中 國 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 2022 24 12 15 24 Journal of Agricultural Science and Technology 中 國 重 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 的 展 望 張 健 先 正 達(dá) 集 團(tuán) 中 國 北 京 102206 摘 要 中 國 作 為 人 口 大 國 由 于 耕 地 和 水 資 源 有 限 科 技 創(chuàng) 新 是 提 升 農(nóng) 作 物 生 產(chǎn) 能 力 滿 足 國 家 糧 食 安 全 的 唯 一 出 路 玉 米 大 豆 油 菜 棉 花 等 重 要 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 在 推 動(dòng) 美 國 巴 西 和 阿 根 廷 等 世 界 主 產(chǎn) 國 或 地 區(qū) 的 種 業(yè) 發(fā) 展 中 發(fā) 揮 了 重 要 作 用 經(jīng) 過 20 多 年 的 科 技 創(chuàng) 新 中 國 玉 米 和 大 豆 的 抗 蟲 和 耐 除 草 劑 生 物 育 種 技 術(shù) 已 趨 于 成 熟 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 種 植 可 顯 著 降 低 玉 米 大 豆 等 作 物 的 生 產(chǎn) 成 本 提 升 單 產(chǎn) 水 平 和 增 加 農(nóng) 民 收 入 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 是 涉 及 科 研 創(chuàng) 新 生 物 安 全 評(píng) 估 相 關(guān) 法 規(guī) 監(jiān) 管 國 際 貿(mào) 易 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 和 公 眾 接 受 度 等 多 方 面 龐 大 又 復(fù) 雜 的 系 統(tǒng) 工 程 需 要 以 大 型 種 企 為 主 體 整 合 科 研 院 所 大 學(xué) 和 企 業(yè) 科 技 資 源 構(gòu) 建 生 物 育 種 研 發(fā) 創(chuàng) 新 聯(lián) 合 體 實(shí) 現(xiàn) 創(chuàng) 新 研 發(fā) 鏈 與 產(chǎn) 業(yè) 鏈 的 一 體 化 不 斷 推 出 高 產(chǎn) 并 營 養(yǎng) 健 康 投 入 少 而 又 環(huán) 境 友 好 的 新 品 種 推 進(jìn) 重 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 的 高 質(zhì) 量 可 持 續(xù) 發(fā) 展 生 物 育 種 是 種 業(yè) 創(chuàng) 新 的 核 心 構(gòu) 建 現(xiàn) 代 生 物 育 種 創(chuàng) 新 體 系 強(qiáng) 化 種 質(zhì) 資 源 深 度 挖 掘 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 打 贏 種 業(yè) 翻 身 仗 的 關(guān) 鍵 是 牢 牢 把 握 住 糧 食 安 全 主 動(dòng) 權(quán) 的 根 本 保 障 也 是 破 解 我 國 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 面 臨 的 資 源 短 缺 和 環(huán) 境 約 束 的 重 要 措 施 概 述 了 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 現(xiàn) 狀 并 提 出 了 現(xiàn) 代 種 業(yè) 發(fā) 展 舉 措 生 物 育 種 將 驅(qū) 動(dòng) 我 國 現(xiàn) 代 種 業(yè) 發(fā) 展 和 國 際 競 爭 力 持 續(xù) 提 升 實(shí) 現(xiàn) 從 種 業(yè) 大 國 邁 向 種 業(yè) 強(qiáng) 國 的 跨 越 關(guān) 鍵 詞 生 物 育 種 糧 食 安 全 轉(zhuǎn) 基 因 產(chǎn) 業(yè) 化 doi 10 13304 j nykjdb 2022 0697 中 圖 分 類 號(hào) S336 文 獻(xiàn) 標(biāo) 志 碼 A 文 章 編 號(hào) 1008 0864 2022 12 0015 10 Prospects for Commercialization of Biotech Breeding Technology of Important Crops in China ZHANG Jian Syngenta Group China Beijing 102206 Abstract China has more population in the world but with limited arable land and water resources Scientific innovation becomes a unique solution to promote the crop productions for national food security