農(nóng)產(chǎn)品行業(yè)轉(zhuǎn)基因種業(yè)深度報(bào)告：十年磨一劍何日試鋒芒

1、目錄 HYPERLINK l _TOC_250023 全球轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)應(yīng)用呈何趨勢(shì)？ 5 HYPERLINK l _TOC_250022 發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合性狀的轉(zhuǎn)基因作物種植比例在逐年增加 6 HYPERLINK l _TOC_250021 抗蟲、耐除草劑為主要目標(biāo)性狀 6 HYPERLINK l _TOC_250020 復(fù)合性狀的推廣比例正逐年增加 7 HYPERLINK l _TOC_250019 核心原因：農(nóng)戶和種企均可獲得效益提升 8 HYPERLINK l _TOC_250018 種植戶：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率 8 HYPERLINK l _TOC_250017 農(nóng)資企業(yè)

2、：增強(qiáng)種植戶粘性，提升市占率 11 HYPERLINK l _TOC_250016 從轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研發(fā)看中美兩國(guó)差異 11 HYPERLINK l _TOC_250015 知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策：中國(guó) VS 美國(guó) 12 HYPERLINK l _TOC_250014 生物育種研發(fā)體系：中國(guó) VS 美國(guó) 14 HYPERLINK l _TOC_250013 研發(fā)主體：美國(guó)以跨國(guó)巨頭投資為主，中國(guó)以政府為主 14 HYPERLINK l _TOC_250012 研發(fā)體系：美國(guó)研發(fā)體系流程化，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)相對(duì)分散 16 HYPERLINK l _TOC_250011 農(nóng)化技術(shù)與生物育種的協(xié)同：中國(guó) VS

3、 美國(guó) 17 HYPERLINK l _TOC_250010 為什么中國(guó)推廣轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物沒(méi)有誕生跨國(guó)巨頭？ 19 HYPERLINK l _TOC_250009 美國(guó)跨國(guó)種業(yè)巨頭的成長(zhǎng)源于資本與技術(shù)雙輪驅(qū)動(dòng) 19 HYPERLINK l _TOC_250008 中國(guó)種企競(jìng)爭(zhēng)力不足 20 HYPERLINK l _TOC_250007 如何看國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因糧食作物產(chǎn)業(yè)化？ 23 HYPERLINK l _TOC_250006 轉(zhuǎn)基因糧食作物產(chǎn)業(yè)化有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率 23 HYPERLINK l _TOC_250005 美國(guó)大力推廣轉(zhuǎn)基因作物是基于國(guó)家戰(zhàn)略需要及商業(yè)利益驅(qū)動(dòng) 23 HYPERLIN

4、K l _TOC_250004 中國(guó)糧食生產(chǎn)力水平亟待提升，種植轉(zhuǎn)基因品種或利于效率提升 25 HYPERLINK l _TOC_250003 產(chǎn)品儲(chǔ)備豐富，轉(zhuǎn)基因糧作產(chǎn)業(yè)化有望帶來(lái)行業(yè)擴(kuò)容 27 HYPERLINK l _TOC_250002 轉(zhuǎn)基因糧作產(chǎn)業(yè)化會(huì)怎樣影響種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)格局？ 29 HYPERLINK l _TOC_250001 轉(zhuǎn)基因放開(kāi)后國(guó)內(nèi)種企會(huì)否受到跨國(guó)種業(yè)巨頭的沖擊？ 29 HYPERLINK l _TOC_250000 當(dāng)下國(guó)內(nèi)哪些種企具備競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)？ 30圖表目錄圖 1：1996 年以來(lái)全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積迅速攀升 5圖 2：2018 年全球主要轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用率 5圖

5、 3：2018 年全球 Top5 轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)種植面積占比情況 5圖 4：2018 年全球 Top5 轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)的平均應(yīng)用率已接近飽和 5圖 5：19922018 年間，玉米是轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體獲批數(shù)量最多的作物 6圖 6：轉(zhuǎn)基因作物中玉米、大豆、棉花三者面積總和占比超 90% 6圖 7：19922018 年全球獲批文的單一轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體件數(shù) Top12 6圖 8：耐除草劑性狀和抗蟲性狀是目前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物的主要目標(biāo)性狀 7圖 9：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的性狀研發(fā)推廣方向 7圖 10：轉(zhuǎn)基因復(fù)合性狀占比趨勢(shì)提升 8圖 11：轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)價(jià)值凸顯 8圖 12：2016 年轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用帶來(lái)的農(nóng)場(chǎng)

6、增收的情況（分品類） 9圖 13：19962016 年轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用帶來(lái)的農(nóng)場(chǎng)增收情況（分品類） 9圖 14：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)后，美國(guó)生產(chǎn)單位作物需要的作物殺蟲劑的成本減少 9圖 15：美國(guó) BT 轉(zhuǎn)基因玉米的產(chǎn)量高于常規(guī)玉米的產(chǎn)量 10圖 16：美國(guó) HT 轉(zhuǎn)基因大豆的產(chǎn)量高于常規(guī)大豆的產(chǎn)量（2006 年） 10圖 17：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)玉米單產(chǎn)上升較為明顯 10圖 18：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)大豆單產(chǎn)上升較為明顯 10圖 19：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)棉花單產(chǎn)上升較為明顯 10圖 20：印度轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植比例持續(xù)提升 10圖 21：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉后，印度棉花單產(chǎn)水平有明顯提升 11圖

7、22：發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)基因作物種植面積及全球占比趨勢(shì)提升 11圖 23：19952014 年美國(guó)大豆玉米種子價(jià)格飆升（單位：美元/英畝） 11圖 24：出售轉(zhuǎn)基因種子對(duì)農(nóng)資企業(yè)（種企）具有強(qiáng)大的吸引力 11圖 25：1992 年以來(lái)全球轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)化體批準(zhǔn)狀況（按國(guó)別） 12圖 26：19922018 年各國(guó)轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)化體批準(zhǔn)狀況（Top10） 12圖 27：私人部門在農(nóng)作物育種及生物技術(shù)研發(fā)上的支出飛速增長(zhǎng) 13圖 28：美國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專利一半以上由私人企業(yè)申請(qǐng) 13圖 29：全球 10 大種業(yè)公司美國(guó)公司占 4 席（2016 年） 14圖 30：美國(guó)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因品種數(shù)量前十機(jī)構(gòu)（2016 年

8、） 15圖 31：孟山都研發(fā)投入占營(yíng)收的比重在 10%左右 15圖 32：轉(zhuǎn)基因種子從研發(fā)到登記注冊(cè)平均需要 13.1 年左右的時(shí)間，平均至少要花費(fèi)約 1.36 億美元 15圖 33：中國(guó)政府明確實(shí)施一系列國(guó)家科技重大專項(xiàng)支持發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù) 16圖 34：中美轉(zhuǎn)基因研發(fā)體系比較 17圖 35：全球草甘膦用量增長(zhǎng)趨勢(shì)及其中農(nóng)業(yè)用量占比情況 18圖 36：美國(guó)草甘膦用量增長(zhǎng)趨勢(shì)及其中農(nóng)業(yè)用量占比情況 18圖 37：全球抗除草劑作物種植面積在 0.8 億公頃左右 18圖 38：20 世紀(jì) 90 年代后期全球農(nóng)藥銷售額呈下滑趨勢(shì) 20圖 39：1996 年以來(lái)美國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植面積年均復(fù)合增速約 19

