種子行業地位非常重要,被譽為農業之晶片,在糧食增産中起核心作用,大陸多年來糧食産量連創新高,種子行業功不可沒。

供圖:趙乃育
《種子法》經修改,自2022年3月1日起正式實施。今年兩會,多位代表委員積極建言獻策,他們從大陸種業現狀及難題入手,建議保護大陸種質資源、加大政策資金傾斜扶持力度、促進種子科研機關與企業深度融合、保障和促進自主科技創新能力等等,希冀快速推進大陸種業的發展,努力讓“中國糧”主要用“中國種”,保障中國糧食安全。
大陸傳統育種經過多年發展,取得巨大成果,也面臨行業瓶頸,需要更新換代,現在學界熱門的基因編輯、轉基因、合成生物學等都屬生物育種。
生物育種是全世界主流科學家的共識,有望很大程度上繼續提升産量,改善産品品質,增加農民收入。中國有不少公司在這方面有多年儲備。
種業現狀
行業資料表明,品種對提高單産的貢獻率超過30%,其中玉米雜交品種的貢獻率在40%以上,足見優秀品種的作用舉足輕重。
中國有很多行業和海外差距巨大,在農業制種領域,差距不一。目前大陸的自主選育品種占比高達95%。在經濟作物領域,比如蔬菜瓜果等少部分領域,産量和口味等方面和海外品種有差距,這是讓國民生活更好、提高種植經濟效益,尚不會影響到口糧問題。
小麥、水稻兩大主糧自主選育品種占有率100%,糧食單産也位于世界中上遊水準。
不過,玉米單産和美國有不小差距。美國農業部資料,2019/2020市場年度,中國玉米平均每公頃産量6.32噸,同期美國玉米平均每公頃産量10.51噸。
據全球農業市場調研公司Kynetec統計資料,中國種業市場規模由2014年的482億元增長至2020年552億元,居全球第二,僅次于美國。預計到2025年,中國種業市場規模将增長至732億元,年均複合增速約為5.8%。大陸種子行業很有潛力。
在分類上,農業生産中常用的品種主要有正常種和雜交種兩類。在大陸三大糧食作物中,玉米品種基本是雜交種,也是大陸種子商業化的主要領域,蘊含着巨大的商業機會,産生了登海種業等上市公司;小麥基本是正常種,河南等糧食豐産區小麥育種全國領先,不過小麥品種沒有産生大公司,水稻則是雜交種、正常種基本各占一半,不少用作口糧的優秀品種,是正常種,雜交種産量會更高一些,主要在南方種植。水稻育種方面大陸很有優勢,還向海外輸出産品,出現了隆平高科、荃銀高科等上市公司。此外,大豆也是一個主要品種,因為播種面積和單産有限,農民種植收益不高,國内企業研發并不積極。
因為大陸法律規定,種子育種必須在中國,是以即使是海外公司選育的優良品種,要想在中國銷售也必須本地化,是以本土大糧作物種子基本上100%由中國企業掌控。可以說,中國種子行業在應用技術層面上并不存在“卡脖子”情況,但未來科技的競争仍然存在巨大的挑戰。
與此同時,大陸種子行業競争激烈,還處于混亂競争的戰國狀态,研發投入低,低效重複勞動,行業生存不易。
傳統育種經過多年挖掘,能挖掘的空間比較有限,産量已達到階段性高限,再增産增收的空間有限。
困局
新中國成立後,就成立很多農業院校,育種是其中非常重要的一環,大多數優良品種就是這些院校選育出來。政府一貫重視良種繁育和推廣,良種使用也符合農民利益,農民有使用積極性。因為科研院所衆多,種子公司有7000多家,造成研發分散,模仿盛行,很多研發隻是為了拿科研經費,博取功名,科研資源大量浪費。
在海外成熟市場,少數幾家公司提供了絕大多數種子,而在中國,還處在高度分散的階段,多數種子公司都沒有研發能力,假冒套牌嚴重。
傳統育種走的基本上都是高産路線,産量在提高到一定程度後,已經很難再有優質品種出現,比如在玉米領域,拳頭産品是鄭單958和先玉335,前者國審于2000年,後者國審于2004年,此後多年的新品種,都是對這兩個産品的模仿,其産量和抗逆性沒有超過鄭單958和先玉335的水準。
優秀種子要考慮綜合性狀,在實驗室條件下達到高産,并不一定有推廣價值;種子還要抗倒伏、抗疾病,有一定的環境适應能力,否則很容易減産;即使産量高,也可能因為含水率高等問題,下遊加工企業并不喜歡。
