以下文章來源于中國工程院院刊 ，作者《中國工程科學(xué)》

      國際種業(yè)已進(jìn)入以搶占

      戰(zhàn)略制高點和經(jīng)濟增長點

      為目標(biāo)的機遇期

      呈現(xiàn)出高新化、一體化、寡頭化的發(fā)展趨勢

      農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家進(jìn)入了以

      “生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”

      為特征的育種4.0時代

      與此同時，全球范圍內(nèi)的種業(yè)企業(yè)兼并重組不斷加劇，集現(xiàn)代生物技術(shù)、生物農(nóng)化、數(shù)字農(nóng)業(yè)為一體的種業(yè)寡頭不斷出現(xiàn)。

      作物種業(yè)作為種業(yè)“芯片”之一，是保障國家糧食安全、把飯碗牢牢端在自己手中的根本之基。面對作物種業(yè)發(fā)展的蓬勃趨勢與復(fù)雜環(huán)境，全面了解全球作物種業(yè)發(fā)展概況，深入分析全球作物種業(yè)競爭格局，對制定我國種業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略、推進(jìn)生物育種關(guān)鍵技術(shù)突破，前瞻性規(guī)劃種業(yè)的產(chǎn)業(yè)布局具有積極意義。

全球作物種業(yè)的發(fā)展概況

      1

      全球種質(zhì)資源保護(hù)與利用情況

      作物種質(zhì)資源是改良品種的基因來源，也是培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)作物的物質(zhì)基礎(chǔ)。因此，世界各國政府和國際組織都從戰(zhàn)略高度重視作物遺傳資源多樣性的收集保存工作。據(jù)國際種子聯(lián)盟（ISF）統(tǒng)計，目前全球共有7.4×106份種質(zhì)資源，1750個基因庫，其中大于1×104份種質(zhì)資源的基因庫有130個。

      美國、中國和印度擁有世界前三大作物遺傳資源庫。最新數(shù)據(jù)顯示，美國國家植物種質(zhì)體系（NPGS）共保存了244個科，2553個屬，16 204個種，600 419份資源，其中來自國內(nèi)的種質(zhì)資源數(shù)量約占庫存的28%；中國種質(zhì)資源庫作物種質(zhì)資源的保存數(shù)量超過5.2×105 份，其中76%是本土資源，24% 是國外資源；印度農(nóng)業(yè)部下屬的國家作物遺傳資源局基因庫保存的各種農(nóng)作物種質(zhì)資源超過4.5×105 份，其中水稻種質(zhì)資源超過1.1×105 份、小麥接近4×104 份、玉米超過1×104 份、蔬菜為2.7×104 份、油料為6.1×104 份、豆類為6.1×104 份。

      美國建立了國家主導(dǎo)的植物種質(zhì)體系，成員包括美國聯(lián)邦及州政府的有關(guān)組織和研究機構(gòu)，私人的組織和研究機構(gòu)。NPGS從世界各地系統(tǒng)地搜集種質(zhì)資源并開展保存、鑒定和評估，記錄作物種質(zhì)資源相關(guān)信息，向公共、私營、非政府組織部門等國內(nèi)和國際客戶分發(fā)了約2.5×105份材料。

      2

      全球生物育種技術(shù)的發(fā)展情況

      近年來，生物技術(shù)、計算機技術(shù)的進(jìn)步帶動了育種技術(shù)的飛速發(fā)展，農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入以“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)”為特征的育種4.0時代。轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯技術(shù)、全基因組選擇育種、基因組學(xué)成為當(dāng)前國際生物技術(shù)育種研究的核心與前沿。

      1

       轉(zhuǎn)基因技術(shù)

      轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)經(jīng)歷了從單基因到多基因轉(zhuǎn)化的提升，如從單一外源功能基因的轉(zhuǎn)化向包括調(diào)控基因在內(nèi)的多基因轉(zhuǎn)化發(fā)展；從技術(shù)應(yīng)用角度來看，由第一代抗蟲、抗病、抗除草劑的轉(zhuǎn)基因作物，逐漸向抗逆（抗旱、抗寒、抗鹽堿）、品質(zhì)改良、營養(yǎng)改良、生物醫(yī)藥的轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展。美國是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，已進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。我國的轉(zhuǎn)基因技術(shù)處于總體跟隨、個別領(lǐng)先的狀態(tài)。