9、.5% 20圖 40：1997 年孟山都的轉(zhuǎn)基因棉花性狀在美國(guó)市占率已達(dá)到了 84% 21圖 41：2005 年美國(guó)棉花種子市場(chǎng)份額 21圖 42：1997 年以來(lái)中國(guó)抗蟲棉應(yīng)用率持續(xù)上升 21圖 43：國(guó)產(chǎn)抗蟲棉和美國(guó)抗蟲棉在中國(guó)的市占率變化 21圖 44：中外合資公司冀岱公司的棉種推廣框架 22圖 45：國(guó)產(chǎn)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉與美國(guó)抗蟲棉的在中國(guó)市場(chǎng)的價(jià)格策略比較 22圖 46：2018 年中國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植面積 290 萬(wàn)公頃（主要是抗蟲棉，其他作物面積不足 1 萬(wàn)公頃） 23圖 47：中國(guó)棉花種子市場(chǎng)規(guī)模不超過(guò) 40 億元 23圖 48：美國(guó)玉米年度出口情況 24圖 49：轉(zhuǎn)基因拉動(dòng)美國(guó)大豆

10、出口量出現(xiàn)大幅增長(zhǎng) 24圖 50：轉(zhuǎn)基因拉動(dòng)美國(guó)棉花出口量出現(xiàn)大幅增長(zhǎng) 25圖 51：19962018 年美國(guó)農(nóng)產(chǎn)品出口額增長(zhǎng)了 109% 25圖 52：美國(guó)農(nóng)業(yè)帶分布圖在農(nóng)業(yè)區(qū)域化、專業(yè)化生產(chǎn)的基礎(chǔ)上開(kāi)展規(guī)?；?jīng)營(yíng) 25圖 53：近年來(lái)國(guó)內(nèi)大豆自給率趨于下降 26圖 54：2015 年以來(lái)國(guó)內(nèi)玉米自給率趨于下降 26圖 55：近年來(lái)中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易逆差持續(xù)擴(kuò)大化 27圖 56：大豆約占中國(guó)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)口總額的 19.5%（2018 年） 27圖 57：近年來(lái)中國(guó)玉米畝均生產(chǎn)成本高出美國(guó)將近 300 元左右 27圖 58：2013 年以來(lái)中國(guó)大豆畝均生產(chǎn)成本高出美國(guó)至少 150 元 27圖 59：中

11、美兩國(guó)玉米生產(chǎn)成本中種子費(fèi)占總生產(chǎn)成本的比重 27圖 60：中美兩國(guó)大豆生產(chǎn)成本中種子費(fèi)占總生產(chǎn)成本的比重 27圖 61：中國(guó)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品上市的流程圖 28圖 62：2018 年全國(guó)玉米種植面積 6.32 億畝 29圖 63：20042018 年我國(guó)每畝玉米種子費(fèi)用年均復(fù)合增速約為 7.29% 29圖 64：轉(zhuǎn)基因玉米 DBN9936 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 31圖 65：轉(zhuǎn)基因玉米瑞豐 12-5 產(chǎn)品簡(jiǎn)介 31圖 66：先正達(dá)集團(tuán)種子業(yè)務(wù)版圖 32表 1：植物品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī) 13表 2：全球主要地區(qū)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)差異比較 13表 3：隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)后，美國(guó)草甘

12、膦用量占比也明顯增加 18表 4：隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)后，美國(guó)草甘膦用量占比也明顯增加 19表 5：農(nóng)資巨頭抗草甘膦品種及應(yīng)用情況（截至 2018 年） 19表 6：國(guó)內(nèi)抗蟲棉經(jīng)營(yíng)主體多、品種多以 2005 年中國(guó)抗蟲棉重點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)為例 21表 7：轉(zhuǎn)基因玉米商業(yè)化有望帶動(dòng)國(guó)內(nèi)玉米種子的市場(chǎng)規(guī)模擴(kuò)容（假設(shè)轉(zhuǎn)基因應(yīng)用率 100%） 29表 8：2019 年外商投資準(zhǔn)入負(fù)面清單中關(guān)于農(nóng)林牧漁行業(yè)的特別管理措施 30表 9：先正達(dá)有豐富的抗蟲玉米商業(yè)化推廣基因 32表 10：部分先正達(dá)公司自主研發(fā)的種子產(chǎn)品（20002013 年） 332020 年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部給 2 個(gè)抗蟲耐除草劑玉米品種 DB

13、N9936 和瑞豐 12-5 以及耐除草劑大豆 SHZD32-01 頒發(fā)了安全證書，這是繼 2009 年之后第二次給糧食作物核發(fā)生物安全證書。2009 年國(guó)家已經(jīng)給轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米 BVLA430101、抗蟲水稻華恢 1 號(hào)、抗蟲水稻 Bt 汕優(yōu) 63 下發(fā)了轉(zhuǎn)基因生物安全證書，但上述品種均遲遲未實(shí)現(xiàn)商業(yè)化推廣。那么這些轉(zhuǎn)基因品種是否有望加速轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力呢？歷史上中國(guó)有成功推廣自主研發(fā)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉的經(jīng)驗(yàn)，為何卻沒(méi)有誕生一個(gè)跨國(guó)種業(yè)巨頭呢？美國(guó)作為全球轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的發(fā)祥地，轉(zhuǎn)基因生物研發(fā)與商業(yè)化發(fā)展全球領(lǐng)先，又有哪些經(jīng)驗(yàn)值得我們參考和借鑒呢？全球轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)應(yīng)用呈何趨勢(shì)？自 1996 年（

14、轉(zhuǎn)基因商業(yè)化元年）以來(lái)，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積持續(xù)攀升。2018 年全球種植轉(zhuǎn)基因作物達(dá) 1.92 億公頃，較 1996 年增加了約 113 倍。轉(zhuǎn)基因作物在世界五大轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)的平均應(yīng)用率（大豆、玉米和油菜的平均應(yīng)用率）已經(jīng)接近飽和，其中美國(guó) 93.3%、巴西 93%、阿根廷接近 100%、加拿大 92.5%、印度 95%。我們認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用提高了生產(chǎn)效率，也賦予了商品種子更高的附加值，其商業(yè)價(jià)值凸顯，因此推廣轉(zhuǎn)基因種子對(duì)種植戶及種企均具有吸引力。圖 1：1996 年以來(lái)全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積迅速攀升圖 2：2018 年全球主要轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用率2.52.02018年全球主要轉(zhuǎn)基

15、因作物應(yīng)用率78%76%19962018年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)了約113倍1.811.701.481.251.020.810.590.441.851.920.280.021.51.030%29%0.50.0大豆棉花玉米油菜20182017201620152014201320122011201020092008200720062005200420032002200120001999199819971996全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積：億公頃資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所圖 3：2018 年全球轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)種植面積占

