中國(guó)農(nóng)業(yè)分子育種行業(yè)發(fā)展白皮書

2022年中國(guó)農(nóng)業(yè)分子育種行業(yè)發(fā)展白皮書前言民以食為天，農(nóng)業(yè)安全是國(guó)家安全的重要基石?！胺N子是農(nóng)業(yè)發(fā)展的芯片”，發(fā)展生物育種技術(shù)，是發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、解決農(nóng)業(yè)安全問(wèn)題的重要支撐。現(xiàn)階段，生物育種已經(jīng)被列入我國(guó)科技發(fā)展的重大戰(zhàn)略方向之一，搶占生物育種技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展制高點(diǎn)，也已經(jīng)成為各國(guó)增強(qiáng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力的重大戰(zhàn)略選擇。農(nóng)業(yè)生物育種共分為四個(gè)階段：1.0原始馴化選育階段、2.0常規(guī)育種階段、3.0分子育種階段、4.0智能育種階段。當(dāng)前國(guó)際種業(yè)已經(jīng)逐漸從3.0分子育種邁入4.0智能育種階段，中國(guó)生物育種正處于2.0常規(guī)育種向3.0分子育種階段發(fā)展。面臨國(guó)內(nèi)外生物育種技術(shù)的巨大差異以及日益動(dòng)蕩的國(guó)際局勢(shì)，發(fā)展分子育種技術(shù)、推動(dòng)分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，既是保障中國(guó)農(nóng)業(yè)安全的必然要求，也是中國(guó)生物育種產(chǎn)業(yè)從業(yè)者面臨的重大機(jī)遇。黨的十八大以來(lái)，系列政策發(fā)布推動(dòng)生物育種技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，2021年，中央一號(hào)文件首次單獨(dú)提出推動(dòng)種業(yè)發(fā)展，打好種業(yè)翻身仗?！帮L(fēng)起于青萍之末”，在政策的持續(xù)推動(dòng)下，中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)正以“星星之火”之勢(shì)迅速崛起，生物育種技術(shù)的突破、產(chǎn)學(xué)研用合作機(jī)制及種業(yè)CRO模式的發(fā)展、龍頭種企兼并購(gòu)?fù)苿?dòng)研發(fā)投入的增長(zhǎng)、科研院所與種企緊密結(jié)合的新商業(yè)育種體系的建立將共同推動(dòng)中國(guó)種業(yè)邁入新的征程，滿足人民群眾“吃得好、吃得健康、吃得安全”的訴求，保障“中國(guó)人的飯碗牢牢端在自己的手上”。本報(bào)告由華大智造與億歐智庫(kù)聯(lián)合發(fā)布，通過(guò)華大智造分子育種產(chǎn)業(yè)推動(dòng)者視角、億歐智庫(kù)行業(yè)洞察者視角以及產(chǎn)業(yè)內(nèi)企業(yè)、科研院所、大學(xué)等參與者視角，梳理了中國(guó)種業(yè)發(fā)展歷程，對(duì)比了國(guó)內(nèi)外分子育種技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀，對(duì)分子育種產(chǎn)業(yè)鏈及主要參與者進(jìn)行了分析，并針對(duì)當(dāng)下中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)提出了行業(yè)建議，希望能夠讓更多產(chǎn)業(yè)從業(yè)者了解中國(guó)分子育種發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展機(jī)遇，為推動(dòng)中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出一份貢獻(xiàn)。