我们如何解决种业“卡脖子”问题？丨2030中国农业创新展望
编者按：
本文为35斗发布的《势能转化——2030中国农业创新展望报告》摘编。报告以问题为导向，从企业和投资的视角来了解目前的产业需求、解决方案以及未来的规划布局，通过线上一对一的调研访谈，获得一线信息和观点，进而梳理嘉宾信息加入有效论据，回答农业领域的10大产业问题，期望对行业发展起到智力支撑作用。
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。
1.1 2021年农作物种子贸易逆差高达3.5亿美元
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。
1.2 高端仪器受制于人，我国90%以上的科学仪器被国外企业长期垄断
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。
种业研发生产过程中使用的仪器、设备、软件、试剂等装置，如测序分析仪器、SNP基因分型仪、气液相色谱设备等，基本需要从国外进口，国产设备在耐用性、稳定性和精准性等方面还存在差距。
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。
1.3 我国52万份农作物种质资源，只有10%左右完成精准鉴定
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。
1.4 我国80%的育种企业没有植物新品种权，套牌现象明显
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%。
以蔬菜为例，纳入等级制度管理的八大种类最多时有13487个品种，而业内认为仅30%至40%是实质性创新，其余多是改头换面，甚至套牌。
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。
1.5 种业论文、专利总数位居世界前列，但缺乏顶层核心技术和底层落地衔接
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。
截止到2022年2月，中国种子专利申请量占全球种子专利总申请量的46%；其次是美国，种子专利申请量占全球种子专利总申请量的32%；欧洲专利局排名第三，占全球种子专利总申请量的4%。但中国种子的专利绝大多数集中于高校科研院所，而性能测定、繁育加工、营销服务三大环节，资源主要集中在企业，科研与生产“两只手”，尚未形成市场导向的高效种业创新体系，种业上下游衔接不紧密，难以形成突破性的进展。
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
目前，德国拜耳、美国科迪华占全球种子市场份额的四成以上。这些企业自主研发和产学研联合创新紧密结合：科迪华在全球有120余座育种试验站，拜耳每年有3500份全球产学研合作协议，龙头企业的不断创新带来更强大的垄断市场。
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。
面对种业的种种困难，其实无论哪个角色都没有停止想方设法贡献自己的力量，包括政策法规、技术、人才以及资本，多方的倾力投入都在为种业这场无硝烟的战争奋斗着，努力打好中国种业翻身仗。
2.1政策法规激发136.2万余家种子相关企业积极性
我国国民经济“八五”计划至“十四五”规划中，对种子行业的发展要求不断在更迭、变迁，从“鼓励充分利用农村劳动力资源，到精准提出种子工程计划，再到保障种子基础设施及技术平台的建设，以及进一步推进生物育种及种质资源保护，培育具有国际竞争力的种业龙头企业”逐步深层次变迁。
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。
国家层面，国务院、农业农村部、发改委等部门颁布的种子行业政策主要内容包括：
（1）加大种质资源收集、保护和精准鉴定评价，建立系统完整、科学高效的农业种质资源保护与利用体系；
（2）强化种业知识产权保护，依法严厉打击套牌侵权等违法犯罪行为；
（3）加快推进生物育种研发创新发展及产业化应用，强化现代农业产业技术体系建设。主要围绕种质资源保护、创新技术发展以及种业产业落地等方面给与明确指示。
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。
很多企业也是抓住了政策的扶持，据天眼查数据显示，截至目前，我国拥有136.2万余家种子相关企业。其中，2021年新增注册企业近20万家，增速达17.8%。从成立时间来看，超5成企业成立时间在5年之内，成立于1年的占比15.1%。也从侧面反映出，这么多企业也需要政策、法律法规的不断推进，进一步发挥企业生机。
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
除了政策上面的支持，面临现在种业销售中的售假、套牌的现象，仍需要法律法规的出台以及有效的种业溯源链条监管，打击种业企业品种造假。