16、比情況圖 4：2018 年全球轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)的平均應(yīng)用率已接近飽和美國(guó) 巴西 阿根廷 加拿大 印度 其他6.10%8.90%6.60%39.10%12.50%26.80%102% 100%98%96%94%92%90%88%100%95%93.3%93%92.5%美國(guó)巴西阿根廷加拿大印度 資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所發(fā)展趨勢(shì)：復(fù)合性狀的轉(zhuǎn)基因作物種植比例在逐年增加從全球轉(zhuǎn)基因作物性狀發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，目前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物中涉及的性狀包括耐除草劑、抗蟲、品質(zhì)改良、抗病毒、延遲成熟等，其中耐除草劑性狀和抗蟲性狀是商

17、業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物的主要目標(biāo)性狀。基于消費(fèi)者對(duì)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆抗病作物的需求，復(fù)合性狀的轉(zhuǎn)基因作物種植比例在逐年增加?？瓜x、耐除草劑為主要目標(biāo)性狀從 19922018 年全球轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體獲批數(shù)量來(lái)看，獲批數(shù)量最多的轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體主要是耐除草劑和抗蟲的玉米、大豆以及棉花品種，玉米仍然是轉(zhuǎn)化體獲批數(shù)量最多的作物（共有 35 個(gè)國(guó)家/地區(qū)批準(zhǔn)了 137 個(gè)轉(zhuǎn)化體）。目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物中涉及的性狀包括耐除草劑、抗蟲、品質(zhì)改良、抗病毒、延遲成熟等，其中耐除草劑性狀和抗蟲性狀是目前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物的主要目標(biāo)性狀。圖 5：19922018 年間，玉米是轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體獲批數(shù)量最多的作物圖 6

18、：轉(zhuǎn)基因作物中玉米、大豆、棉花三者面積總和占比超 90%1501209060300634935372731151338137轉(zhuǎn)化體數(shù)量國(guó)家數(shù)量100 %玉米大豆棉花80%60%40%20%2018201720152013201220112010200920082007200620052004200320022001200019991998199719960%玉米棉花馬鈴薯大豆油菜資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所圖 7：19922018 年全球獲批文的單一轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體件數(shù)耐除草劑玉米轉(zhuǎn)化體NK603 61耐除草劑大豆GT

19、S 40-3-2 57抗蟲玉米MON810 55耐除草劑和抗蟲玉米Bt11 54耐除草劑和抗蟲玉米TC1507 53抗蟲玉米MON89034 51耐除草劑玉米GA21 50耐除草劑和抗蟲的玉米、大豆以及棉花品種最受青睞耐除草劑和抗蟲玉米MON88017 45耐除草劑大豆MON89788 45抗蟲棉花MON531 44耐除草劑玉米T25 43抗蟲玉米MIR16243獲批文件數(shù)資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所圖 8：耐除草劑性狀和抗蟲性狀是目前商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因作物的主要目標(biāo)性狀耐除草劑基因Bt殺蟲蛋白基因5-烯醇式丙酮莽草酸-3-磷酸合酶基因草甘膦乙酰轉(zhuǎn)移酶基因草甘膦氧化酶

20、基因乙酰乳酸合酶基因草銨磷乙酰轉(zhuǎn)移酶基因腈水解酶基因麥草畏O -脫甲基酶基因抗病毒基因主要是一些病毒的外殼蛋白基因等Cry(鱗翅目昆蟲專一性)Cry (鱗翅目和雙翅目昆蟲專一性)Cry (鞘翅目昆蟲專一性)Cry (雙翅目昆蟲專一性)抗逆性狀基因如抗旱基因（Csp ）等資料來(lái)源：轉(zhuǎn)基因?qū)嵺` 30 年，長(zhǎng)江證券研究所復(fù)合性狀的推廣比例正逐年增加根據(jù)基因的性狀可將現(xiàn)有的轉(zhuǎn)基因作物分為三代。第一代轉(zhuǎn)基因作物是以導(dǎo)入除草劑、抗蟲、抗病等輸入特性為主，主要受益群體是種植戶；第二代以輸出特性為主，受益群體是消費(fèi)者；第三代主要是高新技術(shù)領(lǐng)域的運(yùn)用。現(xiàn)階段全球范圍內(nèi)轉(zhuǎn)基因作物大面積商業(yè)推廣的主要是以抗蟲、耐除

21、草劑為代表的第一代轉(zhuǎn)基因作物品種?；谙M(fèi)者對(duì)高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆抗病作物的需求，現(xiàn)如今對(duì)轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的研究不僅僅是將單一的抗蟲或者耐除草劑基因轉(zhuǎn)入植物中表達(dá)，而是向多基因多性狀疊加的趨勢(shì)發(fā)展。從 1996 年2018 年，全球復(fù)合性狀的轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積占比從不足 5%提升至 42%。為了滿足人們生活質(zhì)量提高的需求，研發(fā)單位正在培育抗旱耐鹽、改良品質(zhì)、增加營(yíng)養(yǎng)、醫(yī)療保健及生物能源用的第二代、第三代轉(zhuǎn)基因植物。這不僅可使消費(fèi)者直接得益，還將為解決與廣大消費(fèi)者日常生活緊密相關(guān)的全球性水資源短缺和能源危機(jī)作出重大貢獻(xiàn)，這也是未來(lái)轉(zhuǎn)基因推廣方向的必然趨勢(shì)。圖 9：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的性狀研發(fā)推廣方向1代-輸入性

22、狀減少化學(xué)農(nóng)藥的使用、降低耕種成本，增加作物產(chǎn)量除草劑、抗蟲、抗病、抗惡劣環(huán)境資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所2代-輸出性狀3代-附加值性狀用于醫(yī)藥、生物燃料和生物降解等領(lǐng)域改善作物產(chǎn)品品質(zhì)高產(chǎn)、低植酸、優(yōu)質(zhì)蛋白、高直鏈淀粉或生物能源、 優(yōu)質(zhì)纖維、再生能源等圖 10：轉(zhuǎn)基因復(fù)合性狀占比趨勢(shì)提升9000750060004500300015000復(fù)合性狀種植面積（萬(wàn)公頃）復(fù)合性狀占比45%40%35%30%25%20%15%10%5%1996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520

23、16201720180%資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所核心原因：農(nóng)戶和種企均可獲得效益提升轉(zhuǎn)基因技術(shù)主要是應(yīng)用在市場(chǎng)潛力較大、種植面積較廣的玉米、大豆、棉花等作物上。結(jié)合玉米、大豆等的生產(chǎn)特征，BT（抗蟲）性狀以及 HT（耐除草劑）性狀的應(yīng)用不僅簡(jiǎn)化了作物的種植過(guò)程，還可以減少由于雜草或害蟲造成的產(chǎn)量損失，契合種植戶的生產(chǎn)目標(biāo)，其對(duì)于種植戶及種企而言，均具有較高的商業(yè)價(jià)值。圖 11：轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)價(jià)值凸顯種植戶：提高生產(chǎn)效率提高農(nóng)作物的抗病蟲害和抗雜草能力提高作物單產(chǎn)水平，降低減產(chǎn)幅度簡(jiǎn)化農(nóng)作物生產(chǎn)流程轉(zhuǎn)基因種子銷售單價(jià)更高與殺蟲劑、除草劑捆綁銷售，增強(qiáng)客戶粘性農(nóng)民不能

