新疆转基因抗虫棉发展回顾、现状及建议

李雪源，王俊铎，梁亚军，郑巨云，龚照龙，艾先涛，郭江平，莫明

（新疆农业科学院经济作物研究所，乌鲁木齐830091）

1 新疆转基因抗虫棉发展历程

截至2019年，新疆转基因抗虫棉经历了20年发展历程。

“九五”期间（1996—2000年）新疆棉花育种攻关第一次将生物技术与常规育种结合选育棉花品种列为专项，并将转基因抗虫性状列为育种目标，其间依据国家“863”计划，新疆科技厅、新疆维吾尔自治区和新疆兵团种子管理站、新疆农业科学院组织实施了国家“863”转基因抗虫棉联试，对11 个转基因棉参试品系进行了2年8 个试点的比较鉴定，初步筛选出综合性状较优的GK19。

1998年，为保障我国棉花生产的可持续发展，原农业部提出短期内新疆暂不发展抗虫棉的管理要求。在特定时期内，该管理要求有力促进了我国抗虫棉的发展，促进了新疆棉花生产向科学化、规范化方向发展，提升了我国抗虫棉的竞争力。

2007年由新疆农业科学院经济作物研究所与中国农业科学院生物技术研究所合作选育的新疆第一个转基因抗虫棉品种新陆棉1 号通过国家审定，2011年合作选育的转基因抗虫棉品种新桑塔6号通过国家审定。

根据调研，2012年新疆转基因抗虫棉种植面积过半。

2015—2016年新华社记者对新疆转基因抗虫棉种植情况的报道得到国家领导人和原农业部重视，组织专家调研。2015—2018年中国农学会棉花分会及有关专家向有关部门提出放开新疆种植转基因抗虫棉的建议。2019年新疆开展了转基因抗虫棉区试，南北疆分别有11、13 个品系参试。

2 新疆转基因抗虫棉种植现状

1992年，我国棉铃虫大暴发，在各种作物上累计发生面积达2 192 万hm2，造成直接经济损失逾百亿元[1-4]。为了防治棉铃虫，我国从1997年开始商业化种植转基因抗虫棉，转基因抗虫棉面积由1997年的 3 .4 万 h m2，到 2 008年已达近 2 00 万hm2，目前已占全国棉花面积的70%。全国已有15个省份准许转基因抗虫棉种植。转基因抗虫棉的应用对促进我国棉花生产发展发挥了重要作用。

新疆转基因抗虫棉种植不推自广。2012年李雪源等对新疆棉区抗虫棉种植情况进行了调研，采用了实地问卷调查、电话访问、种子检测3 种方法，调查棉花种植面积、抗虫棉种植面积、抗虫棉种植比例、 棉铃虫发生情况以及抗虫棉需求等内容，结果表明新疆抗虫棉种植比例平均已达52.5%，在南疆、北疆、东疆不同程度种植抗虫棉[5]。其中：南疆抗虫棉种植比例最高，占57.8%；其次为东疆，抗虫棉种植比例占53.6%； 北疆抗虫棉种植比例最小，占33.2%。新疆兵团抗虫棉种植比例也较大，占57.0%。南疆、北疆抗虫棉种植面积呈明显的上升趋势[5]。调研表明：棉农种植抗虫棉的积极性高，100%种植者愿意选用抗虫棉，这是实际诉求。

3 新疆转基因抗虫棉种植效果

转基因抗虫棉对遏制棉铃虫危害起到了重要作用。自转基因抗虫棉不推自广以来，新疆棉铃虫没有发生严重危害，充分显示了转基因抗虫棉的技术效果。南疆地区2001年以前棉铃虫发生情况较重，2001年至2006年随着抗虫棉品种的种植，棉铃虫危害逐年减轻，2006年至2012年棉铃虫发生情况较轻。特别是2012年以后棉铃虫危害明显减轻，新疆棉铃虫发生总体处于较轻且可控的态势。

有关研究分析表明：农民可从转基因抗虫棉技术获得直接收入。对1999年到2001年种植转基因棉花的研究表明，每公顷转基因棉花可以提高收入1 800 多元[6]。

据中国科学院农业政策研究中心对我国黄河、长江棉区多年、多点、多样本研究分析表明，转基因抗虫棉具有增加产量，节约劳动力，节约农药，改善环境，减少农民打药中毒的作用。抗虫棉产量显著高于非抗虫棉产量，可高出13.5%～62.3%。从转基因抗虫棉代替农药的产出效率看，可提高棉花产量8.8%。转基因抗虫棉对农药使用有显著影响，转Bt基因棉较非Bt基因棉可节约农药56%，种植转基因抗虫棉比非抗虫棉农民因打药中毒概率减少11%。种植抗虫棉每公顷用工较非抗虫棉减少24.4个。但随着时间推移，抗虫棉的农药使用量与非抗虫棉相比差距在逐步缩小。

