科學(xué)家們對于在地球以外的星球種菜這件事,可謂“情有獨鐘”和“蓄謀已久”。
近日,“星際種菜”這一世界科學(xué)界的偉大愿景,在中國科學(xué)家的努力下,成為了現(xiàn)實——中國人終于成功把菜種到了月球。
看過電影《火星救援》的人可能對這個片段記憶猶新:主角馬克孤身一人,在火星上種出了莊稼,成功地讓自己存活了4年,并*終等到了救援并返回地球。
馬克說過:“一旦你在哪種上了莊稼,就意味著你對哪開始了殖民統(tǒng)治。所以,嚴(yán)格地說,我已經(jīng)統(tǒng)治了火星!”
可見,此次在月球“種菜”試驗成功,科學(xué)意義重大。今天,我們來看看這??缭?0多萬公里,來到月球的小種子,其背后究竟有怎樣的傳奇經(jīng)歷?
棉種的身份
“中棉所41”能完成月球“*綠”的壯舉,與它在地球上的“表現(xiàn)出眾”很有關(guān)系——作為我國*具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種,它幫助我國棉花生產(chǎn)實現(xiàn)了絕處逢生
1月15日,當(dāng)中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花所所長李付廣看到嫦娥四號傳回的棉種發(fā)芽圖片后,心情久久不能平復(fù)。因為,那“*綠”所用的種子正是棉花所培育出的*產(chǎn)品——“中棉所41”。
雖然,嫦娥四號搭載的生物科普試驗載荷已進(jìn)入斷電狀態(tài),但是在李付廣看來,此項試驗意義十分重大——這表明棉花基因即使在極端環(huán)境下,仍然能夠正常表達(dá)。更為重要的是,這將為人類今后建立月球基地提供研究基礎(chǔ)和經(jīng)驗。
其實,棉花種子之所以此次如此榮幸地被選為“登月種”,與它在地球上就“表現(xiàn)出眾”很有關(guān)系。李付廣說,棉花耐鹽堿、抗旱澇,具有很好的適應(yīng)性和強(qiáng)大的生命力。這也使得它*終能夠在逆境下脫穎而出,完成“*綠”的壯舉。
說到這,問題也來了,這么多棉花品種為何不選別的,偏偏就選了“中棉所41”?
李付廣笑著說,“不要小看這粒種子,它可是高新技術(shù)產(chǎn)物”。
高在哪?首先,它是我國*個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種,它的出現(xiàn)打破了國外抗蟲棉長期占據(jù)中國棉花市場的局面;其次,它豐產(chǎn)性好,有極好的遺傳性,不少棉花品種都是從它延伸出來的——以“中棉所41”為親本,我國科研人員育出的棉花品種在100個以上。
因為它的出現(xiàn),我國棉花生產(chǎn)實現(xiàn)了絕處逢生,棉種市場也發(fā)生了徹底逆轉(zhuǎn)。在我國棉花產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展壯大過程中,以“中棉所41”為代表的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉發(fā)揮了至關(guān)重要的作用,成為改革開放以來我國棉花產(chǎn)業(yè)自主創(chuàng)新的縮影。
棉業(yè)的逆襲
到1999年,國外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種占據(jù)我國市場90%以上的份額。為此,我國科學(xué)家努力培育出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)雙價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉“中棉所41”,成為全球第二個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的國家
表現(xiàn)如此出色的“中棉所41”其實并不是一個新品種,相反,它是一名經(jīng)驗十足的“老兵”。
說起這件事,恐怕要回到27年前了。1992年,我國爆發(fā)了歷史上*嚴(yán)重的蟲災(zāi)——棉鈴蟲災(zāi)害。嚴(yán)重到什么程度?一個縣的棉田,*下來捕捉的蟲子能以噸計……
據(jù)統(tǒng)計,那場蟲災(zāi)致使部分棉田沒有收成,大部分棉田減產(chǎn)50%以上。僅僅兩三年間,我國的棉花種植面積就從1億畝銳減到6000萬畝,國家與棉農(nóng)的經(jīng)濟(jì)損失超過400億元,導(dǎo)致紡織工業(yè)停頓、出口創(chuàng)匯大幅縮水,全國棉花產(chǎn)業(yè)面臨極大困難。
就在此時,西方國家憑借成熟領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢,成功培育出了Bt基因抗蟲棉,并迅速侵占中國市場。到1999年,國外轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種已經(jīng)占據(jù)了我國市場90%以上的份額。
面對內(nèi)憂外患,我國科學(xué)家們明白:只有通過自主創(chuàng)新,掌握核心技術(shù),農(nóng)業(yè)發(fā)展才不會受制于人。在國家相關(guān)政策的支持下,棉花所迅速開始了自主研發(fā)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的任務(wù)。
