传统育种瓶颈待解 生物育种蓄势待发
证券时报两会报道组
种子行业地位非常重要，被誉为农业之芯片，在粮食增产中起核心作用，我国多年来粮食产量连创新高，种子行业功不可没。
《种子法》经修改，自2022年3月1日起正式实施。今年两会，多位代表委员积极建言献策，他们从我国种业现状及难题入手，建议保护我国种质资源、加大政策资金倾斜扶持力度、促进种子科研单位与企业深度融合、保障和促进自主科技创新能力等等，希冀快速推进我国种业的发展，努力让“中国粮”主要用“中国种”，保障中国粮食安全。
我国传统育种经过多年发展，取得巨大成果，也面临行业瓶颈，需要升级换代，现在学界热门的基因编辑、转基因、合成生物学等都属生物育种。
生物育种是全世界主流科学家的共识，有望很大程度上继续提升产量，改善产品品质，增加农民收入。中国有不少公司在这方面有多年储备。
种业现状
行业数据表明，品种对提高单产的贡献率超过30%，其中玉米杂交品种的贡献率在40%以上，足见优秀品种的作用举足轻重。
中国有很多行业和海外差距巨大，在农业制种领域，差距不一。目前我国的自主选育品种占比高达95%。在经济作物领域，比如蔬菜瓜果等少部分领域，产量和口味等方面和海外品种有差距，这是让国民生活更好、提高种植经济效益，尚不会影响到口粮问题。
小麦、水稻两大主粮自主选育品种占有率100%，粮食单产也位于世界中上游水平。
不过，玉米单产和美国有不小差距。美国农业部数据，2019/2020市场年度，中国玉米平均每公顷产量6.32吨，同期美国玉米平均每公顷产量10.51吨。
据全球农业市场调研公司Kynetec统计数据，中国种业市场规模由2014年的482亿元增长至2020年552亿元，居全球第二，仅次于美国。预计到2025年，中国种业市场规模将增长至732亿元，年均复合增速约为5.8%。我国种子行业很有潜力。
在分类上，农业生产中常用的品种主要有常规种和杂交种两类。在我国三大粮食作物中，玉米品种基本是杂交种，也是我国种子商业化的主要领域，蕴含着巨大的商业机会，产生了登海种业等上市公司；小麦基本是常规种，河南等粮食丰产区小麦育种全国领先，不过小麦品种没有产生大公司，水稻则是杂交种、常规种基本各占一半，不少用作口粮的优秀品种，是常规种，杂交种产量会更高一些，主要在南方种植。水稻育种方面我国很有优势，还向海外输出产品，出现了隆平高科、荃银高科等上市公司。此外，大豆也是一个主要品种，因为播种面积和单产有限，农民种植收益不高，国内企业研发并不积极。
因为我国法律规定，种子育种必须在中国，所以即使是海外公司选育的优良品种，要想在中国销售也必须本地化，所以本土大粮作物种子基本上100%由中国企业掌控。可以说，中国种子行业在应用技术层面上并不存在“卡脖子”情况，但未来科技的竞争仍然存在巨大的挑战。
与此同时，我国种子行业竞争激烈，还处于混乱竞争的“战国”状态，研发投入低，低效重复劳动，行业生存不易。
传统育种经过多年挖掘，能挖掘的空间比较有限，产量已达到阶段性高限，再增产增收的空间有限。
困局
新中国成立后，就成立很多农业院校，育种是其中非常重要的一环，大多数优良品种就是这些院校选育出来。政府一贯重视良种繁育和推广，良种使用也符合农民利益，农民有使用积极性。因为科研院所众多，种子公司有7000多家，造成研发分散，模仿盛行，很多研发只是为了拿科研经费，博取功名，科研资源大量浪费。
在海外成熟市场，少数几家公司提供了绝大多数种子，而在中国，还处在高度分散的阶段，多数种子公司都没有研发能力，假冒套牌严重。