      2

      基因編輯技術(shù)

      基于CRISPR/Cas系統(tǒng)的基因編輯技術(shù)是近年來生命科學(xué)領(lǐng)域的重大突破和研究熱點。從技術(shù)研發(fā)角度來看，美國和我國處于領(lǐng)先地位；從技術(shù)應(yīng)用角度來看，我國與國外基本處于同一起跑線，甚至在部分方向達(dá)到國際先進(jìn)水平，如基因編輯技術(shù)在我國主要糧食作物（水稻、小麥）方面的研究處于世界領(lǐng)先地位。2021年，哈佛大學(xué)懷斯生物工程研究所研究人員發(fā)明了Retron Library Recombineering（RLR）基因編輯工具，可以同時生成多達(dá)數(shù)百萬個突變，“編碼”突變細(xì)菌細(xì)胞，一次篩選整個庫；能夠在規(guī)律間隔成簇短回文重復(fù)序列（CRISPR）有毒或不可行的情況下使用，具有更高的編輯效率。

      3

      全基因組選擇育種

      隨著基因組測序技術(shù)和計算機科學(xué)的快速發(fā)展，全基因組選擇育種對作物的產(chǎn)量、品質(zhì)等復(fù)雜性狀的預(yù)測效果已經(jīng)有很大提升，未來有望成為作物育種過程中雜種優(yōu)勢預(yù)測、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)品種篩選的核心方法。從技術(shù)應(yīng)用角度來看，目前全基因組選擇育種已在玉米、水稻等糧食作物育種方面有了較深入的研究，但在園藝作物方面的研究較少。拜耳公司（孟山都）、科迪華公司（陶氏杜邦）等國際種業(yè)巨頭已在玉米等作物上實現(xiàn)了相關(guān)技術(shù)的規(guī)?；瘧?yīng)用；美國是該技術(shù)的領(lǐng)跑者，德國、法國等國家的相關(guān)研究也較為領(lǐng)先。我國的全基因組選擇育種研究尚處于起步階段。

      4

      基因組學(xué)

      基因組測序技術(shù)的快速發(fā)展推動了作物基因組研究的突破性進(jìn)展。我國是世界上較早啟動作物基因組學(xué)研究的國家，已完成水稻、小麥、玉米、黃瓜等重要作物的基因組測序，初步掌握了這些作物遺傳基因的功能性狀，研究水平走在國際前列；開發(fā)了基于高通量基因組測序的基因型鑒定方法，開展了水稻、玉米農(nóng)藝性狀的基因組關(guān)聯(lián)分析和功能研究。目前，我國水稻功能基因組研究整體水平處于國際領(lǐng)先地位，也是世界上最早使用第二代測序技術(shù)開展蔬菜基因組研究的國家，繪制完成了黃瓜、番茄、大白菜、甘藍(lán)、西瓜等蔬菜和瓜果作物的全基因組序列圖譜與變異圖譜。在利用組學(xué)大數(shù)據(jù)挖掘重要農(nóng)藝性狀基因方面，我國與發(fā)達(dá)國家處于同一水平。

      3

      全球生物技術(shù)育種產(chǎn)業(yè)化情況

 

      1

      轉(zhuǎn)基因作物

      1996—2019年，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積累計達(dá)到2.7×109 hm2。2019年，全球共有71個國家和地區(qū)應(yīng)用了轉(zhuǎn)基因作物。美國是轉(zhuǎn)基因作物種植面積最大、從中獲得經(jīng)濟收益最多的國家，2019年種植面積達(dá)到7.15×107 hm2，種植的轉(zhuǎn)基因作物包括玉米、大豆、棉花、苜蓿、油菜、甜菜、馬鈴薯、木瓜、南瓜、蘋果等，轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、棉花的平均應(yīng)用率達(dá)到95%。我國轉(zhuǎn)基因作物種植面積約為3.2×106 hm2，僅為美國的0.48%，主要種植品種是棉花和木瓜（見表1）。從經(jīng)濟收益上看，1996—2018年，轉(zhuǎn)基因作物種植國共獲得經(jīng)濟收益2249億美元，其中美國獲得959億美元，約占全球總收益的42.64%；我國獲得232億美元，約占全球總收益的10.32%；除美國外，經(jīng)濟收益排名靠前的國家是阿根廷（281億美元）、巴西（266億美元）和印度（243??億美元）。

