徐凌驗(yàn)

民為國基，谷為民命。黨的二十大報(bào)告明確提出“全方位夯實(shí)糧食安全根基”。2023年中央一號文件明確“深入實(shí)施種業(yè)振興行動，全面實(shí)施生物育種重大項(xiàng)目”。習(xí)近平總書記高度關(guān)心我國種業(yè)安全和發(fā)展，多次強(qiáng)調(diào)，要圍繞保障糧食安全和重要農(nóng)產(chǎn)品供給集中攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自立自強(qiáng)、種源自主可控，用中國種子保障中國糧食安全。習(xí)近平總書記在2023年12月召開的中央農(nóng)村工作會議上作出重要指示“支持農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新平臺建設(shè)，加快推進(jìn)種業(yè)振興行動?！?/p>

生物育種，是指利用分子育種、合成生物、細(xì)胞工程育種、胚胎工程育種等一系列現(xiàn)代生物工程技術(shù)，深度挖掘利用生物基因資源，培育、生產(chǎn)和應(yīng)用性能優(yōu)良的動植物新品種。國家“十四五”規(guī)劃明確將生物育種產(chǎn)業(yè)列為重點(diǎn)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。大力發(fā)展生物育種產(chǎn)業(yè)，對于顯著提升育種效率、破除歐美對我國技術(shù)壟斷、解決種源“卡脖子”難題、打贏我國種業(yè)翻身仗意義重大。

一、生物育種產(chǎn)業(yè)的重要戰(zhàn)略意義

（一）生物育種是支撐未來現(xiàn)代種業(yè)長足發(fā)展的重要力量

當(dāng)今世界種業(yè)競爭實(shí)質(zhì)是科技競爭，核心是生物育種技術(shù)的競爭。其基于遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、基因組學(xué)、計(jì)算生物學(xué)和系統(tǒng)生物學(xué)理論，通過先進(jìn)生物技術(shù)應(yīng)用可顯著提高育種效率，有利于克服傳統(tǒng)常規(guī)育種大多依賴育種家經(jīng)驗(yàn)，育種效率低、精準(zhǔn)度差、育種周期長的不利因素，顯著提升育種產(chǎn)品在成本、價格、品質(zhì)等方面的競爭力。搶占生物育種技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，已成為世界各國增強(qiáng)農(nóng)業(yè)核心競爭力的重大戰(zhàn)略選擇。

（二）生物育種是解決種源“卡脖子”技術(shù)問題的必由之路

習(xí)近平總書記反復(fù)強(qiáng)調(diào)，“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，必須把種源安全提升到關(guān)系國家安全的戰(zhàn)略高度”。糧食安全是國家安全的重要基礎(chǔ)，生物育種技術(shù)則是發(fā)展現(xiàn)代種業(yè)、解決糧食安全問題的重要支撐。從現(xiàn)狀來看，國內(nèi)增加種植面積的潛力已經(jīng)十分有限，生物育種技術(shù)可以有效降低我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，減少災(zāi)害損失，培育優(yōu)質(zhì)、高營養(yǎng)、高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)、多抗、便于機(jī)械化管理的農(nóng)作物新品種，是種業(yè)創(chuàng)新的核心。從需求看，我國是世界第二大種子需求國，國內(nèi)農(nóng)作物種子進(jìn)口量要比出口量足足高出近3倍，除了小麥和水稻基本實(shí)現(xiàn)了自主育種外，“準(zhǔn)主糧”玉米和馬鈴薯部分依賴進(jìn)口，而大豆自給率不足20%，白菜、蘿卜、黃瓜、辣椒、番茄、甘藍(lán)等蔬菜種子則80%來自國外。構(gòu)建現(xiàn)代生物育種創(chuàng)新體系，突破前沿育種關(guān)鍵技術(shù)，培育戰(zhàn)略性新品種，實(shí)現(xiàn)種業(yè)科技自強(qiáng)自立，是解決“種源”要害、突破種源“卡脖子”技術(shù)問題的關(guān)鍵。