備注：本報(bào)告作物種企主要包括作物育種企業(yè)和作物種子育繁推種植企業(yè)，畜禽水產(chǎn)種企一般指畜禽水產(chǎn)企業(yè)布局生物育種的企業(yè)。卷首語(yǔ)國(guó)內(nèi)外分子育種技術(shù)及理論方面沒(méi)有太大差距，關(guān)鍵在于如何解決技術(shù)端對(duì)產(chǎn)業(yè)端的需求及技術(shù)端如何更好的與產(chǎn)業(yè)端相結(jié)合這最后一公里的問(wèn)題?！鷷韵嬷袊?guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)教授華大智造測(cè)序儀在逐漸加大研發(fā)滿足育種高通量、低成本、穩(wěn)定性的要求，而未來(lái)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化的建設(shè)也將為分子育種產(chǎn)業(yè)的數(shù)據(jù)全流程分析與應(yīng)用帶來(lái)變革性的價(jià)值。—蔣慧華大智造首席運(yùn)營(yíng)官全基因組選擇逐漸在動(dòng)物育種領(lǐng)域得到應(yīng)用，溫氏股份聯(lián)合中國(guó)農(nóng)大、華大智造搭建的全基因組選擇第三代基因分型平臺(tái)，打破了國(guó)際技術(shù)壟斷，較常規(guī)芯片方法能夠提高5%~40%以上的基因組選擇準(zhǔn)確率?！獏钦浞紲厥瞎煞莞笨偛媚壳皣?guó)外種企研發(fā)集團(tuán)化作戰(zhàn)，而國(guó)內(nèi)種企尚無(wú)法享受行業(yè)高集中度帶來(lái)的紅利，通過(guò)關(guān)鍵共性技術(shù)平臺(tái)能夠推動(dòng)生物育種底層核心技術(shù)廣泛應(yīng)用，讓全社會(huì)享受先進(jìn)生物育種技術(shù)研發(fā)的服務(wù)?！醭瘯熑A智生物副總裁當(dāng)前種業(yè)系列政策是比較精準(zhǔn)的：逐步放開(kāi)新的技術(shù)應(yīng)用；通過(guò)統(tǒng)一大市場(chǎng)提升種業(yè)集中度和研發(fā)能力；加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)?！勒鸷Ｄ先A大生命科學(xué)研究院院長(zhǎng)種業(yè)CRO能夠幫助種業(yè)研發(fā)單位降低研發(fā)成本、提高效率，未來(lái)種業(yè)CRO企業(yè)將逐漸實(shí)現(xiàn)能力圈構(gòu)建，實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋，為客戶提供系統(tǒng)級(jí)解決方案?！獜埣伍┤鸬蟿?chuàng)始人備注：排序以姓氏首字母為準(zhǔn)中國(guó)種子行業(yè)進(jìn)入發(fā)展變革期010203分子育種技術(shù)研究分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用情況研究04分子育種產(chǎn)業(yè)鏈分析05中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)發(fā)展建議目錄C

