農業掀起“基因”浪潮，基因編輯和轉基因技術商業化提速_風聞

全球農業顛覆式發展必然少不了農業生物技術的創造性力量。

農業生物技術是指運用基因工程、發酵工程、細胞工程、酶工程以及分子育種等生物技術，改良動植物及微生物品種生產性狀、培育動植物及微生物新品種、生產生物農藥、獸藥與疫苗的新技術。廣義基因工程技術中的基因編輯和轉基因技術在農業領域的應用備受關注。

説到基因編輯，其近年來的發展可謂是叱吒風雲，在醫學領域大放異彩不説，又屢次角逐諾獎。當走在科技前沿的基因編輯遇上正在追趕科技的農業，它們之間所發生的奇妙化學反應將為農業帶來全新的發展機會。例如：早在2013年，以CRISPR/Cas9系統為標誌的第三代基因編輯技術就取得了決定性突破，打破了常規育種瓶頸，成為基因編輯主流技術。

與基因編輯一樣，轉基因自被人們認識以來便是萬眾矚目。根據國際農業生物技術應用服務組織2019年9月發佈的《2018年全球生物技術/轉基因作物商業化發展態勢》報告，當年全球有26個國家和地區種植轉基因作物，種植面積超1.9億公頃，其中美國、巴西、阿根廷、加拿大和印度的轉基因農作物種植面積佔全球轉基因作物種植面積的91%。

世界主要國家轉基因作物種植情況

資料來源：《2018年全球生物技術/轉基因作物商業化發展態勢》，華泰證券研究所

基因編輯和轉基因技術在農業領域的應用

醫療和農業是基因編輯的兩大重要應用領域。在農業方面，世界各地的研究人員利用植物和動物的測序來研究不同物種的基因組，進行農作物全品種基因測序將會推動農業發展，增加作物產量。

基因編輯技術不僅可以突破傳統育種難以解決的遺傳障礙，而且能實現特定性狀的精準改變，顛覆已有動物遺傳改良技術路徑和選育效率。伴隨着基因編輯技術的不斷改進及其在動植物上的廣泛應用，農業領域的顛覆性變革悄然在進行。

1994年，Calgene推出第一個基因工程食物Flavr Savr番茄。1996年，孟山都公司（Monsanto）推出第一批基因修飾農作物，很快這些基因修飾食品佔據了市場。2016年初杜邦宣佈，在2020年即將誕生一款新的玉米品種，將是史上第一例商業化的基因編輯農作物。2018年，美國食品藥品監督管理局（FDA）發佈新規，撤銷對CRISPR作物的嚴格管控，鼓勵CRISPR植物的種植試驗。

與基因編輯有所不同，轉基因技術能將一個生物體中結構明確、功能清楚的基因取出，讓其在另一個作物體內發揮作用，實現基因在不同物種間的重組。這項新技術不僅更精準，而且利用其他物種的基因資源能極大擴充作物自身的基因庫，使作物具備抗蟲、耐除草劑、抗旱等特性。動物轉基因技術則在提高畜禽生產性能、改善畜產品品質、提高畜禽抗寒抗病能力等方面應用廣泛。

1996-2014年部分國家的轉基因作物農場淨收入增加值（百萬美元）

資料來源：USSEC，華泰證券研究所

作為現代生物工程的一個重要手段，許多發達國家和發展中國家都在大力研究開發轉基因技術。我國轉基因作物研究始於20世紀80年代，是開展這項新技術研發最早的國家之一。

2008年中央一號文件首次提出，啓動轉基因生物新品種培育科技重大專項。當年10月黨的十七屆三中全會決定強調，實施轉基因生物新品種培育科技重大專項，儘快獲得一批具有重要應用價值的優良品種。隨後出台的《國家糧食安全中長期規劃綱要》也對轉基因生物新品種培育科技重大專項提出明確研發方向。

跟隨國家政策的指引，行業內的頭部企業逐漸開始了在農業生物技術領域的探索，例如華大基因和隆平高科。

華大基因：推進動植物育種進程

華大基因成立於1999年，是全球領先的生命科學前沿機構，擁有多種平台，可以在DNA水平、RNA水平、表觀遺傳學等各個水平對動植物各種表型性狀進行全方位的研究，並結合質譜技術開展蛋白質組水平的研究，利用貫穿組學深度解析動植物界的科學問題，檢測與人類息息相關的農藝性狀相關基因、研究動植物進化、抗病、抗逆、生殖發育等生理機制，為育種挖掘多樣性的遺傳資源，為推進動植物育種進程奠定堅實的理論基礎。

圖源：華大基因官網

其產品RNA-Seq主要用於系統進化/物種起源、生長發育、抗逆及致病機理研究、生物標記（分子育種）等研究。此外，華大基因還在利用自主DNBSEQTM測序技術的基礎上，自主開發了雙鏈環化的文庫製備新方法，可快速高效獲取真實的甲基化水平數據，以及動植物育種、人類健康與疾病等應用性研究。