（三）生物育種是保障國家糧食安全的根本途徑

糧食安全是“國之大者”，培育優(yōu)良品種是保障國家糧食安全的根本途徑，種源“卡脖子”將影響糧食安全甚至國家安全。全球糧食危機(jī)正在不斷蔓延。近年來全球新冠疫情持續(xù)、局部地區(qū)沖突、極端天氣頻發(fā)等問題均加劇糧食市場動蕩，多個糧食生產(chǎn)大國基于對未來的不確定性，限制糧食出口，進(jìn)一步加劇了全球糧食緊張局勢，糧食進(jìn)口國買糧難問題突出。糧食危機(jī)警報(bào)數(shù)據(jù)（IPC Global Platform）顯示，2022年，多個發(fā)展中國家遭遇糧食不安全威脅。我國是糧食生產(chǎn)和進(jìn)口大國，國際局勢動蕩和持續(xù)走高的糧價必然對我國糧食安全產(chǎn)生一定的影響。大力發(fā)展生物育種產(chǎn)業(yè)，對于破除歐美對我國技術(shù)壟斷、打贏種業(yè)翻身仗、牢牢把握住糧食安全主動權(quán)意義重大。

二、國內(nèi)外生物育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢

（一）國際發(fā)達(dá)國家及國際種業(yè)巨頭已進(jìn)入種業(yè)4.0時代

1、生物育種邁向融合化智能化多元化發(fā)展

目前，全球種業(yè)發(fā)展進(jìn)入空前密集創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)變革時期，隨著基因編輯、新一代測序等新型生物技術(shù)與圖像識別、機(jī)器學(xué)習(xí)等信息技術(shù)加速融合，全球農(nóng)業(yè)發(fā)達(dá)國家已進(jìn)入了“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)”的生物育種4.0時代。通過數(shù)字高通量監(jiān)測和數(shù)字管理的跨越，大型跨國公司新品種培育的主要研發(fā)工作開始從傳統(tǒng)的大田轉(zhuǎn)移到實(shí)驗(yàn)室，經(jīng)過親本基因組合研究、選配和雜交設(shè)計(jì)，在大量現(xiàn)代測試設(shè)備的支持下，以更高的效率更精準(zhǔn)地研發(fā)具有特定性狀和競爭優(yōu)勢的農(nóng)作物品種。

國際生物育種發(fā)展表現(xiàn)出三大明顯特征。一是技術(shù)融合化。生物技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了全基因組測序、分子標(biāo)記等大量的數(shù)據(jù)，應(yīng)用圖像識別、機(jī)器學(xué)習(xí)信息技術(shù)對大數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，讓育種變得精準(zhǔn)可預(yù)測。二是選種智能化。利用人工智能輔助生物表型大數(shù)據(jù)分析，通過深度學(xué)習(xí)DNA甲基化、RNA甲基化、組蛋白修飾等序列信息，可實(shí)現(xiàn)表觀修飾位點(diǎn)預(yù)測，有利于加速育種篩選過程。三是品種多元化。隨著相關(guān)前沿生物技術(shù)更加全面的應(yīng)用到育種創(chuàng)新中，將快速、精準(zhǔn)、高效地取得多個優(yōu)異性狀聚合，有利于加速優(yōu)異、特異性狀發(fā)掘和品種創(chuàng)新。

