編輯 | 新銳恒豐研究院

      來源 | 市場監管總局

      轉自 | 光明母港

      #1986年，一號文件指出：著重發展適用于我國農業的新品種。

      #2005年，一號文件指出：繼續實施“種子工程”、“畜禽水產良種工程”，搞好大宗農作物、畜禽良種繁育基地建設和擴繁推廣。

      #2009年一號文件要求“加快推進轉基因生物新品種培育科技重大專項”。

      #2015年一號文件要求“繼續實施種子工程，推進海南、甘肅、四川三大國家級育種制種基地建設。加強農業轉基因生物技術研究、安全管理、科學普及”。

      #2020年中央經濟工作會議提出，要“開展種源‘卡脖子’技術攻關，立志打一場種業翻身仗”。

      #2021年7月9日，總書記在主持召開中央全面深化改革委員會第二十次會議審議《種業振興行動方案》時強調，要把種源安全提升到關系國家安全的戰略高度。

      ……

作為國家戰略議題，種業創新被提高到了前所未有的高度，而這之中，作為攻克“卡脖子”的重點任務——關鍵共性技術，如基因測序、基因編輯、表型分析等，又將如何為種業創新鍛造大國重器？

從1.0到4.0，育種4.0是否給我們帶來換道超車的機會

      從以”馴化"為主的育種1.0時代走來；19世紀中旬，遺傳學三大定律的總結，揭開了種業2.0的新篇章；百年之后的20世紀末，基因編輯技術的逐漸成熟，叩開了種業3.0的時代大門；進入21世紀，信息化技術的革新讓我們看到了全新的靶向育種、精準育種的育種4.0時代的“倩影”。

      歷史的車輪滾滾而來，科學家們也從未停止探索的腳步。這其中，從育種2.0時代所用到的雜交育種技術，到育種3.0時代大量涉及的基因編輯技術和轉基因技術，它們之間的區別也曾讓人“傻傻分不清楚”。而如今，科學技術的純熟應用和人們知識水平的提升，上述技術模糊的“面容”也逐漸變得清晰了起來。

圖：雜交育種、轉基因育種和基因編輯育種的區別

數據來源：據公開資料收集

      時代的變遷見證著育種技術的改變，技術的改變也反映出了種業現代化的歷史進程。走在現代化的路上，歷史的差距固然存在，需要我們正視，但是用科學和技術點亮的“智慧樹”，更是育種4.0時代我國能否實現“彎道超車”的轉折點。

      最近二十年間，現代種業逐漸興起，隨著科技的集約化水平不斷提高，當前品種選育的“硝煙”已彌漫在生物組學、基因編輯、合成生物學等現代生物技術的“戰場”上。除此之外，隨著物聯網、大數據等高新技術的不斷涌現和逐步成熟，世界各國和地區也將目光從育種3.0時代逐漸聚焦到了育種4.0時代，而上述技術能夠通過模擬作物生長氣候、土壤以及生長周期等條件和信息，整合海量的數據和信息為人們提供智能育種決策，縮短育種的周期和時間，也成為了種業發展的“必爭之地”。

      就目前來看，我國在農業科技領域取得了一系列的重大突破，農業科技整體研發實力在世界上已有一定地位，在生物育種、植保與疫病防控、精準栽培、設施農業、質量安全、綠色發展等多個領域，已擁有標志性成果，部分領域創新水平已獲得進入世界第一方陣的“入場券”。

圖：近年來我國在農業科技上取得的部分矚目成果

數據來源：北京農業

將現代生物技術和高新技術寓于種業的發展之中，不僅蘊含著我國種業“反超”的希望，還有著種業產業變革突飛猛進無限的可能和機遇。

種業關鍵技術梳理，大國重器如何鍛造？

      種業關鍵共性技術平臺的建設，不僅是順應時代、順應種業發展潮流的需要，也是滿足我國育種技術持續迭代升級、融合交叉學科與科學技術的、拓展跨界與領域的高度細分等多元化需求的“必需品”。

      我國陸續出臺的政策也是支持種業關鍵技術和平臺建設的堅實基礎。“十四五”規劃中明確提出：產學研用方面，要支持產業共性基礎技術研發，集中力量整合提升一批關鍵共性技術平臺；黨的十九大報告提出,“突出關鍵共性技術、前沿引領技術、現代工程技術、顛覆性技術創新”；發改委印發的《“十四五”生物經濟發展規劃》更是指出：布局建設共性技術平臺，支撐開展關鍵共性技術創新和示范應用；黨的二十大提出，深入實施種業振興行動,強化農業科技和裝備支撐,健全種糧農民收益保障機制和主產區利益補償機制；2023年，中央一號文件指出，深入實施種業振興行動。構建開放協作、共享應用的種質資源精準鑒定評價機制。全面實施生物育種重大項目，扎實推進國家育種聯合攻關和畜禽遺傳改良計劃……