Commercialization of biotech breeding technology in maize soybean oil rape and cotton has played a critical role in seed industry developmentin these major crop production countries including US Brazil and Argentina After over 20 years scientific innovation of biotech crop research and development R D in China the biotechnology crops for maize and soybean with resistance to insect and herbicide tolerant traits have been ready these biotech crops would not only reduce the inputs of crop production but also increase the yield and farmers incomes significantly Due to the commercialization of biotech breeding technology involves in multiple aspects of research and development of scientific innovation regulatory appraisal of biosafety and stewardship requirements international trade agricultural production and public acceptance etc which is a large and complex system engineer Therefore only those of the larger seed enterprises with capabilities can lead the whole processes by integrating R D resources of scientific academic and seed industrial units to create an innovation consortium for collaborations across the whole R D chain and commercial chain together Such an innovation consortium will be capable to continuously launch new varieties with better yielding nutritious less inputs and environmental friendly products should steadily support the commercialization of biotech breeding technology of important crops towards a sustainable and high 收 稿 日 期 2022 08 22 接 受 日 期 2022 10 08 聯(lián) 系 方 式 張 健 E mail j zhang 中 國 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 24 卷 quality development of seed industry in China Biotech breeding technology is the core of seed innovation so establishing an innovative system for modern breeding and strengthening the deep mine of germplasm resources plus breaking through the key technologies of cutting edge breeding for strategic new varieties becomes the solution for germplasm improvement and a key for winning the seed industry as well as the fundamental support for firmly grasping the initiative of food security This paper summarized the application of biotech breeding and proposed the developmental strategies of modern seed industry Biotech breeding technology will become the important approach to solve the germplasm resource shortage and environmental constrains faced by China s agricultural development while driving the development of