表 1 ：2019 年轉(zhuǎn)基因作物及種植面積

      注：數(shù)據(jù)來源于國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA），* 代表種植面積在 5×104 hm2 以上的轉(zhuǎn)基因作物種植大國。

      2

      基因編輯作物

      美國是世界上基因編輯作物品種產(chǎn)業(yè)化最為領(lǐng)先的國家。SU Canola抗磺酰脲除草劑油菜是全球第一個商品化的基因編輯作物，2015年在美國 4000 hm2 的土地上進(jìn)行了商業(yè)化種植。2016年，美國批準(zhǔn)種植了通過基因組編輯技術(shù)剪掉褐變相關(guān)脫氧核糖核酸（DNA）片段的蘑菇品種。

      迄今為止，已有150多種基因編輯植物新品種被美國農(nóng)業(yè)部指定為不受管制的品種，從而允許在美國進(jìn)行商業(yè)種植，包括高油酸大豆、抗白粉病小麥、油分改良亞麻薺、高油含量山茶花等。目前，美國農(nóng)業(yè)部已經(jīng)受理調(diào)查并公開了23件基因編輯作物，除了由跨國公司陶氏益農(nóng)和杜邦先鋒公司（現(xiàn)陶氏杜邦公司）研發(fā)的3種作物以外，其余來自Calyxt、Yield10、 BensonHill Biosystems 等初創(chuàng)公司。

      由于一些初創(chuàng)企業(yè)把握了基因編輯技術(shù)先機并超前開展專利部署，大型跨國種業(yè)公司與中小型科技公司之間的知識產(chǎn)權(quán)許可與轉(zhuǎn)讓成為基因編輯技術(shù)產(chǎn)權(quán)化的重要策略。2018年，英國批準(zhǔn)了高Omega-3多不飽合脂肪酸的基因編輯亞麻薺試驗性種植。2020年，日本通過了本國首個基因編輯食品——富含抑制血壓上升功能成分（γ-氨基丁酸）的番茄銷售申請，標(biāo)志著基因編輯產(chǎn)品可以進(jìn)入市場。

      我國雖然在基因編輯作物育種應(yīng)用研究方面取得了一系列國際領(lǐng)先的新材料和新品種，包括煙草、水稻、玉米、高粱、大豆、西瓜、黃瓜、西紅柿、香蕉、楊樹等，但尚無任何基因編輯作物被批準(zhǔn)上市。

      3

      生物育種技術(shù)及產(chǎn)品監(jiān)管

      生物育種技術(shù)及其產(chǎn)品的監(jiān)管政策是影響一個國家生物育種技術(shù)研發(fā)及其產(chǎn)業(yè)化的重要因素，國際上主要分為兩大陣營。

      一是以美國為代表，實行以產(chǎn)品為導(dǎo)向的生物技術(shù)產(chǎn)品監(jiān)管制度體系，堅持“實質(zhì)等同性”“個案分析”原則。對于基因編輯（沒有導(dǎo)入外源基因）作物，認(rèn)為只要通過自然的或傳統(tǒng)的育種手段能夠得到的變異，均視為非轉(zhuǎn)基因生物，不需要監(jiān)管。加拿大、巴西、阿根廷、智利、哥倫比亞、以色列、日本、澳大利亞等國采用類似的政策。印度、孟加拉國、菲律賓、尼日利亞、肯尼亞、巴拉圭、烏拉圭、挪威等國家也將參照相似的做法。