24、使用自留種種企：提升銷售額與市占率資料來(lái)源：長(zhǎng)江證券研究所整理種植戶：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用提高農(nóng)作物生產(chǎn)效率在種植轉(zhuǎn)基因作物后，2016 年全球農(nóng)場(chǎng)直接收益為 182 億美元。在 19962016 年的 21 年間，轉(zhuǎn)基因作物性狀的應(yīng)用使得農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)者收入增加了 1861 億美元，其中以轉(zhuǎn)基因耐除草劑大豆、轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米以及轉(zhuǎn)基因抗蟲棉這三種農(nóng)作物給農(nóng)場(chǎng)生產(chǎn)者帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益最高。我們分析，從種植戶的角度看，轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的大量應(yīng)用正是因?yàn)樘岣吡朔N植戶生產(chǎn)效率，其所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值包括但不限于：（1）提高農(nóng)作物的抗病蟲害和抗雜草能力，減少農(nóng)藥和除草劑的使用，使農(nóng)作物的生產(chǎn)成本大大降低；以中國(guó)獲批安全證書的

25、瑞豐 12-5 為例，其較非轉(zhuǎn)基因玉米增產(chǎn)約 6%10%增產(chǎn)主要通過(guò)降低害蟲損失實(shí)現(xiàn)，玉米螟的損失基本可降到零。（2）提高作物單產(chǎn)水平，降低農(nóng)作物減產(chǎn)的幅度。在應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后，美國(guó)玉米、棉花、大豆的單產(chǎn)分別由 1996 年的 127.1 蒲式耳/英畝、700 磅/英畝、37.6 蒲式耳/英畝增加到 2019 年的 168 蒲式耳/英畝（提升幅度+32.2%）、803磅/英畝（+14.7%）、47.4 蒲式耳/英畝（+26.1%），生產(chǎn)效率提升明顯。再以印度為例，自 2002 年應(yīng)用抗蟲棉以來(lái)，印度轉(zhuǎn)基因抗蟲棉應(yīng)用率現(xiàn)已長(zhǎng)期維持在 90%以上的水平，印度棉花單產(chǎn)水平從2002 年的301 公斤

26、/公頃提升64.1%至2019 年的494 公斤/公頃。轉(zhuǎn)基因抗蟲技術(shù)的應(yīng)用減少了棉鈴蟲造成的損失，降低了蟲害導(dǎo)致的減產(chǎn)幅度，也使得印度的棉花平均單產(chǎn)水平明顯提升了一個(gè)臺(tái)階。正是由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用明顯帶動(dòng)了生產(chǎn)力的提升，轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)在發(fā)展中國(guó)家的應(yīng)用率也趨勢(shì)上升，發(fā)展中國(guó)家種植的轉(zhuǎn)基因作物面積占比從 1996 年的 6%上升到 2018 年的 46%。圖 12：2016 年轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用帶來(lái)的農(nóng)場(chǎng)增收的情況（分品類）圖 13：19962016 年轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用帶來(lái)的農(nóng)場(chǎng)增收情況（分品類）29%30%3%7%HT大豆 HT+BT大豆HT玉米 HT棉花 HT油菜 BT玉米BT棉花27%1%3%

27、20%24%14%26%12%3% 1%HT大豆HT+BT大豆HT玉米 HT棉花 HT油菜 BT玉米 BT棉花資料來(lái)源：G. Brookes and P. Barfoot（2018），長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：G. Brookes and P. Barfoot（2018），長(zhǎng)江證券研究所圖 14：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)后，美國(guó)生產(chǎn)單位作物需要的作物殺蟲劑的成本減少資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所圖 15：美國(guó) BT 轉(zhuǎn)基因玉米的產(chǎn)量高于常規(guī)玉米的產(chǎn)量圖 16：美國(guó) HT 轉(zhuǎn)基因大豆的產(chǎn)量高于常規(guī)大豆的產(chǎn)量（2006 年）680660640620600580560540520500480BT轉(zhuǎn)基因玉

28、米產(chǎn)量（千克/畝）常規(guī)玉米產(chǎn)量（千克/畝）200 5201 0常規(guī)大豆HT轉(zhuǎn)基因大豆產(chǎn)量（千克/畝）170180190200210 資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所圖 17：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)玉米單產(chǎn)上升較為明顯圖 18：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)大豆單產(chǎn)上升較為明顯玉米單產(chǎn)：蒲式耳/英畝 5550 45 40 35 30 25 200 大豆單產(chǎn)：蒲式耳/英畝180 160 140 120 100 80 19801982198419861988199019921994199619982000200220042006200820102012201420162018

29、198019821984198619881990199219941996199820002002200420062008201020122014201620186020資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所圖 19：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)后美國(guó)棉花單產(chǎn)上升較為明顯圖 20：印度轉(zhuǎn)基因抗蟲棉種植比例持續(xù)提升1000陸地棉單產(chǎn)：磅/英畝轉(zhuǎn)基因棉花種植面積：萬(wàn)公頃轉(zhuǎn)基因應(yīng)用率1500 120%900 1200100%800700 90080%60%600 500 60040% 300400 20%19801982198419861988199019921994199619982

30、00020022004200620082010201220142016201830000% 20022003200420052006200720082009201020112012201320142015201620172018資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：USDA，國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所圖 21：應(yīng)用轉(zhuǎn)基因抗蟲棉后，印度棉花單產(chǎn)水平有明顯提升圖 22：發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)基因作物種植面積及全球占比趨勢(shì)提升 印度棉花單產(chǎn)：公斤/公頃600520 440 360 280 12000100008000600040002000發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)基因種植面積：萬(wàn)公頃全球占比60%

31、50%40%30%20%10%1990199119921993199419951996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820191996199719981999200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014201520162017201820000%資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所農(nóng)資企業(yè)：增強(qiáng)種植戶粘性，提升市占率轉(zhuǎn)基因技術(shù)

32、的應(yīng)用賦予了商品種子更高的附加值，伴隨而來(lái)便是種子提價(jià)。而且種企在基因、性狀、品種方面擁有很多知識(shí)產(chǎn)權(quán)，種企的收入來(lái)源收入的來(lái)源一部分來(lái)自于種子的銷售，另一部分還來(lái)源于知識(shí)產(chǎn)權(quán)許可的收入。19952014 年間，美國(guó)大豆、玉米種子成本漲幅分別達(dá) 351%、321%，且隨著轉(zhuǎn)基因普及率提升，2005 年后大豆、玉米種子成本均呈加速提升。另一方面，農(nóng)資企業(yè)在向農(nóng)民出售專利轉(zhuǎn)基因種子時(shí)，會(huì)與其除草劑等打包銷售；且農(nóng)民在應(yīng)用產(chǎn)品后無(wú)法自留種，轉(zhuǎn)基因種子的銷售強(qiáng)化了種植戶與農(nóng)資企業(yè)的粘性，因此，出售轉(zhuǎn)基因種子對(duì)農(nóng)資企業(yè)（種企）也具有強(qiáng)大的吸引力。圖 23：19952014 年美國(guó)大豆玉米種子價(jià)格飆升（單