图：中国种业知识产权发展
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
种业发展可以分为四个阶段，1.0时代是农家育种，2.0时代是杂交育种，3.0时代是分子育种，包括分子标记、转基因、基因编辑育种等，4.0时代是“生物技术+人工智能+大数据信息技术”育种。目前发达国家已进入种业4.0时代，我国还在2.0至3.0时代之间。因此，我国种业还有很长一段路要走，要实现种业跨越式发展，归根结底还是在技术的创新。近几年国内无论是科研院校还是种业企业都在加大底层技术和工具的创新布局，以期能够在最短的时间赶超国外种业发展水平。
图：育种发展趋势
数据来源：华智生物、公开网站，35斗研究院绘制
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。
以科研院校为例，越来越多的科研院校开设种子科学与工程专业，其中排名前三的高校：南京农业大学、浙江大学和中国农业大学，不仅有农业特色院校，还有综合性研究实力靠前的院校。也从侧面体现出全国对于攻破育种技术注入了大量的创新人才力量。
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。
华智生物
博瑞迪
慧诺瑞德
2.3校企联合破解种业卡脖子问题
我国院校在种业研究方面形成不同院校独特的优势，有的对种猪繁育研究多年具有优势品种和技术，有的具有国家认证的自主培育种鸡品种，有的对水稻杂交研究精专，有的对玉米或小麦品种筛选优化蓄积深厚，甚至有的保藏有丰富多样的微生物品种等等，通过多年理论与实践的结合，积攒了丰富的种质资源和先进的育种技术，同时，国家对教育的大力支持，多数高校都配备有国家级重点实验室及先进的仪器设备，成为基础研究的重要支撑。但由于院校专家、教授主要集中于上游技术的攻关，在产业化落地方面经验欠缺。
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。
据35斗调研显示，校企联合受区域优势影响较大，主要取决于企业所处地区农业院校情况。在调研的多位企业负责人表示，内蒙古、青海等区域本身农业优势院校较少，很难找到良好的合作机会，将外地专家客座可能只能解决短期问题，而如果将企业搬迁至优质农业院校富集区域又会导致企业本身经营成本的提高，甚至更改育种品种的决策等等都是摆在企业面前的棘手问题。而相较于浙江、江苏等地，不仅集聚了优质的农业院校，还有多所综合实力雄厚的双一流院校，显然优势更明显。
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。
校企联合充分发挥各方优势，不仅可以解决人才方面的问题，还将优质种质资源以及先进的科研平台充分利用，让科学家更懂市场需求，让企业家更寻求创新。
2.4 PE/VC赋能种业升级
据天眼查不完全统计，农业种植相关企业融资事件合计发生77起，融资金额近27亿元。从轮次方面看，融资轮次仍以早期融资为主，种子轮、天使轮以及Pre-A轮，三者合计融资事件占比总数的半数，达到58.4%。
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。
同时，根据前面章节对投资机构调研数据来看，近半数的投资机构都在关注育种行业，并且对早期项目的热情也在逐渐升高。
3.1种业朝着规范性、标准化、高度集中化方向发展
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。
高度集中化方面，表现在国际大型种业公司规模在不断壮大，通过外延并购，使得各个国家种业集中度不断提高，并且在众多种业企业中，TOP20种业集团遥遥领先于其他种业公司。
3.2数字化育种提高育种效率，或将实现弯道超车
种业历经过常规育种、杂交育种、分子育种3个阶段。如今，育种正迎来4.0的新阶段，即智慧育种，未来，智慧育种将来会是育种4.0时代的一个主要技术。通过将云计算、人工智能、基因编辑等技术综合应用于育种，技术和效率上将全面超过传统育种行业。
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。
3.3生物育种：基因编辑、转基因争先抢占商业化市场
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。
35斗此前文章曾提到，当前种业创新已经被提到国家战略高度，种业创新已经成为农业领域的热点议题，诸多政策、资源、人才等产业要素涌入种业，为种业发展提供了有力保障和坚实基础。种业已经进入技术驱动的新发展阶段，以分子育种、转基因为代表的生物技术，以大数据、人工智能为代表的数字化技术，正在革新传统的育种方式，极大程度地提升种业研发效率，降低种业研发成本，加速种业创新进程。
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。
来源：35斗