圖：部分出臺的有關建設關鍵技術平臺的政策

數據來源：據公開資料收集

      在政策的指引下，當前，種業領域關鍵共性技術平臺已在我國部分地區“落戶”，并成為了標配。

圖：當前已建立關鍵共性技術平臺的部分地區

數據來源：《種業關鍵共性技術平臺建設的思考》報告，

      田冰川

      在政策的支持和產業的“千呼萬喚”之下，以生物育種、數據科學、智能技術和先進制造等交叉學科為基礎的現代育種領域，已涌現出多個細分領域的“明星公司”，某些企業甚至“身兼數職”，在多個領域都有涉及，且在行業內獲得了受眾的認可。

      育種核心技術主要集中在農作物重要性狀的遺傳解析、分子設計育種、智能化育種、單倍體育種、基因編輯、表型精準鑒定等方面，我們就其中三個重要的方面進行了分析。

圖：目前國內從事序列合成、遺傳轉化、

測序分析、表型分析的企業

數據來源：知耕TechCube

      · 遺傳解析及基因測序服務

      值得一提的是，在遺傳解析及基因測序服務方面，隨著基因測序價格“超摩爾定律”式變化（華大智造劉健：以前需要十三年測一個人，現在只需要一天能測60個人。原來花幾十億美金，到現在一個全基因組測試的價格可能都不到600美金），技術的不斷進步，全球市場上，基因測序正在以高速進行增長，近年來我國基因測序的市場份額占全球市場比重也在不斷增加。

圖：2013-2018年全球及中國基因測序市場發展規模

數據來源：前瞻產業研究院

      除醫學、醫藥領域外，在農業種、養和育種領域中，這一技術也大有可為，農作物的全品種基因測序不僅能大幅提高傳統育種效率、設計“定制作物”，也會在推動農業發展、增加作物產量等方面做出巨大貢獻。因此，利用遺傳解析及基因測序技術和服務或將顛覆農業生產格局，其重要性也自然不言而喻。

      推動農業生物育種跨越式發展的“生力軍”，遺傳解析及基因測序服務無可替代。以下將為讀者介紹數家國內有代表性的提供遺傳解析及基因測序服務的企業。

      華大基因

      2010年，深圳華大基因股份有限公司（以下簡稱：華大基因）正式成立，企業主營業務涵蓋基因檢測、質譜檢測、生物信息分析等多組學大數據技術手段，為醫療機構、社會衛生組織等提供研究服務和精準醫學檢測綜合解決方案。2017年，華大基因成功登陸深交所創業板，成為了真正意義上基因測序行業登陸資本市場第一股。

      基因測序這一領域的高門檻也讓華大基因擁有了屬于自身的“護城河”。2016年，其自主研發的高通量臺式測序系統BGISEQ-50曾被彼時的企業執行副總裁稱為“我國已完全具備自主可控的核心測序技術的標志”。

      在種業方面，華大基因關注種質資源保護與開發，企業旗下的華大科技提出的“種質資源研究 → 多組學數據 → 分析 → 數據庫 → 分子創新育種”的整體解決方案，能夠有效提高分子育種效率、助力主體進行決策、加大相關數據的共享力度，為我國實現種業振興提供了有力的支撐和保障。

      目前，華大基因業務已遍及全球100多個國家和地區，完成1000余個物種的全基因組從頭測序，合作發表期刊文章200余篇，已在遺傳解析及基因測序服務領域擁有一定話語權。

      博瑞迪

      2017年由張嘉楠創立的石家莊博瑞迪生物技術有限公司（以下簡稱：博瑞迪）稱得上是遺傳解析及基因測序服務領域中的“后起之秀”，但在推動我國分子育種的產業化進展上，企業并不顯得“稚嫩”，相反，博瑞迪已在行業內擁有一席之地。

      致力于低成本的分型技術，博瑞迪獨立開發了GBTS靶向測序基因型鑒定技術，以幫助動植物領域的育種端或科研端實現低成本基因型檢測和分型。

      隨后，在2019年，博瑞迪建立了一套覆蓋最初樣品取樣到最終實驗室測序之間所有流程的全國產化的獨立技術體系，只需采購基礎的工業原料就能完成整個實驗的方式使得成本直線下降。企業多年積累的實驗室高通量及自動化能力能夠顯著降低液相捕獲測序成本，使得大部分育種企業都能從中獲得顯著的經濟效益，為育種行業發展提供了極大的助力。

