì)推廣及輻射帶動(dòng)各類轉(zhuǎn)基因棉花新品種2500萬(wàn)畝左右,,基地棉花產(chǎn)業(yè)欣欣向榮,。
目前,中國(guó)農(nóng)科院棉花所的轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)已建成的10000平方米的轉(zhuǎn)基因棉花試驗(yàn)大樓及配套設(shè)施為依托,,農(nóng)桿菌介導(dǎo)法,、花粉管通道法、基因槍轟擊法為外源基因遺傳轉(zhuǎn)化手段,,以我國(guó)自育棉花新品種———中棉所24代替?zhèn)鹘y(tǒng)的美國(guó)品種———珂字棉201,、珂字棉312為農(nóng)桿菌介導(dǎo)法模式棉花品種,以雙價(jià)抗蟲基因,、反式抗棉蚜基因,、棉纖維品質(zhì)改良基因、抗黃萎病基因等為目的基因,,以我國(guó)主要生產(chǎn)品種為棉花受體材料,,形成了我國(guó)棉花轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái),,以建立的國(guó)家轉(zhuǎn)基因棉花檢測(cè)與監(jiān)測(cè)中心為依托,,以監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)基因棉花病蟲害發(fā)生與消長(zhǎng)規(guī)律、外源基因的環(huán)境監(jiān)控為技術(shù)手段,,對(duì)國(guó)內(nèi)外轉(zhuǎn)基因棉花進(jìn)行安全性跟蹤評(píng)價(jià),,為轉(zhuǎn)基因棉花環(huán)境釋放提供科學(xué)依據(jù)。
通過(guò)轉(zhuǎn)基因棉花中試與產(chǎn)業(yè)化基地的建設(shè)與實(shí)施,,我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花研究及其產(chǎn)業(yè)化總體達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,。項(xiàng)目承擔(dān)單位和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)合作單位通過(guò)生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(雜交)棉種子實(shí)現(xiàn)銷售收入累計(jì)達(dá)2.04億元;直接推廣898.01萬(wàn)畝,獲經(jīng)濟(jì)效益14.11億元,;在黃河,、長(zhǎng)江、西北內(nèi)陸三大棉區(qū)輻射帶動(dòng)和推廣抗蟲棉1650萬(wàn)畝,,獲經(jīng)濟(jì)效益22.27億元,。項(xiàng)目期內(nèi),通過(guò)新抗蟲棉推廣2548萬(wàn)畝,,獲社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益38.42億元,。
在棉花基因規(guī)模化轉(zhuǎn)化方面,,新品種(系),、新材料數(shù)量和質(zhì)量接近或達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平;在轉(zhuǎn)基因棉花新品種培育領(lǐng)域,,繼續(xù)鞏固了我國(guó)雜交轉(zhuǎn)基因棉花,、早熟轉(zhuǎn)基因棉花等類型的優(yōu)勢(shì)地位,在中熟轉(zhuǎn)基因棉花研究領(lǐng)域達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平,;在轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)業(yè)化開發(fā)領(lǐng)域,,組建了轉(zhuǎn)基因棉花種業(yè)集團(tuán),集研究,、開發(fā),、推廣為一體化,使國(guó)產(chǎn)抗蟲棉市場(chǎng)份額大幅上升,,從1995年最初的5%%左右提高到2004年的62%%,。