有序推進我國生物育種產業化應用的對策與建議

關鍵詞：生物育種；產業化；現狀；主要問題；對策建議

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0608

中圖分類號：S336 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2023）12000105

生物育種技術可有效改良作物遺傳性狀，提高作物產量、品質、抗逆性等特性。目前，生物育種已經在世界范圍內取得了顯著成就，為農業發展和糧食安全做出了重要貢獻。為了促進現代農業科技創新，保障糧食安全和實現農業可持續發展，增強農產品國際競爭力和影響力，生物育種產業化對于我國而言具有劃時代意義。2020年中央農村工作會議明確指出“要加快推進生物育種研發應用”[12]，2022年5月國家發展和改革委員會印發的《“十四五”生物經濟發展規劃》中明確提出“構建商業化育種創新體系，有序推動生物育種產業化應用”的發展思路。生物育種技術與傳統的育種方法相比效率更高、精度更好、研發周期更短。我國轉基因玉米、大豆等生物育種領域的一些典型成果在抗蟲、抗病和耐除草劑等功能性狀改善方面表現突出，節本降耗和提質增效顯著，經濟效益和生態效益有望實現雙提升[3-5]。以基因編輯、全基因組選擇和合成生物等前沿技術為代表的現代生物育種技術與發達國家并行推進。當前，我國生物育種產業化啟動局部試點，對全面提升我國生物育種技術創新能力，推進種業高質量發展，培育新的農業產業經濟增長點，保障國家糧食安全具有重大意義。本文重點介紹了我國生物育種產業化的發展現狀，剖析了我國生物育種產業化發展過程中存在的主要問題，并就如何有序推進生物育種產業化提出了對策建議。

1 我國生物育種產業化發展現狀

1.1 生物育種產業已成為農業經濟發展的重要增長點

自1996年批準轉基因作物商業化種植以來，全球轉基因作物種植國家由6個增加到29個，種植面積由170萬hm²增加到1.9億 hm² [6]。巴西、美國、阿根廷成為全球三大轉基因大豆出口國，南非為轉基因玉米凈出口國[6-9]。近年來，生物育種產業在轉基因作物推廣、基因編輯技術突破、新品種研發、農業科技企業創新發展等方面取得了顯著進展，為提高農作物產量和品質、增強抗逆性、推動農業可持續發展提供了重要支撐。全球基因組編輯市場規模從2017 年的31.9 億美元增長到2022年的62.8億美元，年均增長14.5%[7]。抗蟲水稻已在美國獲準上市，耐除草劑大豆在阿根廷獲準種植[10]，我國生物育種產業化也得到了快速發展，轉基因抗蟲棉已占國內市場份額99%以上，累計推廣3 533萬hm²，經濟效益高達500億元 [11]。轉基因大豆和玉米已在國內開始產業化試點，轉基因水稻和小麥也形成了品種儲備。據測算，我國轉基因技術培育的耐除草劑大豆一旦產業化種植，可降低除草成本450 元·hm^-2 以上，增產超10% [12]。轉基因抗蟲耐除草劑玉米抗蟲效果達95%以上，可減少蟲害后黃曲霉素等真菌毒素污染，保障食品安全，利于國際市場競爭[1213]。

1.2 生物育種全產業鏈技術創新體系初步建立

以拜耳（孟山都公司）為代表的“育繁推”一體化生物育種技術創新體系已經形成，全球具有競爭力的復合性狀生物育種新產品不斷迭代升級，隨著轉基因技術與基因編輯、合成生物、全基因組選擇等技術的深度融合，在作物中進行外源基因轉入、內源基因編輯、代謝途徑重構等遺傳改造將實現一體化發展。當前，我國已經成為繼美國之后第2個生物育種研發大國，以先正達集團中國、隆平高科、大北農等公司為代表的全產業鏈技術創新體系已經形成，并與國家農作物種業創新體系相互嵌套，涵蓋基礎研究、新技術開發、品種選育、遺傳改良、種質資源保護和利用、數據分析和決策支持以及產業化應用等多個環節，且全產業鏈一體化發展態勢日趨明顯，推動創新鏈產業鏈逐漸實現深度融合。我國已獲得300多個具有重要育種價值的基因，一批自主克隆的重要性狀基因應用于生物育種，品種遺傳轉化效率已達國際先進 [10]，全產業鏈生物育種技術創新格局已經形成，實現了由跟蹤國際先進水平到自主創新發展的轉變。