2、國際種業(yè)市場迅速增長，龍頭種企集中度高

21世紀(jì)以來，受益于生物育種技術(shù)的發(fā)展，全球種子市場迅速增長。根據(jù)Kynetec統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全球種業(yè)的市場規(guī)模由2016年的432億美元增長至2021年520億美元，年均復(fù)合增長率為3.8%，預(yù)計(jì)2026年整體市場規(guī)模將增至578億美元，年均復(fù)合增長率為2.2%。2021年，生物育種在全球種業(yè)市場中的占比約為42.6%。其中，玉米和大豆是最重要的生物育種種子產(chǎn)品，合計(jì)占比超過80.2%；預(yù)計(jì)2026年生物育種市場規(guī)模將達(dá)268億美元，年均復(fù)合增長率為3.9%。其中，美國長期占據(jù)全球第一大種子市場的位置，占比達(dá)到35%以上。自2016年開始，中國成為全球第二大種子市場，占比約23%。當(dāng)前，全球種業(yè)市場呈現(xiàn)由中、美構(gòu)成的雙寡頭局面。

從全球范圍來看，種子行業(yè)集中度較高。國際種業(yè)巨頭全鏈條、流水線式商業(yè)化育種體系完備。發(fā)達(dá)國家少數(shù)幾家大型種業(yè)企業(yè)壟斷世界種子行業(yè)的大部分市場，集中度較高。根據(jù)Phillips McDougall/HISMarkit數(shù)據(jù)顯示，國際種企巨頭僅10家左右，占據(jù)超過50%的市場份額，年銷售收入均大于5億美元，利潤率基本維持在10%—15%之間。二線種企數(shù)量較多，約40家左右，銷售收入在1億—5億美元之間，利潤率基本維持在10%左右。位于第三梯隊(duì)的種企數(shù)量最多，年收入小于1億美元，利潤率約5%左右。行業(yè)整體呈現(xiàn)“馬太效應(yīng)”、強(qiáng)者恒強(qiáng)的局面。

（二）我國種業(yè)發(fā)展正從“跟跑”向“并跑”加速追趕

總體看，我國生物育種產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)較薄弱，相較于國際先進(jìn)水平存在一定差距，尚處于由傳統(tǒng)雜交育種2.0，逐步向現(xiàn)代生物工程育種3.0及智能設(shè)計(jì)育種4.0過渡的階段，目前正在加速追趕。

1、國內(nèi)種企發(fā)展迅速

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)顯示，我國農(nóng)作物常年用種100億公斤，養(yǎng)殖業(yè)每年需仔豬6億多頭、雛禽150億羽、水產(chǎn)苗種6萬億尾，絕大多數(shù)來自企業(yè)。從國內(nèi)種企梯隊(duì)來看，先正達(dá)和隆平高科均排名全球前十，成為中國躋身全球一線的種子企業(yè)。二線企業(yè)中國較多，收入規(guī)模差距較小，北大荒墾豐、江蘇大華、荃銀高科、中種集團(tuán)及登海種業(yè)入圍二線。從國內(nèi)種企數(shù)量來看，根據(jù)農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)顯示，我國2010年的種業(yè)企業(yè)數(shù)量為8700家，2016年縮減至4316家。不過，種企的數(shù)量從2017年開始反彈，截至2022年8月，我國有7000多家農(nóng)作物種業(yè)企業(yè)、8000多家畜禽種業(yè)企業(yè)、19000多家水產(chǎn)種業(yè)企業(yè)。在農(nóng)作物種類上看，國內(nèi)經(jīng)營玉米的種企數(shù)量占比最大，占比約28%；其次是小麥，種企數(shù)量占比約21%。經(jīng)營水稻的種企包括雜交和常規(guī)水稻，合計(jì)占比約18%。從我國種業(yè)市場規(guī)模來看，2022年，我國農(nóng)作物種子市場規(guī)模首次超過1300億元，企業(yè)資產(chǎn)總規(guī)模達(dá)到3069億元。

2、種質(zhì)資源保護(hù)得到加強(qiáng)

