中國成為繼美國之后第二個擁有自主知識產(chǎn)權抗蟲棉的國家。截至2012年，國產(chǎn)抗蟲棉種植面積已占全國抗蟲棉種植總面積的95%以上。

只為獻“花”惠棉農(nóng)

——記“中國抗蟲棉之父”、中國農(nóng)科院研究員郭三堆

   
郭三堆在試驗田里。資料圖

     本報記者 施中英

    上世紀90年代棉鈴蟲大暴發(fā)，導致整個國家出現(xiàn)“棉荒”，紡織業(yè)幾乎崩潰。國家的憂慮、棉農(nóng)的渴望、國外種業(yè)的步步緊逼，激起了中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術研究所研究員郭三堆的民族感情——“中國的事情中國人自己解決”，他一頭扎進了抗蟲棉研究。經(jīng)過數(shù)個寒冬酷暑的探索，“有中國自主知識產(chǎn)權的抗蟲棉”這一愿望終于實現(xiàn)。如今：成果灑在大地上，受益農(nóng)民千萬家。

    使命感：被逼出來的“抗蟲棉”

    說起抗蟲棉的誕生，被譽為“中國抗蟲棉之父”郭三堆坦言“那是給逼出來的”。

    上世紀90年代初，我國北方棉區(qū)棉鈴蟲連年大暴發(fā)，“整棵整棵棉花被吃得就剩下硬稈稈了”，全國棉花總產(chǎn)量大幅下降。說到棉鈴蟲大暴發(fā)時的情形，郭三堆很是心痛：棉農(nóng)大量使用農(nóng)藥，開始的時候還可以，后來害蟲產(chǎn)生了抗性，根本毒不死……原本在棉花生育期只需噴灑1~3次農(nóng)藥就能治住的棉鈴蟲，噴藥20多次依然無濟于事，人畜中毒數(shù)量卻不斷增加，棉田幾乎無法再種，棉農(nóng)無不“談蟲色變”。

    郭三堆曾于1986年赴法國巴斯德研究所從事殺蟲基因結構與功能研究，1988年歸國后，他把主攻方向定位在抗蟲棉的培育上。一次到棉區(qū)調查時，郭三堆遇到一位70多歲的老人正帶著小孫子給棉花打藥，聞聽研究抗蟲棉的人來了，老人走到他跟前問：“你們是來救我們的嗎？”隨后就兩眼含淚，哽咽難語。經(jīng)過詢問，才知道老人的兒子和兒媳都在2年前為棉花噴施農(nóng)藥時中毒死亡。那一刻，郭三堆的心被深深刺痛了：身為一名農(nóng)業(yè)科研人員，不能為農(nóng)民減輕痛苦，實在是無地自容。

    1991年，大洋彼岸的美國孟山都公司已經(jīng)研制出Bt抗蟲棉，我國相關部門與孟山都幾經(jīng)談判，終因對方條件苛刻而破裂。后來，對方在中國成立了棉花種業(yè)公司，企圖占領中國的棉種市場。在中國農(nóng)科院生物技術研究所里，郭三堆和他的同事們?yōu)橹畤@：“我們能不能開展自己的分子育種項目？”1991年，國家863計劃正式啟動了棉花抗蟲基因工程的育種研究，中國作為植棉大國無抗蟲棉的歷史從這一刻開始被改寫。

    1992年底，郭三堆領導的研究小組首次在國內合成了殺蟲蛋白基因。此時，國內有人主張直接花錢從美國引進技術，作為抗蟲棉項目負責人，郭三堆堅決反對。他說，拼命也要搞成功，這樣做，一是可以為國家節(jié)約大量資金；二是可以獲得自主的知識產(chǎn)權；三是可以培養(yǎng)我國的科研隊伍，不用受制于人。

    他和同事頂住壓力，夜以繼日待在實驗室，困了，就輪流在行軍床上打盹。1993年底，他們利用我國獨創(chuàng)的花粉管通道法和農(nóng)桿菌介導發(fā)，將具有自主知識產(chǎn)權的抗蟲基因導入棉花品種，首次培育出中國轉基因棉花植株；1995年，這一成果獲得國家專利。