華大基因基於公司領先的數據處理分析能力，豐富的科研項目經驗，公司在科研方面也取得了一系列突破性成果。2019年，公司與多家國內外科研機構在全球頂尖學術期刊上發表了50篇農業基因相關科研論文。其中，2019年3月11日，與芝加哥大學、亞利桑那大學等團隊合作在Nature Ecology & Evolution上發表了迄今為止最大的水稻高質量新蛋白質數據集的成果。2019年5月，與華中農業大學在Nature Genetics上發表迄今為止質量最高的熱帶玉米參考基因組，並公佈了首份玉米結構變異圖譜。

華大基因於2019年5月與碧桂園農業控股有限公司簽署股權轉讓協議，將其持有的華大農業80%股權轉讓給碧桂園。碧桂園佈局農業全產業鏈條，着力打造科技型、平台型、國際型農業。

隆平高科：高位佈局玉米轉基因品種開發

隆平高科自設立以來一直以現代種業產業化為發展方向，利用現代生物技術，主要從事農作物高科技種子及種苗的研發、繁育、推廣及服務。

在生物技術板塊，隆平高科在華智生物技術有限公司、隆平高科長沙生物技術實驗室、隆平高科生物技術（玉米）中心等分子育種平台基礎上，投資設立湖南隆平高科第三代雜交水稻種業有限公司，聚集新一代雜交水稻技術開發，投資杭州瑞豐生物科技有限公司，成立隆平生物技術（海南）有限公司，高位佈局玉米轉基因品種開發，進一步提升公司研發能力，鞏固公司產品及科技領先優勢，搶佔新技術週期背景下行業競爭的戰略制高點。

圖源：隆平高科官網

2020年1月21日，農業農村部公佈了2019年農業轉基因生物安全證書（生產應用）批准清單，其中包括隆平高科參股公司杭州瑞豐生物科技有限公司的轉基因玉米瑞豐125，該玉米融合兩個Bt抗蟲基因，能有效控制我國玉米田的主要鱗翅目害蟲，預期在延緩害蟲抗性產生方面具有優勢，所含抗除草劑基因是具有我國自主知識產權的創新型基因，可滿足我國農民田間除草需求。此外，對目前入侵我國西南地區、黃淮海地區的草地貪夜蛾也具有一定的抗性。

作為行業龍頭，隆平高科在傳統研發和以轉基因技術為代表的生物技術儲備方面準備充足、能力疊加，將進一步鞏固和提升其行業優勢地位。

大北農：轉基因大豆產品取得里程碑式進展

大北農集團主營業務有飼料、養豬、水產、疫苗、作物、農業互聯網六大產業，擁有近20000名員工、1500多人的核心研發團隊、120多家生產基地和300多家分子公司。其作物科技產業聚焦生物技術、綠色良種、新型肥料、環保農藥的創新研發與服務推廣，為農民提供全產業鏈的種植科技服務。

2019年2月27日，大北農收到阿根廷國家政府的生產及勞動部正式書面通知，公司下屬子公司北京大北農生物技術有限公司研發的轉基因大豆轉化事件DBN-09004-6獲得阿根廷政府的正式種植許可。這是大北農轉基因大豆產品在國際南美地區市場取得的重要里程碑式進展，也是大北農生物技術的研發和轉化在國際南美地區取得的重大進展，也為大北農生物技術的市場化應用和經營拓展了較為廣闊的市場空間。

行業發展空間巨大，創新企業步履不停

2019年12月30日，農業農村部科技教育司發佈《關於慈KJH83等192個轉基因植物品種命名的公示》，擬批准為192個植物品種頒發農業轉基因生物安全證書目錄，其中包括2個玉米品種和1個大豆品種，這是距2009年2個水稻1個玉米獲得轉基因生物安全證書之後，又有中國研究的主要農作物獲得轉基因生物安全證書。

國產轉基因品種十年磨一劍，長時間沉澱的堅實基礎將推動我國農業生物技術產業進入一個新的快速發展時期，未來發展空間巨大。在農業生物技術領域除了頭部企業的探索，創新企業也加快了發展步伐。

基因工程技術在農業領域應用創新公司一覽（國內）

康普森：動植物分子育種

北京康普森生物技術有限公司（以下簡稱“康普森”）成立於2011年，公司提供基於新型農業基因組技術的動植物分子育種、特色農業基因+以及現代化農業生產、現代設施農業整體解決方案。

2015年，康普森生物開始向農業產業化發展。第二年，為進一步推廣基因組選擇技術和產業化應用，康普森生物正式啓動了產業聯盟，在全國範圍內先後發起了“豬基因組選育北京聯盟”、“全國肉雞全基因組選擇育種聯盟”、“畜禽良種產業技術創新戰略聯盟”等多個行業聯盟，通過與不同機構合作，共同打造聯合育種“產學研”院企合作平台，實現專注分子育種，用“大數據解決選育問題”的目標。

圖源：康普森官網

2018年，作為康普森生物的全資子公司，康普森農業推出了個性化育種方案制定、畜禽基因組選育、選配策略制定、遺傳疾病評估、功能基因檢測等一站式育種服務，為科研工作者和育種企業提供了多項個性化服務，這對培育自主品種、打造民族品牌、提升核心種源自給率、推動畜牧基因組實現產業化有着重要作用。