種質(zhì)資源保護(hù)方面取得了長足進(jìn)步。自2016年修訂后的種子法實(shí)施以來，國務(wù)院及有關(guān)部門、地方各級政府和人民法院、人民檢察院全面落實(shí)黨中央決策部署和習(xí)近平總書記重要指示精神，認(rèn)真貫徹實(shí)施種子法，扎實(shí)推進(jìn)種業(yè)振興行動，推動現(xiàn)代種業(yè)發(fā)展取得積極成效。我國已構(gòu)建起以國家種質(zhì)資源長期庫及其復(fù)份庫為核心、70個中期庫（圃）和214個原生境保護(hù)區(qū)為骨干、省級資源庫（圃）為補(bǔ)充的農(nóng)作物種質(zhì)資源保護(hù)體系，國家種質(zhì)資源長期庫保存能力達(dá)到150萬份。2021年我國保存種質(zhì)資源總量突破52萬份，位居世界第二。截至2022年底，我國長期保存的農(nóng)作物種質(zhì)資源數(shù)量達(dá)到53.9萬份，保存林草種質(zhì)資源10.8萬份；2016年至2022年，植物新品種保護(hù)申請和授權(quán)數(shù)量快速增長，全國共審定主要農(nóng)作物品種2.94萬個（次），登記非主要農(nóng)作物品種2.83萬個，審（認(rèn)）定林木良種9000多個、草品種674個。

三、我國生物育種高質(zhì)量發(fā)展面臨三大挑戰(zhàn)

（一）原始創(chuàng)新保護(hù)有待提升

生物育種新品種培育需要耗時數(shù)年，投入大量人財(cái)物力，屬于技術(shù)密集型成果。但部分企業(yè)利欲熏心，假借合作之名竊取核心親本“不勞而獲”。究其原因，一是收益分配機(jī)制不明確。不法分子容易在利益驅(qū)使下游走在灰色甚至非法地帶。二是維權(quán)執(zhí)法體系不夠健全。針對技術(shù)被侵犯一方的保護(hù)手段有限，力度不足，種子侵權(quán)取證難、執(zhí)法難等問題還比較突出。

（二）信息技術(shù)水平相對滯后

生物育種涉及種質(zhì)資源管理、親本組配等近10多個環(huán)節(jié)，周期往往以10年為單位，現(xiàn)有信息化建設(shè)條件不堪重負(fù)。一是低效手工作業(yè)、過度依賴經(jīng)驗(yàn)判斷的現(xiàn)象仍然存在。美國、日本等國家從上世紀(jì)70年代開始就建立了GRIN、EXIS等種質(zhì)資源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而國內(nèi)部分種企、育種科研院所和測試機(jī)構(gòu)仍然采取人工測量、紙質(zhì)記錄、經(jīng)驗(yàn)決策等工作方式，普遍存在主觀性強(qiáng)、缺乏全面性、準(zhǔn)確度低等問題，性狀數(shù)據(jù)采集在數(shù)量上很難達(dá)到突破，投入產(chǎn)出嚴(yán)重失衡。二是信息化應(yīng)用層次和水平有待提高。我國種業(yè)的信息化應(yīng)用大多停留于收集數(shù)據(jù)和簡單統(tǒng)計(jì)分析的程度，遠(yuǎn)達(dá)不到支撐高端育種的需要，亟需在機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、圖像識別和人工智能等高端算法領(lǐng)域突破限制。同時，育種過程中產(chǎn)生的大田表型數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的基因型數(shù)據(jù)每年都以幾何倍數(shù)增長，迫切需要通過信息化手段進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲、管理和分析，提高育種效率。