      二是以歐盟為代表，實行以技術(shù)手段為導(dǎo)向的生物技術(shù)產(chǎn)品監(jiān)管制度體系，認(rèn)為凡是通過生物技術(shù)手段得到的生物，都要按照轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)行嚴(yán)格的安全評價和監(jiān)管。2018年，歐盟最高法院的裁定更是將重組DNA、細(xì)胞融合乃至輻射突變等技術(shù)產(chǎn)出的生物都視作轉(zhuǎn)基因生物并納入相應(yīng)監(jiān)管。然而，歐盟及其成員國的學(xué)術(shù)界和行業(yè)內(nèi)人士都呼吁放寬對基因編輯產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的限制，法國已將基因編輯作物視為非轉(zhuǎn)基因生物，英國也表示在脫歐后將對基因編輯作物采取更為寬松的監(jiān)管政策。新西蘭采取了與歐盟相似的監(jiān)管政策。

      我國對轉(zhuǎn)基因作物的態(tài)度一直是“確保安全、自主創(chuàng)新、大膽研究、慎重推廣”；在研究、試驗、生產(chǎn)、加工、經(jīng)營的全過程中都開展了嚴(yán)格管控，對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品存在潛在風(fēng)險的實驗室研究和田間試驗階段進(jìn)行了重點監(jiān)測。

      目前，我國是世界唯一采用定性按目錄強制標(biāo)識的國家，要求生產(chǎn)、經(jīng)營轉(zhuǎn)基因食品等均應(yīng)顯著標(biāo)示。對于基因編輯作物，我國尚未出臺明確的監(jiān)管政策?！?span lang="EN-US">2021年農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物監(jiān)管工作方案》《關(guān)于鼓勵農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物原始創(chuàng)新和規(guī)范生物材料轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)讓轉(zhuǎn)育的通知》等政策性文件，釋放了我國將在嚴(yán)格農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價基礎(chǔ)上，為全面產(chǎn)業(yè)化做準(zhǔn)備的重要信號。

 

      4

      全球作物種業(yè)貿(mào)易情況

      據(jù)統(tǒng)計（見表2），2019年世界種子出口總額為131.95億美元；種子出口額前3位的國家分別是荷蘭、美國、法國，出口額合計為62.95億美元，約占2019年國際總額的47.71%。2019年，我國種子出口額為2.07億美元，約占全球出口總額的1.57%，排名第11位；出口額排在前3位的是蔬菜種子（1.16億美元）、水稻種子（0.63億美元）、草本花卉種子（0.17億美元）。

表 2 ：2019 年國際種子出口額 Top11 國家

      注：數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國貿(mào)易數(shù)據(jù)庫（UN Comtrade Database）。

 

      據(jù)統(tǒng)計（見表3），2019年世界種子進(jìn)口總額為146.57億美元；荷蘭排名第1位，種子進(jìn)口額為10.94億美元，約占全球進(jìn)口總額的7.46%。我國種子進(jìn)口額為4.43億美元，約占全球進(jìn)口總額的3.02%，排名第11位；進(jìn)口額排在前3位的是蔬菜種子（2.24億美元）、黑麥草種子（0.47億美元）、草本花卉植物種子（0.39億美元）；屬于種子貿(mào)易逆差國，逆差額為2.36億美元。通過進(jìn)出口數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，荷蘭、美國、法國、德國、意大利、比利時等既是種子出口大國，也是種子進(jìn)口大國，貿(mào)易活躍、市場開放度高。

表 3 ：2019 年國際種子進(jìn)口額 Top11 國家

      注：數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國貿(mào)易數(shù)據(jù)庫（UN Comtrade Database）。

      5

      全球跨國種子企業(yè)情況

      隨著經(jīng)濟全球化、市場一體化進(jìn)程加速，種業(yè)跨國公司對種業(yè)市場份額的競爭日益激烈，大型種業(yè)跨國公司所在國家的全球市場份額占比體現(xiàn)了該國的產(chǎn)業(yè)競爭力。2019年，我國有4家企業(yè)（先正達(dá)集團、袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司、北大荒墾豐種業(yè)股份有限公司、蘇墾農(nóng)發(fā)股份有限公司）進(jìn)入全球銷售額Top20；在其他的Top20企業(yè)中：