China s modern seed industry and the continuous improvement of international competitiveness and realizing the leap from a large seed industry to a strong seed country Key words biotech breeding food security transgene commercialization 糧 食 安 全 始 終 是 國 家 經(jīng) 濟(jì) 社 會(huì) 穩(wěn) 定 和 發(fā) 展 的 基 礎(chǔ) 我 國 實(shí) 施 的 藏 糧 于 地 藏 糧 于 技 戰(zhàn) 略 已 實(shí) 現(xiàn) 谷 物 基 本 自 給 口 糧 絕 對(duì) 安 全 體 現(xiàn) 了 國 家 對(duì) 糧 食 安 全 的 重 視 1 中 國 有 14 億 人 口 每 天 要 消 耗 70 萬 t 噸 糧 9 8 萬 t 噸 油 192 萬 t 菜 和 23 萬 t 肉 據(jù) 預(yù) 測 到 2030 年 我 國 糧 食 和 肉 蛋 奶 生 產(chǎn) 能 力 需 分 別 提 高 20 和 30 以 上 才 能 更 好 滿 足 民 眾 需 求 1 要 實(shí) 現(xiàn) 糧 肉 蛋 奶 的 新 一 輪 產(chǎn) 量 和 品 質(zhì) 跨 越 發(fā) 展 生 物 育 種 技 術(shù) 是 保 障 糧 食 安 全 的 必 要 舉 措 2 當(dāng) 前 生 物 育 種 創(chuàng) 新 已 經(jīng) 上 升 為 國 家 戰(zhàn) 略 黨 的 十 九 屆 五 中 全 會(huì) 提 出 瞄 準(zhǔn) 生 物 育 種 等 8 個(gè) 前 沿 領(lǐng) 域 實(shí) 施 一 批 具 有 前 瞻 性 戰(zhàn) 略 性 的 國 家 重 大 科 技 項(xiàng) 目 2021 年 出 臺(tái) 的 種 業(yè) 振 興 行 動(dòng) 方 案 強(qiáng) 調(diào) 農(nóng) 業(yè) 現(xiàn) 代 化 種 子 是 基 礎(chǔ) 必 須 把 民 族 種 業(yè) 搞 上 去 把 種 源 安 全 提 升 到 關(guān) 系 國 家 安 全 的 戰(zhàn) 略 高 度 集 中 力 量 破 難 題 補(bǔ) 短 板 強(qiáng) 優(yōu) 勢 控 風(fēng) 險(xiǎn) 實(shí) 現(xiàn) 種 業(yè) 科 技 自 立 自 強(qiáng) 種 源 自 主 可 控 2000 年 中 華 人 民 共 和 國 種 子 法 簡 稱 種 子 法 頒 布 以 來 我 國 種 業(yè) 發(fā) 生 了 很 大 的 變 化 種 業(yè) 市 場 化 進(jìn) 程 加 速 大 量 市 場 主 體 應(yīng) 勢 而 生 主 體 多 元 化 種 子 科 研 與 商 業(yè) 化 開 始 結(jié) 合 同 時(shí) 我 國 種 業(yè) 與 國 際 市 場 加 速 接 軌 國 外 種 企 進(jìn) 入 中 國 市 場 引 進(jìn) 了 先 進(jìn) 技 術(shù) 與 理 念 一 定 程 度 上 推 動(dòng) 了 中 國 種 業(yè) 的 發(fā) 展 3 目 前 國 內(nèi) 大 多 數(shù) 種 業(yè) 公 司 依 然 是 小 舢 板 的 狀 況 產(chǎn) 業(yè) 基 礎(chǔ) 研 發(fā) 投 入 盈 利 能 力 人 才 可 持 續(xù) 性 增 長 穩(wěn) 健 性 等 仍 與 跨 國 種 業(yè) 巨 頭 存 在 巨 大 差 距 雖 然 中 國 中 化 控 股 有 限 責(zé) 任 公 司 簡 稱 中 國 中 化 并 購 先 正 達(dá) 公 司 簡 稱 先 正 達(dá) 和 中 信 集 團(tuán) 加 持 袁 隆 平 農(nóng) 業(yè) 高 科 技 股 份 有 限 公 司 簡 稱 隆 平 高 科 填 補(bǔ) 了 中 國 種 企 進(jìn) 入 世 界 種 業(yè) 十 強(qiáng) 的 空 白 但 2021 年 隆 平 高 科 營 收 35 億 元 4 約 為 同 年 拜 耳 種 業(yè) 營 收 94 億 美 元 的 1 17 提 升 之 路 依 然 任 重 道 遠(yuǎn) 2020 年 世 界 排 名 前10 位 的 種 業(yè) 企 業(yè) 銷 售 額 占 據(jù) 全 球 銷 售 額 的 90 以 上 而 中 國 種 業(yè) 市 場 銷 售 額 在 全 球 占 比 約 23 育 種 方 面 我 國 擁 有 研 發(fā) 創(chuàng) 新 能 力 的 種 業(yè) 企 業(yè) 不 到 1 5 研 發(fā) 投 入 方 面 我 國 種 業(yè) 企 業(yè) 的 研 發(fā) 投 入 僅 占 收 入 的 2 左 右 而 很 多 國 際 種 業(yè) 巨 頭 占 比 達(dá)10 以 上 5 現(xiàn) 代 種 業(yè) 是 高 科 技 行 業(yè) 以 生 物 技 術(shù) 為 基 礎(chǔ) 需 要 通 過 集 團(tuán) 化 搭 建 多 功 能 科 研 平 臺(tái) 構(gòu) 建 鏈 條 式 高 通 量 工 程 化 育 種 模 式 建 立 利 益 分 享 機(jī) 制 推 動(dòng) 