為了解決中國人自己的穿衣問題
一個始建于上世紀50年代、現(xiàn)有科技人員僅有200多人的研究所,先后獲得國家級獎22項,其中國家一等獎4項,占據(jù)棉花界一等獎總數(shù)的57%,其培育的棉花系列品種創(chuàng)造了全國糧棉油主要農(nóng)作物中同一單位品種長時期、大面積推廣種植的歷史。
它來自哪家科研單位?是什么神奇的力量使它取得如此不凡的業(yè)績?帶著種種疑問和期待,我們走進了位于河南省安陽市的中國農(nóng)業(yè)科學院棉花研究所(以下簡稱中棉所),探尋中棉所57年來在農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新的道路上走過的艱難而又輝煌的歷程,試圖揭開其不凡業(yè)績背后的一個個謎底。
中棉所于1957年8月,在北京原華北農(nóng)業(yè)科學研究所棉作室基礎上成立,1958年3月整建制搬遷到河南省安陽縣白壁鎮(zhèn),2005年8月科研/生活區(qū)搬遷至安陽市開發(fā)區(qū)。
57年來,中棉所始終根據(jù)我國棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要,圍繞不同歷史時期棉花生產(chǎn)面臨的諸多瓶頸問題開展系統(tǒng)研究,培育出一系列有代表性的棉花優(yōu)良新品種,為實現(xiàn)糧棉雙增產(chǎn)、開拓壯大新疆棉區(qū)、打破國外抗蟲棉壟斷、推進植棉機械化發(fā)揮了關鍵性的作用。在棉花生產(chǎn)低迷徘徊的關鍵時刻,從黃河兩岸、長江之濱到天山南北,總會出現(xiàn)中棉所系列品種的身影,高峰時期中棉所系列棉花品種曾占據(jù)“半壁江山”,為我國棉花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強大的科技支撐。
創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展 服務產(chǎn)業(yè)重大需求
57年來,中棉所始終扎根棉花主產(chǎn)區(qū),瞄準國家棉花戰(zhàn)略需求,解決實際生產(chǎn)問題,共培育出不同類型的棉花新品種88個,在我國棉花產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾個關鍵節(jié)點上,起到了里程碑式的作用。
推動麥棉耕作改制,緩解糧棉爭地矛盾。20世紀70年代,糧棉爭地矛盾日益突出,爭取糧棉雙豐收的需求異常迫切,將棉花一年一熟改為棉糧一年兩熟的耕作制度勢在必行。為解決早熟品種匱乏的難題,中棉所率先啟動了早熟棉育種技術攻關,并相繼培育了中棉所10、16、36為代表的早熟棉品種,實現(xiàn)了我國植棉史上一年兩熟耕作改制的三次突破。其中,上世紀80年代培育的中棉所16于1995年榮獲國家科技進步一等獎。
攻克枯黃萎病難題,促進棉花生產(chǎn)發(fā)展。20 世紀80 年代初,因棉花枯黃萎病嚴重危害,我國每年皮棉損失近億公斤,嚴重制約了我國棉花生產(chǎn)的發(fā)展。為有效解決枯黃萎病危害難題,中棉所迎難而上,相繼培育出中棉所12、中棉所17、中棉所19等為代表的棉花抗病新品種。其中,中棉所12首次攻克了抗病、高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)不易結(jié)合的難題,成為我國自主選育的推廣面積最大的品種,1990年榮獲國家技術發(fā)明一等獎。中棉所19兼抗6種病蟲害,為國內(nèi)外罕見,1998年榮獲國家科技進步一等獎。
培育國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,扭轉(zhuǎn)國外品種壟斷局面。20世紀90年代初期,一場毀滅性的棉鈴蟲災害使我國的棉花產(chǎn)業(yè)瀕臨絕境。西方國家憑借其技術優(yōu)勢,1999年占領我國95%以上的抗蟲棉市場份額。面對我國棉花產(chǎn)業(yè)被國外壟斷的困境,中棉所聯(lián)合全國各兄弟單位協(xié)同攻關,于1998年培育出第一個轉(zhuǎn)單價基因抗蟲棉中棉所29,又在2002年培育出我國第一個轉(zhuǎn)雙價基因抗蟲棉中棉所41,成為世界上第二個擁有自主知識產(chǎn)權(quán)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的國家。在中棉所29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%上升到2013年的98%。
