全球生物种业创新发展趋势 我国生物种业发展现状与问题分析

生物种业是利用各种生物技术培育生物新品种的战略性和基础性核心产业,涉及的育种技术主要包括杂交育种、分子标记辅助育种、转基因育种、基因编辑育种、基因组选择育种和设计育种等。

分子育种的出现则为问题的解决带来了曙光。与传统育种相比，分子标记辅助育种可以缩短育种时间，抗病改良时间可从5年减少到2年，达到快速、高效、准确的育种目的。

全球生物种业创新发展趋势

全球种业迎来以基因编辑、合成生物学和人工智能等技术融合发展为标志的智能育种时代.

全球种业经历了原始育种、常规育种、分子育种3 个时代，正进入 4.0 时代——智能育种时代，育种精准性和效率大幅提高。近年来，基因编辑育种、基因组选择育种、设计育种等重要育种技术快速发展，相关发表论文数量占生物育种领域发表论文总量的比例逐年增加.

同时，多国放松基因编辑产品监管。例如，美国和日本已批准多款基因编辑农产品上市，包括高油酸大豆油、富含γ-氨基丁酸番茄、肉量增加的红鲷鱼、生长速度翻倍的河豚及高支链淀粉含量的糯玉米。

我国生物种业发展现状与问题分析

近年来，我国生物种业取得长足发展，有力保障了国内粮食和重要农产品的稳定供给，但同时也面临一系列挑战。例如，大豆、玉米等饲料粮大量进口且单产水平与发达国家具有较大差距;部分优质果品、高档蔬菜等种源仍然依赖进口;奶牛、白羽肉鸡等畜禽核心种源仍依赖进口。为确保粮食安全，打赢种业翻身仗，我国迫切需要通过科技创新提高生物种业的竞争力。

中国和美国处于全球生物种业科技产出第一梯队。近 30 年来，生物种业科技创新速度加快，全球每年发表论文数量和授权专利数量均呈现增长趋势。其中，美国和中国发表论文数量和授权专利数量远高于其他国家，处于第一梯队。中国生物种业领域发表论文数量和授权专利数量分别位居全球第 1 位和第 2 位;科技产出增速明显，年度发表论文数量和年度授权专利数量分别在 2010 年和 2020 年超越美国，排名全球首位。美国发表论文数量和授权专利数量分别排名全球第 2 位和第 1 位，其中授权专利数量占全球的 51.6%，技术创新能力突出。除了中美两国，日本、德国、法国等发达国家生物种业科技创新能力较强，发表论文数量和授权专利数量排名全球前 10 位。

育种基础理论研究是种业创新的源泉，其代表性的核心论文将对应用研究和技术研发产生广泛影响。将育种技术领域中被专利引用次数和被论文引用次数排名均在前 1% 且经过人工筛选的论文作为核心论文，分析后发现，美国发表了全球 62% 的育种核心论文，主要集中在转基因育种、分子标记辅助选择育种、基因组选择育种、基因编辑育种领域;除美国之外，日本、比利时等国家在育种理论创新方面也具有一定优势，而我国育种领域重大理论创新方面几乎空白;同时，美国持有全球 80% 的核心专利，在育种技术开发方面具有垄断地位，中国持有的核心专利仅为美国的 1/28，差距巨大。

全球种业经过数轮兼并重组，形成了拜耳、科迪华和先正达三大巨头鼎立的局面。2020 年，拜耳、科迪华和先正达种子销售额为全球前 3 位，分别占全球种子销售额的 23%、17% 和 7%。从创新能力来看，3 家企业分别持有全球 41.7%、27.5% 和 3.9% 的核心专利，其中前两者共持有全球 69.2% 的核心专利，表现非常突出。

我国种业竞争力有待提高，企业尚未成为创新主体。种业市场大而不强，市场集中度较低。“十三五”期间，我国年均种子产值 1 200 亿元人民币，是全球第二大种子市场。我国种业企业先正达、隆平高科入选全球营收前 10 名种企榜单。但与发达国家相比，我国产业竞争力仍存在较大差距。①我国农作物种子进出口贸易长期处于逆差地位，2020 年逆差额为 4.93 万吨，优质饲草种子等仍需大量进口。②我国育种企业小而多，市场竞争力和集中度较低。2020 年，除去被中国化工集团公司收购的瑞士先正达公司，我国生物种业公司实现销售收入 777 亿元人民币，其中销售收入超 20 亿元人民币的企业仅 1 家，这些本土企业收入总额约为拜耳 1 家公司的种子销售额(103 亿美元，约 700 亿元人民币)。本土销售收入前 10 位的企业共占我国市场份额不到 15%，而拜耳、科迪华 2 家种业巨头共占全球市场份额 40%。