優(yōu) 異 種 質(zhì) 創(chuàng) 制 朝 著 優(yōu) 質(zhì) 綠 色 安 全 高 效 的 產(chǎn) 品 目 標(biāo) 開 展 協(xié) 同 攻 關(guān) 要 求 研 發(fā) 生 產(chǎn) 銷 售 全 鏈 條 服 務(wù) 的 一 體 化 在 研 發(fā) 創(chuàng) 新 鏈 與 產(chǎn) 業(yè) 鏈 的 流 程 標(biāo) 準(zhǔn) 品 牌 系 統(tǒng) 等 方 面 的 有 效 投 入 由 此 可 見 現(xiàn) 代 種 業(yè) 需 要 懂 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 研 發(fā) 與 應(yīng) 用 的 高 端 人 才 及 高 科 技 高 投 入 的 大 力 支 撐 同 時(shí) 良 種 良 田 良 法 及 滿 足 種 業(yè) 市 場 需 要 的 產(chǎn) 品 營 銷 和 全 產(chǎn) 業(yè) 鏈 的 綜 合 服 務(wù) 解 決 方 案 是 產(chǎn) 業(yè) 化 發(fā) 展 的 必 由 之 路 本 文 針 對(duì) 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 進(jìn) 行 概 述 并 對(duì) 現(xiàn) 代 種 業(yè) 發(fā) 展 進(jìn) 行 展 望 旨 在 推 動(dòng) 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 進(jìn) 程 1 發(fā) 展 生 物 育 種 的 緊 迫 性 截 至 2022 年 11 月 15 日 全 球 人 口 已 經(jīng) 達(dá) 到 80 億 大 關(guān) 中 國 以 14 47 億 人 口 位 居 世 界 第 一 6 未 來 30 年 預(yù) 計(jì) 全 球 人 口 將 達(dá) 到 100 億 常 規(guī) 育 種 方 法 已 經(jīng) 為 我 們 帶 來 了 高 產(chǎn) 營 養(yǎng) 豐 富 的 作 物 滿 足 了 不 斷 增 長 的 人 口 對(duì) 于 食 物 的 需 求 但 是 目 前 僅 依 靠 常 規(guī) 育 種 技 術(shù) 包 括 小 麥 水 稻 和 玉 米 在 內(nèi) 的 主 要 作 物 的 產(chǎn) 量 增 加 速 度 還 不 能 滿 足 未 來 需 求 育 種 家 和 植 物 科 學(xué) 家 承 受 著 改 良 現(xiàn) 有 作 物 和 開 發(fā) 新 作 物 的 巨 大 壓 力 未 來 的 作 物 必 需 更 高 產(chǎn) 更 有 營 養(yǎng) 更 抗 病 抗 蟲 更 適 應(yīng) 氣 候 變 化 并 且 1612 期 張 健 中 國 重 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 的 展 望 減 少 對(duì) 生 態(tài) 環(huán) 境 的 負(fù) 面 影 響 育 種 家 正 嘗 試 應(yīng) 用 生 物 育 種 創(chuàng) 新 技 術(shù) 用 于 作 物 改 良 其 中 包 括 轉(zhuǎn) 基 因 技 術(shù) 基 因 分 型 標(biāo) 記 輔 助 篩 選 高 通 量 表 型 分 析 基 因 編 輯 基 因 組 選 擇 從 頭 馴 化 等 自 動(dòng) 化 高 通 量 表 型 分 析 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 已 經(jīng) 實(shí) 現(xiàn) 了 對(duì) 較 大 群 體 的 快 速 評(píng) 估 增 加 了 選 擇 強(qiáng) 度 并 提 高 了 選 擇 準(zhǔn) 確 性 第 二 代 和 第 三 代 測 序 平 臺(tái) 的 出 現(xiàn) 意 味 著 可 以 較 低 成 本 使 用 DNA 分 子 標(biāo) 記 進(jìn) 行 輔 助 篩 選 并 加 速 基 因 挖 掘 性 狀 解 析 和 預(yù) 測 育 種 技 術(shù) 植 物 育 種 的 關(guān) 鍵 限 制 因 素 之 一 是 生 長 周 期 長 作 物 通 常 每 年 只 生 產(chǎn) 一 代 或 兩 代 科 學(xué) 家 通 過 延 長 光 周 期 并 控 制 溫 度 將 一 些 作 物 的 傳 代 時(shí) 間 縮 短 一 半 以 上 的 快 速 育 種 方 案 得 以 部 分 解 決 7 先 進(jìn) 的 生 物 技 術(shù) 與 快 速 育 種 相 結(jié) 合 為 滿 足 未 來 100 億 人 口 的 需 求 帶 來 福 音 目 前 我 國 水 稻 小 麥 大 豆 油 菜 棉 花 等 農(nóng) 作 物 生 產(chǎn) 用 種 均 為 自 主 選 育 玉 米 自 主 選 育 品 種 占 比 提 高 到 了 91 蔬 菜 提 高 到 了 87 以 上 良 種 對(duì) 作 物 增 產(chǎn) 貢 獻(xiàn) 率 達(dá) 45 以 上 為 保 障 國 家 糧 食 安 全 和 重 要 農(nóng) 產(chǎn) 品 有 效 供 給 提 供 了 強(qiáng) 有 力 的 種 源 支 撐 2 在 成 績 面 前 我 們 也 要 看 到 與 發(fā) 達(dá) 國 家 的 差 距 