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中国领先世界的农业科技:转基因技术(抗虫棉)

发布时间:2022/5/14来源:百家号:盘古论今2021人气:580


  中国领先世界的农业科技:转基因技术—抗虫棉

  中国在转抗虫基因三系杂交棉分子育种技术极研究水平位居国际领先水平!中国的转基因抗虫棉也能像杂交水稻一样,产量实现大幅度大面积攀升.为纺织工业和农民增收提供强大的科技支撑, 中国是世界上第一个大规模推广应用转抗虫基因三系杂交棉高新技术的国家。

  著名杂交水稻专家袁隆平院士,著名蔬菜专家方智远院士和农业部副部长范小建, 中国农业科学院院长翟虎渠博士,及国家发改委、科技部、农业部等部门的领导和专家都曾经对中国自己培育的具有自主知识产权的转抗虫基因三系杂交棉给予了高度评价,事实上,中国早已经在水稻、玉米、油菜、大豆和棉花等五大粮棉油主要作物中实现了三系配套,在世界上遥遥领先。

  抗虫棉,可分为转基因单价抗虫棉和转基因双价抗虫棉。 转基因单价抗虫棉是将一种细菌来源的、可专门破坏棉铃虫消化道的Bt杀虫蛋白基因经过改造,如果转到了棉花中,使棉花细胞中存在这种杀虫蛋白质,专门破坏棉铃虫等鳞翅目害虫的消化系统,导致其死亡,而对人畜无害的一种抗虫棉花。中国的核心技术于1995年申请国家发明专利,1998年正式授权,2001年该专利被国际知识产权组织及国家知识产权局授予发明专利金奖。它标志着中国成为继美国之后,世界上独立自主研制成功抗虫棉的第二个国家。

  抗虫棉之所以抗虫,是因为外源Bt基因整合到棉株体中后,可以在棉株体合成一种叫δ-内毒素的伴孢晶体,该晶体是一种蛋白质晶体,被鳞翅目等敏感昆虫的幼虫吞食后,在其肠道碱性条件和酶的作用下,或单纯在碱性条件下,伴孢晶体能水解成毒性肽,并很快发生毒性。

  毒性发作的大致过程是,δ-内毒素被昆虫取食后,在昆虫中肠内溶解为前毒素,经中肠蛋白酶水解,释放出活力片段。活力片段穿过围食膜,与中肠上皮细胞刷状缘膜的受体结合,进一步插入膜内,形成孔洞或离子通道。引起离子渗透,水随之进入中肠细胞,导致细胞膨胀破裂。另外,离子梯度的破坏,也扰乱了中肠内正常的跨膜电势及酸碱平衡,影响养分的吸收。使幼虫停止取食、麻痹,最后死亡。由于人体和多数动物的胃肠是酸性的,因此,这类蛋白对人体和多数动物无毒。

  需要注意的是目前的抗虫棉只对以棉铃虫为主的鳞翅目害虫有抗杀作用,对棉蚜、红蜘蛛、烟飞虱等害虫没有作用。而且,抗杀棉铃虫的效果还取决于虫害发生程度和大田环境,因此即使种植抗虫棉也不能放松警惕,还要根据情况适时进行化学防治。

  中国在抗虫棉的研究及应用领域同样达到了国际先进水平。并且国产抗虫棉技术已走出国门,出口到印度等国家。

  中国之前已审定抗虫棉品种14个,其中单价棉11个,分别为:GK1(国抗1号)、GK12(国抗12号)、GK19(国抗19号)、GK22(国抗22号)、GK30(鲁棉研16号)、GK95-1(晋棉26号)和GK46(晋棉31号)、GKz10(鲁棉研15号)、GKz13(鲁RH-1)、GKz6(中棉所38)和GKz8(南抗3号);双价棉3个,分别为:sGK321、sGK9708(中棉所41)、sGK5(新研96-48)。这些抗虫棉品种均高抗棉铃虫,具有较好的品质性状及丰产性。

  中国农业科学院院长翟虎渠博士翟虎渠曾经说,中国还成为继美国之后世界上第二个拥有抗虫基因自主知识产权的国家,在国际上首次成功创建高产量、高纯度、高效率、低成本的转抗虫基因三系杂交棉及育种新体系。转基因抗虫棉推广应用后增产超过25%,每年新增的皮棉相当于目前1000万亩棉田的总产量,等于再造一个长江流域棉区。



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