      當前，博瑞迪專注于動植物分子檢測和育種相關技術開發，品類涵蓋作物、畜禽、林木、水產等100+物種，企業已服務500+育種單位，檢測樣本超70多萬份、發表專業文章超40篇。

      康普森

      北京康普森生物技術有限公司（以下簡稱：康普森）是深耕在動植物遺傳育種領域的基因檢測服務商。2011年成立的康普森，可以稱得上是國內農業基因組技術商業化平臺的“老大哥”。年檢測量超120萬的國際標準實驗室、具備CMA檢驗檢測資質認定證書、CNAS實驗室認可證書、先后的引進的華大MGISEQ2000測序平臺、人類健康基因檢測平臺以及各種配套設備等都無一不在證明著企業的強大實力。

      本著“面向農業，深入產業”的奮斗目標，康普森之中致力于開發符合我國農業產業結構和物種的系列基因芯片，以求能夠滿足當前動植物品種鑒定、良種選育、性狀篩選等需求。將基因組技術從科研落地到農業生產中，實現中國農業與發達國家接軌，真正做到中國農業的大發展。

      截止目前，康普森已經與多家高校和科研院所達成合作，共同研發出玉米油料檢測基因芯片、棉花品種鑒定基因芯片、豬SNP分型芯片等，企業日檢測樣本量可達1000個以上，目前已完成項目近2000個，合作客戶發表多篇SCI論文。

      總的來說，我國基因測序行業當前處于成長階段，部分企業的測序技術已夠到達到國內領先、國際先進水平的門口，越來越多的具有完全自主知識產權的基因測序產品獲批上市實現商業量產。但如何實現基因測序儀進口產品的國產化替代、降低成本、大批量實現物種的基因組測序仍是我國相關企業風物長宜放遠量的長期戰略。

      · 基因編輯/轉基因

      農業農村部科技教育司二級巡視員張文曾表示，以全基因組選擇育種、轉基因技術、基因編輯等為代表的生物育種技術已成為國際育種的前沿和核心，相關技術已成為全球眾多國家和地區搶占科技制高點、增強國際競爭力的重大發力點。

      政策的帶領下，處處都是響應之聲。高位布局玉米轉基因品種開發的隆平高科，取得重要進展的大北農轉基因大豆產品，為基因檢測提供重要支撐的舜豐生物……隨著人們對基因編輯和轉基因認知的不斷深入，其產業化也顯示出誘人的前景。

      Kalorama Information預測，2025年基因編輯及其相關供應市場規模有望突破50億美元，華泰證券研究報告則預測，5年后，我國轉基因種子市場規模有望達到460億元。

      在這條賽道上，我國也涌現出了多個優秀企業。

      齊禾生科

      2021年9月成立的蘇州齊禾生科生物科技有限公司（以下簡稱：齊禾生科），在成立半年之后（2022年3月）就宣布了企業已完成由杏澤資本獨家領投的逾億元人民幣種子輪融資，這也是迄今為止中國已公布的基因編輯企業種子輪投資的最大手筆，這個基因編輯領域中的“新秀”其上升勢頭不可謂不猛。

      其創始團隊的履歷同樣“金光閃閃”，團隊成員有在基因編輯學術領域具有世界級影響力、被Nature評為中國十大科學家之星的高彩霞博士、哈佛大學基因編輯科學家劉如謙的學生Kevin Zhao博士，以及擁有豐富經驗的研發、運營及商業化團隊。

      齊禾生科以開發新型基因編輯技術為著力點，作為突破性的分子生物學技術，基因編輯在全球范圍內已被廣泛應用，在生物育種領域，這一工具的使用有著巨大的影響力。然而，令人唏噓的是，此前，基因編輯工具的核心底層專利皆被海外機構握于手中，但齊禾生科的出現似乎有望改寫這一局面。

      專注于開發獨立自主可控的新型基因組編輯技術，并探索其在生物育種等各領域的應用，未來，希望齊禾生科能在基因編輯這一片生物育種希望的沃土上持續耕耘。

      杭州瑞豐生物

      2022年，這一年是被眾人看做中國轉基因的商用元年，隨著轉基因大豆玉米品種審定標準（施行）的印發，我國距離生物育種產業化應用更近了一步。

      作為轉基因玉米主要研發“4企1校1所”（中國農業大學、中國農業科學院、大北農、杭州瑞豐、隆平生物、先正達）的一員，杭州瑞豐生物科技有限公司（以下簡稱：杭州瑞豐）稱得上是我國轉基因研發的領導者。