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S一、中國(guó)種子行業(yè)進(jìn)入發(fā)展變革期中國(guó)農(nóng)業(yè)供給能力不斷增強(qiáng)，但農(nóng)業(yè)安全仍面臨較多挑戰(zhàn)中國(guó)農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力和供給保障能力不斷增強(qiáng)，各類農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)日益豐富，總體上解決了農(nóng)產(chǎn)品總量不足的矛盾，三大主糧自給率98.75%

，實(shí)現(xiàn)了由“吃不飽”到“吃得飽”的轉(zhuǎn)變，現(xiàn)在又開(kāi)始由“吃得飽”向“吃得好、吃得健康、吃得安全”轉(zhuǎn)變。要保證中國(guó)農(nóng)業(yè)安全，必須保證“中國(guó)人的飯碗任何時(shí)候都要牢牢端在自己的手上”，然而當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)仍面臨較多挑戰(zhàn)：全球氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)較大沖擊、非洲豬瘟等疾病、逆全球化趨勢(shì)下國(guó)際貿(mào)易不確定性讓糧食進(jìn)口及種子供應(yīng)面臨斷供風(fēng)險(xiǎn)。億歐智庫(kù)：中國(guó)農(nóng)業(yè)安全面臨挑戰(zhàn)蟲(chóng)害與疾病影響草地貪夜蛾等外來(lái)物種入侵、非洲豬瘟等疾病的發(fā)生，一定程度上造成我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)和進(jìn)口增加風(fēng)險(xiǎn)，而缺少本土天敵及抗藥性等則增加了作物病蟲(chóng)害的防治難度，轉(zhuǎn)基因抗病蟲(chóng)害品種的審定與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程仍處于早期階段。國(guó)際貿(mào)易影響當(dāng)前逆全球化思潮下，國(guó)際貿(mào)易不穩(wěn)定性、不確定性加劇，全球產(chǎn)業(yè)鏈布局由“效率至上”轉(zhuǎn)向“安全至上”，農(nóng)業(yè)安全作為國(guó)家安全的根基，也將受到影響。當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈中，生物育種、數(shù)字化、機(jī)械化技術(shù)的應(yīng)用尚與海外發(fā)達(dá)國(guó)家有一定差距，存在因國(guó)際貿(mào)易沖突而受到影響的可能性。氣候異常影響氣候變化對(duì)動(dòng)植物的影響是多種多樣的。氣溫上升會(huì)加速植物的生長(zhǎng)和發(fā)育，但高溫同樣降低作物產(chǎn)量，也會(huì)影響動(dòng)物繁育能力。暴雨、冰凍等氣候?yàn)?zāi)害也會(huì)影響農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平和效率。中國(guó)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期重生產(chǎn)、輕育種，種企格局分散、科技創(chuàng)新投入少研發(fā)能力是種業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵，然而中國(guó)農(nóng)業(yè)長(zhǎng)期重生產(chǎn)、輕育種，中國(guó)種業(yè)企業(yè)育種研發(fā)薄弱，研發(fā)投入與海外種業(yè)國(guó)際公司相比差距較大。2019年中國(guó)全部種子企業(yè)研發(fā)投入僅42億人民幣，而拜耳作物科學(xué)種業(yè)業(yè)務(wù)研發(fā)支出則高達(dá)109億。中國(guó)種業(yè)企業(yè)行業(yè)集中度低、企業(yè)規(guī)模小，又進(jìn)一步限制企業(yè)科技投入能力。2020年全球種業(yè)CR5達(dá)52%，中國(guó)種業(yè)CR5僅占12%；2020年全球種豬CR3達(dá)到47%，國(guó)內(nèi)則極度分散，CR5僅占5%。來(lái)源：Kynetec、中國(guó)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心、灼識(shí)咨詢、PIC全球市場(chǎng)報(bào)告、頭豹，億歐智庫(kù)整理分析42中國(guó)全部種子企業(yè)拜耳作物科學(xué)種子業(yè)務(wù)億歐智庫(kù)：2019年中國(guó)種企VS全球種企科研投入（億元）10920%17%7%4%4%48%拜耳拜迪華先正達(dá)集團(tuán)巴斯夫Vilmorin其他4%3%2%