1998年,棉花所成功培育出*個國審轉(zhuǎn)單價Bt基因抗蟲棉新品種——“中棉所29”。隨后,棉花所又與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物所聯(lián)合攻關(guān)。棉花轉(zhuǎn)基因研究項目負(fù)責(zé)人、國家“863”計劃“棉花抗蟲基因工程研究”項目首席科學(xué)家——中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院郭三堆研究員帶領(lǐng)團(tuán)隊,經(jīng)過一年多的反復(fù)試驗,取得了新的成果——Bt+CpTI雙價抗蟲基因。
棉花所李付廣課題組迅速完成基因?qū)?,?fù)責(zé)將郭三堆團(tuán)隊構(gòu)建的Bt殺蟲蛋白基因載體轉(zhuǎn)入棉花中,向育種團(tuán)隊提供了多達(dá)114份轉(zhuǎn)入雙價抗蟲基因的種質(zhì)材料。
在抗蟲棉研發(fā)過程中,中國科學(xué)家先后獨立開發(fā)了擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的Bt殺蟲蛋白單價、雙價和融合基因技術(shù),子房微注射等高效轉(zhuǎn)化技術(shù),預(yù)防害蟲抗性產(chǎn)生的“天然庇護(hù)所”技術(shù),以及三系雜交棉等先進(jìn)技術(shù),培育出一大批高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗蟲性好、適應(yīng)性強(qiáng)的品種。
*終,2002年,中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院的科學(xué)家們終于成功培育了我國*個具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)雙價轉(zhuǎn)基因抗蟲棉——“中棉所41”,成為繼美國之后第二個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的國家,抗蟲棉自主創(chuàng)新之路也由此成為我國協(xié)同創(chuàng)新的成功典范。
好種子,中國造
在“中棉所23”和“中棉所41”的帶動下,國產(chǎn)抗蟲棉市場占有率由1999年的5%上升至2012年的98%,有力推動了我國抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化,這兩個品種也于2006年和2009年先后獲得國家科技進(jìn)步二等獎
“中棉所41”是利用構(gòu)建的Bt+CpTI雙價抗蟲基因,通過花粉管通道法導(dǎo)入“中棉所23”中,并經(jīng)過多年選育而成。在“中棉所23”和“中棉所41”的帶動下,國產(chǎn)抗蟲棉市場占有率由1999年的5%上升至2012年的98%,有力推動了我國抗蟲棉的產(chǎn)業(yè)化,助力我國棉花產(chǎn)業(yè)打贏了一場漂亮的“翻身仗”。由于“表現(xiàn)出眾”,這兩個抗蟲棉品種也于2006年和2009年先后獲得國家科技進(jìn)步二等獎。
抗蟲棉的應(yīng)用不僅使棉花棉鈴蟲得到了有效控制,還大大減輕了棉鈴蟲對玉米、大豆等作物的危害,殺蟲劑使用量降低了70%至80%。這不僅有效保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境,減少了農(nóng)民噴藥中毒事故,還降低了生產(chǎn)成本,增產(chǎn)增效,為棉花生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn)。
“‘中棉所41’作為具有特殊意義的種子被送上太空,絕不是中國種子的一枝獨秀,由它研發(fā)而來的我國其他棉花種子,也一樣有著在太空發(fā)芽的基因。”李付廣說。
其中,以“中棉所41”作為其他育種團(tuán)隊的親本材料,我國科學(xué)家又相繼跟進(jìn)育成了棉花新品種100多個,使國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種的競爭實力大大增強(qiáng),牢牢占據(jù)了國內(nèi)市場。
近年來,在黃河流域棉區(qū)和長江流域棉區(qū),中棉所培育的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉花新品種一直發(fā)揮著重大的作用。其中,“中棉所60”和“中棉所63”在實現(xiàn)“千斤棉”高產(chǎn)創(chuàng)建中發(fā)揮了重要作用;“中棉所63”是長江流域棉區(qū)的主栽品種,2010年至2013年(連續(xù)4年)被原農(nóng)業(yè)部推介為長江流域棉區(qū)主導(dǎo)品種,表現(xiàn)出良好的豐產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)和適應(yīng)性。
“中棉所41”作為人類在月球表面播種的“*綠”,已然載入人類航空史冊。而我國農(nóng)業(yè)科學(xué)家不畏艱難、奮發(fā)圖強(qiáng)、銳意進(jìn)取的探索精神,必將在推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、鄉(xiāng)村振興、實現(xiàn)中國夢的道路上,發(fā)出更加耀眼的光芒。
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