33、位：美元/英畝）圖 24：出售轉(zhuǎn)基因種子對(duì)農(nóng)資企業(yè)（種企）具有強(qiáng)大的吸引力提升種子銷售額轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用賦予了商品種子更高的附加值，伴隨而來(lái)便是種子提價(jià)。促進(jìn)農(nóng)藥銷售轉(zhuǎn)基因種子時(shí)，會(huì)與其除草劑進(jìn)行打包銷售。種子商品化率提升農(nóng)民無(wú)法自留種，對(duì)商品種子依賴程度更高，轉(zhuǎn)基因種子的銷售強(qiáng)化了種植戶與農(nóng)資企業(yè)的粘性。資料來(lái)源：Farm Aid，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：長(zhǎng)江證券研究所整理從轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研發(fā)看中美兩國(guó)差異美國(guó)是最早將轉(zhuǎn)基因技術(shù)商業(yè)化的國(guó)家，其在生物技術(shù)發(fā)展、轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)和商業(yè)化方面均處于領(lǐng)先地位；同時(shí)美國(guó)也是全球轉(zhuǎn)基因種植面積最高的國(guó)家。從各轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)化體的數(shù)量情況來(lái)看，美國(guó)是自 1

34、992 年以來(lái)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)化體最多的國(guó)家。 19922018 年，全球范圍內(nèi)批準(zhǔn)用于糧食、飼料、加工和耕種用途的轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)化體中，美國(guó)約占 13%。美國(guó)成為全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)最發(fā)達(dá)的國(guó)家主要是：（1）美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策傾向于維護(hù)育種者利益，私人資本為追逐豐厚投資回報(bào)及獲取壟斷利潤(rùn)參與生物技術(shù)研發(fā)；（2）美國(guó)的跨國(guó)種企以商業(yè)化為目的，將農(nóng)化技術(shù)與生物育種技術(shù)結(jié)合，以與公司其它產(chǎn)品相關(guān)的、具有較大潛在市場(chǎng)價(jià)值的性狀為突破口開(kāi)展研發(fā)活動(dòng)，帶動(dòng)種子與農(nóng)化產(chǎn)品銷量的雙雙提升；（3）由于轉(zhuǎn)基因研發(fā)周期長(zhǎng)、投入大，跨國(guó)巨頭利用其在資金和研發(fā)能力等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，在全球范圍內(nèi)掌握了大量的壟斷資源和核心專利技術(shù)

35、。此外，美國(guó)轉(zhuǎn)基因種子應(yīng)用率高、市場(chǎng)空間巨大，也為跨國(guó)種企提供了成長(zhǎng)的沃土。中國(guó)在轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研發(fā)上呈如下特點(diǎn)：1）轉(zhuǎn)基因育種知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)法規(guī)和保護(hù)模式不夠清晰，目前僅對(duì)植物品種的生產(chǎn)方法授予專利權(quán)，未對(duì)植物品種提供專利保護(hù)，知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)上更傾向于保護(hù)生產(chǎn)者而非育種者的利益。2）中國(guó)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的研發(fā)主體主要是科研院所等公共機(jī)構(gòu)，研發(fā)投入主要依靠政府支持。3）中國(guó)農(nóng)藥行業(yè)市場(chǎng)化起步晚，農(nóng)資市場(chǎng)集中度不高且與種企協(xié)同性較差，加之育種資源分配失衡，國(guó)內(nèi)缺少具備育繁推一體化實(shí)力的跨國(guó)種企。圖 25：1992 年以來(lái)全球轉(zhuǎn)基因作物轉(zhuǎn)化體批準(zhǔn)狀況（按國(guó)別）圖 26：19922018 年各國(guó)轉(zhuǎn)基因

36、作物轉(zhuǎn)化體批準(zhǔn)狀況（）13%29%11%10%4%5%7%5%5%5%6%美國(guó) 日本 加拿大韓國(guó) 歐盟 巴西 墨西哥菲律賓阿根廷澳大利亞其它6005004003002001000544美日加韓國(guó)本拿國(guó)大批準(zhǔn)件數(shù)492429304263232218 218202176歐巴墨盟西西哥菲阿澳律根大賓廷利亞資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)政策：中國(guó) VS 美國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)可以確保種子研發(fā)主體利用技術(shù)和轉(zhuǎn)基因性狀在市場(chǎng)中保持競(jìng)爭(zhēng)力。同其他國(guó)家相比，在知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)上，美國(guó)更注重維護(hù)研發(fā)者的利益，而其他轉(zhuǎn)基因種植大國(guó)（主

37、要是發(fā)展中國(guó)家），轉(zhuǎn)基因技術(shù)稍欠發(fā)達(dá)但擁有豐富的生物遺傳資源，為與發(fā)達(dá)國(guó)家強(qiáng)勢(shì)生物技術(shù)及知識(shí)產(chǎn)權(quán)壟斷相競(jìng)爭(zhēng)，他們更傾向于保護(hù)種植戶的利益。知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)便于育種主體回收成本、積累研發(fā)資本，為美國(guó)生物育種技術(shù)的突破創(chuàng)造了利潤(rùn)條件。1970 年，美國(guó)植物品種保護(hù)法頒布后，知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)為私人資本提供了更大的激勵(lì)，參與種子開(kāi)發(fā)和作物生物技術(shù)研究可獲得豐厚回報(bào)，故而民間資本大量進(jìn)入作物育種領(lǐng)域，美國(guó)作物育種研究逐步向私人部門轉(zhuǎn)移。 19702010 年，私人部門在農(nóng)作物育種及生物技術(shù)上的研發(fā)支出從 0.11 億美元上升至 21.8 億美元，年均復(fù)合增速達(dá) 14.1%。美國(guó)十分重視對(duì)于生物技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)

38、。目前美國(guó)的轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)及產(chǎn)品均可納入專利保護(hù)；出于對(duì)生物技術(shù)的重視，在處理相關(guān)專利糾紛案件的過(guò)程中，美國(guó)對(duì)侵權(quán)的認(rèn)定更傾向于作出有利于育種者的解釋。在中國(guó)，目前的保護(hù)法規(guī)和保護(hù)模式不夠清晰，國(guó)內(nèi)尚未對(duì)植物品種提供專利保護(hù)，僅對(duì)植物品種的生產(chǎn)方法授予專利權(quán)；而且農(nóng)民（不含農(nóng)民專業(yè)合作社、家庭農(nóng)場(chǎng) 等新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體）自繁自用授權(quán)品種的繁殖材料，可以不經(jīng)品種權(quán)所有人許可、不向其支付使用費(fèi)。整體看，目前中國(guó)對(duì)于知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)力度不足，更傾向于保護(hù)生產(chǎn)者而非育種者的利益。時(shí)間法律法案要點(diǎn)與意義表 1：植物品種知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)相關(guān)的法律法規(guī)1790頒布專利法（1790）該法案保護(hù)了知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但并未將

39、對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)擴(kuò)展到新植物品種的領(lǐng)域。Paris Conventions for the Protection of Industrial最古老的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)之一。該協(xié)定只為植物品種及種植業(yè)生物技術(shù)的創(chuàng)新提供了Property (巴黎工業(yè)財(cái)產(chǎn)保護(hù)協(xié)定）有限的產(chǎn)權(quán)保護(hù)。1930頒布植物專利法（1930）世界上第一部專門對(duì)無(wú)性繁殖植物進(jìn)行保護(hù)的法律。1952修訂專利法（1952）規(guī)定了對(duì)植物的發(fā)明可以授予實(shí)用專利，植物新品種開(kāi)始受到一般專利法的保護(hù)。1961成立國(guó)際植物新品種保護(hù)工會(huì)（UPOV）該組織致力于擴(kuò)大對(duì)新植物新品種的保護(hù)，解決在農(nóng)業(yè)生物技術(shù)方面的新問(wèn)題。1960s育種者權(quán)力委員會(huì)成立（