此外還有一些不為外界所關注的因素,比如發芽率提高到95%,原來多粒播種就可以改成單粒。如果種子發芽率達不到一定高度,就需要多粒播種,需要花費勞動力間苗。
“籽粒直收”成為近年來玉米品種選育的重要目标,這是因為農業機械化要求下,對玉米品種提出的新要求,像此前那種把玉米穗編起來挂在樹上,等冬天時慢慢剝的小農經濟,已經過時了。
古代人就知道選育的基本規律,優先挑選表現好的植株留種,一代一代優中選優。育種原理延綿至今。
農業從本質上來說,就是植物生長過程中,通過葉綠素轉化太陽能,生成碳水化合物,一方面植株要生長粗壯,另一方面,需要将更多養分沉澱在果實中。傳統種子在土地肥沃的情況下,浪費養料在稭稈上。育種專家通過矮化,密植等方法,可以讓機關面積土地長出更多莊稼,讓更多光合作用結果轉化進果實裡。
傳統育種技術已經達到了一個瓶頸,對複雜現象的了解有限,隻能依靠不斷試錯來選優,産量或者品質已很難再有所提高。育種周期一般需要8-10年左右,品種間遺傳多樣性狹窄,存在盲目性和經驗性等問題,農業科技工作者已經越來越難選育出突破性的優異品種,優秀的品種可遇不可求。
生物育種給了一個比較好的方法,可以更有選擇性。
基因組學、計算生物學、系統生物學、合成生物學等新興學科在近年來的快速發展,為育種技術的創新帶來了新的希望。目前基因編輯在行業比較火熱,這個技術手段在逐漸成熟過程中。基因編輯是敲掉某些基因,彰顯某些植株特性,不過記者采訪過的專業人士認為,基因編輯是微創新,适合小步快跑,因為門檻低,很多科研院所都在做,友善寫論文抓眼球。相對而言,轉基因門檻比較高,路也比較窄,但成功後能帶來顯著效益。
生物育種
大陸生物育種走在前列的是杭州瑞豐和大北農旗下的子公司北京大北農生物技術有限公司,去年大北農生物完成增資,今年1月份杭州瑞豐完成增資。
今年1月份,杭州瑞豐完成新一輪融資,投前估值為20.35億元,隆平高科以6297.6萬元受讓誠通中信農業結構調整投資基金持有的4.1%的股權,持股比例由22.97%變更至23.20%;中央企業鄉村産業投資基金股份有限公司等通過增資戰略投資杭州瑞豐,央企基金合計持股比例達到20%。
杭州瑞豐董事長沈志成向證券時報·e公司記者表示,這一次融資4億元,目的是為了擴大研究規模,為産業化做準備,産業化需要一定的資金儲備,公司預計這部分資金可以支撐5年時間,預計5年内就能實作盈利。
杭州瑞豐一直在做研發儲備,去年建了莫幹山轉基因研發基地。浙江因為梅雨季節影響玉米授粉,露天環境下隻能種植一季,莫幹山基地建了大棚,8月份還可以遮擋陽光,可以種植兩季玉米,這對研發比較便利。另外,杭州瑞豐在海南還有南繁基地,目前還在育種階段。制種目前還在考慮階段,沒有實質性進展。
去年1月份,瑞豐125(曾用名“雙抗125”)表達兩種以前沒有在任何轉基因産品使用過的抗蟲蛋白質和耐除草劑蛋白質,獲得美國環保部(EPA)安全準許的新抗性基因。沈志成表示,取得這個準許很不容易,意味着公司在美國可以銷售,生産還需要農業部準許。其中抗蟲蛋白質被當作一種農藥來看待,抗蟲蛋白沒有劑量限制,即任何劑量都是安全的,抗草甘磷蛋白質在任何植物中(不限玉米)不需要殘留量限制。這個産品将為農民提供了新的抗蟲、抗除草劑基因選擇。
杭州瑞豐在與美國認證方溝通時,對方表示此前類似申請都是美國或者美國分公司送出,杭州瑞豐是比較罕見的一家海外注冊地申請者。
沈志成是浙江大學教授兼職創業,他表示,這樣培養出來的學生和産業直接接觸,更接地氣。
去年4月份,大北農控股70%的大北農生物融資,引入現代種業發展基金有限公司和中央企業貧困地區産業投資基金,兩公司按照投前估值39.22億元向大北農生物共計投入資金4億元,獲得本次增資後生大北農生物9.26%的股權,分别投資2億元。
大北農生物目前在南美開展業務,營收還不到千萬元,因為國内還不允許玉米大豆等轉基因農作物種植,大北農生物一直處于投入狀态。
大北農當時表示,大北農生物增資是為了積極尋求外部戰略合作與資源支援,不僅增強了大北農生物的資本實力,而且有利于聚合外部資源共同推進生物育種産業化運用,有助于大北農生物吸引更多高層次專業人才加盟事業發展,将為生物技術公司下一個十年的發展戰略打下堅實的基礎,也為公司其他作物科技産業協同發展創造條件。
