曾經，美國科學家研究了60余年、我國科學家研究了30余年，一直未能攻克棉花三系應用研究這一技術難關。如今，轉抗蟲基因三系雜交棉在我國河北、河南、湖南等省大規模推廣應用。
曾經，抗蟲棉在特定的歷史背景下，無可奈何地被“千呼萬喚始出來”。如今，轉抗蟲基因三系雜交棉在棉花產業發展的持續較量中，大大方方地被推向產業化最前沿。
今年是國產抗蟲棉研制成功20周年。20年間，抗蟲棉從無到有，從美國品種壟斷到獨立構建擁有自主知識產權抗蟲基因，從單價基因抗蟲棉到雙價基因抗蟲棉再到轉抗蟲基因三系雜交棉。國產抗蟲棉用20年的科研成果轉化為先進生產力，引領產業更好更快發展。
國產抗蟲棉逆襲而上
經過多年努力，我國育種家利用抗蟲棉種質培育國審、省審品種240多個，至今累計推廣5.6億多畝，減少農藥9000多萬公斤，為國家和棉農累計增收900多億元，國產轉基因抗蟲棉的種植面積已占全國抗蟲棉種植面積的95%以上。
1992年，我國北方棉區棉鈴蟲連年大暴發，皮棉減產造成嚴重經濟損失，棉農“談蟲色變”。原本種植期噴灑兩三次的農藥，由于一遍遍打農藥產生了抗藥性，接連噴灑20余次也不見效果；很多棉花區棉農在給棉花噴施農藥時中毒身亡；因施藥過量土壤受到極大污染，稻田無法正常耕種……
與此同時，本可以“救火”的美國孟山都公司企圖占領我國植棉市場，提出苛刻條件，以談判破裂告終。
內憂外患之下，我國“863”計劃將“轉基因抗蟲棉研制”列為重大關鍵技術項目進行攻關。
“抗蟲棉純屬是被逼出來的。”中國抗蟲棉之父、中國農科院生物技術研究所研究員郭三堆提到此仍心有余悸，“依靠民族自主創新的成果和抗蟲棉產業化體系的建立，才是制勝的法寶。”
自此，抗蟲棉在郭三堆的心里開始萌芽。他帶著他的科研團隊開始了一場至今長達20年的國產抗蟲棉分子育種革命。
為了讓棉花種植強國東山再起，讓棉農盡快擺脫噩運，郭三堆24小時不離實驗室，潛心研究。1994年，單價抗蟲棉（具備Bt殺蟲蛋白）誕生；1996年，雙價抗蟲棉（具備Bt和CpTI兩種殺蟲蛋白）研制成功；1999年通過安全評價并在河北、河南、山西、山東等9省區得到推廣，廣大棉農畝均增收節支200元以上；2002年，融合抗蟲棉研育成功，并于次年進入安全評價并獲得生產試驗；2005年，高產、高效、高純度、低成本的轉抗蟲基因三系雜交棉分子育種體系研制成功，通過轉基因技術解決恢復系恢復力不強的問題后，轉抗蟲基因三系雜交棉問世。
國產抗蟲棉的研制成功，不僅打破了抗蟲棉主要依賴美國進口的局面，保護了棉農的生命財產安全，更提升了我國農業高新技術的國際競爭力。
轉基因技術+三系法實現增產又抗蟲
轉基因技術與三系雜交法的結合，讓“既增產又抗蟲”成為可能。轉抗蟲基因三系雜交棉制種程序簡便，制種產量比人工去雄雜交提高20%，效率提高40%，成本降低60％以上，而且純度可達100%，適合大面積制種。
“自從推廣抗蟲棉以來，我國再也沒有大面積暴發棉鈴蟲災害。然而，如何提高土地資源利用率、降低人工投入、增加棉花產量、促進棉花產業穩步發展，引發了我的新思考。”郭三堆的研究從未停止。
郭三堆介紹，三系法包括不育系、保持系和恢復系，不育系實際指的是雄性不育系，也就是說可以用不育系作為母親，保持系和恢復系分別作為父親，但保持系和恢復系各司其職，保持系用來保家族，恢復系則用來衛國家。不育系和保持系結合還會生出不育系和保持系，不育系可以繼續作為母親，保持系可以繼續保持家族的優良性狀，繼續傳宗接代。不育系和恢復系結合則會生出雜種一代和恢復系，雜種一代用作地里的種子，形象的說就是保生產、衛國家。“與人工去雄雜交、兩系雜交方法相比，三系法可以更好地克服前兩種技術耗工多、成本高、規模受限、純度難保證、生產應用風險較大等不足。”郭三堆說。
“但三系雜交法之前一直存在恢復系恢復能力不強的問題。”基于此，郭三堆想到了將轉基因技術與三系雜交法相結合，讓“既增產又抗蟲”成為可能。中國農科院生物技術研究所與邯鄲農業科學院科研團隊聯合攻關，采取基因工程、遺傳轉育、基因聚合、免疫試紙和分子標記相結合的技術集成及優勢互補策略，創造出了陸地棉細胞質雄性不育的轉抗蟲基因的保持系、不育系和強恢復系；首次在國際上創建了“三系抗蟲棉分子育種技術新體系”，有效地克服了國內外其他三系雜交棉無抗蟲性、不育性不穩、恢復力不強、雜種產量優勢缺乏而不能應用于規模生產的世界性難題。
2005年3月，銀棉2號通過國家審定，成為我國第一個通過國家審定并應用于生產的優質、高產轉抗蟲基因三系雜交棉品種，標志著我國抗蟲三系雜交棉育種技術體系已經成熟，意味著中國將成為世界上第一個大規模應用抗蟲三系雜交棉的國家。
找準突破口快速大面積推廣
轉抗蟲基因三系雜交棉生物育種研究項目推廣后，每年新增皮棉80萬噸~100萬噸，增收100億元~120億元，相當于再造一個長江流域棉區。以種子產業化為突破口，進一步擴大優質、高產的轉抗蟲基因三系雜交棉品種的推廣面積是當務之急。
抗蟲棉系著種業強國夢，種業盼著抗蟲棉產業化迅速崛起。
“三系抗蟲棉能夠比常規棉增產25％以上，在制種成本上比人工去雄雜交減少約50％，制種產量增加約20％。”郭三堆說，“在如此明顯的優勢下，以種子產業化為突破口，進一步擴大優質、高產的國產轉基因抗蟲棉品種的推廣面積是當務之急。”
為把科研成果的潛在生產力轉化為現實生產力，中國農科院生物技術研究所、棉花所等與國內有關棉花科研單位和企業聯合組建的科技貿易公司等主導型企業，以買斷品種權或給予技術股的形式，進行轉基因抗蟲棉的產業化開發。江蘇省農業技術推廣中心聯合本省優質棉基地縣棉花原種場、良棉廠共同組建的江蘇科騰棉業有限責任公司，河南省農業廳經作站聯合本省優質棉基地縣良種棉加工廠組建的豫棉公司等基地主導型企業，以優質棉基地為依托進行轉基因抗蟲棉良種產業化開發；湖北省優質棉產業協會、河北省河間市欣農研會等協會聯合相關棉種企業，走“公司+農戶”的產業化之路，通過股份合作、聯產聯銷、特許經營、品種權轉讓等多種形式，形成了多種轉基因抗蟲棉種子產業化經營模式。