2%1%88%隆平高科先正達(dá)集團(tuán)北大荒墾豐江蘇大華種業(yè)廣東鮮美種苗其他億歐智庫(kù)：2020年全球種業(yè)市場(chǎng)份額23%14%10%53%PIC（美國(guó)）Dan

Avl（丹麥）Topigs

Norsvin（美國(guó)）其他億歐智庫(kù)：2020年全球種豬市場(chǎng)份額95%CR5其他億歐智庫(kù)：2020年中國(guó)種業(yè)市場(chǎng)份額億歐智庫(kù)：2020年中國(guó)種豬市場(chǎng)份額5%耕地紅線背景下，提高單產(chǎn)、發(fā)展種業(yè)是保障中國(guó)農(nóng)業(yè)安全的核心中國(guó)是糧食生產(chǎn)大國(guó)和需求大國(guó)，同時(shí)也是世界第二大種子需求國(guó)，種子市場(chǎng)的安全對(duì)于中國(guó)糧食安全具有決定性影響。盡管中國(guó)堅(jiān)守18億畝耕地紅線，但中國(guó)耕地資源仍呈現(xiàn)下降水平，對(duì)于糧食生產(chǎn)的約束條件越來(lái)越多，在這樣的背景下，提高單產(chǎn)是保障中國(guó)農(nóng)業(yè)安全的核心，而發(fā)展種業(yè)則是提高單產(chǎn)的核心因素。根據(jù)農(nóng)村農(nóng)業(yè)部數(shù)據(jù)，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)作物良種覆蓋率在96%以上，自主選育品種面積占比超過(guò)95%，畜禽核心種源自給率超過(guò)75%，良種對(duì)糧食增產(chǎn)、畜牧業(yè)發(fā)展的貢獻(xiàn)率分別達(dá)到45%、40%，為我國(guó)糧食連年豐收和重要農(nóng)產(chǎn)品穩(wěn)產(chǎn)保供提供了關(guān)鍵支撐。良種對(duì)畜牧業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)率良種對(duì)糧食增產(chǎn)貢獻(xiàn)率1300001280001260001240001360001340001320002015201620172019億歐智庫(kù)：2013-2019年中國(guó)耕地面積（千公頃）億歐智庫(kù)：良種對(duì)農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率2013 2014來(lái)源：農(nóng)村農(nóng)業(yè)部，億歐智庫(kù)整理種業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的“芯片”，是保障農(nóng)業(yè)自主可控的基礎(chǔ)種業(yè)是農(nóng)業(yè)發(fā)展的“芯片”，是建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的標(biāo)志性、先導(dǎo)性工程,也是國(guó)家戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。種子/種苗位于農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游，是農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步的最重要載體，種業(yè)技術(shù)的創(chuàng)新，帶動(dòng)著耕作栽培、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)工程、農(nóng)業(yè)環(huán)保、農(nóng)產(chǎn)品加工等領(lǐng)域的發(fā)展。面臨全球經(jīng)濟(jì)不確定性及逆全球化思潮蔓延，全球國(guó)際貿(mào)易穩(wěn)定性和供應(yīng)鏈安全不斷受到挑戰(zhàn)，推動(dòng)種業(yè)技術(shù)的攻關(guān)與創(chuàng)新，是保障農(nóng)業(yè)自主可控的基礎(chǔ)和保障糧食安全的核心要素。來(lái)源：產(chǎn)業(yè)鏈整理自億歐智庫(kù)《2021中國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化研究報(bào)告》種子化肥農(nóng)藥農(nóng)機(jī)裝備種苗飼料疫苗獸藥種植養(yǎng)殖播種施肥除草灌溉病蟲(chóng)害防治繁育病蟲(chóng)害防治飼養(yǎng)環(huán)境清理糧食谷物油料作物蔬菜水果經(jīng)濟(jì)作物肉制品乳制品水產(chǎn)品其他批發(fā)市場(chǎng)批發(fā)市場(chǎng)批發(fā)市場(chǎng)農(nóng)資供應(yīng)農(nóng)產(chǎn)品交易億歐智庫(kù)：種子/種苗是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的“芯片”農(nóng)產(chǎn)品種植/養(yǎng)殖 農(nóng)副產(chǎn)品加工發(fā)展分子育種是鄉(xiāng)村振興的重要落腳點(diǎn)中共中央國(guó)務(wù)院印發(fā)《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018-2022年）》，提出2022年糧食綜合生產(chǎn)能力超過(guò)6億噸，農(nóng)業(yè)科技進(jìn)步貢獻(xiàn)率達(dá)61.5%，農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率達(dá)5.5萬(wàn)元/人。發(fā)展分子育種，是鄉(xiāng)村振興的重要落腳點(diǎn)。加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)，開(kāi)展分子育種創(chuàng)新攻關(guān)，將帶動(dòng)無(wú)人機(jī)植保、水肥一體化、智能環(huán)境監(jiān)測(cè)等農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化技術(shù)的進(jìn)步，也將進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力大幅提高，以小種子撬動(dòng)鄉(xiāng)村振興大格局。