大北農集團常務副總裁、作物科技産業總裁劉石向證券時報·e公司記者表示,大北農生物已經完全具有相關的技術儲備,而且有商業化優勢。
育種的第三方服務公司也在發力,華智生物董事長田冰川向證券時報·e公司記者表示,華智生物将面向全行業“揭榜挂帥”,全力加快生物育種引領性核心底層技術攻關,為大陸在種質資源精準鑒定評價、種源關鍵技術攻關、生物育種産業化等方面,發揮重要支撐作用。
他表示,華智生物通過生物技術和資料技術(BT + DT),圍繞農作物、畜禽水産、林果花草、微生物等生命科學領域的關鍵共性技術需求,為各級政府部門、科研院所、高等學校、國内外龍頭企業等客戶提供分子育種、生物資訊分析、種質資源創制、品種測試評價、第三方檢測,以及區塊鍊與大資料智能應用等解決方案。
華智生物為育種公司提供解決方案,助力大陸種業領頭羊企業沖入世界級種業梯隊,參與國家和省級種質資源重點研究項目,承擔種質資源精準鑒定任務,開發了水稻、小麥、豆類、畜禽、水産等多物種生物育種晶片和低成本高效率的基因分型系統,開發了業内領先的育種資訊管理系統——華智育種管家系統,為40餘家合作機關開展種業資訊化服務,物種涵蓋水稻、玉米、小麥、棉花、大豆、辣椒、食用菌、枸杞、油菜、草莓等,為智能化育種提供了重要保障。
經濟效益
目前使用轉基因技術本身并不是為了提高産量,而是為了解決植物生産過程中的兩個外部難題:一個是害蟲,一個是雜草。害蟲會破壞果實或者植物生長,雜草則和莊稼争奪養料和陽光。
為了防害蟲,要打農藥,這就可能有農藥殘留,而且防治玉米螟蟲的效果不太理想。種植玉米和種大豆所使用的除草劑不同,土壤中的除草劑殘留對下一茬有影響。
要把雜草除掉又不能傷害玉米幼苗,需要一定的時間視窗,早了會傷害幼苗晚了除草效果不好,另外對氣候也有要求,下雨天和土壤太幹燥效果都不好。
導入轉基因後,可以用草甘膦來除草,草甘膦的作用是殺死所有綠色植物,草甘膦噴到植物葉面吸收到根部,抑制氨基酸形成,植物一周時間開始發蔫,到兩周時間時根部都會濫才會死亡。轉基因的作用就是建構氨基酸合成的通道。除選擇性草劑一般有7-10天噴灑視窗期,草甘膦有20天視窗期。一個農戶噴灑農藥,因為時長提高,一台可以噴1000畝藥的農機,工作量可以提高到2500畝,除草效果也更好。
轉基因還能大幅度降低玉米果穗黴變問題——玉米螟蟲破壞玉米稭杆和果穗,從果穗鑽下去吃最嫩的部分,一旦下雨就會形成黴變。黴變在整個下遊加工中一直存在。玉米主要用于動物飼料,黴變導緻黃曲黴素和嘔吐黴素超标,危害動物健康和肉蛋奶的産率。用這種玉米釀酒嚴重損害肝髒健康,隻能用作酒精乙醇。中國華北地區因為收獲季節下雨,黴變尤其嚴重。現在中國的養殖戶,為了家禽家畜長得更好,傾向于購買轉基因産品,因為黴變少而且農藥殘留低。
劉石表示,轉基因和其他農業技術相比屬一次性投入,比如農藥、農機、化肥都有消耗,有投入成本和環境成本。轉基因取代原來的種子,并沒有消耗新的資源,還會提高産量,品質會更好,黃曲黴素含量會下降80%以上,還能使勞動效率提高。
轉基因可以提高産量10-15%,如果中國能追上美國玉米的單産水準,保持現有的玉米種植面積,可以增産約1.8億噸玉米。
維權成本
關于大豆的生物技術研究,劉石介紹,大豆屬于正常育種,改良比較慢,因為經濟效益不佳,是以科技人員在這方面研究不積極,國家投入也偏少,最優秀的育種家集中在玉米行業更多,這也拖慢了大豆品種研發速度,跟國外的距離越拉越大。
而國外的大豆種質資源都是從中國來,美國大豆之是以能有很大發展,是因為中美建交後,中國将100份野生大豆資料給了美方,美國進行了篩選和培育,發現了一大批好的優良性狀,解決了大豆胞囊線蟲和鏽病等問題。
這其實就是原生資源的重要作用,美國玉米研究做的比較好,因為美洲是玉米種植發源地,資源豐富。
美國小的育種公司和獨立育種家也一直在從事大豆育種研究,雖然盈利有限,但仍然是美國非常重要的作物。