企业尚未发挥创新主体作用，研发投入少，核心竞争力较弱。企业尚未成为我国生物种业创新主体，仅掌握我国 36% 的核心专利，大部分核心专利来自大学和研究机构，创新主体功能错位导致先进育种技术商业化缓慢。我国企业研发投入较低，2020 年研发投入 56 亿元人民币，占销售额 7%，而世界三大种业巨头的研发投入通常占其销售额的 12% 以上。我国企业技术创新能力不足，其中领军企业先正达、隆平高科共掌握全球 4% 的核心专利，而欧美巨头拜耳、科迪华共掌握全球 69.2% 的核心专利。

我国首个植物基因编辑安全证书

根据中研普华研究院《2023-2028年生物育种行业深度分析及投资战略研究咨询报告》显示：

基因编辑是世界生物育种领域的前沿技术。与转基因不同，基因编辑育种仅对作物自身基因进行修饰，并不转入其他物种的基因，其原理等同于常规诱变育种，培育出的品种也与常规育种培育出的品种无异。

“目前国际上诸如美国、日本、印度等地对于没有外源基因的编辑作物不是按照转基因作物管理，而是按照传统作物来对待。因为基因编辑的原理跟传统的诱变育种是一样的，和诱变作物相比，基因编辑产品并没有增加环境安全和食品安全风险。”中国科学院院士、著名水稻育种家刘耀光表示，“《细则》的发布和第一个安全证书的发放让我们看到了基因编辑作物产业化的希望。”

刘耀光院士提及的《细则》是指农业农村部刚发布的《农业用基因编辑植物评审细则(试行)》，进一步明确基因编辑植物的分类标准和简化评审的细则。

“基因编辑育种有着先天的优势，可以快速培育出高产高附加值的优良品种。”得知舜丰生物获得全国首个植物基因编辑安全证书，中国科学院院士许智宏表示，“《细则》的发布和第一个基因编辑安全证书的下发，让我们看到了民族种业振兴的希望。”

近年来，我国生物种业发展成果巨大，育种基础研究取得突出进展，生物育种技术创新紧跟国际前沿。特别是关键技术突破，是种业振兴的核心。优异种质形成和演化规律、重要性状形成的遗传基地、多性状协同改良理论基础分别为生物育种提供了理论指导、基因资源和信息支撑。

我国种业科技领域的发展已取得长足进步。一是种质资源鉴定规模化精准化，已从单环境单一性状鉴定向多环境多性状综合评价发展。种质资源保护和创新利用成绩显著，我国农作物种质资源保存50余万份，数量跃居世界第二。二是基因资源挖掘深度化高效化，作物遗传育种技术不断发展，育成新品种7万余个，有效支撑了粮食产量和质量稳步增长。三是育种基础研究取得一些突出进展，完成了多种重要农业生物的测序或重测序，在水稻、小麦等作物基因组学研究上国际领先。四是生物育种技术创新紧跟国际前沿，生物技术研发能力与水平和美国的差距明显缩小。

我国生物育种也面临诸多挑战。一是生物育种基础研究原创不足。我国农业生物基础研究与育种应用结合不紧密，重大育种利用价值的新基因不多，复杂性状形成的机理解析尚不深入，育种理论方法创新能力偏弱，多维组学数据类型和规模不足，机器学习模型和生物学过程融合不够，核心算法与模型创新缺乏。二是前沿育种技术短板依然突出。比如核心技术专利缺乏，在全基因组选择技术、大数据技术的高价值专利处于空白等。基因编辑底盘工具、合成生物元件、全基因组选择模型等核心技术受制于人。三是重大新品种研制能力亟待提升。玉米、大豆单产与美国差距仍很大的情况下，新一代产品迭代升级滞后，农产品的优质、安全与高效协同改良不够。四是种业企业育种创新能力亟待提升。虽然我国种业企业数量多，但育种规模小;市场集中度低，前5名企业市场份额合计仅为14%(2020年);企业投入不足，面临着跨国企业的冲击。五是种业科技创新体系尚未完善。种业上中下游衔接不紧密，科技创新与市场需求脱节，尚未形成市场导向的高效种业科技创新体系。联合、集成、协同的探索和尝试很多，但效果还不明显。