      美國有1家（科迪華公司）；

      德國有3家（拜耳公司、巴斯夫股份公司、科沃施集團）；

      荷蘭有4家（瑞克斯旺種子公司、安莎種子公司、必久種子有限公司、百綠集團）；

      法國有4家（利馬格蘭、佛洛利蒙–德佩育種公司、RAGT Semences、優(yōu)利斯集團）；

      日本有2家（坂田種苗株式會社、瀧井種苗株式會社）；

      印度有1家（安地種業(yè)）。

      拜耳公司、科迪華公司一直是種業(yè)的領(lǐng)跑者，合計銷售總額占Top20企業(yè)總銷售額的60%，在轉(zhuǎn)基因技術(shù)、基因編輯技術(shù)、數(shù)字農(nóng)業(yè)方面優(yōu)勢明顯。先正達(dá)集團、巴斯夫股份公司、利馬格蘭集團、科沃施集團構(gòu)成第二梯隊，合計銷售總額約占Top20企業(yè)總銷售額的24%。

      其余14家企業(yè)雖然在銷售額上僅占16%，但是特色鮮明，如丹農(nóng)和百綠的牧草、草坪草種子業(yè)務(wù)，坂田種苗株式會社和瑞克斯旺種子公司的蔬菜種子業(yè)務(wù)，瀧井種苗株式會社的花卉種子業(yè)務(wù)，袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司的水稻種子業(yè)務(wù)，蘇墾農(nóng)發(fā)股份有限公司的小麥種子業(yè)務(wù)，都是全球種業(yè)領(lǐng)域的中堅力量。全球種業(yè)基本形成了“兩超、四強、差異化發(fā)展”的新格局（見表4）。

表 4 ：2019 年銷售額 Top20 企業(yè)

      注：數(shù)據(jù)來源于各跨國種業(yè)公司年報。

      6

      國際種業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力分析

      對標(biāo)美國、荷蘭、德國、法國、澳大利亞、英國、加拿大、日本、巴西等種業(yè)強國，以貿(mào)易競爭力指數(shù)、企業(yè)競爭力指數(shù)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模指數(shù)為評價指標(biāo)，從市場和產(chǎn)業(yè)主體兩方面對國際種業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力進(jìn)行分析評價。貿(mào)易競爭力指數(shù)代表了一個國家參與國際市場競爭的能力，由貿(mào)易競爭指數(shù)、顯示比較優(yōu)勢指數(shù)、國際市場占有率、市場開放度來具體表征。

      企業(yè)競爭指數(shù)采用世界銷售量Top20企業(yè)所屬國家的銷售額占全球種業(yè)市場市值的份額來表征，體現(xiàn)了一國作為種業(yè)主體的企業(yè)在國際市場上的競爭實力。產(chǎn)業(yè)規(guī)模指數(shù)采用一國種子市場的市值占全球種子市場的市值來表征，體現(xiàn)了一國生產(chǎn)的種子對全球種業(yè)的貢獻(xiàn)度，消除了各國因體量不同、國內(nèi)種子市場需求不同而造成的國際貿(mào)易差異，也反映出各國滿足國內(nèi)種子市場需求的情況。

      結(jié)果顯示（見表5），我國種業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力指數(shù)為0.302，排在美國（0.678）、荷蘭（0.466）、法國（0.353）、德國（0.318）之后，位列第5位，整體處于中等水平。

表 5：10 國種業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力指數(shù)排名

      注：數(shù)據(jù)根據(jù)本研究構(gòu)建的指標(biāo)體系計算得到。

我國種業(yè)發(fā)展面臨的問題

      1

      國外起源種質(zhì)資源占比低，種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定明顯不足

      發(fā)達(dá)國家將在全球收集遺傳資源作為國家戰(zhàn)略，一方面嚴(yán)控核心遺傳資源的輸出，另一方面注重對國外種質(zhì)資源的收集。以美國為例，早在第一次世界大戰(zhàn)和第二次世界大戰(zhàn)期間，搜集了世界多國不同生態(tài)條件下的種質(zhì)資源，成為世界種質(zhì)資源保存量和保存種類最多的國家；起源于國外的種質(zhì)資源數(shù)量約占美國種質(zhì)資源庫庫存的72%。