海外的育種方向和中國有很大不同:美國種植大豆是為了榨油,中國需要的是蛋白;美國是為了榨油,巴西和阿根廷主要用的美國技術,中國進口大豆一方面是為了用油,更重要是為了豆粕(用來養豬)等。進口大豆是養殖業發展的需求,油有替代方案,比如花生油、菜籽油和棕榈油等,但蛋白沒有其他來源。養牛可以用苜蓿,養豬隻能用豆粕和魚粉。
在大豆方面,有不少上市公司涉及,不過并不積極。大北農的轉基因大豆目前在阿根廷和巴西已有推廣,中國農科院和上海交大等也在做類似的工作。
政策面上,2021年12月24日全國人大常委會通過《種子法》修改,自2022年3月1日起實施。中信證券指出,本次修改将對種業發展産生深遠影響。種業知識産權保護全面更新,将推動市場環境獲實質淨化,行業出清成為必然。通過簡單修飾擷取新品種權的種企生存空間大幅縮窄,或将轉型或退出。
此前很難打擊的套包種子,因為按照政府規定的程式,鑒定種子是否侵權,要先驗證,再拿到田間由有資質的第三方做兩年的DUS鑒定。兩年後如果發現的确有侵權,拿着第三方出具結果才能去法院起訴。維權成本非常之高,很難打擊套包。這也是中國種子行業亂的根源之一。
如果有了轉基因技術,打擊非法和套包種子就非常容易,通過葉片就可以檢測當天出結果。未來傳統育種公司的權益通過轉基因技術的檢測很容易一起保護。
有了轉基因并不是說傳統育種可以放松,目前的轉基因并不是提高種子本身的品質,種子本身的品質還需要育種解決,轉基因不過是錦上添花。為了更好地适應機械化耕作和追求經濟效益,發芽率、抗倒伏、“籽粒直收”等關鍵問題,都需要通過育種來解決。而且種子還會因為環境問題出現退化,隔一段時間需要有更好的種子替代。
種子雖然是農業的核心,但是也隻是一個環節,大農業的核心關鍵是“大“——較大的種植規模和高效率,這需要有大機器耕作,有更高科技的支撐,有更高的操作和營運水準。劉石認為,這都需要配套環節有所改善,否則農民種糧很難賺錢。
劉石認為,解決糧食安全問題要通盤考慮,生物育種放開隻需要臨門一腳。
附兩會代表建言:
全國政協委員馬忠明:新品種選育這塊,我們必須選育具有自主知識産權的重大品種,保證“中國人的飯碗裝中國的糧”,特别是要利用現代生物技術,加大新品種的選育力度,加快新品種的選育程序。
全國政協委員霍學喜:建議整合國家生物科學領域的科技創新能力和科技創新資源,形成國家層次的創新平台。另外,鼓勵一些大的平台企業進入這個領域,把生物科技做大做強。
全國人大代表李登海:目前種業的難題是如何切實保障和促進自主科技創新的能力,建議盡快制定種業促進法,進而切實保障、快速推進民族種業的發展。促進種子科研機關與種子企業深度融合,将種質資源、育種人才、推廣技術、資金支援諸要素向中資企業聚合。
全國政協委員燕瑛:以‘新一代數字科技與生物技術深度融合’為特征的智慧育種時代正加速到來,未來育種企業之間的競争必将圍繞開發和利用育種數字化資源的能力展開,民族種業若想實作彎道超車,必須搶占智慧育種制高點。
全國人大代表張兆安:着力保護大陸種質資源、着力健全關鍵種子基因庫、着力攻克關鍵種子難關、着力強化關鍵種子研發投入。
全國人大代表吳清平:建議加強微生物種業創新,将微生物種業納入大陸現代種業體系。微生物與土壤、作物、動物共同形成農業生态系統中最基本的物質循環,在物質轉化和能量循環過程中發揮着不可或缺的重要作用。
全國人大代表楊元忠:建議國家在種業振興行動上,應加大政策、資金傾斜扶持力度,支援部分制種大省成為“制種強省”。
全國人大代表沈豔芬:建議國家層面加快推進農作物種子品質認證,支援湖北的洪山實驗室争創生物種業國家實驗室。
全國政協委員馬傳喜:建議加大高校、科研機構與相關企業之間的合作交流,強化政府扶持鼓勵,暢通種業創新要素流動,促進良種技術發展,努力讓“中國糧”主要用“中國種”,保障中國糧食安全。
全國政協委員宋純鵬:建議在國家糧食核心産區布局建立國家種業實驗室,大陸玉米和大豆的單産僅是國際先進水準的2/3,蔬菜品種中耐儲番茄、甜椒、胡蘿蔔、水果黃瓜等專用品種進口比例較高,很難适應今後現代農業發展需求。