穩(wěn)定壯大新疆棉區(qū),保障國家棉花安全。上世紀80年代末,新疆棉區(qū)病害嚴重,當?shù)仄贩N大幅度減產(chǎn)。通過中棉所12、中棉所17和中棉所19的引進再一次力挽狂瀾,穩(wěn)定住了棉花產(chǎn)量,并發(fā)展壯大了新疆棉區(qū)。2000年后,中棉所35連續(xù)7年占據(jù)南疆棉區(qū)種植面積的65%~70%。目前,中棉所49已成為南疆棉區(qū)的主栽品種。
堅持原始創(chuàng)新 搶占科技制高點
57年來,中棉所始終牢記歷史使命,堅持“頂天立地”的創(chuàng)新方向,瞄準世界科技前沿,大力提升創(chuàng)新能力,在重要基礎研究領域取得了一批世界領先的重大創(chuàng)新成果。
牽頭棉花基因組測序,搶占國際科技前沿。針對世界基因組學研究的快速發(fā)展,中棉所在沒有科研項目支撐的條件下,先后自籌經(jīng)費數(shù)千萬元,與中外科學家合作啟動“棉花基因組計劃”,在國際上率先開展了二倍體棉花-雷蒙德氏棉、亞洲棉(A基因組)以及陸地棉的全基因組測序,使我國在世界棉花基因組研究方面拔得頭籌、占得先機。
創(chuàng)制矮化材料,助力棉花生產(chǎn)機械化。中棉所利用T-DNA激活標簽技術創(chuàng)制了功能獲得型棉花突變體,并克隆得到矮化基因PAG1,為調(diào)控棉花株高,選育株高適當、株型理想的品種提供了遺傳材料。目前,正利用該材料創(chuàng)制適于密植的穩(wěn)定株系,為棉花生產(chǎn)全程機械化從而降低棉花生產(chǎn)成本、提高植棉經(jīng)濟效益奠定基礎。相關研究成果發(fā)表于國際知名雜志,并申請了國際專利。
發(fā)現(xiàn)光敏芽黃不育系,突破雜交棉制種瓶頸。中棉所通過實踐八號育種衛(wèi)星搭載,發(fā)現(xiàn)一株帶芽黃標記的棉花光敏不育突變體。該材料育性由光照時間調(diào)控,可大大提高繁殖不育系和配制雜交種的效率,同時由于該材料具有子葉芽黃性狀,可早期鑒別,從而大大降低了雜交種制種成本,解決了雜交棉制種工序繁雜、費工、費時的問題。目前,利用該不育系選配的雜交組合,可使棉花增產(chǎn)17.4%,有望加速強優(yōu)勢雜交棉品種的推廣應用。
培育麥(油)后直播棉,開辟節(jié)本增效新途徑。中棉所以早熟品種中棉所50為技術依托,積極探索麥(油)后直播棉的早播種、早施肥、早澆水、早化控、早打頂?shù)?ldquo;五早”配套技術。2009年育成適于麥后直播的第一個國審特早熟棉花品種中棉所74,生育期99天,在早熟棉的基礎上又將生育期提早了11天,為黃河流域和長江流域兩大棉區(qū)的麥(油)后直播提供了適合的品種,為兩熟棉區(qū)由麥后直播替代較費工的麥棉套種和育苗移栽提供了保障。
發(fā)展鹽堿旱地植棉,保障糧棉產(chǎn)業(yè)安全。為保障國家糧食安全,棉花種植區(qū)被迫向不適宜小麥、玉米等糧食作物種植或種植效益低下的鹽堿旱地轉(zhuǎn)移。中棉所提前布局科研力量和試驗基地,大力開展鹽堿旱地植棉新技術的研究集成以及抗旱耐鹽新品種的培育與示范推廣。目前,中棉所利用轉(zhuǎn)基因技術,將抗旱的TPS基因和EDT1基因轉(zhuǎn)入棉花品種,創(chuàng)制了抗旱轉(zhuǎn)基因棉花新材料,為我國棉花種植區(qū)的“東進、北上、西移”戰(zhàn)略調(diào)整、緩解糧棉爭地矛盾提供了技術和品種儲備。
推進協(xié)同創(chuàng)新 發(fā)揮國家隊引領作用
57年來,中棉所始終堅持協(xié)同創(chuàng)新,廣泛聯(lián)合高等院校、科研機構(gòu)、育種企業(yè)等開展科技合作,搭建棉花科技協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡和公益服務平臺,為我國棉花產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供堅強保障。
全國一盤棋,構(gòu)建高效協(xié)同創(chuàng)新網(wǎng)絡。20世紀90年代,面對國外抗蟲棉對我國棉花產(chǎn)業(yè)的嚴重沖擊,中棉所聯(lián)合國內(nèi)多家高等院校、科研機構(gòu),通過協(xié)同攻關,成功培育具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,徹底奪回了被國外抗蟲棉壟斷的市場,成為所校協(xié)同創(chuàng)新、聯(lián)合攻關的成功典范。為了突破棉花生物技術研究領域的障礙和瓶頸,中棉所聯(lián)合多家基礎研究單位和育種單位,建立了棉花規(guī)?;D(zhuǎn)基因技術平臺,形成了棉花“基因轉(zhuǎn)化—種質(zhì)創(chuàng)新—品種培育—產(chǎn)業(yè)化”的研發(fā)轉(zhuǎn)化體系,實現(xiàn)了國內(nèi)棉花研發(fā)力量上中下游的優(yōu)勢配套。利用該技術平臺已培育出40多個“中棉所”系列抗蟲棉品種,選育的優(yōu)質(zhì)、大鈴等第二代轉(zhuǎn)基因棉花新材料已發(fā)放全國32家育種單位,可擺脫高端原棉長期依賴進口的被動局面。