4 新疆转基因抗虫棉研发进展

新疆转基因棉抗虫棉育种研究起步较晚，始于20 世纪90年代中期。1994年新疆农业科学院核生物技术研究所和原塔里木农垦大学分别对海岛棉体细胞胚状体的发生及胚性细胞悬浮系的建立、外源DNA 导入海岛棉引起性状变异进行了研究，摸清了海岛棉胚性愈伤组织诱导条件，获得了6 个海岛棉品种胚性愈伤组织和转导DNA 后的变异后代。“九五”期间（1996—2000年）新疆转基因抗虫棉联试中，初步筛选出综合性状较优的GK19。

21 世纪初，随着生物技术的推广应用及转基因抗虫棉的不断选育成功，新疆转基因棉研究得到进一步加强，“十五”计划中新疆科技厅的棉花育种攻关各专题已将转基因抗棉铃虫、蚜虫列为育种目标。在转化技术上，育种单位主要采取花粉管通道、农杆菌介导和杂交回交转育等方法。目前在转基因抗棉铃虫品种选育、多种抗性基因转化和鉴定选择技术上已取得一定进展[7]。其中：新疆农业科学院郝秀英在棉花茎尖多芽发生方面获得了完整棉花再生植株，并建立了多芽发生再生体系；同时，筛选出了诱导芽生根的培养基，解决了海岛棉组织培养诱导过程中出现的外植体褐化问题[8]。孙国清和李雪源以中长绒棉新陆早9 号为受体，利用改进的花粉管通道法转导Bt基因取得较高转导频率，获得18个分离后代，并对分离后代进行生物学鉴定选择。祝建波等对转基因棉材料卡那霉素检测筛选效果进行了应用研究。2002年新疆农业科学院经济作物研究所获得我国转基因安全环境释放许可。2007年由新疆农业科学院经济作物研究所与中国农业科学院生物技术研究所合作选育的新疆第一个转基因抗虫棉品种新陆棉1 号通过国家审定，2011年合作选育的转基因抗虫棉品种新桑塔6 号通过国家审定。

5 新疆转基因抗虫棉存在问题

在技术层面上，传统育种技术发展的瓶颈是遗传多样性差，很难选出突破性品种。转基因技术给传统育种带来巨大的突破。但新疆转基因棉花研究起步比较晚，基础薄弱，因此必须加强。转基因抗虫棉还存在许多问题需要解决，要有超前意识和技术储备。在管理上还需要科学发展、规范发展。新疆农作物种植结构单一，棉铃虫庇护所面积小，抗性风险比较大，要引起重视。特别是在整体布局上，我国棉花生产已形成中国棉花看新疆的格局，新疆棉花产业发展面临许多挑战，不能无视现代科技发展的大趋势，否则将错失发展机遇。

6 新疆转基因抗虫棉发展建议

转基因技术是现代农业竞争的关键，新疆作为我国最大的棉花生产基地，关系到我国棉花产业安全，必须占据转基因技术制高点。

棉铃虫是一种全球性的农业害虫，在棉花生长发育过程中的危害最为显著，常常造成产量显著下降。一般该虫造成的棉花产量损失在15%～20%，严重的年份可达30%～40%。1992年，我国南北两大棉区同时爆发棉铃虫，造成损失在100 亿元以上的教训，新疆要汲取。

转基因抗虫棉是新疆棉花生产发展的重要保障。实践证明，在20 世纪90年代内地棉铃虫爆发的控制中，转基因抗虫棉发挥了重要作用，有效抑制了棉铃虫危害，极大地稳定了内地棉花生产。随着新疆棉花面积猛增，种植结构、栽培品种、栽培模式、植棉生态环境的变化，棉铃虫爆发的潜在危害必须引起高度重视。在新疆，不种植抗虫棉，棉铃虫有爆发的可能。因此，应根据不同棉区、棉铃虫发生规律、生产需求、自然条件及抗虫棉品种的特点，合理发展、布局抗虫棉种植，对通过审定并获得转基因安全评价的转基因品种在棉铃虫发生偏重区域进行推广种植，科学合理规划推进新疆转基因抗虫棉产业化进程。

建议：（1） 加强转基因抗虫棉综合配套技术研究。新疆种植结构单一，棉铃虫庇护所面积小，抗性风险比较大，要引起重视。加强非转基因棉花的保护，在良种繁育中要注意设置隔离带，防止转基因棉花的基因漂移。（2）营造转基因抗虫棉研发示范推广良好环境。新疆转基因抗虫棉经历20年的发展，虽然环境已有改善，但距产业化还有很长的路要走。加强转基因科普，统筹资源、整合力量、创新机制，形成合力，为新疆转基因抗虫棉健康发展营造良好环境。（3）加强新疆转基因抗虫棉监管。按照我国转基因棉发展规划，研究上要大胆，坚持自主创新；推广上要慎重，做到确保安全；管理上要严格，坚持依法监管。