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李付广:通过机制创新,实现国产转基因抗虫棉的产业化

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    “如果六十年代以来,中国没有原子弹、氢弹,没有发射卫星,中国就不能叫有重要影响的大国,就没有现在这样的国际地位。这些东西反映一个民族的能力,也是一个民族、一个国家兴旺发达的标志。”谈起高科技,不禁令人想起邓小平同志这段激动人心的论述。回顾国产转基因抗虫棉产业化的发展过程,我们对这段话有了更深的体会。从一开始国外转基因抗虫棉大举进攻,到国产转基因抗虫棉收复失地,占据97%的市场,可以说,转基因抗虫棉产业化是我国农业科技界的“两弹一星”。
    2月1日中共中央、国务院印发了题为《关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见》的中央一号文件。这是中央连续第九年以一号文件形式聚焦“三农”问题,也是新中国成立以来中央首次对农业科技进行的全面部署。文件中第一部分第8段对如何完善农业科技创新机制进行了阐述,要求打破部门、区域、学科界限,有效整合科技资源,建立协同创新机制,推动产学研、农科教紧密结合。要求大力推进现代农业产业技术体系建设,完善以产业需求为导向、以农产品为单元、以产业链为主线的新型农业科技资源组合模式,及时发现和解决生产中的技术难题,充分发挥技术创新、试验示范、辐射带动的积极作用。支持企业加强技术研发和升级,鼓励企业承担国家各类科技项目,增强自主创新能力。积极培育以企业为主导的农业产业技术创新战略联盟,发展涉农新兴产业。
    历史告诉我们:尖端技术不可能从国外直接“拿来”,只有自己掌握核心技术,拥有自主知识产权,才能将祖国发展与安全的命运牢牢掌握在自己手中。坚持自力更生,自主创新,抢占世界高科技制高点,才能实现跨越式发展。本文以棉花产业为例,对通过完善农业科技创新机制,实现上中下游优势互补,对做强做大我国棉花产业的意义进行了剖析。
    一、棉花产业背景
    棉花是我国重要的经济作物,是2亿棉农的重要经济来源,涉及到1900万纺织及相关行业工人的就业问题。我国棉花年种植面积8000万亩左右,占全球15%以上;原棉总产600多万吨/年,居全球第一;皮棉单产85千克/亩,位居美国、印度、巴基斯坦、乌兹别克斯坦等世界产棉大国之首。 “十一五”时期,我国纺织品服装累计出口8742亿美元,年均1778亿美元,约占全球纺织品服装出口总量的40%。因此,棉花生产和棉花产业在国民经济中具有举足轻重的地位。
    1992年,棉铃虫危害猖獗,给国家造成上百亿元的经济损失,之后连年爆发。棉农为防治棉铃虫要喷施农药20余次,不仅增加了生产成本和劳动强度,还严重破坏了生态环境,同时也损害了棉农的身心健康。据不完全统计,1992~1996年棉农因防治棉铃虫而中毒人数超过24万人次。
    凭其领先一步的高技术,国外跨国公司培育的转基因抗虫棉于1997年进入中国市场。1999年就占领了我国抗虫棉市场份额中的95%。如何培育具有竞争力的国产转基因抗虫棉,并快速应用于棉花生产,是摆在我国科学家面前的难题。
    二、国产抗虫棉前期失败的原因分析
    我国棉花常规育种和栽培技术水平总体处理国际领先地位,同时我国又是世界上第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家,但在上世纪90年代,国产抗虫棉在中国市场却遭到惨败!研究发现,导致国产抗虫棉前期败北的因素主要包括以下几个方面:
    1、转基因规模小、效率低。当时,我国棉花转基因植株生产规模相当小,年生产能力为100株左右,基本上处于实验室研究阶段,仅相当于孟山都公司水平的1/100左右,能真正提供给育种家应用的转基因抗虫种质材料很少,是棉花重大品种培育的“瓶颈”。
    2、上中下游单位缺乏合作。我国棉花基础研究单位、科研教学单位以及涉棉企业有上百家,但基本上各自为战,未能形成上中下游优势互补的合作机制,资源不能共享,低水平重复工作严重,以至于在生产上被国外企业各个击破,导致国产抗虫棉即使在国内市场也无立足之地。
    3、产业体系不健全。我国绝大多数涉农企业都不具备产品研发能力,很少有完善的服务和推广网络等配套环节,公司实力差且短视行为严重,多数企业“挣得起,赔不起”,根本没有与国外公司竞争的实力,所以在国产抗虫棉的研发、生产和产业化方面,企业难以发挥主导作用。
    三、建立了高效基因转化验证平台,大量创制转基因种质新材料
    针对我国棉花转基因效率低、规模小,难以创造大量转基因抗虫棉花种质新材料提供育种家应用这一重大“瓶颈”问题,科技部和农业部先后立项“转基因棉花中试及产业化基地”条件建设项目。通过努力和技术攻关,建立了棉花高效规模化基因转化验证技术平台。
    1、该平台年产转基因棉花植株6000-8000株,使棉花成为可直接进行大规模基因功能验证的目标农作物,并为北京大学、清华大学、中科院等国内17个单位24个实验室转化验证候选基因156个;
    2、将抗虫基因转入到了20多个主栽棉花品种中,使转基因受体材料遗传背景大大拓宽;
    3、至2010年,共创制出具有一定利用价值的各类抗虫材料1479份,并将其中865份遗传稳定的种质材料上交国家中期库,相当于我国棉花中期库50年来收集、引进、保存材料的1/10,对丰富棉花种质材料具有十分重要的意义。
    四、通过转基因平台建设,实现了我国棉花上中下游的优势互补,促进了国产抗虫棉的健康稳定发展
    以“规模化转基因技术平台建设”为纽带,采取双赢互利的发展模式,通过合同关系,在尊重知识产权、成果利益共享的情况下,与我国上游基因构建单位开展全面合作,并将所获得转基因棉花种质新材料快速发放给育种家研究利用,以培育适宜不同棉区种植的国产转基因棉花新品种,从而实现了全国一盘棋、一体化的运作效果,在我国棉花界形成了“松散式的”、上中下游优势互补、强强联合的、具有国际竞争力的合作团队,一方面避免了低效率的简单重复,同时也加快了国产转基因棉花新品种的培育进程和产业化力度,全面提高了我国棉花综合开发的创新能力和棉花产业的国际竞争力。最重要的是,通过此种合作,有效避免了被跨国公司各个击破的风险,为国产抗虫棉逐步走向成功奠定了基础。
    国家转基因棉花中试与产业化基地通过功能发挥,将上游(基因克隆和育种价值评估)、中游(规模化转化和育种)和下游(中试和产业化)有机衔接起来,发挥了承上启下的作用,使国产转基因抗虫棉呈稳步上升趋势,2002年其市场占有率达到38%,2004年达到60%,2007年达到90%,2010年达到97%以上。
    因此,通过机制创新,在现有体制内能够发挥各方面的积极性,这是推动我国转基因棉花产业做大做强的根本,对促进我国农业持续稳定发展也具有重要意义。

(农业科学棉花研究所副所长 李付广研究员)

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