回顧國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展過(guò)程，從一開(kāi)始國(guó)外轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉大舉進(jìn)攻，到國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉收復(fù)失地，占據(jù)97%的市場(chǎng)，可以說(shuō)，轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)農(nóng)業(yè)科技界的“兩彈一星”。
棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，是2億棉農(nóng)的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，涉及1900萬(wàn)紡織及相關(guān)行業(yè)工人的就業(yè)問(wèn)題。
我國(guó)棉花年種植面積8000萬(wàn)畝左右，占全球15%以上；原棉總產(chǎn)600多萬(wàn)噸/年，居全球第一；皮棉單產(chǎn)85千克/畝，位居美國(guó)、印度、巴基斯坦、烏茲別克斯坦等世界產(chǎn)棉大國(guó)之首。“十一五”時(shí)期，我國(guó)紡織品服裝累計(jì)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。
1992年，棉鈴蟲(chóng)危害猖獗，給國(guó)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(chóng)要噴施農(nóng)藥20余次，不僅增加了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，還嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也損害了棉農(nóng)的身心健康。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1992～1996年棉農(nóng)因防治棉鈴蟲(chóng)而中毒人數(shù)超過(guò)24萬(wàn)人次。
憑其領(lǐng)先一步的高技術(shù)，國(guó)外跨國(guó)公司培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉于1997年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，1999年就占領(lǐng)了我國(guó)抗蟲(chóng)棉市場(chǎng)份額中的95%。如何培育具有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，并快速應(yīng)用于棉花生產(chǎn)，是擺在我國(guó)科學(xué)家面前的難題。
國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉前期緣何失敗
我國(guó)棉花常規(guī)育種和栽培技術(shù)水平總體處于國(guó)際領(lǐng)先地位，同時(shí)我國(guó)又是世界上第二個(gè)擁有抗蟲(chóng)基因自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家，但在上世紀(jì)90年代，國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉在中國(guó)市場(chǎng)卻遭到慘敗。研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉前期敗北的因素主要包括以下幾個(gè)方面。
第一，轉(zhuǎn)基因規(guī)模小、效率低。當(dāng)時(shí)，我國(guó)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(shí)驗(yàn)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(chóng)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(guó)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(shì)互補(bǔ)的合作機(jī)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(guó)外企業(yè)各個(gè)擊破，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉即使在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也無(wú)立足之地。
第三，產(chǎn)業(yè)體系不健全。我國(guó)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(shí)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(méi)有與國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，所以在國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)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(yàn)證平臺(tái)
針對(duì)我國(guó)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(chóng)棉花種質(zhì)新材料提供育種家應(yīng)用這一重大“瓶頸”問(wèn)題，科技部和農(nóng)業(yè)部先后立項(xiàng)“轉(zhuǎn)基因棉花中試及產(chǎn)業(yè)化基地”條件建設(shè)項(xiàng)目。通過(guò)努力和技術(shù)攻關(guān)，建立了棉花高效規(guī)?；蜣D(zhuǎn)化驗(yàn)證技術(shù)平臺(tái)。
該平臺(tái)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)?；蚬δ茯?yàn)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(guó)內(nèi)17個(gè)單位24個(gè)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化驗(yàn)證候選基因156個(gè)；將抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入到了20多個(gè)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(tái)共創(chuàng)制出具有一定利用價(jià)值的各類抗蟲(chóng)材料1479份，并將其中865份遺傳穩(wěn)定的種質(zhì)材料上交國(guó)家中期庫(kù)，相當(dāng)于我國(guó)棉花中期庫(kù)50年來(lái)收集、引進(jìn)、保存材料的1/10，對(duì)豐富棉花種質(zhì)材料具有十分重要的意義。
實(shí)現(xiàn)棉花上中下游的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
以“規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)建設(shè)”為紐帶，采取雙贏互利的發(fā)展模式，通過(guò)合同關(guān)系，在尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)、成果利益共享的情況下，與我國(guó)上游基因構(gòu)建單位開(kāi)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(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花新品種。
目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)一盤(pán)棋、一體化的運(yùn)作效果，在我國(guó)棉花界形成了“松散式的”、上中下游優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的合作團(tuán)隊(duì)。
一方面避免了低效率的簡(jiǎn)單重復(fù)，同時(shí)也加快了國(guó)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(guó)棉花綜合開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新能力和棉花產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。最重要的是，通過(guò)此種合作，有效避免了被跨國(guó)公司各個(gè)擊破的風(fēng)險(xiǎn)，為國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉逐步走向成功奠定了基礎(chǔ)。
國(guó)家轉(zhuǎn)基因棉花中試與產(chǎn)業(yè)化基地通過(guò)功能發(fā)揮，將上游（基因克隆和育種價(jià)值評(píng)估）、中游（規(guī)?；D(zhuǎn)化和育種）和下游（中試和產(chǎn)業(yè)化）有機(jī)銜接起來(lái)，發(fā)揮了承上啟下的作用，使國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)，2002年其市場(chǎng)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(guò)機(jī)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(dòng)我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的根本，對(duì)促進(jìn)我國(guó)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所副所長(zhǎng)）
