基因編輯時代來臨！我國農作物基因編輯企業如何搶灘百億市場？
農財網種業寶典 2023-05-30
近日，美國Pairwise公司正式推出一款基因編輯芥菜，這是美國首個使用 CRISPR 技術編輯的蔬菜。
基因編輯技術是提升我國種業競爭力的利器。今年，基因編輯環境持續向好，相關政策頻出，無不昭示著基因編輯時代來臨。多年布局，我國農作物基因編輯企業有哪些？目前發展進展如何？未來又該如何發力？......
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美國首個基因編輯蔬菜上市
由劉如謙/張鋒聯合創辦的公司推出
3年前，美國農業部批準Pairwise公司基因編輯芥菜。近日，該公司在美國餐飲服務中正式推出一款蔬菜，這是美國首個使用 CRISPR 技術編輯的蔬菜。
這款蔬菜由紫色和綠色的芥菜葉片組成，產品名為“Purple Power Baby Greens Blend”。“大多數生菜不是很有營養，其他類型的蔬菜風味不佳。使用 CRISPR，我們已經能夠改進綠色蔬菜的營養與口感，且只需要傳統育種方法1/4的時間就能育成。”Pairwise首席商務官Haven Baker說。芥菜植物本身具有尖銳、熱辣、刺鼻的味道，經基因編輯后，芥菜的辛辣味被去除，作為沙拉或主菜都很合適。
美國首個使用基因編輯的蔬菜Purple Power Baby Greens Blend，來源：Pairwise
據悉，Pairwise公司由 CEOTom Adams、首席商務官Haven Baker以及3位科學聯合創始人共同創立，包括基因編輯領域的領導人物、哈佛醫學院病理學教授Keith Joung，哈佛大學-麻省理工學院博德研究所劉如謙，以及麻省理工學院教授張鋒。該團隊開發了一整套專有系統，并擁有該系統的基礎知識產權。
2021 年 2 月，Pairwise在 B 輪融資中籌集了 9000 萬美元；加上 A 輪融資，總融資額達到1.15 億美元。除了綠葉蔬菜，Pairwise 目前正在其品牌 Conscious™ Foods 下開發無籽漿果、無核櫻桃和其他產品。該公司的網站稱，無籽黑莓應該“在未來幾年內”出現在超市，而無核櫻桃可能要到本世紀末才能實現。
Pairwise北卡羅來納州和加利福尼亞州擁有超過 120000 平方英尺的實驗室、溫室和辦公空間，已成功展示了 16 種作物的編輯，其中玉米、大豆和綠葉蔬菜新品種這3種基因編輯作物已經完成了田間試驗。
2021 年，日本東京公司 Sanatech Seeds 在日本推出了一種經過基因編輯的番茄，其中含有大量的 γ-氨基丁酸，即GABA。去年，美國批準了基因編輯的牛用于肉類生產。明尼蘇達州的 Acceligen 公司通過基因編輯讓奶牛擁有短而光滑的被毛，具有這種特性的牛能夠更好地承受高溫。
02
我國農作物基因編輯企業有哪些？
舜豐生物：國內首家開展植物基因編輯產業化運作的企業，擁有基因編輯底層工具CRISPR Cas SF01和CRISPR Cas SF02
山東舜豐生物科技有限公司由朱健康院士團隊領銜創建，是國內首家開展植物基因編輯產業化運作的企業，2023年4月，公司拿到了全國首個植物基因編輯安全證書。公司專注于基因編輯技術的開發及其在農業生物育種、基因檢測醫療等領域的產業化應用。公司擁有基因編輯底層工具CRISPR Cas SF01和CRISPR Cas SF02，打破了國外對于基因編輯核心技術的壟斷，并取得了一系列“卡脖子”技術的關鍵性突破。
舜豐生物搭建了國際一流的基因編輯工程化研發平臺、誘變種質資源創新平臺、生物育種中試熟化平臺，布局多生態區綜合田間試驗平臺；形成“基因編輯+”多技術融合的創新體系及“主糧+經濟作物+高附加值特色作物”全系列產品矩陣；創制了“高產優質、綠色高效、加工專用、營養健康”四大管線的系統解決方案；形成了一眾可市場化的超級新產品，帶動作物育種進入精準調控時代。
齊禾生科：致力于基因編輯工具的源頭創新并率先將其應用于農業育種
北京齊禾生科生物科技有限公司由著名的基因編輯科學家高彩霞創辦，致力于開發自主可控的新型基因組編輯技術。公司聯合創始人兼首席技術官Kevin Zhao博士畢業于哈佛大學，博士生導師為堿基編輯、引導編輯發明人David Liu。2022年 3 月，公司完成天使輪融資逾億元，是國內目前已公布的基因編輯企業種子輪融資的最大項目。
齊禾生科基因編輯技術不斷迭代，1.0DNA靶向切割工具以獨特的挖掘計算方法，已挖掘全新CRISPR-Cas系統，實現基因敲除；2.0堿基編輯技術已實現精準堿基替換，防脫靶穩定性顯著；2.0+引導編輯工具則精準小范圍進行DNA改造；3.0染色體編輯工具可精準、定向大片段基因插入工具開發，優化多組分模塊顯著提高編輯效率。
同時，其搭建的SEEDIT研發平臺成果突出，已積累建立了30多個植物的原生質體或發根農桿菌轉化為手段的瞬時活體編輯效率鑒定體系。
艾迪晶生物：完成數千萬元天使輪融資，核心技術源自劉耀光院士團隊，側重工具開發和效率提升