传统育种走的基本上都是高产路线，产量在提高到一定程度后，已经很难再有优质品种出现，比如在玉米领域，拳头产品是郑单958和先玉335，前者国审于2000年，后者国审于2004年，此后多年的新品种，都是对这两个产品的模仿，其产量和抗逆性没有超过郑单958和先玉335的水平。
优秀种子要考虑综合性状，在实验室条件下达到高产，并不一定有推广价值；种子还要抗倒伏、抗疾病，有一定的环境适应能力，否则很容易减产；即使产量高，也可能因为含水率高等问题，下游加工企业并不喜欢。
此外还有一些不为外界所关注的因素，比如发芽率提高到95%，原来多粒播种就可以改成单粒。如果种子发芽率达不到一定高度，就需要多粒播种，需要花费劳动力间苗。
“籽粒直收”成为近年来玉米品种选育的重要目标，这是因为农业机械化要求下，对玉米品种提出了新要求，像此前那种把玉米穗编起来挂在树上，等冬天时慢慢剥的小农经济，已经过时了。
古代人就知道选育的基本规律，优先挑选表现好的植株留种，一代一代优中选优。育种原理延绵至今。
农业从本质上来说，就是植物生长过程中，通过叶绿素转化太阳能，生成碳水化合物，一方面植株要生长粗壮，另一方面，需要将更多养分沉淀在果实中。传统种子在土地肥沃的情况下，浪费养料在秸秆上。育种专家通过矮化，密植等方法，可以让单位面积土地长出更多庄稼，让更多光合作用结果转化进果实里。
传统育种技术已经达到了一个瓶颈，对复杂现象的理解有限，只能依靠不断试错来选优，产量或者品质已很难再有所提高。育种周期一般需要8~10年左右，品种间遗传多样性狭窄，存在盲目性和经验性等问题，农业科技工作者已经越来越难选育出突破性的优异品种，优秀的品种可遇不可求。
生物育种给了一个比较好的方法，可以更有选择性。
基因组学、计算生物学、系统生物学、合成生物学等新兴学科在近年来的快速发展，为育种技术的创新带来了新的希望。目前基因编辑在行业比较火热，这个技术手段在逐渐成熟过程中。基因编辑是敲掉某些基因，彰显某些植株特性，不过记者采访过的专业人士认为，基因编辑是微创新，适合小步快跑，因为门槛低，很多科研院所都在做，方便写论文抓眼球。相对而言，转基因门槛比较高，路也比较窄，但成功后能带来显著效益。
生物育种
我国生物育种走在前列的是杭州瑞丰和大北农旗下的子公司北京大北农生物技术有限公司，去年大北农生物完成增资，今年1月份杭州瑞丰完成增资。
今年1月份，杭州瑞丰完成新一轮融资，投前估值为20.35亿元，隆平高科以6297.6万元受让诚通中信农业结构调整投资基金持有的4.1%的股权，持股比例由22.97%变更至23.20%；中央企业乡村产业投资基金股份有限公司等通过增资战略投资杭州瑞丰，央企基金合计持股比例达到20%。
杭州瑞丰董事长沈志成向证券时报·e公司记者表示，这一次融资4亿元，目的是为了扩大研究规模，为产业化做准备，产业化需要一定的资金储备，公司预计这部分资金可以支撑5年时间，预计5年内就能实现盈利。
杭州瑞丰一直在做研发储备，去年建了莫干山转基因研发基地。浙江因为梅雨季节影响玉米授粉，露天环境下只能种植一季，莫干山基地建了大棚，8月份还可以遮挡阳光，可以种植两季玉米，这对研发比较便利。另外，杭州瑞丰在海南还有南繁基地，目前还在育种阶段。制种目前还在考虑阶段，没有实质性进展。
去年1月份，瑞丰125（曾用名“双抗125”）表达两种以前没有在任何转基因产品使用过的抗虫蛋白质和耐除草剂蛋白质，获得美国环保部（EPA）安全批准的新抗性基因。沈志成表示，取得这个批准很不容易，意味着公司在美国可以销售，生产还需要农业部批准。其中抗虫蛋白质被当作一种农药来看待，抗虫蛋白没有剂量限制，即任何剂量都是安全的，抗草甘磷蛋白质在任何植物中（不限玉米）不需要残留量限制。这个产品将为农民提供新的抗虫、抗除草剂基因选择。