    為了提高抗蟲棉后期的抗蟲性，同時也進一步證明中國人有能力研制出更好的抗蟲棉，1995年，郭三堆又與同事們開始了雙價抗蟲基因研究。1997年，雙價抗蟲棉首次研制成功，1998年獲得國家專利并通過安全性評價，1999年雙價抗蟲棉先后在河北、河南、山西、山東等9省區(qū)得到推廣，廣大棉農(nóng)在省工、省藥的同時，畝均增收節(jié)支200元以上。

    雙價基因抗蟲棉研究出來后，郭三堆又開始考慮新的問題。“防治蟲害增加的產(chǎn)量，僅僅保持了品種原來的產(chǎn)量水平，我們搞抗蟲棉的目的是什么？是要提高產(chǎn)量，降低成本。”郭三堆說。1998年，他開始了三系雜交抗蟲棉生物育種研究。2005年，第一個通過國家審定的三系雜交抗蟲棉品種“銀棉2號”，在全國區(qū)試中比對照增產(chǎn)26.4%。這是三系雜交抗蟲棉在國際上首次研究成功并應用于生產(chǎn)。經(jīng)專家鑒定，三系雜交抗蟲棉生物育種技術水平整體達到國際領先，是棉花雜交育種的重大突破。

    郭三堆一直強調：“我從來不是一個人在戰(zhàn)斗，最后的成功源自多位科學家的共同努力，攀登懸崖峭壁，全憑互為人梯。”

    攻關策：敢于創(chuàng)新超越

    2001年12月，郭三堆接過了世界知識產(chǎn)權組織和中國國家知識產(chǎn)權局聯(lián)合為國產(chǎn)抗蟲棉頒發(fā)的專利金獎，他的心中滿是自豪。沉甸甸的獎杯標志著我國轉基因抗蟲棉培育技術獲得重大突破，也標志著中國已躋身抗蟲棉培育強國之列。

    中國抗蟲棉的研制成功，不僅打破了美國的壟斷，保護了民族利益，而且為我國農(nóng)業(yè)高新技術在國際競爭中爭得了一席之地。

    有人問郭三堆：在孟山都已經(jīng)研發(fā)出轉基因抗蟲棉后，為什么還要去投入力量進行重復的研究？郭三堆認為，知識產(chǎn)權和種質是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展最重要的保障，一旦被國外公司控制，將使我國的農(nóng)業(yè)受到巨大的威脅。為了我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展和安全，我們必須有自主知識產(chǎn)權的抗蟲棉品種。

    “中國研制的抗蟲棉和美國的不一樣，否則不會打破美國的壟斷，更無法保住我國的植棉市場和產(chǎn)業(yè)。”郭三堆特別強調，我國的殺蟲蛋白的毒性區(qū)是依據(jù)Cry1Ab蛋白分子結構設計的，毒性強，而識別與結合區(qū)是依據(jù)Cry1Ac蛋白分子結構設計的，識別與結合能力也很強；我國抗蟲基因的大小是美國抗蟲基因的一半，抗蟲棉中的基因數(shù)為單拷貝，與美國抗蟲棉不同；我國研制的雙價抗蟲基因以及高抗棉鈴蟲的雙價抗蟲棉新品種，與美國抗蟲棉品種也不同；而我國研制的三系雜交抗蟲棉品種，美國沒有。”

    報國志：基因世界啟長征

    郭三堆無疑是一位杰出的農(nóng)業(yè)科學家，他的工作和事業(yè)始終和農(nóng)民緊緊相連。1986年3月，國家863計劃全面啟動前夕，郭三堆被推薦為中法科技合作的青年專家，赴法國久負盛名的巴斯德研究所深造。不久，法國一家雜志介紹了郭三堆在“殺蟲基因的結構與功能研究”中取得的重要進展，引起世界科研機構的關注。許多大公司紛紛找他簽訂聘約，都被他婉言謝絕。1988年，國家有關部門通知他回國主持863計劃的一些科研項目時，他再次拒絕了法國同行的真情挽留，用自己最后1個月薪水，買了國內緊缺的試驗用品，踏上了回國的旅程。臨行前，郭三堆對法國朋友說：“我是個科研工作者，雖然科技是沒有國界的，但科學家卻有自己的祖國。我是從中國的農(nóng)村出來的，我深知中國農(nóng)民的辛苦和負擔。我的祖國需要我，我應該回去。”