      企業于2009年由沈志成正式創立，目前，隆平高科為杭州瑞豐第一大企業股東。依托浙江大學的基礎研究優勢，企業已建立了從功能基因挖掘、轉化體創制和篩選、國內國際安全評價和轉基因品種轉育的完善的產學研結合平臺。

      2019年12月，杭州瑞豐生產的“瑞豐125”轉基因抗蟲耐草劑玉米是獲得農業轉基因生物安全證書的首批產品之一；2021年12月，杭州瑞豐的“浙大瑞豐8”轉基因抗蟲玉米在農業農村部科技教育司進行了農業轉基因生物安全證書（生產應用）批準清單的公示；企業另有的數個轉基因抗蟲抗除草劑玉米和大豆新品種也進入了安全證書的申請階段……頻傳的捷報使得企業完成了商業化的積累，也奠定了企業在轉基因這一領域的地位。

      · 表型精準鑒定

      表型緣何重要？

      歸根到底，農作物收獲的是表型，而不是基因型。在農作物育種研究中，盡管基因測序有著重要的意義，但最為直觀和直接的還是表型。《國家重大科技基礎設施建設“十三五”規劃》也將“作物表型組學研究設施”列入其中。

      傳統的育種方式，育種人過于依賴經驗，品種的選取、決策的邏輯，也僅靠“經驗”二字，如今，育種領域中，以科技為名的“發令槍”已經響起，種質資源表型鑒定、有效保護和合理利用無一不需要我們下“狠功夫”。

      百奧云

      將育種過程中的“三分運氣”的小概率轉變為“滿分數據”是長沙百奧云數據科技有限公司（以下簡稱：百奧云）一直以來努力的方向。

      2018年，由王冰冰創立的百奧云如今已為隆平等種業公司和湖南省農科院、河北農科院等科研單位提供育種數據管理分析服務。

      百奧云開發的育種表型數據系統能夠整合長時間、多點的育種表型數據，并對數據進行多維度的分析和統計。自動化和數據驅動可視化的設計模式，能夠直觀地向從業者說明數據背后的意義，助力企業快速、高效地完成對育種數據和材料選育的信息化管理，幫助用戶從多個產品中篩選出最優秀的品種、做出最佳的育種決策。

      同時系統還整合了多個深入分析工具，包括區域適應性分析、性狀穩定性分析及性狀間關聯分析等，通過分析比較品種間、品種與對照在不同區域的適應性和穩定性，能夠幫助企業找到品種適應的精準區域，為企業和個人提供數據支持。

      慧諾瑞德

      慧諾瑞德（PhenoTrait）是一家以植物表型為核心的AIoT+DT技術公司，是國家高新技術企業、中關村高新技術企業和全國科技型中小企業。公司利用智能感知、多源多維多譜視覺技術、人工智能、自動化和物聯網技術，為大范圍、高通量獲取與農作物品質、產量、抗性相關的植物表型及環境數據提供系統解決方案，為智慧育種、智慧種植和產業鏈賦能。表型組是基因組之后生命科學研究和產業應用的又一戰略制高點。慧諾瑞德，用表型之“瞳”，筑科研之基，拓產業之路，賦農業之慧。

      #歐洲、美國、日本、澳大利亞等發達國家已先后建立作物表型組學研究機構。

      #2019年，美國轉基因作物種植面積為7150萬公頃，占全球37%；巴西、阿根廷、加拿大分別占全球的28%，13%和7%；中國僅占全球的1.68%。……

      科技創新是我國種業行業面向未來的重大戰略選擇。傳統種業，是在一條以腳力和馬車為主要“趕考”方式的賽道上進行的競賽；而如今，這條用鋼筋水泥搭建起來的賽場，比拼的是世界各國和地區在科技上的儲備和相關技術的創新。過往用馬車和腳力形成的差距和先發優勢，在如今飛機、高鐵速度的對比下，要實現追趕，其差距也只在毫厘之間。

      誰掌握了核心科技，誰就掌握了種業的未來。

      參考資料：

      1.《陸福興：從歷年中央一號文件看我國種業政策的變遷與趨勢》

      2.《育種4.0時代到來 數字科技助力解決種子難題》

      3.《重磅！近十年我國農業科技的30個標志性成就公布！》

      4.《種業關鍵共性技術平臺建設的思考》報告，田冰川

      5.《華大基因入選國家種業專業化平臺陣型企業！》

      6.《齊禾生科完成逾億元人民幣種子輪融資，占據基因編輯技術制高點》