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月球第一抹绿,种子花落谁家

2019-02-13 09:51 经济日报  作者:常 理

嫦娥四号传回的照片显示,在随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,棉花种子成功发芽。 (新华社发)

科学家们对于在地球以外的星球种菜这件事,可谓“情有独钟”和“蓄谋已久”。

近日,“星际种菜”这一世界科学界的伟大愿景,在中国科学家的努力下,成为了现实——中国人终于成功把菜种到了月球

看过电影《火星救援》的人可能对这个片段记忆犹新:主角马克孤身一人,在火星上种出了庄稼,成功地让自己存活了4年,并最终等到了救援并返回地球。

马克说过:“一旦你在哪种上了庄稼,就意味着你对哪开始了殖民统治。所以,严格地说,我已经统治了火星!”

可见,此次在月球“种菜”试验成功,科学意义重大。今天,我们来看看这粒跨越40多万公里,来到月球的小种子,其背后究竟有怎样的传奇经历?

棉种的身份

“中棉所41”能完成月球“第一绿”的壮举,与它在地球上的“表现出众”很有关系——作为我国首个具有自主知识产权的转基因抗虫棉品种,它帮助我国棉花生产实现了绝处逢生

1月15日,当中国农业科学院棉花所所长李付广看到嫦娥四号传回的棉种发芽图片后,心情久久不能平复。因为,那“第一绿”所用的种子正是棉花所培育出的王牌产品——“中棉所41”。

嫦娥四号传回的照片显示,在随嫦娥四号登陆月球背面的生物科普试验载荷中,棉花种子成功发芽。 (新华社发)

科学家们对于在地球以外的星球种菜这件事,可谓“情有独钟”和“蓄谋已久”。

近日,“星际种菜”这一世界科学界的伟大愿景,在中国科学家的努力下,成为了现实——中国人终于成功把菜种到了月球

看过电影《火星救援》的人可能对这个片段记忆犹新:主角马克孤身一人,在火星上种出了庄稼,成功地让自己存活了4年,并最终等到了救援并返回地球。

马克说过:“一旦你在哪种上了庄稼,就意味着你对哪开始了殖民统治。所以,严格地说,我已经统治了火星!”

可见,此次在月球“种菜”试验成功,科学意义重大。今天,我们来看看这粒跨越40多万公里,来到月球的小种子,其背后究竟有怎样的传奇经历?

棉种的身份

“中棉所41”能完成月球“第一绿”的壮举,与它在地球上的“表现出众”很有关系——作为我国首个具有自主知识产权的转基因抗虫棉品种,它帮助我国棉花生产实现了绝处逢生

1月15日,当中国农业科学院棉花所所长李付广看到嫦娥四号传回的棉种发芽图片后,心情久久不能平复。因为,那“第一绿”所用的种子正是棉花所培育出的王牌产品——“中棉所41”。

虽然,嫦娥四号搭载的生物科普试验载荷已进入断电状态,但是在李付广看来,此项试验意义十分重大——这表明棉花基因即使在极端环境下,仍然能够正常表达。更为重要的是,这将为人类今后建立月球基地提供研究基础和经验。

其实,棉花种子之所以此次如此荣幸地被选为“登月种”,与它在地球上就“表现出众”很有关系。李付广说,棉花耐盐碱、抗旱涝,具有很好的适应性和强大的生命力。这也使得它最终能够在逆境下脱颖而出,完成“第一绿”的壮举。

说到这,问题也来了,这么多棉花品种为何不选别的,偏偏就选了“中棉所41”?

李付广笑着说,“不要小看这粒种子,它可是高新技术产物”。

高在哪?首先,它是我国第一个具有自主知识产权的转基因抗虫棉品种,它的出现打破了国外抗虫棉长期占据中国棉花市场的局面;其次,它丰产性好,有极好的遗传性,不少棉花品种都是从它延伸出来的——以“中棉所41”为亲本,我国科研人员育出的棉花品种在100个以上。

因为它的出现,我国棉花生产实现了绝处逢生,棉种市场也发生了彻底逆转。在我国棉花产业不断发展壮大过程中,以“中棉所41”为代表的转基因抗虫棉发挥了至关重要的作用,成为改革开放以来我国棉花产业自主创新的缩影。

棉业的逆袭

到1999年,国外转基因抗虫棉品种占据我国市场90%以上的份额。为此,我国科学家努力培育出具有自主知识产权的国产双价转基因抗虫棉“中棉所41”,成为全球第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉的国家