從 表 1 可 以 看 出 2020 年 我 國 的 玉 米 和 大 豆 單 產(chǎn) 不 足 美 國 的 60 在 2010 年 到 2020 年 間 的 差 距 繼 續(xù) 被 拉 大 水 稻 和 小 麥 的 單 產(chǎn) 水 平 和 美 國 相 比 進(jìn) 一 步 提 升 據(jù) 聯(lián) 合 國 糧 食 及 農(nóng) 業(yè) 組 織 數(shù) 據(jù) 2022 年 美 國 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 和 大 豆 的 種 植 面 積 普 及 率 分 別 達(dá) 到 93 和 95 既 抗 蟲 又 抗 除 草 劑 的 復(fù) 合 性 狀 比 單 一 抗 蟲 和 單 一 抗 除 草 劑 更 受 歡 迎 美 國 轉(zhuǎn) 基 因 作 物 種 植 面 積 接 近 全 球 的 40 從 1995 年 以 來 一 直 是 全 球 轉(zhuǎn) 基 因 作 物 第 一 種 植 大 國 8 單 產(chǎn) 水 平 的 差 異 反 映 出 兩 國 在 相 關(guān) 作 物 育 種 研 發(fā) 水 平 上 存 在 的 差 距 同 時(shí) 玉 米 水 稻 大 豆 和 棉 花 等 農(nóng) 作 物 的 種 植 成 本 美 國 要 比 中 國 低 以 玉 米 為 例 中 國 的 投 入 是 16 255 5 元 hm 2 美 國 是 7 152 元 hm 2 種 植 效 益 的 差 距 較 為 明 顯 與 世 界 發(fā) 達(dá) 國 家 種 業(yè) 相 比 我 國 種 業(yè) 企 業(yè) 自 主 研 發(fā) 創(chuàng) 新 能 力 普 遍 較 弱 仍 存 在 一 些 短 板 一 是 種 質(zhì) 資 源 挖 掘 能 力 不 足 作 為 農(nóng) 作 物 資 源 大 國 深 度 鑒 定 評(píng) 價(jià) 的 種 質(zhì) 資 源 不 足 10 基 因 資 源 深 度 挖 掘 能 力 亟 待 加 強(qiáng) 二 是 農(nóng) 業(yè) 生 物 技 術(shù) 創(chuàng) 新 不 足 國 內(nèi) 具 有 重 大 育 種 利 用 價(jià) 值 的 新 基 因 產(chǎn) 業(yè) 化 能 力 不 足 農(nóng) 業(yè) 生 物 基 礎(chǔ) 研 究 原 創(chuàng) 能 力 薄 弱 三 是 前 沿 技 術(shù) 創(chuàng) 新 相 對(duì) 落 后 基 因 編 輯 工 具 全 基 因 選 擇 模 型 等 農(nóng) 業(yè) 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 原 始 創(chuàng) 新 不 足 發(fā) 達(dá) 國 家 已 進(jìn) 入 生 物 技 術(shù) 人 工 智 能 大 數(shù) 據(jù) 信 息 技 術(shù) 的 育 種 4 0 時(shí) 代 而 我 國 大 多 還 處 于 雜 交 傳 統(tǒng) 育 種 2 0 時(shí) 代 2020 年 國 家 審 定 玉 米 品 種 有 800 多 個(gè) 但 適 宜 機(jī) 收 籽 粒 玉 米 品 種 只 有 10 個(gè) 僅 占 1 25 2 亟 需 在 品 種 改 良 與 智 能 機(jī) 械 表 1 中 美 主 要 作 物 2010 年 和 2020 年 的 比 較 Table 1 Comparison of major crops between China and USA in 2010 and 2020 作 物 Crop 玉 米 Maize 小 麥 Wheat 水 稻 Rice 大 豆 Soybean 國 家 Country 中 國 China 美 國 USA 中 國 China 美 國 USA 中 國 China 美 國 USA 中 國 China 美 國 USA 2020 面 積 Area 10 8 hm 2 0 433 0 333 0 233 0 149 0 303 0 012 0 062 0 332 單 產(chǎn) Yield per unit kg hm 2 6 315 10 785 5 730 3 330 7 035 8 535 1 980 3 375 總 產(chǎn) Total production 10 8 t 2 6 3 6 1 34 0 50 2 13 0 10 0 20 1 12 單 產(chǎn) 占 比 Percent of yield per unit 58 5 172 0 82 4 58 7 2010 面 積 Area 10 8 hm 2 0 325 0 329 0 242 0 193 0 301 0 015 0 085 0 310 單 產(chǎn) Yield per unit kg hm 2 5 460 9 570 4 740 3 105 6 540 7 530 1 770 2 925 總 產(chǎn) Total production 10 8 t 1 77 3 15 1 15 0 60 1 97 0 11 0 15 0 91 單 產(chǎn) 占 比 Percent of yield per unit 57 0 152 6 86 8 60 5 數(shù) 據(jù) 來 源 聯(lián) 合 國 糧 食 及 農(nóng) 業(yè) 組 織 統(tǒng) 計(jì) 數(shù) 據(jù) 庫 https www