發(fā)展分子育種，是鄉(xiāng)村振興的重要落腳點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興偉大愿景下“產(chǎn)業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風(fēng)文明、治理有效、生活富?！钡闹匾?。億歐智庫(kù)：發(fā)展分子育種是鄉(xiāng)村振興的重要落腳點(diǎn)種質(zhì)資源保護(hù)分子育種農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化無(wú)人機(jī)植保水肥一體化智能環(huán)境監(jiān)測(cè)生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)環(huán)保農(nóng)產(chǎn)品加工鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)興旺生態(tài)宜居鄉(xiāng)風(fēng)文明治理有效生活富裕帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)創(chuàng)新系列政策推動(dòng)中國(guó)種業(yè)加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，分子育種產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)將順應(yīng)需求推動(dòng)中國(guó)分子育種技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用十八大以來(lái)種業(yè)政策關(guān)鍵詞農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新種業(yè)自主創(chuàng)新突破生物育種關(guān)鍵技術(shù)良種工程種質(zhì)資源保護(hù)種子產(chǎn)業(yè)發(fā)展離不開(kāi)國(guó)家政策的大力支持，黨的十八大以來(lái)，推動(dòng)種業(yè)發(fā)展的系列政策發(fā)布，2021年中央一號(hào)文件更是首次單獨(dú)提出種業(yè)發(fā)展，打好種業(yè)翻身仗。以華大智造為代表的分子育種產(chǎn)業(yè)推動(dòng)者將借助自身測(cè)序領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)聯(lián)合分子育種服務(wù)商、具備優(yōu)秀技術(shù)儲(chǔ)備的高校/科研院所及種業(yè)企業(yè)，參與到種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)、生物育種創(chuàng)新技術(shù)攻關(guān)及生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程中。億歐智庫(kù)：系列種業(yè)政策推進(jìn)種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用關(guān)于扶持國(guó)家種業(yè)陣型企業(yè)發(fā)展的通知2022.08遴選陣型企業(yè)重點(diǎn)扶優(yōu)破難題：培育自助知識(shí)產(chǎn)權(quán)品種補(bǔ)短板：聚焦有差距種源，縮小與國(guó)際先進(jìn)水平差距強(qiáng)優(yōu)勢(shì)：鞏固強(qiáng)化育種創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，完善商業(yè)化育種體系專業(yè)化：專業(yè)機(jī)構(gòu)在科技創(chuàng)新等方面為育種提供支撐服務(wù)推進(jìn)“三對(duì)接”支持、鼓勵(lì)、推動(dòng)科研單位、金融機(jī)構(gòu)、種業(yè)基地與陣型企業(yè)對(duì)接“十四五”生物經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃2022.05生物經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新能力提升工程重大科技基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)國(guó)家種質(zhì)資源庫(kù)國(guó)家作物表型組學(xué)關(guān)鍵共性技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)現(xiàn)代種業(yè)提升工程生物資源保藏開(kāi)發(fā)工程生物資源保藏優(yōu)化種質(zhì)資源《種業(yè)振興行動(dòng)方案》2021.07種質(zhì)資源保護(hù)利用行動(dòng)種業(yè)創(chuàng)新攻關(guān)行動(dòng)啟動(dòng)種源關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)實(shí)施生物育種重大科技項(xiàng)目推進(jìn)育種聯(lián)合攻關(guān)加快成果轉(zhuǎn)化推廣應(yīng)用種業(yè)企業(yè)扶優(yōu)行動(dòng)種業(yè)基地提升行動(dòng)種業(yè)市場(chǎng)凈化行動(dòng)中央一號(hào)文件2021.02種質(zhì)資源調(diào)查收集、鑒定和保護(hù)加強(qiáng)種業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化遴選一批優(yōu)勢(shì)企業(yè)予以重點(diǎn)扶持發(fā)展現(xiàn)代化農(nóng)作物制種基地凈化種業(yè)市場(chǎng)，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)中國(guó)種業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了五大階段，當(dāng)前已經(jīng)進(jìn)入發(fā)展