1.3 生物育種產業政策法規體系基本形成

立足國情并參考國際慣例，我國已打造出相對科學規范的生物育種法律法規及政策體系。組建了國家農業轉基因生物安全委員會和全國農業轉基因生物安全管理標準化技術委員會，建立起由農業、環保、衛生等部門組成的農業轉基因生物安全管理部際聯席會議制度，農業農村部還設立了農業轉基因生物安全管理辦公室。在國務院2001年頒布的《農業轉基因生物安全管理條例》的基礎上，農業部（現農業農村部）制定了《農業轉基因生物安全評價管理辦法》《農業轉基因生物進口安全管理辦法》《農業轉基因生物標識管理辦法》《農業轉基因生物加工審批辦法》4個配套規章 [14]，以及《轉基因植物安全評價指南》和《農業轉基因生物標簽的標識》等國家標準，國家質檢總局施行了《進出境轉基因產品檢驗檢疫管理辦法》，這些規章制度根據形勢變化不斷修訂完善。2022年1月24日，農業農村部發布《農業用基因編輯植物安全評價指南（試行）》，將基因編輯產品的有關規定納入轉基因管理辦法，并實行分類和差異化管理。

2 我國生物育種產業化發展存在的主要問題

作為全球第二大種業需求市場，2021年我國農作物種子貿易逆差高達3.5億美元，個別農作物種子依賴進口現象仍十分突出。就生物育種產業化推進來看，我國仍然存在對外依存度較高、關鍵核心技術受制于人、市場競爭力弱、知識產權保護力度不夠等突出問題 [15]。

2.1 生物育種研發裝備對外依存度較高

當前，我國生物育種領域呈現技術創新與硬件創新發展不同步的現狀，生物育種研發所需的儀器、設備、軟件、試劑等裝置，如測序分析儀、SNP基因分型儀、氣液相色譜設備等大都需從國外進口，國產設備在耐用性、穩定性和精準性等方面尚存在差距。2021年發布的《生命科學領域技術研究成果》藍皮書測算，我國生物育種高端設備和試劑耗材高度依賴進口，大多數的科學儀器被以美日歐為主導的國外十幾家大型企業壟斷。雖然我國采取了一系列支持國內此類企業發展的措施，但是國內的實驗儀器設備和試劑耗材企業仍以中小企業為主，或者不具備生產能力，或者具備技術能力但投入產出比低，設備開發意愿不強。

2.2 生物育種關鍵核心技術受制于人

我國通過資金扶持和政策激勵，在生物育種核心技術領域縮小了與國際領先水平的差距，專利申請數量顯著增加，但其中國際專利的申請比例不足10%。當前，國內基于基因編輯技術的生物育種研究進展很快，尤其是基因編輯玉米的育種技術中，中國專利數量約占世界專利數量的70%以上，具有明顯的優勢，但基因編輯的原始核心專利仍主要掌握在美國手中[16]，缺乏關鍵替代技術，新研制出的品種一旦進入產業化應用，存在潛在的“卡脖子”風險。如美國抬高專利使用價格或者禁止該專利使用，都將給我國生物育種帶來重大影響。此外，新型抗蟲、養分高效利用、抗旱耐鹽堿等具有重要生物育種價值的關鍵基因數量仍顯不足。

2.3 生物育種產業市場競爭力不強

我國農作物種質資源居全球第二，但只有10%左右完成精準鑒定并得到育種應用，挖掘利用率明顯不足[17]。2005—2018年，拜耳公司在生物技術領域年均研發投入17 億美元，而我國前50強種業企業年研發投入僅13億人民幣。2022年2月，我國種業相關專利申請量已占全球種業相關專利總申請量的46%，美國為32%，但我國種業相關專利主要集中于科研院所和高校，而性能測定、繁育加工、營銷服務等主要集中在企業，成果轉化效率不高。生物育種研發存在個人偏好、僅為發論文評職稱等現象，與市場需求結合不緊密，研究成果產業化率偏低[16，18]。

2.4 生物育種產業化應用知識產權保護配套體系滯后

以美國為代表的發達國家和地區生物育種知識產權保護體系相當完善。2009年，孟山都公司控告杜邦先鋒公司擅用抗農達除草劑專利技術，杜邦先鋒敗訴并向孟山都支付17.5億美元賠償款。截至2018年，孟山都在轉基因農作物70件專利訴訟案中勝訴54件。孟山都一直將專利訴訟作為公司經營重點，建立完善的知識產權保護體系，簽訂合同時，公司會要求被授權方提供預計銷售量，在種子銷售季過后，被授權方需報告實際銷售量，公司則派專人查對銷售記錄臺賬，一旦被授權方違約將面臨起訴。我國種業相關知識產權保護體系不健全，有大量種業知識產權被國際跨國公司搶先申請，且由于我國在知識產權保護方面專業人才匱乏，應對國際訴訟能力較弱，被侵權現象不斷發生。

3 對策與建議

全球生物育種正處于由3.0時代逐漸進入以智能設計育種為特點的4.0時代，以轉基因、基因編輯、全基因組選擇等技術為代表的生物育種技術正對種業創新產生顛覆性影響。為有序推進我國生物育種產業化發展，需全面加強生物育種組織體系、制度體系、技術體系、支撐體系、監管體系等方面建設 [5， 11]。