fao org statistics zh Data source Food and Agriculture Organization of the United Nations Statistical Databases https www fao org statistics zh 17中 國 農(nóng) 業(yè) 科 技 導(dǎo) 報(bào) 24 卷 化 融 合 上 取 得 突 破 四 是 部 分 種 源 嚴(yán) 重 依 賴 進(jìn) 口 優(yōu) 質(zhì) 安 全 高 效 的 農(nóng) 產(chǎn) 品 占 比 不 高 重 要 新 品 種 研 制 能 力 有 待 提 升 個(gè) 別 產(chǎn) 業(yè) 尚 未 實(shí) 現(xiàn) 自 主 可 控 五 是 種 業(yè) 頂 層 設(shè) 計(jì) 有 待 加 強(qiáng) 國 內(nèi) 尚 未 形 成 完 善 的 國 家 現(xiàn) 代 種 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 體 系 種 業(yè) 企 業(yè) 規(guī) 模 小 研 發(fā) 投 入 低 尚 未 形 成 種 質(zhì) 資 源 品 種 創(chuàng) 制 種 子 繁 育 市 場 營 銷 等 全 產(chǎn) 業(yè) 創(chuàng) 新 鏈 條 種 業(yè) 創(chuàng) 新 還 依 賴 于 科 研 院 所 和 高 等 院 校 商 業(yè) 化 育 種 機(jī) 制 尚 未 真 正 建 立 生 物 育 種 創(chuàng) 新 體 系 有 待 完 善 9 同 時(shí) 綠 色 可 持 續(xù) 農(nóng) 業(yè) 與 種 業(yè) 發(fā) 展 對(duì) 種 業(yè) 創(chuàng) 新 提 出 了 更 高 的 要 求 因 為 我 國 保 障 糧 食 安 全 的 耕 地 和 水 資 源 有 限 在 相 當(dāng) 長 的 時(shí) 期 內(nèi) 都 將 成 為 制 約 我 國 糧 食 生 產(chǎn) 的 剛 性 約 束 我 國 支 持 糧 食 綠 色 生 產(chǎn) 的 環(huán) 境 條 件 日 益 成 為 硬 約 束 高 質(zhì) 量 發(fā) 展 對(duì) 種 業(yè) 創(chuàng) 新 提 出 更 高 要 求 以 犧 牲 資 源 環(huán) 境 為 代 價(jià) 追 求 高 產(chǎn) 出 的 粗 放 生 產(chǎn) 模 式 已 經(jīng) 不 可 持 續(xù) 當(dāng) 務(wù) 之 急 是 加 快 種 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 發(fā) 和 推 廣 更 多 優(yōu) 質(zhì) 高 產(chǎn) 和 環(huán) 境 友 好 型 品 種 并 且 我 國 農(nóng) 業(yè) 勞 動(dòng) 人 口 供 給 壓 力 日 益 增 大 當(dāng) 前 糧 食 生 產(chǎn) 勞 動(dòng) 力 短 缺 成 本 高 問 題 越 來 越 突 出 解 決 糧 食 誰 來 種 怎 么 種 問 題 對(duì) 種 業(yè) 創(chuàng) 新 提 出 迫 切 要 求 在 這 樣 的 新 形 勢 下 進(jìn) 一 步 調(diào) 動(dòng) 農(nóng) 民 糧 食 生 產(chǎn) 積 極 性 必 須 改 進(jìn) 創(chuàng) 新 在 機(jī) 械 化 基 礎(chǔ) 上 協(xié) 同 推 進(jìn) 智 能 化 與 良 種 化 實(shí) 現(xiàn) 智 能 替 代 人 力 新 發(fā) 展 階 段 生 物 種 業(yè) 創(chuàng) 新 刻 不 容 緩 要 統(tǒng) 籌 考 慮 產(chǎn) 量 質(zhì) 量 資 源 環(huán) 境 農(nóng) 業(yè) 勞 動(dòng) 力 國 際 國 內(nèi) 等 多 方 面 因 素 9 總 之 發(fā) 展 生 物 育 種 促 進(jìn) 現(xiàn) 代 種 業(yè) 健 康 發(fā) 展 迫 在 眉 睫 2 主 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 的 狀 況 生 物 育 種 是 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 生 物 技 術(shù) 育 種 的 統(tǒng) 稱 主 要 包 括 利 用 轉(zhuǎn) 基 因 基 因 編 輯 全 基 因 組 選 擇 細(xì) 胞 工 程 合 成 生 物 等 技 術(shù) 對(duì) 動(dòng) 植 物 開 展 高 效 精 準(zhǔn) 定 向 遺 傳 改 良 和 品 種 培 育 推 進(jìn) 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 是 促 進(jìn) 現(xiàn) 代 種 業(yè) 高 質(zhì) 量 發(fā) 展 保 障 國 家 糧 食 安 全 和 重 要 農(nóng) 產(chǎn) 品 有 效 供 給 的 必 然 選 擇 2 2 1 全 球 主 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 現(xiàn) 狀 全 球 生 物 種 