      相比之下，我國雖然種質(zhì)資源豐富，但以國內(nèi)資源為主，起源于國外的資源僅占庫存的24%，致使種質(zhì)的遺傳多樣性不夠廣泛，優(yōu)異且有特色的資源不足，在種業(yè)源頭上處于不利地位。此外，我國精準(zhǔn)鑒定的資源比例非常低，在保存的5.2×105份種質(zhì)資源中，完成精準(zhǔn)鑒定的不到1.5×104份，尤其缺乏對資源農(nóng)藝性狀、抗性基因等的精準(zhǔn)鑒定。沒有鑒定，也就無法挖掘和利用；我國作物種質(zhì)資源利用率僅為3.0%~5.0%，有效利用率僅為2.5%~3.0%，亟待形成種質(zhì)資源利用、基因挖掘、品種研發(fā)、產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的全鏈條組織體系。

      2

      生物技術(shù)育種領(lǐng)域研發(fā)活躍，但缺乏原始創(chuàng)新性技術(shù)

      根據(jù)Web of Science核心合集檢索數(shù)據(jù)，2015—2019年，全球生物技術(shù)育種領(lǐng)域的發(fā)文總量為87 830篇；其中美國為25 987篇，我國為21 620篇，分別排名全球第1和第2，各占全球發(fā)文總量的29.5%和24.6%，構(gòu)成了生物技術(shù)育種基礎(chǔ)研究的第一陣營。根據(jù)Derwent Innovation全球?qū)＠麛?shù)據(jù)庫檢索數(shù)據(jù)，2015—2019年，全球生物育種技術(shù)領(lǐng)域的專利申請總量為23 133件，其中美國和中國專利申請分別排名全球第1和第2；美國申請量為11 849件，占全球?qū)＠暾埧偭康?span lang="EN-US">51.2%；我國申請量為6338件，占全球?qū)＠暾埧偭康?span lang="EN-US">27.28%，雖與行業(yè)領(lǐng)先還有差距，但同樣是全球生物育種技術(shù)領(lǐng)域的重要技術(shù)研發(fā)力量。

      我國雖然占據(jù)了研發(fā)規(guī)模的優(yōu)勢，但從發(fā)文影響力來看與美國還有一定差距，基礎(chǔ)研究仍處于追趕階段；英國、德國、荷蘭、加拿大、澳大利亞、法國的發(fā)文總量不大，但影響力強于我國，是潛在的競爭者。在技術(shù)研發(fā)方面，美國處于技術(shù)領(lǐng)先地位，技術(shù)研發(fā)能力強，專利申請量和專利質(zhì)量均很高；我國屬于技術(shù)活躍者，研發(fā)活動頻繁，但專利質(zhì)量整體不高，處于技術(shù)追隨位置；德國、澳大利亞屬于潛在的技術(shù)競爭者，盡管專利申請量不多，但專利質(zhì)量普遍較高，具有相當(dāng)?shù)母偁帉嵙Α?/p>

      整體來看，我國雖然在生物技術(shù)育種領(lǐng)域處于全球優(yōu)勢地位，但缺乏自主創(chuàng)新的原始技術(shù)。以基于CRISPR/Cas的基因編輯技術(shù)為例，雖然國內(nèi)學(xué)者針對原始的基因編輯技術(shù)在安全性和效率方面進(jìn)行了諸多改進(jìn)，也獲得了一些自主知識產(chǎn)權(quán)，但存在延伸性、尾隨性研發(fā)居多，原始創(chuàng)新不足的問題。目前常用的基因編輯的核心技術(shù)源自美國，核心技術(shù)的專利權(quán)基本由歐德森–柏若德斯大學(xué)、科迪華公司所掌握，因此在規(guī)模化商業(yè)應(yīng)用方面存在“卡脖子”風(fēng)險。

      3

      種子產(chǎn)業(yè)競爭力相對較弱，科技優(yōu)勢未轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

      與生物育種技術(shù)進(jìn)展相比，我國種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展明顯滯后。在生物技術(shù)育種方面的科技優(yōu)勢遠(yuǎn)未轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，既有種業(yè)自身的問題，也有體制機制和監(jiān)管政策層面的問題。