棉花是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，是2億棉農(nóng)的重要經(jīng)濟(jì)來(lái)源，涉及1900萬(wàn)紡織及相關(guān)行業(yè)工人的就業(yè)問(wèn)題。
我國(guó)棉花年種植面積8000萬(wàn)畝左右，占全球15%以上；原棉總產(chǎn)600多萬(wàn)噸/年，居全球第一；皮棉單產(chǎn)85千克/畝，位居美國(guó)、印度、巴基斯坦、烏茲別克斯坦等世界產(chǎn)棉大國(guó)之首。“十一五”時(shí)期，我國(guó)紡織品服裝累計(jì)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(guó)民經(jīng)濟(jì)中具有舉足輕重的地位。
1992年，棉鈴蟲(chóng)危害猖獗，給國(guó)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(chóng)要噴施農(nóng)藥20余次，不僅增加了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，還嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，同時(shí)也損害了棉農(nóng)的身心健康。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，1992～1996年棉農(nóng)因防治棉鈴蟲(chóng)而中毒人數(shù)超過(guò)24萬(wàn)人次。
憑其領(lǐng)先一步的高技術(shù)，國(guó)外跨國(guó)公司培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉于1997年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，1999年就占領(lǐng)了我國(guó)抗蟲(chóng)棉市場(chǎng)份額中的95%。如何培育具有競(jìng)爭(zhēng)力的國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉，并快速應(yīng)用于棉花生產(chǎn)，是擺在我國(guó)科學(xué)家面前的難題。
國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉前期緣何失敗
我國(guó)棉花常規(guī)育種和栽培技術(shù)水平總體處于國(guó)際領(lǐng)先地位，同時(shí)我國(guó)又是世界上第二個(gè)擁有抗蟲(chóng)基因自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)家，但在上世紀(jì)90年代，國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉在中國(guó)市場(chǎng)卻遭到慘敗。研究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉前期敗北的因素主要包括以下幾個(gè)方面。
第一，轉(zhuǎn)基因規(guī)模小、效率低。當(dāng)時(shí)，我國(guó)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(shí)驗(yàn)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(chóng)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(guó)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(shì)互補(bǔ)的合作機(jī)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(guó)外企業(yè)各個(gè)擊破，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉即使在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)也無(wú)立足之地。
第三，產(chǎn)業(yè)體系不健全。我國(guó)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(shí)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(méi)有與國(guó)外公司競(jìng)爭(zhēng)的實(shí)力，所以在國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)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(yàn)證平臺(tái)
針對(duì)我國(guó)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(chóng)棉花種質(zhì)新材料提供育種家應(yīng)用這一重大“瓶頸”問(wèn)題，科技部和農(nóng)業(yè)部先后立項(xiàng)“轉(zhuǎn)基因棉花中試及產(chǎn)業(yè)化基地”條件建設(shè)項(xiàng)目。通過(guò)努力和技術(shù)攻關(guān)，建立了棉花高效規(guī)?；蜣D(zhuǎn)化驗(yàn)證技術(shù)平臺(tái)。
該平臺(tái)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)?；蚬δ茯?yàn)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(guó)內(nèi)17個(gè)單位24個(gè)實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化驗(yàn)證候選基因156個(gè)；將抗蟲(chóng)基因轉(zhuǎn)入到了20多個(gè)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(tái)共創(chuàng)制出具有一定利用價(jià)值的各類抗蟲(chóng)材料1479份，并將其中865份遺傳穩(wěn)定的種質(zhì)材料上交國(guó)家中期庫(kù)，相當(dāng)于我國(guó)棉花中期庫(kù)50年來(lái)收集、引進(jìn)、保存材料的1/10，對(duì)豐富棉花種質(zhì)材料具有十分重要的意義。
實(shí)現(xiàn)棉花上中下游的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)
以“規(guī)模化轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺(tái)建設(shè)”為紐帶，采取雙贏互利的發(fā)展模式，通過(guò)合同關(guān)系，在尊重知識(shí)產(chǎn)權(quán)、成果利益共享的情況下，與我國(guó)上游基因構(gòu)建單位開(kāi)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(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因棉花新品種。
目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全國(guó)一盤(pán)棋、一體化的運(yùn)作效果，在我國(guó)棉花界形成了“松散式的”、上中下游優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合的，具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的合作團(tuán)隊(duì)。
一方面避免了低效率的簡(jiǎn)單重復(fù)，同時(shí)也加快了國(guó)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(guó)棉花綜合開(kāi)發(fā)的創(chuàng)新能力和棉花產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。最重要的是，通過(guò)此種合作，有效避免了被跨國(guó)公司各個(gè)擊破的風(fēng)險(xiǎn)，為國(guó)產(chǎn)抗蟲(chóng)棉逐步走向成功奠定了基礎(chǔ)。
國(guó)家轉(zhuǎn)基因棉花中試與產(chǎn)業(yè)化基地通過(guò)功能發(fā)揮，將上游（基因克隆和育種價(jià)值評(píng)估）、中游（規(guī)?；D(zhuǎn)化和育種）和下游（中試和產(chǎn)業(yè)化）有機(jī)銜接起來(lái)，發(fā)揮了承上啟下的作用，使國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲(chóng)棉呈穩(wěn)步上升趨勢(shì)，2002年其市場(chǎng)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(guò)機(jī)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(dòng)我國(guó)轉(zhuǎn)基因棉花產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)的根本，對(duì)促進(jìn)我國(guó)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(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所副所長(zhǎng)）