    當今世界，只有中美兩國擁有轉基因抗蟲棉的知識產(chǎn)權，而我國的三系雜交抗蟲棉在世界上處于領先地位。事實證明，我國完全有能力完成基因工程高技術的研究。在郭三堆看來，在新興的轉基因生物工程中，一個基因就可能開發(fā)出一項產(chǎn)業(yè)，在這一領域的任何一點突破，于國于民都大有裨益。

    “把外源基因轉移到棉花中創(chuàng)造了育種奇跡。截至目前，我國育種家培育的國審、省審抗蟲棉品種大概有300多個，每年在國內推廣面積達5000多萬畝，從1999年到2012年，累計推廣5億多畝，減少農(nóng)藥施用9000多萬公斤。”郭三堆介紹，到2012年，抗蟲棉種植面積達到我國植棉總面積的80%以上，累計為棉農(nóng)增收節(jié)支900億多元。可以說，抗蟲棉這項技術不僅降低了農(nóng)藥污染，保護了生態(tài)環(huán)境，還改變了一個產(chǎn)業(yè)。

    談到科研成果轉化時，郭三堆認為美國孟山都公司的運作方式給了自己很大啟發(fā)：“剛開始我們沒有按市場經(jīng)濟的方式去運作。那時生產(chǎn)成本很高，但我們不考慮成本，只想把種子盡快交到農(nóng)民手中，這樣對轉基因棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起不到推動作用。因此，1998年，我們在深圳成立了創(chuàng)世紀轉基因技術有限公司，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為全國一流的棉花種業(yè)企業(yè)。”

    男兒情：為國家做了點事情

    “我的一生是幸運的，為國家、為農(nóng)民做了點事情。”郭三堆說，自從推廣抗蟲棉以來，全國再沒大面積暴發(fā)棉鈴蟲危害。

    “我們開始去山東推廣抗蟲棉時農(nóng)民很懷疑，不打農(nóng)藥也能種棉花，是不是毒性很大呀，因此不敢種。”郭三堆說，他們就示范種植給農(nóng)民看，不打農(nóng)藥抗蟲棉一株上有20~30個鈴，而對照普通棉只長植株，幾乎沒有鈴，看到效果十分顯著，農(nóng)民信服了，現(xiàn)在不是抗蟲棉的品種農(nóng)民都不買。

    “能看到今天的成果，能看到農(nóng)民受益，我覺得付出的辛苦和帶來的誤解、受到的委屈都過去了。雖然過程艱辛，但我們工作中還是充滿信心和責任感，我們的一切成果都是為國家分憂、為農(nóng)民解決問題。”郭三堆說。

    長期從事高強度的研究工作，郭三堆病倒了——乙狀結腸癌，但躺在病床上，他想的不是如何治病、如何休息，而是研究還沒有完成，不能停下來。于是4個月后，郭三堆又出現(xiàn)在了實驗室、出現(xiàn)在了田間地頭……

    作為抗蟲棉第一發(fā)明人，郭三堆獲得國家發(fā)明專利授權20多項；先后獲國家獎4項，省部級獎項9個；指導培養(yǎng)碩士生、博士生、博士后60多名；先后被授予國家級有突出貢獻中青年專家稱號、全國優(yōu)秀科技工作者、全國先進工作者、全國五一勞動獎章。老驥伏櫪，志在千里，年逾花甲的郭三堆始終沒有在榮譽中沉醉?，F(xiàn)在他主持的耐旱耐鹽堿新品種培育項目正在進行中。

    在陽光下的棉田中，郭三堆仍在不斷思索如何解決棉花抗病、抗除草劑、優(yōu)質高產(chǎn)、早熟等難題，這既是一個科學家也是一個“老農(nóng)民”的執(zhí)著。