只为献“花”惠棉农：“转基因抗虫棉之父”郭三堆

来源：《 农民日报 》（ 2013年09月30日   06 版）

    上世纪90年代棉铃虫大暴发，导致整个国家出现“棉荒”，纺织业几乎崩溃。国家的忧虑、棉农的渴望、国外种业的步步紧逼，激起了中国农业科学院生物技术研究所研究员郭三堆的民族感情——“中国的事情中国人自己解决”，他一头扎进了抗虫棉研究。经过数个寒冬酷暑的探索，“有中国自主知识产权的抗虫棉”这一愿望终于实现。如今：成果洒在大地上，受益农民千万家。

    使命感：被逼出来的“抗虫棉”

    说起抗虫棉的诞生，被誉为“中国抗虫棉之父”郭三堆坦言“那是给逼出来的”。

    上世纪90年代初，我国北方棉区棉铃虫连年大暴发，“整棵整棵棉花被吃得就剩下硬秆秆了”，全国棉花总产量大幅下降。说到棉铃虫大暴发时的情形，郭三堆很是心痛：棉农大量使用农药，开始的时候还可以，后来害虫产生了抗性，根本毒不死……原本在棉花生育期只需喷洒1~3次农药就能治住的棉铃虫，喷药20多次依然无济于事，人畜中毒数量却不断增加，棉田几乎无法再种，棉农无不“谈虫色变”。

    郭三堆曾于1986年赴法国巴斯德研究所从事杀虫基因结构与功能研究，1988年归国后，他把主攻方向定位在抗虫棉的培育上。一次到棉区调查时，郭三堆遇到一位70多岁的老人正带着小孙子给棉花打药，闻听研究抗虫棉的人来了，老人走到他跟前问：“你们是来救我们的吗？”随后就两眼含泪，哽咽难语。经过询问，才知道老人的儿子和儿媳都在2年前为棉花喷施农药时中毒死亡。那一刻，郭三堆的心被深深刺痛了：身为一名农业科研人员，不能为农民减轻痛苦，实在是无地自容。

    1991年，大洋彼岸的美国孟山都公司已经研制出Bt抗虫棉，我国相关部门与孟山都几经谈判，终因对方条件苛刻而破裂。后来，对方在中国成立了棉花种业公司，企图占领中国的棉种市场。在中国农科院生物技术研究所里，郭三堆和他的同事们为之慨叹：“我们能不能开展自己的分子育种项目？”1991年，国家863计划正式启动了棉花抗虫基因工程的育种研究，中国作为植棉大国无抗虫棉的历史从这一刻开始被改写。

    1992年底，郭三堆领导的研究小组首次在国内合成了杀虫蛋白基因。此时，国内有人主张直接花钱从美国引进技术，作为抗虫棉项目负责人，郭三堆坚决反对。他说，拼命也要搞成功，这样做，一是可以为国家节约大量资金；二是可以获得自主的知识产权；三是可以培养我国的科研队伍，不用受制于人。

    他和同事顶住压力，夜以继日待在实验室，困了，就轮流在行军床上打盹。1993年底，他们利用我国独创的花粉管通道法和农杆菌介导发，将具有自主知识产权的抗虫基因导入棉花品种，首次培育出中国转基因棉花植株；1995年，这一成果获得国家专利。

    为了提高抗虫棉后期的抗虫性，同时也进一步证明中国人有能力研制出更好的抗虫棉，1995年，郭三堆又与同事们开始了双价抗虫基因研究。1997年，双价抗虫棉首次研制成功，1998年获得国家专利并通过安全性评价，1999年双价抗虫棉先后在河北、河南、山西、山东等9省区得到推广，广大棉农在省工、省药的同时，亩均增收节支200元以上。

    双价基因抗虫棉研究出来后，郭三堆又开始考虑新的问题。“防治虫害增加的产量，仅仅保持了品种原来的产量水平，我们搞抗虫棉的目的是什么？是要提高产量，降低成本。”郭三堆说。1998年，他开始了三系杂交抗虫棉生物育种研究。2005年，第一个通过国家审定的三系杂交抗虫棉品种“银棉2号”，在全国区试中比对照增产26.4%。这是三系杂交抗虫棉在国际上首次研究成功并应用于生产。经专家鉴定，三系杂交抗虫棉生物育种技术水平整体达到国际领先，是棉花杂交育种的重大突破。

    郭三堆一直强调：“我从来不是一个人在战斗，最后的成功源自多位科学家的共同努力，攀登悬崖峭壁，全凭互为人梯。”

    攻关策：敢于创新超越

    2001年12月，郭三堆接过了世界知识产权组织和中国国家知识产权局联合为国产抗虫棉颁发的专利金奖，他的心中满是自豪。沉甸甸的奖杯标志着我国转基因抗虫棉培育技术获得重大突破，也标志着中国已跻身抗虫棉培育强国之列。