40、BRSC）強(qiáng)化對(duì)作物育種者產(chǎn)權(quán)問(wèn)題的檢驗(yàn)，并推動(dòng)了1970年植物品種保護(hù)法的創(chuàng)立。1970美國(guó)頒布植物品種保護(hù)法(PVPA)該法案授予育種者創(chuàng)造的新植物品種的交易權(quán)，為期18年。1971國(guó)際農(nóng)業(yè)研究咨詢團(tuán)體(CGIAR)成立該團(tuán)體致力于保護(hù)植物的基因材料，并合作分配相關(guān)資源給成員國(guó)的研究機(jī)構(gòu)。18831994頒布植物品種保護(hù)法（1994年修訂）美國(guó)開(kāi)始認(rèn)可1991年提出的國(guó)際新品種保護(hù)條例，對(duì)大多數(shù)作物的保護(hù)認(rèn)證從原有的18年延長(zhǎng)至20年。資料來(lái)源：USDA，The Seed Industry in U.S. Agriculture，長(zhǎng)江證券研究所圖 27：私人部門在農(nóng)作物育種及生物技術(shù)研發(fā)上

41、的支出飛速增長(zhǎng)圖 28：美國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)專利一半以上由私人企業(yè)申請(qǐng)25002000150010005000農(nóng)作物育種及生物技術(shù)研發(fā)支出（百萬(wàn)美元）100 %80%60%40%20%0%私人企業(yè)公共科研機(jī)構(gòu)其他62.4%57.2%60.5%56.4%200 0-2003200 4-2007200 8-2011201 1-20151960196519701975197919821989199319941995199619971998199920002001200220032004200520062007200820092010資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織

42、，長(zhǎng)江證券研究所表 2：全球主要地區(qū)對(duì)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)差異比較國(guó)家/地區(qū)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)是否有專利保護(hù)美國(guó)是美國(guó)可專利性的客體包括基因序列在內(nèi)的所有生物基因和生物技術(shù)。中國(guó)否尚未對(duì)植物品種提供專利保護(hù)，僅對(duì)植物品種的生產(chǎn)方法授予專利權(quán)。巴西否明確外國(guó)法律實(shí)體獲取遺傳資源和傳統(tǒng)知識(shí)只有在其與國(guó)內(nèi)公共機(jī)構(gòu)合作的前提下才可獲得批準(zhǔn)。阿根廷否基因不屬于專利保護(hù)范圍。轉(zhuǎn)基因新品種只能像其他品種一樣得到微弱保護(hù)。日本是轉(zhuǎn)基因植物可獲得專利保護(hù)“如果一種植物新品種經(jīng)過(guò)培育可重復(fù)，同時(shí)區(qū)別于親代，而且具有創(chuàng)造性，則可以授予其專利權(quán)?！睔W盟否歐盟在轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)上，采用植物品種權(quán)保

43、護(hù)方式，但仍然不能授予專利。資料來(lái)源：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)我國(guó)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略研究，長(zhǎng)江證券研究所生物育種研發(fā)體系：中國(guó) VS 美國(guó)從轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的研發(fā)主體來(lái)看，中國(guó)的研發(fā)主體主要是科研院所等公共機(jī)構(gòu)，研發(fā)投入主要依靠政府支持；美國(guó)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展主要由跨國(guó)巨頭持續(xù)不斷的高額投入推動(dòng)，其回收研發(fā)資本的意愿相對(duì)較強(qiáng)?；谘邪l(fā)主體的差異，中國(guó)的轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研發(fā)主要是做全局性、綜合性的研究，主要由一些“小而全”的研究單元在運(yùn)作；美國(guó)的跨國(guó)巨頭的研發(fā)活動(dòng)以商業(yè)化為目的，將農(nóng)化技術(shù)與生物育種技術(shù)結(jié)合，以與公司其它產(chǎn)品相關(guān)的、具有較大潛在市場(chǎng)價(jià)值的性狀為突破口，主要面向具有較大市場(chǎng)潛力的農(nóng)作物如

44、玉米、棉花、大豆、油菜等農(nóng)作物，圍繞可以有效保護(hù)其知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)開(kāi)展研究；其研發(fā)體系具有高度規(guī)?；⒘鞒袒奶攸c(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)、交流和利用。研發(fā)主體：美國(guó)以跨國(guó)巨頭投資為主，中國(guó)以政府為主從研發(fā)主體來(lái)看，美國(guó)的轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展主要由跨國(guó)巨頭持續(xù)不斷的高額投入推動(dòng)；而中國(guó)的研發(fā)主體主要是科研院所等公共機(jī)構(gòu)，研發(fā)投入主要依靠政府支持。美國(guó)：私人資本持續(xù)不斷的巨額研發(fā)投入國(guó)際種業(yè)巨頭持續(xù)不斷的巨額研發(fā)投入是美國(guó)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)發(fā)展的重要推手。由于生物技術(shù)研發(fā)投入巨大（美國(guó)的轉(zhuǎn)基因種子從研發(fā)到登記注冊(cè)平均需要 13.1 年左右的時(shí)間，平均至少要花費(fèi)約 1.36 億美元），轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)的高投入、高壁

45、壘特征使得直到現(xiàn)在美國(guó)幾乎還沒(méi)有一個(gè)中小型公司或公共機(jī)構(gòu)可以獨(dú)立完成新轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化。孟山都、先鋒等一批農(nóng)業(yè)生物技術(shù)跨國(guó)公司，利用其在資金和研發(fā)能力等方面的巨大優(yōu)勢(shì)，不斷開(kāi)發(fā)新的轉(zhuǎn)基因品種，并利用知識(shí)產(chǎn)權(quán)政策對(duì)轉(zhuǎn)基因?qū)＠谋Ｗo(hù)，在全球范圍內(nèi)掌握了大量的壟斷資源和核心專利技術(shù)。2016 年全球排名前 10 位的種子企業(yè)中有 4 家美國(guó)公司。尤其孟山都（現(xiàn)已被拜耳收購(gòu)）在轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)突出，在玉米、大豆、棉花等多種重要作物的轉(zhuǎn)基因種子市場(chǎng)上牢牢掌握話語(yǔ)權(quán)。孟山都每年的研發(fā)投入占營(yíng)收比重在 10%左右，其產(chǎn)品性狀在轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用領(lǐng)域的市占率高達(dá) 90%左右。截止 2016 年孟山都獲得美

