2022年4月,国家领导走访三亚市崖州湾种子实验室,了解海南支持种业创新等情况,并再次指明种子之于中国饭碗、之于粮食安全的重要战略意义,再次推动了政府及产业界对种业创新的关注。俗话说,知己知彼才能百战不殆,想要解决卡脖子问题就要了解问题在哪里才能有效改进。
中国种业面临3大卡脖子问题:对外依存度高、种质资源和知识产权保护不足以及核心科技创新度不足。
我国是全球第二大种业需求市场,规模达1200多亿元。与2014年3700万美元的顺差相比,我国在2021年农作物种子贸易额为10.1亿美元,其中进口额为6.8亿美元,出口额为3.3亿美元,贸易逆差为3.5亿美元。这意味着,我国部分农作物种子仍依赖进口。
技术的创新与更迭需要借助高端科学仪器来完成,随着多技术融合的发展,育种行业也不可避免地需要大量先进的科学仪器硬件来弥补过去长期滞后带来的长距离超车需求。
根据百科网数据统计,我国90%以上的科学仪器被国外企业长期垄断,中国一年从国外进口的科学仪器设备更是高达3380亿。并且,美日欧企业占据了主导地位,其中美国赛默飞更是以绝对优势在该行业中独占鳌头。
我国许多种源与国际先进水平有较大差距,重要原因是优异种质资源储备不足,精准鉴定挖掘不够。目前,我国拥有52万份农作物种质资源,居全球第二。但其中地方品种、野生种质和国外种质等数量明显偏少,85%来自国内,引进的不足15%,且主要保存在科研单位和企业。与此同时,入库种源只有10%左右完成精准鉴定,获得育种应用,其余大部分处于沉睡状态。作为对比,美国约四分之三的种质资源来自全球,企业是种质保存、鉴定、利用的主体,实现了资源充分利用。
中国种业公司真正有自主研发能力的企业不超过100家,且研发投入明显不足,大多数种业公司只能通过购买品种甚至通过侵犯他人知识产权来进行生产经营。而在知识产权方面,80%的企业没有植物新品种权,拥有10个以上新品种权的企业仅占2.3%。
对比拜耳(杜邦)这样的转基因种子市场的垄断巨头,在玉米、大豆、棉花等多种重要作物的转基因种子市场上,占据70%至100%的份额,全世界超过90%的转基因种子,都使用它的专利。
翻开作物育种论文量世界排名,中国、美国、日本、印度、德国位列前五,中国占全部论文量的20%,但是论文转化的突破性品种却不多。
1.6我国种业企业呈现数量多、规模小,65%的企业规模在3000万元以下
反观我国种企,数量多、规模小、竞争力不强。从销售额看,农作物种企有7000多家,前10家企业年销售额仅约100亿元,市场份额仅占国内的13%。种子企业规模较小,行业总体分布集中在中小型企业,2019年中国种企数量达6391家,65%的企业规模在3000万元以下。2019年A股上市的9家种企营业收入,龙头企业的市占率除农发种业外均低于5%,各龙头企业的研发投入占主营收入的比例低,除隆平高科外,其他龙头企业的研发投入占比均低于10%,研发资金不足导致创新驱动的落后。
“4招”助力创新企业攻关3大核心问题
2.1政策法规激发136.2万余家种子相关企业积极性
同时,在不同阶段无论在国家层面还是地方层面各级政府均出台了一系列相关政策。
各省市层面,全国各省市为响应国家号召,也出台了一些了相关政策。主要是围绕国家政策做出细化拆分,根据自身条件合理设定要求,促进工作有效落实。
图:中国国民经济规划中种子政策的变迁
数据来源:公开网站,35斗研究院绘制
2.2底层技术和工具发力育种效率和成本,实现种业技术创新
据了解,自从引入基因组测序技术与基因编辑技术以后,育种所需要的算力成百上千倍的提升,对算法要求也更高。通过人工智能、云计算等数字技术,能上百倍的提升计算速度和模型预测准确率,解决科学家对算法、算力的核心需求,从而极大提升育种效率。通过对大数据进行存储、计算、处理与分析,为动植物育种提供精准的数据分析结果和决策依据,通过人工智能实现智能化决策,推动种业的数字化、信息化、精准化和智能化。
以企业为例,为更好的服务于种业企业发展,出现越来越多的企业服务于种业的创新发展,建立了专业性、多样性的生物种业关键共性技术平台。超算大平台面向农作物、畜禽水产、林果花草、微生物等各大种业领域,集成种质资源、基因组信息、多组学数据、算法模型、高性能计算等软硬件设施,为精准育种、设计育种特别是新一代智能化育种提供了第三方专业、高效、融合的“BT+DT”支撑服务。
2.3校企联合破解种业卡脖子问题
我国种业企业龙头企业较少,多数企业小而散,虽然也设有一定的研究团队,但是多数人员主要集中与攻关下游渠道,无法将先进技术产业化应用,技术与产业形成了巨大的代差。同时,育种是一个极度烧钱的行业,技术创新需要高昂的资金支持,所以总的来讲缺乏人才支撑和先进设备基础。
但总的来说,无论是企业家还是科学家都在克服一切困难,逐渐走向联合。从国家政策及国家在近几年国家重点研发项目指南中也可以看到,逐渐强调重大研发项目的应用示范,将近40%的项目逐渐走向产业化方向,也明确提出联合院校与企业共同完成项目。
2.4 PE/VC赋能种业升级
据投资界报道,致力于新一代基因编辑工具开发的齐禾生科,今年3月,宣布完成由杏泽资本独家领投的逾亿元人民币种子轮融资,这也是中国已公布的基因编辑企业种子轮投资的最大手笔。
未来种业发展方向中大家的判断和认知是什么?
规范性和标准化方面,包括种质资源开发、利用以及知识产权保护,表现在标准化的种质资源库以及种质资源平台建设,同时还表现在完善的知识产权保护法律法规以及明确的种业发展政策。
3.2数字化育种提高育种效率,或将实现弯道超车
目前,国内多家种业企业,搭建了高通量种质资源创新培育平台,有效提升筛选效率,覆盖更多物种,并不断致力于筹建育种大数据平台。但总体来看,国内还处于基础阶段,处于2.0向3.0过渡的阶段,需要分阶段、分目标的完成。
根据美国MarketsandMarkets咨询公司发布的报告显示,全球基因组编辑市场(包括CRISPR、TALEN和ZFN)的规模将从2017年的31.9亿美元增长到2022年的62.8亿美元,复合年均增长率高达14.5%。与ZFN和TALEN相比,CRISPR系统的优势主要体现在系统设计简便、可实现多基因编辑等,发展前景广阔,但克服技术难点也仍有很长的路要走。
小 结
在此种背景下,中国种业应该瞄准“卡脖子”关键问题,在种质资源发掘与保护、基因编辑技术、转基因、农业适度规模化经营方面重点发力,提升中国种业的综合创新能力,提升中国农业现代化、规模化水平,加强农业的国际竞争力。
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