（三）育種行業(yè)格局有待優(yōu)化

我國種業(yè)“小散弱”特征明顯。我國種業(yè)發(fā)展起步晚、時間短、市場集中度偏低、大而不強(qiáng)特征明顯。截至2022年8月，我國有7000多家農(nóng)作物種業(yè)企業(yè)、8000多家畜禽種業(yè)企業(yè)、19000多家水產(chǎn)種業(yè)企業(yè)，但“育繁推”一體化企業(yè)不足百家，市場份額前五的種子企業(yè)合計(jì)市場占有率只有12%，前50強(qiáng)僅占國內(nèi)市場份額的35%。與此形成鮮明對比的是，國際種業(yè)巨頭高度集中，全鏈條、流水線式商業(yè)化育種體系完備。發(fā)達(dá)國家種業(yè)的少數(shù)幾家大型種企壟斷了世界種子行業(yè)的大部分市場。根據(jù)2022年全球十強(qiáng)種企銷售額數(shù)據(jù)顯示，僅拜耳一家銷售額就高達(dá)97.71億美元，是排名第十的隆平高科（4.45億美元）的約22倍。

四、多管齊下推進(jìn)我國生物育種產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展

（一）強(qiáng)基礎(chǔ)，注重種質(zhì)資源和知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)

一方面，持續(xù)強(qiáng)化種質(zhì)資源保護(hù)和創(chuàng)新利用。全面組織農(nóng)作物種質(zhì)資源、畜禽遺傳資源和水產(chǎn)養(yǎng)殖種質(zhì)資源普查與收集，加大珍稀、瀕危、特有資源與地方特色品種收集力度；完善種質(zhì)資源普查、種質(zhì)資源登記、種質(zhì)資源動態(tài)變化、保存保管等信息，推進(jìn)數(shù)字化動態(tài)監(jiān)測、信息化監(jiān)督管理。建立健全種質(zhì)資源登記制度，對已入庫保存的種質(zhì)資源實(shí)行統(tǒng)一身份信息管理，并對定期進(jìn)行繁殖更新、實(shí)現(xiàn)種質(zhì)資源身份信息可查詢可追溯；以特色優(yōu)勢作物種質(zhì)資源為重點(diǎn)，強(qiáng)化種質(zhì)資源鑒定與基因挖掘，提升種質(zhì)資源創(chuàng)新利用水平，為生物育種研發(fā)創(chuàng)新夯實(shí)基礎(chǔ)。另一方面，針對種業(yè)侵權(quán)案件追溯難、取證難、查處難、震懾弱等問題，一是加強(qiáng)司法保護(hù)，推進(jìn)行政執(zhí)法和刑事司法有效銜接。積極運(yùn)用涉及新品種、專利的民事及行政案件集中管轄機(jī)制，打破地方保護(hù)主義，提高保護(hù)專業(yè)化水平。二是加強(qiáng)信息共享，建立健全案情通報(bào)、案件移送機(jī)制，聯(lián)合開展重大案件督查督辦。聯(lián)合公布一批有資質(zhì)的種子檢測機(jī)構(gòu)名單，建立健全損失認(rèn)定和涉案物品保管、處置機(jī)制。降低維權(quán)難度和成本，充分利用舉證責(zé)任轉(zhuǎn)移等制度規(guī)定，提高種業(yè)侵權(quán)代價。三是深化生物育種科研成果權(quán)益改革，明確收益分配機(jī)制，創(chuàng)新產(chǎn)學(xué)研用利益聯(lián)結(jié)機(jī)制，扶優(yōu)扶強(qiáng)扶特色。

