转基因棉花的商业种植对环境的影响及风险管理策略

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1、转基因棉花的商业种植对环境的影响及风险管理策略杨蓉2010级农推植物保护专业摘要：我国棉花产业的优势，转基因棉花研究状况，转基因棉花存在的问题，转基因棉花在生产应用上的风险关键词：棉花、转基因技术、常规育种、除草剂、微生物棉花(GossypiumhirsutumL．)隶属于锦葵科(Malvaceae)棉属(Gossypium)，是世界上最主要的经济作物之一。全世界植棉国家和地区有96个，其中产量较高的国家有中国、美国、印度等。我国是世界植棉大国，总产量居世界第一，植棉业是农业的支柱性产业，对国民经济的发展至关重要。虫害和草害对植棉业有很大的影响，制约了

2、棉花的生产。我国棉花害虫多达300余种，时常大面积暴发成灾，造成棉花产量的严重损失。由于大量使用化学农药导致了一些棉花害虫抗药性的产生，严重威胁棉花生产，同时也使环境污染日益恶化。棉田杂草与棉花之间存在水分、阳光、空间和营养物质的竞争，严重影响了棉花的正常生长。为了减轻除草劳动强度、提高生产效率，化学除草剂应运而生。草甘膦等非选择性除草剂具有高效、低毒、易降解和无残留的优点，但由于对作物同样具有杀灭作用，而不能在作物的生长期应用。新疆棉花产业优势主要表现为自然条件优越。日照时间长、光强度大、热量丰富、空气干燥，为棉花生长创造了优越的条件。同时也存在诸多

3、不利因素：1)棉田多年连作，造成枯(黄)萎病愈发严重，蚜虫、红蜘蛛危害加剧，棉铃虫不定期暴发，病虫害造成棉花减产15～20；2)水资源短缺，干旱区缺水影响棉花的正常生长发育；3)恶劣气候过程影响较大，棉花生育期内南疆干热风、倒春寒，北疆冰冻雨雪天气发生较频繁，气候因素造成棉花减产10～2O。上述不利因素最终造成新疆棉花产量徘徊，抗枯(黄)萎病性、抗虫性、抗逆性(干旱、盐碱、寒害等)形势更加严峻。对此，常规育种技术遇到了瓶颈，难以取得重大突破。但是通过转基因技术与常规育种技术相结合，可以实现产量、品质与抗逆性同步改良，是进一步提高棉花产量、增强其抗病虫、

4、抗除草剂、抗逆境和改良纤维品质的重要方法和手段（1）。1.我国转基因棉花研究状况棉花为我国主要农作物之一，其基因工程方面的研究进展迅速，在抗虫、抗除草剂、抗病、改善棉花纤维品质改良及其生态影响方面均取得了一系列重要研究成果啕。1992年中国农科院生物技术研究所在国内首次人工合成了杀虫基因，并与有关单位合作，将该基因导人中棉所l2号、泗棉3号、晋棉7号等大面积推广品种中，获得了国产GK系列转基因抗虫棉，成为世界上学握该项技术的第二个国家，进而又将豇豆胰蛋白酶抑制剂基因(cpTI)和Bt基因重组，成功地导入棉花，育成了转双价基因(cpTI+Bt)SGK系列

5、抗虫棉[2-3］。随着抗虫棉种植面积的增大，棉田次生害虫为害呈逐年加重的趋势，雒琚瑜等人通过对棉盲蝽发生日趋严重的原因及发生程度特点的分析，提出了防治盲蝽策略、防治指标与防治适期，并简单介绍了防治棉盲蝽各种行之有效的治理措施[4］。柏立新等人通过转基因棉花品种对棉大卷叶螟抗性水平的鉴定评估，提出在棉大卷叶螟重发地区，培育种植高抗棉大卷叶螟的转基因抗虫棉品种可有效地控制棉大卷叶螟危害，减少农药的使用[5］。棉花黄萎病是世界棉花生产中普遍存在的一大难题，也是长期困扰我国棉业的一种病害，我国很多学者对其病发的规律及机理进行了研究报道[6-7]。近期在抗黄萎病

6、育种方面取得了突破性的进展，据了解天津市农业部门与中国农业大学开展科技合作，引进该校研发的具有自主知识产权的转基因高抗黄萎病棉花育种技术这一重大科技成果，不仅使棉花转基因抗黄萎病、耐盐碱、耐旱等优良品种覆盖天津，并且使转基因高抗黄萎病棉花育种产业化。2．转基因棉花存在的问题2．1转基因技术与常规育种结合不紧密生物技术与常规育种技术相结合是今后棉花育种的发展方向。采用常规育种技术弥补转基因棉花存在的某些经济性状的缺陷，在保持转基因目标性状的同时，进一步改善其它农艺性状，使产量、品质等经济性状得到同步改良。目前两方面不能紧密结合，造成产量、抗性、品质等性状

7、很难兼顾，转基因棉花品种与生产需求仍有较大的距离。2．2缺乏效果明显的功能基因目前，新疆各大农业院校、科研机构、生物实验室也逐步开展了基因组学、蛋白质学等基础性研究，并取得了一定的成果，但效果明显的功能基因却很少。功能基因研究方法和手段缺乏创新、进展缓慢，造成了转基因育种中下游工作迟缓。2．3棉花遗传转化难以突破棉花的基因型对离体培养起决定性作用，不同基因型的植株再生能力有很大差别。由于品种基因型的限制，高效遗传转化体系始终是棉花基因工程的瓶颈，新疆同样受到该难题的困扰。目前新疆转基因棉花主要遗传转化方法为花粉管通道法，部分科研单位也开展了农杆菌介导法

8、以及基因枪法。打破棉花受体组织培养受基因型限制，操作方法简单、快速的棉花离体培养再生体系尚未建