花开天下暖

    不久前，一篇亚洲棉全基因组测序论文在国际权威杂志Nature  Genetics上发表。破解棉花基因组信息，对从基因组水平解析高产、优质、抗逆遗传机制有重要作用。这篇论文的发起者就是位于河南省安阳市的中国农科院棉花研究所。

    一个始建于20世纪50年代、科技人员仅200多人的研究所，先后获得国家级奖22项；在全国粮棉油主要农作物中，其培育的棉花系列品种，创造了同一单位品种长时期、大面积推广种植的历史。

    57年来，棉花所始终根据我国棉花产业发展需要，围绕不同历史时期棉花生产面临的诸多瓶颈问题开展系统研究，培育出一系列有代表性的棉花优良新品种，为实现粮棉双增产、开拓壮大新疆棉区、打破国外抗虫棉垄断、推进植棉机械化发挥了关键性的作用。

战胜棉铃虫

    1992年，一场毁灭性的棉铃虫灾害，使我国的棉花产业濒临绝境，大部分棉田减产50%以上。两三年间，我国的棉花种植面积从1亿亩锐减到6000万亩，国家与棉农的经济损失超过400亿元，全国棉花产业面临极大困难。

    回忆当初棉铃虫的危害，中棉所一位专家形容是“惨不忍睹”：那年棉铃虫真多，从外地出差回所，顺着车灯的两条光柱看上去，全是密密麻麻的虫子。打多少药都不起作用，因为虫子已经产生了抗药性。更可恨的是，棉铃虫不仅吃光棉叶，还要啃食棉蕾，眼看着收成落空，棉农只好忍痛将棉花成片地拔掉当柴火。

    “谁能治住棉铃虫，奖励100万元。”一位上级领导为此公开发出悬赏令。

    国外一家跨国公司乘虚而入，凭借其高新技术优势，成功培育转Bt基因抗虫棉，并迅速在我国河北、安徽两省成立子公司，到了1999年，已占领我国95%以上的抗虫棉市场份额。

    接下来更严峻的是，如何遏制国外抗虫棉严重冲击下国内棉花品种市场的迅速流失。

    面对我国棉花产业内忧外患的两难困境，中棉所毅然选择自主研发转基因抗虫棉，通过联合全国上中下游优势单位，协同攻关，于1998年成功培育第一个国审转单价Bt基因抗虫棉新品种——中棉所29。为缓解棉铃虫抗性上升，他们又与中国农科院生物所联合攻关，于2002年成功培育了我国第一个具有自主知识产权的国产双价转基因抗虫棉中棉所41，彻底打破了国外抗虫棉的垄断，成为世界上第二个拥有自主知识产权转基因抗虫棉的国家。抗虫棉自主创新之路，也由此成为我国协同创新的成功典范。

攻克棉花“癌症”

    棉花枯黄萎病，是世界公认的棉花“癌症”，可导致棉花减产20%~30%，严重时可达60%~80%，甚至绝收。我国棉花生产经常受到枯黄萎病的危害，到20世纪80年代初期，棉花枯黄萎病发病面积占全国棉田的1/4左右，每年皮棉损失近亿公斤。

    如何解决问题？品种先行是关键。在诸多抗病品种中，中棉所12、17和19等品种发挥了重要作用，分别获得国家科技大奖。

    新疆是我国最大的棉花生产基地，2012年棉花总产已占全国总产的50%以上。在新疆棉区的发展过程中，中棉所系列品种发挥了举足轻重的作用。20世纪80年代末，新疆棉区病害严重，当地品种大幅度减产，棉花生产严重受挫。通过引种中棉所12、17和19等品种，挽救了被病害所困扰的新疆棉花产业，稳定并发展壮大了新疆棉区。2000年后，中棉所35成为新疆棉区最大的主栽品种，连续7年占南疆棉区种植面积的65%~70%。

破解棉花基因组信息

    生物遗传资源，是全世界各国科学与经济发展竞争最为激烈的领域。破解棉花基因组信息，从基因组水平解析其高产、优质、抗逆遗传机制，对提高棉花产量和品质具有重要作用。

    2007年12月，由中棉所牵头，自筹经费数千万元与美国农业部南方平原研究中心、华大基因合作，启动了“棉花基因组计划”，在国际上首次开展棉花全基因组测序。研究团队采用全基因组鸟枪法，结合新一代的高通量DNA测序技术，对主栽棉花物种D亚基因组的供体——雷蒙德氏棉进行了全基因组测序。2012年8月，中棉所在国际上率先完成二倍体棉花（雷蒙德氏棉）全基因组遗传图谱（草图）的绘制。研究表明，基因组包括了40976个蛋白质编码基因。2014年4月，亚洲棉（A基因组）全基因组测序组装已全部完成。

    以上成果的取得，为我国在世界棉花基因组学研究方面占得先机。棉花基因组信息的获得，为挖掘与利用棉花纤维发育、雄性不育、耐盐碱、抗病等重要功能基因，提供了前所未有的机遇，为实现全基因组设计育种，实现农业科技的“顶天立地”奠定了基础。

    科技创新的最终目的，是为了服务产业发展的大需求。几十年来，中棉所培育出的每一个新品种，都是围绕着我国棉花产业的发展需求，及时解决棉花生产遇到的实际问题，为棉花产业提供强有力的科技支撑。（本报记者 胡其峰 本报通讯员 倪 葭）