變革階段,將逐漸邁向種業(yè)強(qiáng)國(guó)“四自一輔”階段1949-1978年“四化一供”階段1979-1999年市場(chǎng)化改革階段2000-2010年深化改革階段2011-2021年發(fā)展變革階段2021-至今四自一輔：實(shí)行“依靠農(nóng)業(yè)生產(chǎn)合作社自繁、自選、自留、自用，輔之以調(diào)劑”的方針三級(jí)繁育體系：在全國(guó)建立起公社良種場(chǎng)為橋梁，生產(chǎn)隊(duì)種子田為基礎(chǔ)的三級(jí)良種繁育推廣體系，無(wú)商品種子市場(chǎng)四化一供：種子生產(chǎn)專業(yè)化、加工機(jī)械化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、品種布局區(qū)域化，以縣為單位統(tǒng)一供種”的方針建立種子基地：以大規(guī)模建設(shè)各類原（良）種市場(chǎng)和種子繁育生產(chǎn)基地為核心，逐步完善良種繁育推廣體系拓寬市場(chǎng)準(zhǔn)入：廢止種業(yè)企業(yè)壟斷經(jīng)營(yíng)，大量資本涌入，科研院所和高校紛紛建立種業(yè)企業(yè)，并被允許有償轉(zhuǎn)讓科研成果種企管理體制改革：通過(guò)《種子法》等法規(guī)推動(dòng)完善種子管理體系，推動(dòng)事企分開(kāi)商業(yè)化育種：明確科研院所及高校要開(kāi)展基礎(chǔ)性、公益性研究，明確了種子企業(yè)作為商業(yè)化育種主體的地位推進(jìn)育種創(chuàng)新：深化種業(yè)體制改革，扶持龍頭種企發(fā)展，鼓勵(lì)龍頭企業(yè)整合種業(yè)資源，加強(qiáng)育種基地建設(shè)打好種業(yè)翻身仗：加強(qiáng)種質(zhì)資源保護(hù)開(kāi)發(fā)，對(duì)育種基礎(chǔ)性研究及重點(diǎn)育種項(xiàng)目給予長(zhǎng)期穩(wěn)定支持，有序推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)，支持龍頭企業(yè)建立健全商業(yè)化育種體系我國(guó)種業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了五個(gè)階段：“四自一輔”階段、“四化一供”階段、市場(chǎng)化改革階段、深化改革階段、發(fā)展變革階段。隨著《種業(yè)振興行動(dòng)方案》、新《種子法》的頒布及轉(zhuǎn)基因品種審定政策的實(shí)施，中國(guó)種業(yè)正進(jìn)入發(fā)展變革階段。這一階段，我國(guó)種業(yè)發(fā)展將聚焦生物育種技術(shù)的攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，種業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)格局將隨著不同企業(yè)種業(yè)技術(shù)的發(fā)展及兼并購(gòu)發(fā)生變化、新的商業(yè)模式下的育種服務(wù)企業(yè)將會(huì)出現(xiàn)，我國(guó)將逐漸由種業(yè)大國(guó)邁向種業(yè)強(qiáng)國(guó)。億歐智庫(kù)：中國(guó)種業(yè)發(fā)展歷程分子育種技術(shù)推動(dòng)中國(guó)育種發(fā)展進(jìn)入3.0時(shí)代，未來(lái)將逐步進(jìn)入智能育種時(shí)代國(guó)際上將育種發(fā)展分為4個(gè)經(jīng)典階段：育種1.0（農(nóng)家育種）時(shí)代，人類馴化了大量野生植物進(jìn)入農(nóng)耕時(shí)代；育種2.0（雜交育種）時(shí)代育種家依賴經(jīng)驗(yàn)并把統(tǒng)計(jì)學(xué)、數(shù)量遺傳學(xué)和雜交育種策略應(yīng)用到優(yōu)良品種選育中；育種3.0（分子育種）時(shí)代先進(jìn)的生物技術(shù)包括分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、基因編輯在育種中廣泛應(yīng)用；育種4.0（智能育種）時(shí)代，育種進(jìn)入由前沿科學(xué)技術(shù)引領(lǐng)的“生物技術(shù)+信息技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)技術(shù)”的智能階段。隨著新技術(shù)的不斷研發(fā)與應(yīng)用，育種逐漸從藝術(shù)性邁向科學(xué)性。當(dāng)前部分發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)逐漸進(jìn)入育種4.0時(shí)代，而我國(guó)仍處于以雜交育種和分子技術(shù)輔助選育為主的“2.0時(shí)代”到“3.0時(shí)代”之間[1][2]。在新興交叉領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)方面短板明顯[1]。隨著種業(yè)政策的推動(dòng)、科企聯(lián)動(dòng)的育種體系建設(shè)及育種技術(shù)的進(jìn)步，中國(guó)育種將有望加速向智能育種時(shí)代邁進(jìn)。億歐智庫(kù)：育種發(fā)展階段作物馴化表型觀察傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)育種藝術(shù)性1.0農(nóng)家育種時(shí)代統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)量遺傳學(xué)雜交育種策略誘變育種2.0雜交育種時(shí)代分子標(biāo)記輔助選擇轉(zhuǎn)基因基因編輯3.0分子育種時(shí)代生物信息學(xué)合成生物學(xué)多組學(xué)人工智能技術(shù)4.0智能育種時(shí)代科學(xué)性中國(guó)歐美發(fā)達(dá)國(guó)家來(lái)源：[1]中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院副院長(zhǎng)萬(wàn)建民：打好這場(chǎng)種業(yè)翻身仗.