業(yè) 迅 速 發(fā) 展 自 1996 年 批 準(zhǔn) 轉(zhuǎn) 基 因 生 物 商 業(yè) 化 種 植 以 來 2019 年 全 球 種 植 轉(zhuǎn) 基 因 作 物 已 經(jīng) 累 計(jì) 超 過 400 00 億 畝 26 67 億 hm 2 有 29 個(gè) 國 家 種 植 轉(zhuǎn) 基 因 作 物 另 外 還 有 42 個(gè) 國 家 和 地 區(qū) 進(jìn) 口 轉(zhuǎn) 基 因 農(nóng) 產(chǎn) 品 用 于 食 品 飼 料 和 加 工 10 作 物 種 類 已 由 玉 米 大 豆 棉 花 油 菜 4 種 擴(kuò) 展 到 馬 鈴 薯 苜 蓿 茄 子 甘 蔗 蘋 果 等 32 種 1996 年 至 2018 年 轉(zhuǎn) 基 因 作 物 種 植 國 共 獲 得 經(jīng) 濟(jì) 效 益 2 249 億 美 元 10 2021 年 含 有 抗 蟲 和 耐 除 草 劑 性 狀 的 轉(zhuǎn) 基 因 農(nóng) 作 物 種 植 面 積 達(dá) 到 了 172 9 萬 hm 2 25 93 億 畝 價(jià) 值 216 億 美 元 含 有 疊 加 性 狀 的 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 占 主 導(dǎo) 地 位 成 為 在 美 國 巴 西 和 阿 根 廷 種 植 的 主 流 產(chǎn) 品 同 時(shí) 也 在 加 拿 大 哥 倫 比 亞 烏 拉 圭 菲 律 賓 和 南 非 等 國 或 地 區(qū) 種 植 2021 年 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 種 子 的 商 業(yè) 價(jià) 值 為 106 65 億 美 元 表 2 截 至 2021 年 10 月 全 球 共 有 40 個(gè) 轉(zhuǎn) 基 因 大 豆 轉(zhuǎn) 化 體 獲 得 商 業(yè) 化 種 植 許 可 轉(zhuǎn) 基 因 大 豆 產(chǎn) 品 開 發(fā) 已 從 轉(zhuǎn) 單 個(gè) 耐 草 甘 膦 基 因 第 一 代 產(chǎn) 品 發(fā) 展 到 轉(zhuǎn) 多 基 因 疊 加 了 2 3 個(gè) 目 標(biāo) 性 狀 的 第 三 代 含 有 耐 草 甘 膦 麥 草 畏 和 2 4 D 及 抗 蟲 基 因 大 豆 品 種 已 開 始 在 南 美 種 植 11 世 界 各 國 或 地 區(qū) 紛 紛 將 生 物 育 種 確 定 為 國 家 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 2018 年 美 國 出 臺(tái) 美 國 創(chuàng) 新 戰(zhàn) 略 將 生 物 精 準(zhǔn) 育 種 列 為 未 來 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 主 要 方 向 投 入 巨 資 推 動(dòng) 生 物 種 業(yè) 發(fā) 展 2022 年 9 月 12 日 美 國 政 府 啟 動(dòng) 國 家 生 物 技 術(shù) 和 生 物 制 造 計(jì) 劃 National Biotechnology and Biomanufacturing Initiative 歐 盟 制 定 地 平 線 計(jì) 劃 2021 2027 年 投 入 1 000 億 歐 元 將 農(nóng) 業(yè) 生 物 技 術(shù) 列 為 重 要 研 發(fā) 方 向 在 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 單 一 性 狀 的 產(chǎn) 品 很 少 根 據(jù) 市 場 需 求 將 不 同 組 合 的 抗 蟲 和 耐 除 草 劑 復(fù) 合 性 狀 產(chǎn) 品 通 過 回 交 轉(zhuǎn) 育 整 合 到 商 業(yè) 化 的 自 交 系 中 形 成 上 市 產(chǎn) 品 交 付 給 農(nóng) 民 使 用 比 如 先 正 達(dá) 的 Agrisure Duracade 5122 產(chǎn) 品 包 含 轉(zhuǎn) 化 體 5307 MIR604 Bt11 TC1507 GA21 Agrisure Duracade 5222 產(chǎn) 品 包 含 轉(zhuǎn) 化 體 5307 MIR604 Bt11 TC1507 GA21 MIR162 Agrisure 3122 包 含 Bt11 59122 MIR604 TC1507 GA21 Agrisure Viptera 3110 包 含 Bt11 MIR162 GA21 目 前 在 我 國 獲 得 生 物 安 全 證 書 Agrisure Viptera 3220 包 含 Bt11 MIR162 TC507 GA21 拜 耳 孟 山 都 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 的 復(fù) 合 產(chǎn) 品 YieldGard VT Triple 包 括 MON810 MON88017 YieldGard Plus 包 括 MON863 MON810 YieldGard Plus with RR 產(chǎn) 品 包 含 MON863 MON810 NK603 SmartStax