武漢艾迪晶生物科技有限公司成立于2019年，公司核心技術源自劉耀光院士團隊，該團隊多年來一直從事生物技術研發和生物育種工作。在基因庫+檢測分析平臺中，艾迪晶生物積累了大量的基因數據和品種數據，目前已擁有水稻基因一千多個，玉米功效基因有五六百個。
艾迪晶生物的基因編輯平臺側重工具開發和效率提升，其多基因編輯系統能夠實現30-40個基因的同時編輯，改進的單堿基編輯系統效率可以達到60%-70%。此外，艾迪晶生物已在湖北鄂州、海南三亞、云南西雙版納等地建立了標準化的種苗種植基地。
基因編輯抗除草劑水稻材料，來源艾迪晶生物
當前，艾迪晶生物的收入主要來自兩個板塊：技術服務和種業銷售。技術服務板塊憑借平臺技術為種業公司、育種單位提供種業合同研究服務（CRO），包括品種改良、材料創制服務。此外，還與高校和研究院所合作開展功能基因研究；種業銷售板塊通過自營種業公司進行傳統種業銷售，如水稻、小麥、高粱、大麥的常規品種或雜交品種的銷售。未來，在拿到基因編輯新品種的安全證書后，也將開展基因編輯品種的銷售。
彌生生物：以花生作物為起點，定位首家花生基因編輯育種全產業鏈企業
彌生生物成立于2018年，圍繞花生高附加值終端食品打造完整產業閉環，同時服務花生種業創新需求，早在2016年彌生生物就已開展探索性工作。是全球首次在花生品種中成功探索非轉基因花生的基因編輯育種的商業化實踐，并驗證多達24種花生基因育種性狀組合的企業。
在核心技術層面，彌生生物建有分子設計植物合成平臺，覆蓋基因編輯、細胞工程、植物快繁、田間中試等核心技術環節，形成標準化全流程育種技術平臺；擁有全球領先的花生遺傳轉化創新平臺，率先突破超過220種花生品種基因型的限制，大幅實現產品開發降本增效；
性狀聚合是植物基因編輯育種的重要方向，彌生生物目前正在研發培育的“超級花生”，旨在將多個性狀聚合，通過一次編輯實現多個性狀基因的同時編輯。以通過“超級花生”品種實現更集約更智慧的種植、更好的油料品質及綜合開發蛋白飼料等優勢。
百格基因：致力于基因組編輯技術在醫療健康和現代農業領域的研究、轉化和應用
百格基因由多名海歸和來自國內一流學府的博士組建，致力于基因組編輯技術在醫療健康和現代農業領域的研究、轉化和應用。
基于CRISPR/Cas9技術，百格生物擁有獨有的全基因組單/多位點分析設計系統、高通量的gRNA載體組裝技術、高效的遺傳轉化技術和基于云端的測序結果自動化分析體系。
截止2017年12月，百格基因已經積累了從擬南芥到水稻、大豆、玉米、番茄、煙草到小鼠等各個動植物物種的基因組編輯經驗，為全球超過200多個研究所/課題組提供基因組編輯服務，并對近10000個基因/靶點進行成功的編輯，還與多家國內一流實驗室建立了深度合作關系。
03
“政策-資本-技術”利好加碼
中國基因編輯正式駛入產業化快車道
根據美國MarketsandMarkets咨詢公司發布的報告顯示，全球基因組編輯市場的規模將從2017年的31.9億美元增長到2022年的62.8億美元，復合年均增長率高達14.5%。
“中國的主糧作物市場規模在1300億元左右，玉米每年銷售額達到400多億元，水稻每年將近300億元”艾迪晶生物創始人兼總經理凌永國曾表示，“若能通過基因編輯開發出真正解決市場需求痛點的優質品種，就玉米來說，實現10%的替代就有40億的市場。從目前的政策和市場導向來看，未來的替代率會達到80%到90%。”
2022年被業界稱為“中國生物育種元年“，政策、資本紛紛聚焦生物育種賽道。今年，中國的基因編輯育種進一步開放，首個大豆基因編輯安全證書獲批，由舜豐生物摘得。
同一天，農業農村部發布《農業用基因編輯植物評審細則(試行)》，進一步明確基因編輯植物的分類標準和簡化評審的細則，進一步增強了《指南》的可操作性。
中國科學院院士、北京大學前校長、世界著名植物生理學家許智宏欣喜地表示，“基因編輯育種有著先天的優勢，可以快速培育出高產高附加值的優良品種。《農業用基因編輯植物評審細則(試行)》的發布和第一個基因編輯安全證書的下發，讓我們看到了民族種業振興的希望。”
美國科學院院士、南方科技大學前沿生物技術研究院院長，舜豐生物首席專家顧問朱健康表示：“此次《細則》的發布是繼2022年《農業用基因編輯植物安全評價指南(試行)》發布后的又一個里程碑事件，它從分子特征、環境安全、食品安全三個方面界定評審細則，將已有文獻或產業數據表明對環境安全和食品安全沒有風險的基因編輯產品，予以簡化安全評估流程，這無疑會加速基因編輯的產業化進程。”
全球來看，美國、日本、印度、歐洲、南美等國家和地區對于基因編輯技術的監管已持開放態度，并且已有大量基因編輯產品上市。我國也較早布局了相關技術的研究，大量企業和科研單位紛紛加入到這個賽道中。全國首個安全證書的下發，標志著我國基因編輯正式駛入產業化快車道。
來源丨農財君綜合整理
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