      從種業(yè)自身看，我國自加入國際植物新品種保護(hù)聯(lián)盟（UPOV）以來，品種權(quán)申請數(shù)量的增長態(tài)勢迅猛，從2017年起已超過歐盟，居第1位；授權(quán)數(shù)量自2014年起超過美國，僅次于歐盟，居第2位。我國存在品種同質(zhì)化現(xiàn)象，雖然品種數(shù)量多，但缺乏具有全球競爭力的產(chǎn)品，規(guī)模優(yōu)勢沒有成為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。“企業(yè)強，種業(yè)才能強”。近年來我國種子企業(yè)發(fā)展迅速，但與國際一流企業(yè)的差距依然很大，企業(yè)研發(fā)投入不足是導(dǎo)致創(chuàng)新能力不強的主要原因。一個優(yōu)良品種的誕生，往往要經(jīng)過十幾年甚至數(shù)十年的投入，研發(fā)成本高昂，因而高性能種子的研發(fā)一直都是國際種業(yè)巨頭的“專利”。據(jù)公司年報顯示，2020年拜耳公司的研發(fā)投入為71.26億歐元，科迪華公司為11.42億美元；作為國內(nèi)種業(yè)領(lǐng)頭羊的袁隆平農(nóng)業(yè)高科技股份有限公司，研發(fā)投入僅為4.11億人民幣，與國際種業(yè)巨頭相比差距明顯。

      從體制機制層面看，近年來我國致力于種業(yè)體制改革，發(fā)布了《國務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代農(nóng)作物種業(yè)發(fā)展的意見》《國務(wù)院辦公廳關(guān)于深化種業(yè)體制改革提高創(chuàng)新能力的意見》等綱領(lǐng)性文件，旨在推進(jìn)商業(yè)化育種體系的建立。由于育種人才、資源、技術(shù)主要由高校和科研單位所掌握，企業(yè)研發(fā)能力嚴(yán)重不足，較多照搬國外發(fā)展模式，很難在短時間內(nèi)見效。

      從監(jiān)管政策層面看，我國對轉(zhuǎn)基因及新生物技術(shù)的監(jiān)管相對滯后，阻礙了生物育種的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。對于新技術(shù)及其產(chǎn)品的監(jiān)管，現(xiàn)行法規(guī)是2001年發(fā)布、2017年修訂的《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》。采用基因編輯等新技術(shù)生產(chǎn)的生物產(chǎn)品，是否屬于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品，是否需要監(jiān)管及如何監(jiān)管，并無明確規(guī)定。定義不明確、法規(guī)不完善，可能明顯制約基因組編輯等新技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，以至弱化在生物技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)超越的機會。

我國種業(yè)發(fā)展的思考與建議

      1

      實施國家種質(zhì)資源戰(zhàn)略，夯實種業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)

      建議將種質(zhì)資源保護(hù)利用上升到國家戰(zhàn)略高度，構(gòu)建國家主導(dǎo)的種質(zhì)資源保護(hù)體系。協(xié)調(diào)管理部門、科研機構(gòu)、高校以及私人企業(yè)及研究院等社會多方力量，一方面加強對我國瀕危種質(zhì)資源和野生品種的保護(hù)，另一方面通過種子企業(yè)的行業(yè)交流，“走出去”等方式，積極引進(jìn)國外種質(zhì)資源，通過研發(fā)創(chuàng)新來解決種源關(guān)鍵問題。優(yōu)化運轉(zhuǎn)機制和管理系統(tǒng)，制定國家生物資源多樣性保護(hù)中長期規(guī)劃；設(shè)立國家專項基金，穩(wěn)定支持種子資源庫建設(shè)和資源精準(zhǔn)鑒定工作，發(fā)掘出一批優(yōu)異種質(zhì)和基因；將種質(zhì)資源和成熟技術(shù)成果高效地向種子企業(yè)轉(zhuǎn)移，更好服務(wù)于企業(yè)的商業(yè)化研發(fā)。

 

      2

      實施種業(yè)科技創(chuàng)新戰(zhàn)略，實現(xiàn)原始性創(chuàng)新突破

      針對農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家已對與基因編輯技術(shù)相關(guān)的關(guān)鍵基因和種質(zhì)資源的優(yōu)異基因性狀進(jìn)行專利申請的不利現(xiàn)狀，我國應(yīng)重視替代性前沿技術(shù)研發(fā)。建議設(shè)立種業(yè)創(chuàng)新探索性研究專項，財政資金適度向原始創(chuàng)新性科研活動傾斜；力爭發(fā)展新型基因編輯系統(tǒng)/工具并獲取知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，掌握種業(yè)發(fā)展主動權(quán)；加大信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)在種業(yè)研發(fā)中的應(yīng)用力度，在高通量表型組、全基因組選擇育種等生物育種核心技術(shù)方向加強布局，降低對高通量精準(zhǔn)高效分子標(biāo)記檢測儀器等進(jìn)口設(shè)備的依賴；盡量避免在國外公司已經(jīng)掌握核心專利的技術(shù)方向開展尾隨性研發(fā)，克服低水平重復(fù)研究造成的科技資源浪費。