杭州瑞丰在与美国认证方沟通时，对方表示此前类似申请都是美国或者美国分公司提交，杭州瑞丰是比较罕见的一家海外注册地申请者。
沈志成是浙江大学教授兼职创业，他表示，这样培养出来的学生和产业直接接触，更接地气。
去年4月份，大北农控股70%的大北农生物融资，引入现代种业发展基金有限公司和中央企业贫困地区产业投资基金，两公司按照投前估值39.22亿元向大北农生物共计投入资金4亿元，获得本次增资后生大北农生物9.26%的股权，分别投资2亿元。
大北农生物目前在南美开展业务，营收还不到千万元，因为国内还不允许玉米大豆等转基因农作物种植，大北农生物一直处于投入状态。
大北农当时表示，大北农生物增资是为了积极寻求外部战略合作与资源支持，不仅增强了大北农生物的资本实力，而且有利于聚合外部资源，共同推进生物育种产业化运用，有助于大北农生物吸引更多高层次专业人才加盟事业发展，将为生物技术公司下一个十年的发展战略打下坚实的基础，也为公司其他作物科技产业协同发展创造条件。
大北农集团常务副总裁、作物科技产业总裁刘石向证券时报·e公司记者表示，大北农生物已经完全具有相关的技术储备，而且有商业化优势。
育种的第三方服务公司也在发力，华智生物董事长田冰川向证券时报·e公司记者表示，华智生物将面向全行业“揭榜挂帅”，全力加快生物育种引领性核心底层技术攻关，为我国在种质资源精准鉴定评价、种源关键技术攻关、生物育种产业化等方面，发挥重要支撑作用。
他表示，华智生物通过生物技术和数据技术（BT + DT），围绕农作物、畜禽水产、林果花草、微生物等生命科学领域的关键共性技术需求，为各级政府部门、科研院所、高等学校、国内外龙头企业等客户提供分子育种、生物信息分析、种质资源创制、品种测试评价、第三方检测，以及区块链与大数据智能应用等解决方案。
华智生物为育种公司提供解决方案，助力我国种业领头羊企业冲入世界级种业梯队，参与国家和省级种质资源重点研究项目，承担种质资源精准鉴定任务，开发了水稻、小麦、豆类、畜禽、水产等多物种生物育种芯片和低成本高效率的基因分型系统，开发了业内领先的育种信息管理系统——华智育种管家系统，为40余家合作单位开展种业信息化服务，物种涵盖水稻、玉米、小麦、棉花、大豆、辣椒、食用菌、枸杞、油菜、草莓等，为智能化育种提供了重要保障。
经济效益
目前使用转基因技术本身并不是为了提高产量，而是为了解决植物生产过程中的两个外部难题：一个是害虫，一个是杂草。害虫会破坏果实或者植物生长，杂草则和庄稼争夺养料和阳光。
为了防害虫，要打农药，这就可能有农药残留，而且防治玉米螟虫的效果不太理想。种植玉米和种大豆所使用的除草剂不同，土壤中的除草剂残留对下一茬有影响。
要把杂草除掉又不能伤害玉米幼苗，需要一定的时间窗口，早了会伤害幼苗，晚了除草效果不好，另外对气候也有要求，下雨天和土壤太干燥效果都不好。
导入转基因后，可以用草甘膦来除草，草甘膦的作用是杀死所有绿色植物，草甘膦喷到植物叶面，吸收到根部，抑制氨基酸形成，植物一周时间开始发蔫，到两周时间时根部都会滥才会死亡。转基因的作用就是构建氨基酸合成的通道。除选择性草剂一般有7~10天喷洒窗口期，草甘膦有20天窗口期。一个农户喷洒农药，因为时长提高，一台可以喷1000亩药的农机，工作量可以提高到2500亩，除草效果也更好。