Pro Enlist 產(chǎn) 品 包 括MON87427 MON89034 TC1507 1812 期 張 健 中 國 重 要 農(nóng) 作 物 生 物 育 種 產(chǎn) 業(yè) 化 應(yīng) 用 的 展 望 MON87411 59122 DAS40278 科 迪 華 的 Hercule XTRA 復(fù) 合 產(chǎn) 品 包 含 TC1507 59122 Herculex I RR 產(chǎn) 品 包 含 TC1507 59122 NK603 Herculex RW Roundup Ready 2 產(chǎn) 品 包 含 59122 NK603 Herculex XTRA RR 產(chǎn) 品 包 含 TC1507 59122 NK603 Optimum Intrasect Xtreme 產(chǎn) 品 包 含 TC1507 59122 MON810 MIR604 NK603 12 多 性 狀 堆 疊 策 略 是 為 了 能 夠 較 為 全 面 地 控 制 地 上 鱗 翅 目 昆 蟲 與 地 下 鞘 翅 目 昆 蟲 多 重 抗 蟲 模 式 不 同 基 因 的 抗 蟲 機(jī) 理 不 同 能 夠 具 備 更 高 的 產(chǎn) 量 潛 力 通 過 談 判 這 些 公 司 所 擁 有 的 轉(zhuǎn) 基 因 玉 米 商 業(yè) 化 轉(zhuǎn) 化 體 獲 得 許 可 后 各 自 再 形 成 上 市 的 新 品 種 轉(zhuǎn) 基 因 農(nóng) 作 物 品 種 的 研 發(fā) 從 早 期 基 因 挖 掘 和 驗(yàn) 證 到 產(chǎn) 品 開 發(fā) 包 括 篩 選 具 有 商 業(yè) 價(jià) 值 的 轉(zhuǎn) 化 體 所 開 展 的 一 系 列 實(shí) 驗(yàn) 室 溫 室 和 大 田 不 同 生 態(tài) 區(qū) 的 試 驗(yàn) 再 到 通 過 種 植 國 和 主 要 進(jìn) 口 國 的 法 規(guī) 審 批 以 及 全 研 發(fā) 鏈 和 產(chǎn) 業(yè) 鏈 的 監(jiān) 管 費(fèi) 用 是 個(gè) 復(fù) 雜 而 且 耗 時(shí) 的 過 程 國 際 作 物 生 命 協(xié) 會(huì) 對(duì) 幾 家 跨 國 種 業(yè) 大 公 司 的 調(diào) 研 結(jié) 果 表 明 研 發(fā) 1 個(gè) 轉(zhuǎn) 基 因 農(nóng) 作 物 產(chǎn) 品 上 市 平 均 成 本 為 1 15 億 美 元 早 期 研 究 760 萬 美 元 產(chǎn) 品 開 發(fā) 6 420 萬 美 元 法 規(guī) 審 批 和 監(jiān) 管 階 段 的 費(fèi) 用 為 43 2 10 6 美 元 表 3 從 2017 2022 年 幾 大 公 司 研 發(fā) 產(chǎn) 品 的 時(shí) 間 來 看 玉 米 大 豆 棉 花 等 時(shí) 間 分 別 為 20 年 16 6 年 和 13 年 表 4 如 果 考 慮 疊 加 性 狀 品 種 所 需 要 的 時(shí) 間 則 表 2 國 外 主 要 玉 米 轉(zhuǎn) 化 體 產(chǎn) 業(yè) 化 開 發(fā) 上 市 時(shí) 間 Table 2 Year of commercial launch of major corn transgenic events abroad 轉(zhuǎn) 化 體 Transgenic event Bt176 Bt11 MON810 TC1507 MON89034 MIR162 MON863 59122 MON88017 MIR604 5307 T25 GA21 NK603 DAS40278 基 因 Gene c r y 1 A b p a t c r y 1 A b p a t c r y 1 A b g o x v 2 4 7 c p 4 e p s p s c r y 1 F a 2 p a t c r y 2 A b 2 c r y 1 A 105 v i p 3 A a 2 0 c r y 3 B b 1 c r y 3 4 A b 1 c r y 3 5 A b 1 p a t c r y 3 B b 1 c p 4 e p s p s m c r y 3 A e c r y 3 1 A b p a t m e p s p s c p 4 e p s p s a a d 1 性 狀 Trait 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 Insect resistance 抗 蟲 Insect resistance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 耐 除 草 劑 Insect resistance herbicide tolerance 抗 蟲 Insect resistance 抗 蟲 Insect resistance 耐 除 草 劑 Herbicide tolerance 耐 除 草 劑 Herbicide tolerance 耐 除 草 劑 Herbicide tolerance 耐 除 草 劑 Herbicide tolerance 品 牌 名 稱 Brand name NaturGard KnockOut Maximizer Agrisure CB LL YieldGard MaizeGard Her