      3

      全面構(gòu)建中國特色種業(yè)體系，提升產(chǎn)業(yè)競爭力

      建議深入開展種業(yè)體制改革，推行“科企脫鉤”，盡快構(gòu)建商業(yè)化育種體系。鑒于目前我國種業(yè)的人才、資源、技術(shù)仍聚集在科研機構(gòu)，種企技術(shù)研發(fā)力量依然薄弱的國情，不宜盲目照搬國外的做法，而應(yīng)構(gòu)建起中國特色種業(yè)體系，即基于“產(chǎn)學(xué)研”創(chuàng)新聯(lián)合體的種業(yè)創(chuàng)新體系。借鑒國家農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新聯(lián)盟在運行機制、“產(chǎn)學(xué)研”連接模式、主體利益分配模式等方面的成功經(jīng)驗，選擇科研實力強、研究基礎(chǔ)好的科研機構(gòu)和高校，與種子龍頭企業(yè)組成創(chuàng)新聯(lián)合體；由國家和企業(yè)共同出資，對不同階段的研發(fā)投入各有側(cè)重，針對種業(yè)關(guān)鍵性技術(shù)問題開展聯(lián)合攻關(guān)，共同培育高性能品種并實現(xiàn)市場化。通過機制創(chuàng)新，快速提升我國作物種業(yè)的整體競爭力。

      4

      實施種業(yè)強企戰(zhàn)略，強化企業(yè)創(chuàng)新的主體定位

      企業(yè)強則產(chǎn)業(yè)強，應(yīng)當(dāng)以企業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展帶動種子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。一方面，通過兼并重組等方式，培育我國的種業(yè)巨頭，集中高端人才、先進(jìn)技術(shù)、研發(fā)資源，使種業(yè)綜合創(chuàng)新效率不斷提升、附加值不斷提高，避免“內(nèi)卷式”無序競爭導(dǎo)致的重復(fù)建設(shè)和產(chǎn)能過剩；另一方面，由于基因編輯等新興技術(shù)的快速發(fā)展，降低了種子研發(fā)的技術(shù)門檻，應(yīng)合理加大對生物種業(yè)高科技初創(chuàng)公司在政策、融資、稅收等方面的扶持力度，促進(jìn)在一些生物種業(yè)技術(shù)方向搶占先機。

      5

      推進(jìn)監(jiān)管制度現(xiàn)代化，確保技術(shù)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

      以產(chǎn)品為導(dǎo)向的監(jiān)管政策，是發(fā)達(dá)國家能夠迅速將其研發(fā)優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢的重要原因。為了推動我國將生物技術(shù)方面的領(lǐng)先優(yōu)勢盡快轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢、產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢和競爭優(yōu)勢，建議針對基因編輯技術(shù)盡快出臺明確的、前瞻性的、不同于轉(zhuǎn)基因生物的監(jiān)管政策；針對轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化，管理機構(gòu)在充分評估轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品安全性和我國是否具備競爭力的前提下，盡快出臺詳細(xì)的規(guī)劃、配套條例，發(fā)布明確的時間表，激發(fā)科研機構(gòu)和企業(yè)的研發(fā)動力，掃除生物技術(shù)育種產(chǎn)業(yè)化的障礙。通過監(jiān)管政策的現(xiàn)代化，精準(zhǔn)推動生物種業(yè)的發(fā)展。

      來源丨中國工程院院刊《中國工程科學(xué)》2021年第4期

      作者丨鄭懷國，趙靜娟，秦曉婧，賈倩，齊世杰

      編輯丨農(nóng)財君

      聯(lián)系農(nóng)財君丨18565265490

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