[2]瞭望|

生物育種是打好種業(yè)翻身仗的重要武器——專訪中國(guó)科學(xué)院院士種康.億歐智庫(kù)整理二、分子育種技術(shù)研究分子育種技術(shù)及發(fā)展沿革分子育種技術(shù)類型主要技術(shù)主要應(yīng)用應(yīng)用案例分子標(biāo)記輔助選擇分子標(biāo)記輔助選擇（基于少量關(guān)鍵分子標(biāo)記）全基因組選擇等（基于全基因組覆蓋的分子標(biāo)記）前景選擇、背景選擇中麥996、中麥998等轉(zhuǎn)基因農(nóng)桿菌介導(dǎo)法DNA直接插入法植物病毒介導(dǎo)法等作物耐除草劑、抗病蟲(chóng)害、抗旱性狀改良抗蟲(chóng)耐除草劑復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因玉米、耐草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆等基因編輯ZFNs基因編輯技術(shù)TALENs基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas基因編輯技術(shù)農(nóng)作物、動(dòng)物、林木種質(zhì)資源創(chuàng)制與性狀改良抗結(jié)核病牛、抗布病羊、藍(lán)耳病和流行性胃腸炎雙抗豬新品種等20世紀(jì)中后期以來(lái)，生命科學(xué)與生物技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)了分子育種技術(shù)的進(jìn)步與應(yīng)用。分子標(biāo)記輔助選擇、轉(zhuǎn)基因、基因編輯等技術(shù)逐漸發(fā)展并應(yīng)用于動(dòng)植物育種，當(dāng)前國(guó)內(nèi)外分子育種在動(dòng)植物育種中均得到了廣泛應(yīng)用，且國(guó)內(nèi)在基因編輯前沿研究領(lǐng)域處于國(guó)際領(lǐng)先水平。未來(lái)隨著基因編輯等技術(shù)監(jiān)管的寬松、基因測(cè)序技術(shù)的進(jìn)步，分子育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將會(huì)得到進(jìn)一步加速。億歐智庫(kù)：主流分子育種技術(shù)發(fā)展歷程 億歐智庫(kù)：主流分子育種技術(shù)類型及應(yīng)用當(dāng)前商業(yè)化基因編輯育種品種逐漸獲批上市基因編輯技術(shù)有望逐漸放開(kāi)21世紀(jì)初轉(zhuǎn)基因國(guó)內(nèi)應(yīng)用進(jìn)程減緩20世紀(jì)90年代轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用第二代、第三代分子標(biāo)記20世紀(jì)80年代863計(jì)劃推進(jìn)轉(zhuǎn)基因研究20世紀(jì)70年代第一代分子標(biāo)記技術(shù)轉(zhuǎn)基因嘗試用于生物育種來(lái)源：億歐智庫(kù)根據(jù)公開(kāi)資料整理基因測(cè)序的發(fā)展將推動(dòng)分子標(biāo)記育種的廣泛應(yīng)用通量凝膠電泳低通量基因芯片高通量基因測(cè)序超高、高通量企業(yè)企業(yè)較多海外企業(yè)為主華大智造等場(chǎng)景農(nóng)作物種子品種純度檢測(cè)等常用滿足產(chǎn)業(yè)化育種中低密度標(biāo)記密度的需求種質(zhì)資源基因挖掘、標(biāo)記位點(diǎn)，滿足產(chǎn)業(yè)化育種中高密度

標(biāo)記密度的需求特點(diǎn)技術(shù)成熟，成本高技術(shù)成熟，

成本相對(duì)低，用時(shí)短使用靈活，高度自動(dòng)化，成本低分子標(biāo)記因其數(shù)量多（對(duì)應(yīng)豐富的基因組變異）、生物發(fā)育不同階段均可用標(biāo)記分析、不影響目標(biāo)性狀等優(yōu)越性，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于分子育種。分子標(biāo)記輔助選擇（MAS）是利用與目標(biāo)性狀基因型緊密連鎖的分子標(biāo)記，進(jìn)行的目標(biāo)性狀基因輔助選擇，MAS具有可靠性、高效率、抗病持久以及位點(diǎn)豐富等優(yōu)點(diǎn)，可以通過(guò)精準(zhǔn)選擇目標(biāo)性狀提高育種效率，而且不受外界環(huán)境的影響，大大加快了育種進(jìn)程。基因分型技術(shù)的發(fā)展為分子標(biāo)記育種大規(guī)模應(yīng)用創(chuàng)造了條件。基因分型按照階段可以分為三大階段：凝膠電泳、基因芯片和基因測(cè)序?；驕y(cè)序作為新一代基因分型技術(shù)具有使用靈活、成本低的優(yōu)勢(shì)，將隨著技術(shù)的發(fā)展逐漸推動(dòng)分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)的廣泛應(yīng)用。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)-趙書紅團(tuán)隊(duì)對(duì)453頭大白豬分別進(jìn)行RAD-Seq(基于BGISEQ-500

）和Geneseek

Procine

50K

SNP芯片分型，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與SNP芯片相比，RAD-Seq檢測(cè)出更多的低頻SNP基因型，兩者成本相當(dāng)，但通過(guò)RAD-seq獲取的SNP數(shù)量是通過(guò)SNP芯片獲取數(shù)量的3倍[1]。億歐智庫(kù)：基因分型技術(shù)的發(fā)展 億歐智庫(kù)：最小等位基因頻率來(lái)源：[1]李勇.