表现如此出色的“中棉所41”其实并不是一个新品种,相反,它是一名经验十足的“老兵”。

说起这件事,恐怕要回到27年前了。1992年,我国爆发了历史上最严重的虫灾——棉铃虫灾害。严重到什么程度?一个县的棉田,一天下来捕捉的虫子能以吨计……

据统计,那场虫灾致使部分棉田没有收成,大部分棉田减产50%以上。仅仅两三年间,我国的棉花种植面积就从1亿亩锐减到6000万亩,国家与棉农的经济损失超过400亿元,导致纺织工业停顿、出口创汇大幅缩水,全国棉花产业面临极大困难。

就在此时,西方国家凭借成熟领先的技术优势,成功培育出了Bt基因抗虫棉,并迅速侵占中国市场。到1999年,国外转基因抗虫棉品种已经占据了我国市场90%以上的份额。

面对内忧外患,我国科学家们明白:只有通过自主创新,掌握核心技术,农业发展才不会受制于人。在国家相关政策的支持下,棉花所迅速开始了自主研发转基因抗虫棉的任务。

1998年,棉花所成功培育出第一个国审转单价Bt基因抗虫棉新品种——“中棉所29”。随后,棉花所又与中国农业科学院生物所联合攻关。棉花转基因研究项目负责人、国家“863”计划“棉花抗虫基因工程研究”项目首席科学家——中国农业科学院郭三堆研究员带领团队,经过一年多的反复试验,取得了新的成果——Bt+CpTI双价抗虫基因。

棉花所李付广课题组迅速完成基因导入,负责将郭三堆团队构建的Bt杀虫蛋白基因载体转入棉花中,向育种团队提供了多达114份转入双价抗虫基因的种质材料。

在抗虫棉研发过程中,中国科学家先后独立开发了拥有自主知识产权的Bt杀虫蛋白单价、双价和融合基因技术,子房微注射等高效转化技术,预防害虫抗性产生的“天然庇护所”技术,以及三系杂交棉等先进技术,培育出一大批高产、优质、抗虫性好、适应性强的品种。

最终,2002年,中国农业科学院的科学家们终于成功培育了我国第一个具有自主知识产权的国产双价转基因抗虫棉——“中棉所41”,成为继美国之后第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉的国家,抗虫棉自主创新之路也由此成为我国协同创新的成功典范。

好种子,中国造

在“中棉所23”和“中棉所41”的带动下,国产抗虫棉市场占有率由1999年的5%上升至2012年的98%,有力推动了我国抗虫棉的产业化,这两个品种也于2006年和2009年先后获得国家科技进步二等奖

“中棉所41”是利用构建的Bt+CpTI双价抗虫基因,通过花粉管通道法导入“中棉所23”中,并经过多年选育而成。在“中棉所23”和“中棉所41”的带动下,国产抗虫棉市场占有率由1999年的5%上升至2012年的98%,有力推动了我国抗虫棉的产业化,助力我国棉花产业打赢了一场漂亮的“翻身仗”。由于“表现出众”,这两个抗虫棉品种也于2006年和2009年先后获得国家科技进步二等奖。

抗虫棉的应用不仅使棉花棉铃虫得到了有效控制,还大大减轻了棉铃虫对玉米、大豆等作物的危害,杀虫剂使用量降低了70%至80%。这不仅有效保护了农业生态环境,减少了农民喷药中毒事故,还降低了生产成本,增产增效,为棉花生产和农业的可持续发展作出了重大贡献。

“‘中棉所41’作为具有特殊意义的种子被送上太空,绝不是中国种子的一枝独秀,由它研发而来的我国其他棉花种子,也一样有着在太空发芽的基因。”李付广说。

其中,以“中棉所41”作为其他育种团队的亲本材料,我国科学家又相继跟进育成了棉花新品种100多个,使国产转基因抗虫棉品种的竞争实力大大增强,牢牢占据了国内市场。

近年来,在黄河流域棉区和长江流域棉区,中棉所培育的转基因抗虫棉花新品种一直发挥着重大的作用。其中,“中棉所60”和“中棉所63”在实现“千斤棉”高产创建中发挥了重要作用;“中棉所63”是长江流域棉区的主栽品种,2010年至2013年(连续4年)被原农业部推介为长江流域棉区主导品种,表现出良好的丰产、稳产和适应性。

“中棉所41”作为人类在月球表面播种的“第一绿”,已然载入人类航空史册。而我国农业科学家不畏艰难、奋发图强、锐意进取的探索精神,必将在推动农业现代化、乡村振兴、实现中国梦的道路上,发出更加耀眼的光芒。

(责任编辑:秦迪)
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