    中国抗虫棉的研制成功，不仅打破了美国的垄断，保护了民族利益，而且为我国农业高新技术在国际竞争中争得了一席之地。

    有人问郭三堆：在孟山都已经研发出转基因抗虫棉后，为什么还要去投入力量进行重复的研究？郭三堆认为，知识产权和种质是现代农业发展最重要的保障，一旦被国外公司控制，将使我国的农业受到巨大的威胁。为了我国农业的发展和安全，我们必须有自主知识产权的抗虫棉品种。

    “中国研制的抗虫棉和美国的不一样，否则不会打破美国的垄断，更无法保住我国的植棉市场和产业。”郭三堆特别强调，我国的杀虫蛋白的毒性区是依据Cry1Ab蛋白分子结构设计的，毒性强，而识别与结合区是依据Cry1Ac蛋白分子结构设计的，识别与结合能力也很强；我国抗虫基因的大小是美国抗虫基因的一半，抗虫棉中的基因数为多拷贝，与美国抗虫棉不同；我国研制的双价抗虫基因以及高抗棉铃虫的双价抗虫棉新品种，与美国抗虫棉品种也不同；而我国研制的三系杂交抗虫棉品种，美国没有。”

    报国志：基因世界启长征

    郭三堆无疑是一位杰出的农业科学家，他的工作和事业始终和农民紧紧相连。1986年3月，国家863计划全面启动前夕，郭三堆被推荐为中法科技合作的青年专家，赴法国久负盛名的巴斯德研究所深造。不久，法国一家杂志介绍了郭三堆在“杀虫基因的结构与功能研究”中取得的重要进展，引起世界科研机构的关注。许多大公司纷纷找他签订聘约，都被他婉言谢绝。1988年，国家有关部门通知他回国主持863计划的一些科研项目时，他再次拒绝了法国同行的真情挽留，用自己最后1个月薪水，买了国内紧缺的试验用品，踏上了回国的旅程。临行前，郭三堆对法国朋友说：“我是个科研工作者，虽然科技是没有国界的，但科学家却有自己的祖国。我是从中国的农村出来的，我深知中国农民的辛苦和负担。我的祖国需要我，我应该回去。”

    当今世界，只有中美两国拥有转基因抗虫棉的知识产权，而我国的三系杂交抗虫棉在世界上处于领先地位。事实证明，我国完全有能力完成基因工程高技术的研究。在郭三堆看来，在新兴的转基因生物工程中，一个基因就可能开发出一项产业，在这一领域的任何一点突破，于国于民都大有裨益。

    “把外源基因转移到棉花中创造了育种奇迹。截至目前，我国育种家培育的国审、省审抗虫棉品种大概有300多个，每年在国内推广面积达5000多万亩，从1999年到2012年，累计推广5亿多亩，减少农药施用9000多万公斤。”郭三堆介绍，到2012年，抗虫棉种植面积达到我国植棉总面积的80%以上，累计为棉农增收节支900亿多元。可以说，抗虫棉这项技术不仅降低了农药污染，保护了生态环境，还改变了一个产业。

    谈到科研成果转化时，郭三堆认为美国孟山都公司的运作方式给了自己很大启发：“刚开始我们没有按市场经济的方式去运作。那时生产成本很高，但我们不考虑成本，只想把种子尽快交到农民手中，这样对转基因棉花产业的发展起不到推动作用。因此，1998年，我们在深圳成立了创世纪转基因技术有限公司，现在已经发展成为全国一流的棉花种业企业。”

    男儿情：为国家做了点事情

    “我的一生是幸运的，为国家、为农民做了点事情。”郭三堆说，自从推广抗虫棉以来，全国再没大面积暴发棉铃虫危害。

    “我们开始去山东推广抗虫棉时农民很怀疑，不打农药也能种棉花，是不是毒性很大呀，因此不敢种。”郭三堆说，他们就示范种植给农民看，不打农药抗虫棉一株上有20~30个铃，而对照普通棉只长植株，几乎没有铃，看到效果十分显著，农民信服了，现在不是抗虫棉的品种农民都不买。

    “能看到今天的成果，能看到农民受益，我觉得付出的辛苦和带来的误解、受到的委屈都过去了。虽然过程艰辛，但我们工作中还是充满信心和责任感，我们的一切成果都是为国家分忧、为农民解决问题。”郭三堆说。

    长期从事高强度的研究工作，郭三堆病倒了——乙状结肠癌，但躺在病床上，他想的不是如何治病、如何休息，而是研究还没有完成，不能停下来。于是4个月后，郭三堆又出现在了实验室、出现在了田间地头……

    作为抗虫棉第一发明人，郭三堆获得国家发明专利授权20多项；先后获国家奖4项，省部级奖项9个；指导培养硕士生、博士生、博士后60多名；先后被授予国家级有突出贡献中青年专家称号、全国优秀科技工作者、全国先进工作者、全国五一劳动奖章。老骥伏枥，志在千里，年逾花甲的郭三堆始终没有在荣誉中沉醉。现在他主持的耐旱耐盐碱新品种培育项目正在进行中。

    在阳光下的棉田中，郭三堆仍在不断思索如何解决棉花抗病、抗除草剂、优质高产、早熟等难题，这既是一个科学家也是一个“老农民”的执着。