所內(nèi)一體化,打造內(nèi)部協(xié)作機制。經(jīng)過多年發(fā)展培育,中棉所已形成包括品種資源、生物技術、遺傳育種、耕作栽培、植物保護、質(zhì)量標準等在內(nèi)的齊全的學科設置和結(jié)構(gòu)合理的科研隊伍。在中國農(nóng)科院科技創(chuàng)新工程的帶動下,中棉所不斷凝練科技創(chuàng)新目標,調(diào)整學科領域方向,優(yōu)化研究機構(gòu)設置,將29個課題組凝練成了12個創(chuàng)新團隊,建立了以關鍵技術突破為研究目標的“產(chǎn)業(yè)鏈”式新型科研組織方式,形成所內(nèi)聯(lián)合攻關的高效協(xié)同機制。
搭建公益服務平臺,實現(xiàn)資源有效共享。作為全國重大基礎理論研究和基礎材料源頭,棉花種質(zhì)資源中期庫和野生棉種質(zhì)圃收集并保存種質(zhì)資源近9000份,近5年年均發(fā)放種質(zhì)2000份次,直接用作親本育成新品種占全國同期總數(shù)的38%,為我國棉花科研、教學、成果轉(zhuǎn)化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出了重大貢獻。中棉所在全國設立130個區(qū)試點,形成國家棉花品種區(qū)域試驗網(wǎng)。海南科研中心立足為全國大多數(shù)農(nóng)業(yè)科研院校、生產(chǎn)單位、種子企業(yè)提供南繁科研服務,承擔了全國棉花南繁面積的60%~80%。棉花生物學國家重點實驗室成立3年來,已向全國從事棉花研究的中青年科學家發(fā)布開放課題63項,有效發(fā)揮了培養(yǎng)棉花高層次科研人才和交流平臺的作用。
營造良好環(huán)境 激發(fā)創(chuàng)新活力
回顧中棉所走過的57年艱苦奮斗歷程,始終有一種強大的力量感召著一批又一批年輕人匯聚到3000年文明殷墟的安陽,始終有一種強大的精神激勵著一代又一代中棉所人繼往開來、砥礪前行,始終有一種源源不斷的創(chuàng)新激情延續(xù)著中棉所人心中的夢想。
傳承中棉所精神,弘揚核心價值。建所初期,來自五湖四海的老中青三代科技工作者,帶著“我們是一顆種子,黨把我們種在哪里,我們就在哪里生根發(fā)芽”的信念,響應黨和政府“科研要深入生產(chǎn)、深入群眾”的號召,毅然放棄北京等大城市優(yōu)越的物質(zhì)生活,舉家遷往窮鄉(xiāng)僻壤的小城安陽,一待就是一輩子、幾代人。那時生活工作環(huán)境都極為艱苦,但憑著執(zhí)著的專業(yè)精神和追求科技夢想的信心,他們用熱愛耕耘、用智慧播種、用汗水澆灌、用心血滋潤那朵朵棉花,完美演繹了那個時代專屬于他們的中國夢,孕育了“艱苦奮斗、甘于奉獻、勤于實踐、勇于創(chuàng)新”的“中棉所精神”。半個多世紀以來,一代代中棉所人繼承和發(fā)揚這種精神,攻克了一個又一個科學難題,取得了一項又一項令人矚目的重大成果。
創(chuàng)新體制機制,增強創(chuàng)新活力。中棉所堅持以深化改革為動力,在57年的發(fā)展中逐步建立了以人為本、績效優(yōu)先、公平競爭、重在貢獻的管理體制。在科技創(chuàng)新工程的推動下,中棉所大膽探索實踐,加快管理機制創(chuàng)新 ,建立了以“按需設崗、按崗聘人、崗位固定、人員流動”為主要內(nèi)容的崗位聘用制和項目聘用制相結(jié)合的靈活用人機制,以及個性化和共性化相結(jié)合的科研績效考核評價機制,充分調(diào)動了科研人員的積極性和創(chuàng)造性,形成了“讓每一位科技人員必須奮斗、自覺奮斗、都有奮斗目標”的生動局面。目前,這些機制已初顯成效,2013年全所發(fā)表SCI論文45篇,是2012年的3倍;申請國家自然科學基金項目比2012年增加6項;大多數(shù)科研團隊主動要求將科研力量向新疆轉(zhuǎn)移;一位年輕的博士由于出色完成任務,拿到了17萬元的績效獎勵。
……
中棉所并沒有就此止步。在新的歷史階段,為了順利實現(xiàn)我國棉花產(chǎn)業(yè)“東移、西進、北上”的戰(zhàn)略調(diào)整,新一代中棉所人正在研究室、試驗基地穿梭忙碌著,就像播下的第一粒種子,繼續(xù)演繹著屬于他們時代的科技夢想,創(chuàng)造著中棉所創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的新輝煌。
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