古奧基因：基因組選擇育種平台研發

武漢古奧基因科技有限公司（以下簡稱“古奧基因”）是一家以二代和三代高通量測序、生物信息分析、交互分析報告、多組學知識庫和基因組選擇育種平台研發為技術核心的高科技公司。

古奧基因自成立以來，一直致力於佈局基因數據產業，從數據產出，到分析，到深度挖掘，基因應用。目前公司已建立形成“三中心兩基地”，包括武漢古奧基因（總部研發和運營中心）、重慶揩火基因（大數據中心）、嘉興古奧（分子育種中心）、牡丹江大豆育種基地、東西湖育種基地。

圖源：古奧基因官網

其產品古奧基因組選擇育種平台是通過整合和開發全基因組關聯分析、全基因組選擇育種、育種模擬等方法，開發的一個全自動化的育種分析平台，包含了數據管理，圖表可視化，在線分析等一系列功能模塊。平台利用配置好的育種分析方案進行全自動育種分析，使得育種研究人員在不需要底層生物信息和數量遺傳算法的基礎上，真正實現基於基因大數據的動植物品種選育方案設計。

當然不只是我國農業領域在推進基因工程技術的創新應用，自2019年開始，一些國家及地區政府進一步釋放信號，鼓勵轉基因農作物種植和應用。

在歐洲，英國首相約翰遜提出要“解放”英國的轉基因產業，歐盟委員會宣佈批准10種轉基因產品在歐盟上市；在美洲，美國總統要求聯邦政府相關監管機構簡化、加快農業生物技術產品的審批流程，從而加快農業生物技術新產品的審批、降低開發者的成本、鼓勵對轉基因農作物進行更多投資；在澳洲，南澳大利亞州政府決定從2020年起解除該州除袋鼠島以外有關種植轉基因作物禁令，至此澳大利亞大陸所有州都取消了轉基因作物種植禁令。

以下是國外幾家在農業基因工程技術領域較有代表性的企業。

基因工程技術在農業領域應用創新公司一覽（國外）

Indigo Ag：創建農業微生物基因組信息數據庫

Indigo Ag成立於2014年，起初只是Flagship pioneering發起的100多家創業公司之一。但在經過幾年的發展以後，它已然成長為一家900多人規模的企業，累計融資金額超8億美元，估值更是超過了35億美元。

圖源：Indigo Ag官網

Indigo Ag利用人工智能算法和機器學習技術，創建了一套農業微生物基因組信息數據庫，分析出對植物健康最有幫助的微生物，可以抵禦農作物病蟲害，增加營養攝入量以及水分利用率，繼而提升產能，讓農民獲得可持續的收成。

目前，該公司的種子處理技術主要用於五種作物——玉米、小麥、大豆、水稻和棉花。2018年，indigo的玉米每英畝產量比傳統種子高出10%以上，小麥產量提高了近15%。

Benson Hill：改良作物基因

Benson Hill成立於2012年，是一家集雲計算、大數據分析和植物生物學為一體的農業科技公司，多年以來利用其建立的CropOSTM生物信息平台，幫助各大公司改良作物基因，提高作物品質，一直以來受到業內的廣泛好評。

圖源：Benson Hill官網

其最新研發的種子品種在保證農民產量的同時，還具備最優的蛋白質和油脂組成，可以提高飼料消化效率、降低胰蛋白酶抑制效果，並具備小眾市場和大眾終端用户所追求的其餘品質。其中一個產品是eMerge Genetics的產品組合，這是一個國際知名的非轉基因大豆品種組合，有資格通過非轉基因認證並在包括歐盟在內的所有市場銷售，極具推廣潛力。

行業產業化前景誘人，技術壁壘問題仍待解決

《2020年農業農村科教環能工作要點》指出，要着力提高科技創新的產業貢獻度着力強化科技扶貧，加強基礎前沿儲備，面向國際前沿，圍繞生物種業、智能農機裝備、數字農業等領域，強化基因編輯、合成生物學、大數據、人工智能等基礎前沿研究，增強原始創新能力。繼續組織實施轉基因生物新品種培育重大專項，進一步強化生物育種技術研究和產品熟化，推進優良新品系遴選和第三方驗證，夯實產業化基礎。

在政策引領下，隨着技術研發的深入，基因編輯的技術優勢不斷凸顯，並逐漸轉化為產業優勢，已經在動植物育種方面顯示了廣闊的前景。據美國Kalorama Information公司估計，2025年基因編輯及其相關供應市場規模有望突破50億美元。華泰證券研究報告則預測到2030年，我國轉基因種子市場規模有望達到460億元，利潤總額有望達到157.8億元。

儘管隨着人們逐漸對基因編輯和轉基因技術認知增多，基因工程技術產業化也與市場需求結合緊密，產業化前景誘人，但其產業化仍然受到技術壁壘、編輯效率等瓶頸問題的制約。但不論如何，基因工程技術將成為作物育種和農業生物技術研發過程中的一個重要工具，並推動農業領域的一場革命，未來行業中可能誕生千億市值的龍頭種企。