46、國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫局批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因田間測(cè)試品種數(shù)量超過(guò) 7200 個(gè)，數(shù)量全球第一，遠(yuǎn)超過(guò)第二名的杜邦先鋒。種子業(yè)務(wù)銷售額：百萬(wàn)美元孟山都杜邦先鋒先正達(dá) 利馬格蘭藍(lán)德雷 陶氏化學(xué)KWS拜耳丹農(nóng)坂田圖 29：全球 10 大種業(yè)公司美國(guó)公司占 4 席（2016 年）020004000600080001000012000資料來(lái)源：ETC group，長(zhǎng)江證券研究所圖 30：美國(guó)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因品種數(shù)量前十機(jī)構(gòu)（2016 年）圖 31：孟山都研發(fā)投入占營(yíng)收的比重在 10%左右800014% 孟山都先正達(dá)杜邦先鋒7201美國(guó)動(dòng)植物檢疫局批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因品種數(shù)量12516214994253263223203142391

47、1% 8% 5% 60004000AgrEvo20000孟先先陶山鋒正氏都種達(dá)業(yè)杜 拜 佛ArborGen邦 耳 羅里達(dá)大學(xué)2%200 8 200 9 201 0 201 1 201 2 201 3 201 4 201 5 201 6 201 7 USDA/ARS資料來(lái)源：USDA，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：Wind，公司財(cái)報(bào)，長(zhǎng)江證券研究所圖 32：轉(zhuǎn)基因種子從研發(fā)到登記注冊(cè)平均需要 13.1 年左右的時(shí)間，平均至少要花費(fèi)約 1.36 億美元轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)壁壘高研發(fā)投入高昂研發(fā)周期長(zhǎng)轉(zhuǎn)基因種子從研發(fā)到登記注冊(cè)預(yù)計(jì)需要付出約1.36億美元轉(zhuǎn)基因作物從研發(fā)到商業(yè)化的平均至少需要13.1年12.71

48、3.111.61216.3油菜玉米棉花大豆平均資料來(lái)源：Phillips McDougall，長(zhǎng)江證券研究所中國(guó)：政府大力支持轉(zhuǎn)基因基礎(chǔ)研究中國(guó)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的研發(fā)主體主要是科研院所等公共機(jī)構(gòu)，研發(fā)投入主要依靠政府支持。自 20 世紀(jì) 80 年代中期以來(lái)，我國(guó)政府對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)給予了巨大支持，并且設(shè)立了若干重大的研發(fā)計(jì)劃，國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因研究也取得了很大進(jìn)展。2016 年 8 月，國(guó)務(wù)院正式印發(fā)“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新規(guī)劃，明確實(shí)施一系列國(guó)家科技重大專項(xiàng)，其中包括轉(zhuǎn)基因生物新品種培育專項(xiàng)，提出加強(qiáng)作物抗蟲、抗病、抗旱、抗寒基因技術(shù)研究，加大轉(zhuǎn)基因棉花、玉米、大豆研發(fā)力度，推進(jìn)新型抗蟲棉、抗蟲玉米、耐

49、除草劑大豆等重大轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化，同時(shí)我國(guó)也建立了較完善的轉(zhuǎn)基因生物安全管理體系適應(yīng)轉(zhuǎn)基因作物的實(shí)驗(yàn)研究。目前我國(guó)政府在轉(zhuǎn)基因相關(guān)的研發(fā)上已累計(jì)投入約 40 億美元左右。圖 33：中國(guó)政府明確實(shí)施一系列國(guó)家科技重大專項(xiàng)支持發(fā)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)生物育種正式列入“戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)規(guī)劃”20101983我國(guó)設(shè)立“863”項(xiàng)目，其中的生物工程專題就包括植物生物工程，從此在國(guó)家層面開(kāi)始支持轉(zhuǎn)基因作物的研發(fā)。習(xí)近平主席在中央農(nóng)村工作會(huì)議上指出： “要大膽創(chuàng)新研究占領(lǐng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)制高點(diǎn)?！?012啟動(dòng)國(guó)家重大基礎(chǔ)研究計(jì)劃中，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的項(xiàng)目支持1987了一批重要作物基因組和重要基因功能的研究。國(guó)務(wù)院頒發(fā)生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃

50、，生物育種產(chǎn)業(yè)列入國(guó)家優(yōu)先發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。 20131999國(guó)家設(shè)立轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物育種與產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)。中央1號(hào)文件要求加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研究、安全管理和科學(xué)普及。20152008國(guó)家科技重大專項(xiàng)正式把轉(zhuǎn)基因生物新品種培育列入國(guó)家項(xiàng)目，研究對(duì)象包括5種作物：水稻、小麥、玉米、大豆、棉花，3種家畜：豬、牛、羊。中央1號(hào)文件強(qiáng)調(diào)應(yīng)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)和監(jiān)管，在確保安全的基礎(chǔ)上慎重推廣。2017資料來(lái)源：中國(guó)政府網(wǎng)，長(zhǎng)江證券研究所研發(fā)體系：美國(guó)研發(fā)體系流程化，中國(guó)科研機(jī)構(gòu)相對(duì)分散中國(guó)的轉(zhuǎn)基因生物育種研發(fā)以政府投資為主，而美國(guó)則以跨國(guó)種業(yè)巨頭為主導(dǎo)，后者回收研發(fā)資本的意愿相對(duì)較強(qiáng)?；谘邪l(fā)主體的

51、差異，中國(guó)的轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)研發(fā)主要是做全局性、綜合性的研究；美國(guó)的跨國(guó)巨頭的研發(fā)活動(dòng)以商業(yè)化為目的，以與公司其它產(chǎn)品相關(guān)的、具有較大潛在市場(chǎng)價(jià)值的性狀為突破口，面向具有較大市場(chǎng)潛力的農(nóng)作物如玉米、棉花、大豆、油菜等農(nóng)作物開(kāi)展研究。從育種研發(fā)體系的角度來(lái)看，美國(guó)跨國(guó)公司的轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)過(guò)程具有高度規(guī)?；?、流程化的特點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)、交流和利用，其轉(zhuǎn)基因新品種技術(shù)研發(fā)流程集成了上游的基因開(kāi)發(fā)、中游的基因轉(zhuǎn)化和下游的新品種選育全過(guò)程，每個(gè)研發(fā)人員所從事的研發(fā)活動(dòng)均為該流程的一個(gè)環(huán)節(jié)，單個(gè)公司不可能擁有對(duì)每一環(huán)節(jié)技術(shù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，需要借助其它公司的技術(shù)才能確保其研發(fā)過(guò)程的順利開(kāi)展和高效率；而中國(guó)更

52、多的是“小而全”的研究單元在運(yùn)作，在基因未受專利保護(hù)的情況下，從事基因轉(zhuǎn)化研究的科研人員很難直接獲得其他單位的研究成果，科研機(jī)構(gòu)之間的協(xié)調(diào)與合作性仍有待提高。圖 34：中美轉(zhuǎn)基因研發(fā)體系比較資料來(lái)源：農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)模式與科技改革的政策建議，長(zhǎng)江證券研究所整理農(nóng)化技術(shù)與生物育種的協(xié)同：中國(guó) VS 美國(guó)從轉(zhuǎn)基因生物育種的角度來(lái)看，農(nóng)化技術(shù)與生物育種相協(xié)同是保證在轉(zhuǎn)基因新品種選育中有高水平表達(dá)抗性的關(guān)鍵。部分大型的制藥企業(yè)具備篩選優(yōu)秀基因并克隆的能力，但是在農(nóng)作物品種選育上，缺乏對(duì)種子性狀和繁殖方面的研究，很多外源基因在轉(zhuǎn)基因植物中并不能高效表達(dá)。美國(guó)的農(nóng)資巨頭通過(guò)縱向整合進(jìn)入種業(yè)領(lǐng)域，將農(nóng)化技