转基因还能大幅度降低玉米果穗霉变问题——玉米螟虫破坏玉米秸杆和果穗，从果穗钻下去吃最嫩的部分，一旦下雨就会形成霉变。霉变在整个下游加工中一直存在。玉米主要用于动物饲料，霉变导致黄曲霉素和呕吐霉素超标，危害动物健康和肉蛋奶的产率。用这种玉米酿酒严重损害肝脏健康，只能用作酒精乙醇。中国华北地区因为收获季节下雨，霉变尤其严重。现在中国的养殖户，为了家禽家畜长得更好，倾向于购买转基因产品，因为霉变少而且农药残留低。
刘石表示，转基因和其他农业技术相比属一次性投入，比如农药、农机、化肥都有消耗，有投入成本和环境成本。转基因取代原来的种子，并没有消耗新的资源，还会提高产量，品质会更好，黄曲霉素含量会下降80%以上，还能使劳动效率提高。
转基因可以提高产量10%~15%，如果中国能追上美国玉米的单产水平，保持现有的玉米种植面积，可以增产约1.8亿吨玉米。
维权成本
关于大豆的生物技术研究，刘石介绍，大豆属于常规育种，改良比较慢，因为经济效益不佳，所以科技人员在这方面研究不积极，国家投入也偏少，最优秀的育种家集中在玉米行业，这也拖慢了大豆品种研发速度，跟国外的距离越拉越大。
而国外的大豆种质资源都是从中国来，美国大豆之所以能有很大发展，是因为中美建交后，中国将100份野生大豆资料给了美方，美国进行了筛选和培育，发现了一大批好的优良性状，解决了大豆胞囊线虫和锈病等问题。
这其实就是原生资源的重要作用，美国玉米研究做得比较好，因为美洲是玉米种植发源地，资源丰富。
美国小的育种公司和独立育种家也一直在从事大豆育种研究，虽然盈利有限，但仍然是美国非常重要的作物。
海外的育种方向和中国有很大不同：美国种植大豆是为了榨油，中国需要的是蛋白；美国是为了榨油，巴西和阿根廷主要用的美国技术，中国进口大豆一方面是为了用油，更重要是为了豆粕（用来养猪）等。进口大豆是养殖业发展的需求，油有替代方案，比如花生油、菜籽油和棕榈油等，但蛋白没有其他来源。养牛可以用苜蓿，养猪只能用豆粕和鱼粉。
在大豆方面，有不少上市公司涉及，不过并不积极。大北农的转基因大豆目前在阿根廷和巴西已有推广，中国农科院和上海交大等也在做类似的工作。
政策面上，2021年12月24日全国人大常委会通过《种子法》修改，自2022年3月1日起实施。中信证券指出，本次修改将对种业发展产生深远影响。种业知识产权保护全面升级，将推动市场环境获实质净化，行业出清成为必然。通过简单修饰获取新品种权的种企生存空间大幅缩窄，或将转型或退出。
此前很难打击的套包种子，因为按照政府规定的程序，鉴定种子是否侵权，要先取证，再拿到田间由有资质的第三方做两年的DUS鉴定。两年后如果发现的确有侵权，拿着第三方出具结果才能去法院起诉。维权成本非常之高，很难打击套包。这也是中国种子行业乱的根源之一。
如果有了转基因技术，打击非法和套包种子就非常容易，通过叶片就可以检测，当天出结果。未来传统育种公司的权益通过转基因技术的检测很容易一起保护。
有了转基因并不是说传统育种可以放松，目前的转基因并不是提高种子本身的质量，种子本身的质量还需要育种解决，转基因不过是锦上添花。为了更好地适应机械化耕作和追求经济效益，发芽率、抗倒伏、“籽粒直收”等关键问题，都需要通过育种来解决。而且种子还会因为环境问题出现退化，隔一段时间需要有更好的种子替代。
种子虽然是农业的核心，但也只是一个环节，大农业的核心关键是“大”——较大的种植规模和高效率，这需要有大机器耕作，有更高科技的支撑，有更高的操作和运营水平。刘石认为，这都需要配套环节有所改善，否则农民种粮很难赚钱。
刘石认为，解决粮食安全问题要通盘考虑，生物育种放开只需要临门一脚。