3.1 加強組織體系建設，為生物育種產業化提供組織保障

按照“技術主導、扎根國內、面向全球”的生物育種產業化發展思路，建立“政府主導、市場運作、開放合作、互利多贏”的運行機制，在國務院主管部門的領導下，以“種子重大科技基礎設施”為依托，以院士、種子尖端人才、種子應用型人才、種子領域企業家為支撐，以種子專業化標準化實驗基地為保障，打造生物育種科技創新和產業化應用一盤棋的生物育種組織體系。采用更具開放性的管理模式、更具靈活性的科研項目競爭方式、更具競爭力的人才激勵模式，聚焦種子全產業鏈重大戰略需求，打造具備國際競爭力的種業“航母”集群，形成全球生物育種全產業鏈技術創新和規模推廣高地。

3.2 完善法律法規體系，為生物育種產業化提供政策保障

立足當前新形勢，適應生物育種產業化發展新需求，加快生物育種產業化配套的制度體系建設。在種質資源搜集、基因資源挖掘、技術創新、品種創制和審定等環節建立起系統完整、科學規范、精準適用的知識產權制度保護體系。在對《農業轉基因生物安全評價管理辦法》《主要農作物品種審定辦法》《農作物種子生產經營許可管理辦法》《農業植物品種命名規定》等規章部分條款修訂完善基礎上，立足生物育種產業化發展目標需求，重點加強基因編輯、合成生物等方面的差異化制度建設，形成更具可操作性的技術規范、審批程序、應用標準等，進一步完善安全評價技術指南，為生物育種產業化發展保駕護航。

3.3 加強技術攻關體系建設，為生物育種產業化提供關鍵技術支撐

服務國家生物育種產業發展戰略，聚焦生物育種產業化關鍵核心技術，以生物育種產業化項目為支撐，以水稻、小麥、玉米、大豆、油菜等主要作物新品種為目標，在智能設計等重大基礎研究領域實現新突破，盡快挖掘出抗蟲、耐旱、耐鹽堿、養分高效利用等具有重要育種價值的新基因，開發出耐除草劑、抗蟲等多基因疊加復合性狀的市場新產品，提前攻克產業化后玉米螟、黏蟲等害蟲對抗蟲基因產生抗性、基因漂移產生超級雜草、新發鞘翅目蟲害等可能發生的新問題，全面推動生物育種實現高質量可持續發展。

3.4 加強科技裝備體系建設，為生物育種產業化提供條件支撐

以國家農作物種質庫和畜禽種質資源庫等為重點，政策支持打造具有國際一流水平的種質資源搜集、保存、鑒定評價和開發利用體系，為生物育種提供最優質資源材料。支持建設具有國際一流水平的生物育種信息采集服務平臺，提供“ 數據-技術-算法-決策”系統化智慧育種范式，全面提升生物育種數字化和精準化水平，縮短育種周期，提高育種效率。鼓勵開展生物育種裝備技術國際合作研究，掌握生物育種裝備最新發展動向，支持國內中小型企業開展生物育種裝備研發，全面提升自主裝備能力，打破生物育種產業化裝備瓶頸。

3.5 加強大型跨國性市場主體培育，為生物育種產業化贏得國際市場空間

國際生物育種產業市場呈現全球化、集團化、多功能化趨勢。我國應該積極搶抓機遇，充分發揮政策引導作用，推動盡快建立集基礎研究、技術攻關、產品創制、市場推廣等全產業鏈的生物育種產業化創新應用體系，加快生物育種產業化落地。充分發揮政策性金融市場引導作用，支持生物育種企業通過建立海外研發中心、生產基地、銷售網絡和服務體系等方式融入國際市場，大力培育具有國際市場競爭力的跨國性生物育種產業化龍頭企業，爭取更大的國際市場空間。

3.6 加強市場監管體系建設，為生物育種產業化推進提供安全保障

目前，全球對基因編輯等產品的安全管理政策存在一定差別，如以美國和加拿大為代表的非生物多樣性公約締約國和以中國、阿根廷、歐盟為代表的生物多樣性公約締約國（組織），對基因編輯的監管豁免措施有所不同。為此，應加快推動對基因編輯、合成生物等各類監管標準的研究，力爭成為生物育種行業國際規則和標準的制定者甚至主導者，建立起全域聯動、立體高效的生物育種風險監控預警防護體系，對生物育種、生產、加工、流通、市場推廣等各環節實現全過程安全監管，形成生物育種產業化健康發展的市場環境。

4 結語

我國在生物育種領域研發投入不斷增加，在基因編輯等關鍵技術研發方面取得了重要突破，在主要農作物的品種選育和推廣應用方面成效顯著，種業創新體系與全產業鏈體系建設呈現一體化發展。未來，為了有序推進生物育種產業化，我國仍需持續提高研發投入，加大自主開發關鍵核心技術支持力度，建立創新平臺，推動“產學研用”融合發展，培育更多具有抗逆性、高產性和優質性的新品種，進一步形成自主可控的完整產業鏈創新鏈體系，提高生物育種產業的綜合效益和國際競爭力。

（責任編輯：溫小杰）