53、術(shù)與生物育種技術(shù)結(jié)合，成功開(kāi)發(fā)的抗除草劑的作物玉米、棉花、大豆等轉(zhuǎn)基因新品種，帶動(dòng)了種子與農(nóng)化產(chǎn)品銷量的雙雙提升。而中國(guó)農(nóng)業(yè)上世紀(jì)八九十年代正處于從傳統(tǒng)小農(nóng)經(jīng)濟(jì)向現(xiàn)代化集約農(nóng)業(yè)過(guò)渡的階段，農(nóng)藥行業(yè)市場(chǎng)化剛剛起步，早期以仿制及仿創(chuàng)結(jié)合為主，自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的農(nóng)藥品種較少。以除草劑品種為例，其開(kāi)發(fā)的壁壘高、投入大，從化合物合成與篩選到除草劑的商品化 過(guò)程歷時(shí)周期可能長(zhǎng)達(dá) 810 年。美國(guó)孟山都公司從根癌農(nóng)桿菌 CP4 中克隆了編碼 EPSPS 的基因 cp4-epsps，此基因表現(xiàn)出對(duì)草甘膦的高抗性和對(duì)底物(PEP)的高親和 力，能賦予植物耐草甘膦的特性。20 世紀(jì) 90 年代孟山都先后研究出對(duì)草甘膦

54、具有抵抗 力的轉(zhuǎn)基因大豆、“雙低”油菜及棉花，并獲準(zhǔn)在大田生產(chǎn)上推廣應(yīng)用。1996 年抗草甘 膦大豆在美國(guó)、阿根廷與巴西開(kāi)始銷售，由于此類品種的推廣，引進(jìn)大豆栽培與耕作方 法的深刻變革，使免耕與窄行密植得以更好的實(shí)施。1997 年，抗草甘膦棉花在美國(guó)開(kāi) 始商業(yè)種植。1998 年，美國(guó)開(kāi)發(fā)出耐草甘膦玉米，并由迪卡爾布公司獨(dú)家銷售。隨后抗 草甘膦大豆在阿根廷大面積推廣，并獲準(zhǔn)其進(jìn)入巴西種子市場(chǎng)。2000 年以后孟山都除 草劑草甘膦專利到期，草甘膦變成開(kāi)源品種，主要由中國(guó)和美國(guó)生產(chǎn)。1995 年全球草 甘膦用量約 6.7 萬(wàn)噸，2000 年增長(zhǎng) 188%至 19.3 萬(wàn)噸。隨著轉(zhuǎn)基因作物的種植面積持

55、 續(xù)增長(zhǎng)，2014 年全球草甘膦用量已達(dá)到 82.5 萬(wàn)噸（，19942014）年均復(fù)合增速達(dá) 14.3%。草甘膦作為廣譜除草劑可防治多種雜草，是全球用量最大的農(nóng)藥品種，2016 年在除草劑市場(chǎng)中占比約 48%。另一個(gè)廣譜除草劑草銨膦生產(chǎn)成本較高，主要用于經(jīng)濟(jì)作物中，用量較小。轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物中，推廣面積最大、經(jīng)濟(jì)效益最高的是耐草甘膦作物，其優(yōu)越性主要體現(xiàn)在：1）成本低便于大面積推廣，2）對(duì)哺乳動(dòng)物低毒、土壤中易降解， 3）抗草甘膦作物的推廣種植，引起耕作制度的變革，使玉米、大豆、油菜等作物可以免中耕、窄行密植，大大節(jié)省了勞動(dòng)力和燃料耗費(fèi)。19962012 年抗草甘膦作物的應(yīng)用為全球農(nóng)民節(jié)省

56、了超過(guò) 450 億美元，大豆和油菜 2 種作物使農(nóng)民收入增加接近 5%1。圖 35：全球草甘膦用量增長(zhǎng)趨勢(shì)及其中農(nóng)業(yè)用量占比情況圖 36：美國(guó)草甘膦用量增長(zhǎng)趨勢(shì)及其中農(nóng)業(yè)用量占比情況10080 草甘膦用量（萬(wàn)噸）農(nóng)業(yè)份額（）95%1590%12草甘膦用量（萬(wàn)噸）農(nóng)業(yè)份額（）100 %90%6085%980%4080%670%200199 4199 5200 0200 5201 0201 2201 475%70%30197 4 1982 1990 199 5 200 0 2005 2010 201 2 201 460%50%資料來(lái)源：BenbrookTrends in glyphosate he

57、rbicide use in the united states and globally，長(zhǎng)江證券研究所資料來(lái)源：BenbrookTrends in glyphosate herbicide use in the united states and globally，長(zhǎng)江證券研究所圖 37：全球抗除草劑作物種植面積在 0.8 億公頃左右全球抗除草劑作物種植面積：萬(wàn)公頃抗除草劑作物占比100 00 800 0600 04000200 0199 6199 7199 8199 9200 0200 1200 2200 3200 4200 5200 6200 7200 8200 9201 0201 1

58、201 5201 6201 7201 8090%80%70%60%50%40%30%20%資料來(lái)源：國(guó)際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織，長(zhǎng)江證券研究所表 3：隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)后，美國(guó)草甘膦用量占比也明顯增加總用量（千噸）比上期增加19742014年總使用量的份額1974年0.6不適用0.04%19751984年2625.41.62%19851994年77.151.14.80%19952004年433355.926.95%20052014年107063766.60%總計(jì)1606.7資料來(lái)源：BenbrookTrends in glyphosate herbicide use in the u

59、nited states and globally，長(zhǎng)江證券研究所1 資料來(lái)源：美國(guó)引入轉(zhuǎn)基因抗除草劑作物近 20 年后的展望（上海市農(nóng)藥研究所）表 4：隨著轉(zhuǎn)基因作物種植面積增長(zhǎng)后，美國(guó)草甘膦用量占比也明顯增加總用量（千噸）比上期增加19742014年總使用量的份額1974年3.2不適用0.04%19751984年130.5127.31.52%19851994年387.3256.84.52%19952004年19091521.722.29%20052014年6133422471.62%總計(jì)8563資料來(lái)源：BenbrookTrends in glyphosate herbicide use

60、in the united states and globally，長(zhǎng)江證券研究所表 5：農(nóng)資巨頭抗草甘膦品種及應(yīng)用情況（截至 2018 年）公司抗性基因應(yīng)用作物現(xiàn)狀孟山都Roundup ready flex小麥、大豆、玉米、棉花第一代轉(zhuǎn)基因技術(shù)，上市多年Roundup ready 2 yield大豆已獲得美國(guó)、巴西等國(guó)批準(zhǔn)Bollgard 2xtend flex棉花已獲得美國(guó)等國(guó)批準(zhǔn)Agrisure3000gt大豆、玉米轉(zhuǎn)基因玉米于2005年在美國(guó)上市Agrisuregt大豆、玉米獲得墨西哥、菲律賓、韓國(guó)、中國(guó)批準(zhǔn)Glytol棉花2016年獲得澳洲政府批準(zhǔn)先正達(dá)拜耳Balancegt大豆已獲