（二）重技術(shù)，強(qiáng)化“藏糧于技”育種應(yīng)用

一是提升技術(shù)創(chuàng)新能力。聚焦生物育種“卡脖子”技術(shù)領(lǐng)域，推進(jìn)生物技術(shù)的共性基礎(chǔ)研究，拓展組學(xué)、全基因組選擇、基因編輯等現(xiàn)代生物技術(shù)以及物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、5G、人工智能等信息技術(shù)在生物育種中的融合應(yīng)用。深入推進(jìn)種源核心技術(shù)攻關(guān)和農(nóng)作物、畜牧業(yè)、漁業(yè)等良種聯(lián)合攻關(guān)。二是加深智能科技融合，推進(jìn)育種領(lǐng)域精準(zhǔn)化管理。加強(qiáng)大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、區(qū)塊鏈等智能數(shù)字技術(shù)與育種深度融合，提高各環(huán)節(jié)精準(zhǔn)化管理水平，使育種向數(shù)字化、智能化、精細(xì)化過渡。三是建立“信息化+”育種平臺，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將育種過程中涉及的田間情況數(shù)字化范式轉(zhuǎn)換后自動收集上傳平臺，結(jié)合衛(wèi)星遙感、種植面積、歷史水文等信息，利用機(jī)器學(xué)習(xí)、模式識別、圖像識別和人工智能等算法模型，提取有價值的信息，降低育種研發(fā)成本。四是探索建立新型農(nóng)業(yè)操作系統(tǒng)（Agriculture Ontology Service，AOS），推動“生物技術(shù)+種質(zhì)資源+大數(shù)據(jù)”三合一，促使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式變革。五是發(fā)揮區(qū)塊鏈技術(shù)在促進(jìn)數(shù)據(jù)共享、提升協(xié)同效率、建設(shè)可信體系等方面的作用，利用我國創(chuàng)新的區(qū)塊鏈技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施能力，完善區(qū)塊鏈服務(wù)網(wǎng)絡(luò)等區(qū)塊鏈基礎(chǔ)設(shè)施的種業(yè)管理全過程與種子信息可追溯支持能力。

（三）筑鏈條，搭建產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新平臺

打通生物育種各環(huán)節(jié)的信息流和資金流，逐步完善產(chǎn)學(xué)研用深度融合的創(chuàng)新鏈條。一是搭建育種科技融合平臺，拓展產(chǎn)學(xué)研用融合創(chuàng)新，鼓勵支持生物育種龍頭種企、科研院所等融入大平臺，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科交叉融合、多技術(shù)路線并行，通過關(guān)鍵技術(shù)共享，保障關(guān)鍵核心技術(shù)源頭供給，支撐引領(lǐng)新業(yè)態(tài)和新模式。二是激發(fā)各主體融合積極性。支持大中小企業(yè)和各類主體融通創(chuàng)新，激發(fā)各主體主觀能動性，實(shí)現(xiàn)更大效能，推進(jìn)生物育種研發(fā)與產(chǎn)業(yè)需求應(yīng)用機(jī)構(gòu)合作。三是打造育種科技成果轉(zhuǎn)化平臺，鼓勵龍頭種企聯(lián)合高等院校和科研院所共建需求對接、優(yōu)勢互補(bǔ)、利益共享的生物育種科技成果轉(zhuǎn)化平臺，面向市場需求共同開展技術(shù)定制、測試檢驗(yàn)、中試熟化、產(chǎn)業(yè)化開發(fā)等活動，從源頭上推動育種科技成果從實(shí)驗(yàn)室走向市場。

（四）拓圈子，擴(kuò)大國際合作生態(tài)“朋友圈”

盡管國外種子巨頭優(yōu)勢明顯，但通過充分挖掘和發(fā)揮比較優(yōu)勢，國內(nèi)企業(yè)仍有望在多樣化、差異化的國際市場競爭中占據(jù)一席之地。一方面，以“一帶一路”為契機(jī)，鼓勵和支持生物育種相關(guān)企業(yè)依托自身優(yōu)勢“走出去”，積極參與國際市場，培養(yǎng)出一批集科研、生產(chǎn)、加工、銷售、技術(shù)服務(wù)于一體的種業(yè)科技型領(lǐng)軍企業(yè)與產(chǎn)業(yè)集群。另一方面，推進(jìn)我國種企與行業(yè)巨頭之間的國際業(yè)務(wù)深度聯(lián)合，積極對標(biāo)國際先進(jìn)水平，促進(jìn)品牌、技術(shù)、市場和營銷網(wǎng)絡(luò)等的有機(jī)合作，在國際合作中找差距、謀發(fā)展、促保護(hù)。

（作者單位：國家信息中心信息化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展部）