“目前，发达国家的种业公司基本处在3.0阶段(分子育种)，大型跨国种业公司进入育种4.0时代(智能设计育种)，我国正从2.0(杂交育种)向3.0迈进阶段，与跨国公司存在代际差。”万建民说，生物育种已向智能化、精准化、工程化发展。

如何破解我国生物育种存在的问题?对此，万建民认为，应从构建新型生物育种创新体系、加强目标导向的基地研究、推进生物育种重大平台建设等方面发挥政府主导作用，推动科研机构与企业合作，加快我国自主研发的生物育种成果产业化应用。以国家战略需求和产业急需问题为牵引，开展有组织基础研究，从生物育种发展全局角度，加快重大基因和育种理论创新，组建多学科交叉创新团队，推进国内外协同攻关。建设智能设计育种技术创新中心，强化平台支撑能力。

一号文件首提加快生物育种产业化步伐

《中共中央国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》(简称《一号文件》)，首次明确提出加快玉米大豆生物育种产业化步伐。这一提法，意味着政府有意推动玉米大豆转基因品种推广。

2023年将“深入实施种业振兴行动”作为单独一项重点工作放在“强化农业科技和装备支撑”部分，从种质资源精准鉴定评价机制、生物育种等方面做了具体部署。

生物育种比较敏感，转基因是生物育种的技术之一。2017年之前中央一号文件都提到转基因，2017年之后就没有再提，2019年的措辞是发展核心关键技术。转基因一词被生物育种替代，生物育种更容易接受，另外生物育种的内涵更丰富，可以涵盖近些年热门的基因编辑。基因编辑可以用在很多农作物上，也是育种技术的突破方向。

2021年中央一号文件提出要“打好种业翻身仗”，2022年一号文件提出“全面实施种业振兴行动方案”。

生物育种方面，继2022年之后，一号文件再次提出“全面实施生物育种重大项目”，同时进一步明确指出“加快玉米大豆生物育种产业化步伐”“有序扩大试点范围”。政策口径方面，2021年是“有序推进”，2022年未提及生物育种产业化，2023年则提出要“加快步伐”。

特别是明确提出玉米大豆生物育种产业化，这一表述说明，玉米大豆转基因技术大面积推广的时间有望临近。水稻和小麦是我国居民的主食，在转基因推广上面比较谨慎，而玉米大豆是重要的粮食作物，也是商业化价值比较高的品种，特别是玉米作物，是我国大多数种子公司的利润来源。

玉米和大豆单产和农业发达国家相比还有一定差距，推广转基因有望降低农民成本，增加粮食产量，增加农民收入，产业链条的各个板块都有望受益。同时还可以减少农药使用量，减少环境污染。

中国自“863计划”开始，30年来政府都在支持转基因研究。中国政府对转基因作物研究真正发力是在2008年，当年7月9日，国家投入资金200多亿元，启动 “转基因生物新品种培育”科技重大专项。

中国一直是转基因农作物进口大国。2012年，农业农村部公布自2004年以来中国进口的各类转基因农产品。截至2019年年初，农业农村部批准清单上的进口转基因生物已达31种，涉及转基因大豆、转基因油菜、转基因玉米、转基因棉花四个大类。

国内不能种植转基因，但是可以进口转基因粮食，这就形成了一个悖论。粮食安全问题牵涉到全球竞争力，中国也已储备了很多年的转基因技术，转基因推广没有技术困难，只差政策临门一脚。

《2023-2028年生物育种行业深度分析及投资战略研究咨询报告》由中研普华研究院撰写，本报告对该行业的供需状况、发展现状、行业发展变化等进行了分析，重点分析了行业的发展现状、如何面对行业的发展挑战、行业的发展建议、行业竞争力，以及行业的投资分析和趋势预测等等。报告还综合了行业的整体发展动态，对行业在产品方面提供了参考建议和具体解决办法。