不同SNP分型技術(shù)在豬基因組選擇中效果評(píng)估及全基因組關(guān)聯(lián)研究

[D].華中農(nóng)業(yè)大學(xué),

2020.億歐智庫(kù)整理全基因組選擇：基因分型技術(shù)進(jìn)步與測(cè)序成本下降推動(dòng)全基因組選擇成為分子育種新寵分子標(biāo)記輔助選擇在質(zhì)量性狀或由單個(gè)主效基因控制的數(shù)量性狀改良中得到成功應(yīng)用，但由于數(shù)量性狀遺傳基礎(chǔ)的復(fù)雜性和QTL定位的限制性，導(dǎo)致分子標(biāo)記輔助育種在復(fù)雜數(shù)量性狀改良特別是多個(gè)微效基因控制的數(shù)量性狀改良的應(yīng)用諸多限制。全基因組選擇技術(shù)（GenomicSelection，GS）則有效避免了以上限制，利用覆蓋全基因組的分子標(biāo)記同時(shí)關(guān)聯(lián)主效和微效基因，并進(jìn)行復(fù)雜性狀育種值預(yù)測(cè)，具有準(zhǔn)確率高、高效的特點(diǎn)。該技術(shù)成為了畜禽分子育種中的研究熱點(diǎn)和跨國(guó)公司競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。全基因組選擇的發(fā)展對(duì)基因分型提出了新的要求：高通量、成本可控、穩(wěn)定性。以華大智造為例，DNBSEQ-T7等產(chǎn)品以DNBSEQTM為核心技術(shù)，擁有超高通量、高準(zhǔn)確度、低Adapter

Rate、低Duplication

Rate（減少無(wú)效重復(fù)）、低Index

Hopping（減少錯(cuò)誤）等技術(shù)特點(diǎn)，能夠滿足全基因選擇在分子育種領(lǐng)域應(yīng)用的需求。隨著測(cè)序成本的快速降低和統(tǒng)計(jì)方法的快速發(fā)展，基于測(cè)序的全基因組選擇技術(shù)已成為分子育種尤其是畜禽水產(chǎn)分子育種的重要有效方法，也逐步在重要農(nóng)業(yè)作物和林木育種中得到應(yīng)用。億歐智庫(kù)：華大智造基因測(cè)序儀相關(guān)參數(shù)IcWGS*MGISEQ-200MGISEQ-2000DNBSEQ-T7樣本數(shù)（1.5G**/sample）481921,920讀長(zhǎng)PE100PE100PE100測(cè)序時(shí)間h264420年通量***7,20028,800280,000*lcWGS為low

coverage

Whole

Genomic

Sequence**以0.5xWGS（豬，3G）為例***年通量按照每周3輪，每年50周計(jì)算億歐智庫(kù)：人體基因組檢測(cè)費(fèi)用（元）4252735535317921753287528656

90265335

4409450004000035000300002500020000150001000050000201220132014201520162017

201820192020人體基因組檢測(cè)費(fèi)用來(lái)源：NIH、Genome

Research

Limited，億歐智庫(kù)整理轉(zhuǎn)基因：技術(shù)發(fā)展成熟，抗除草劑抗蟲(chóng)害是當(dāng)前主要應(yīng)用方向轉(zhuǎn)基因技術(shù)是利用現(xiàn)代生物技術(shù)，將人們期望的目標(biāo)基因，經(jīng)過(guò)人工分離、重組后，導(dǎo)入并整合到生物體的基因組中，從而改善生物原有的性狀或賦予其新的優(yōu)良性狀。轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)成為全球發(fā)展最成熟、應(yīng)用最廣泛的生物育種技術(shù)，在農(nóng)業(yè)方面，主要轉(zhuǎn)基因技術(shù)包括作物領(lǐng)域的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法、基因槍法、花粉管通道法等，在畜禽水產(chǎn)領(lǐng)域的核顯微注射法、精子介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移法、核轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)基因法、逆轉(zhuǎn)錄病毒法等。從應(yīng)用方向來(lái)看，抗除草劑、抗蟲(chóng)是當(dāng)前轉(zhuǎn)基因育種主要的應(yīng)用方向。抗除草劑是全球轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化以來(lái)的主導(dǎo)性狀，復(fù)合性狀（抗蟲(chóng)/抗除草劑、抗蟲(chóng)/抗病、抗除草劑/品質(zhì)等多種組合）則超過(guò)抗蟲(chóng)性狀成為排名第二的性狀。從作物品種看，大豆、玉米、棉花、油菜是全球最主要的轉(zhuǎn)基因作物，本世紀(jì)以來(lái)這4項(xiàng)合計(jì)在轉(zhuǎn)基因作物總面積中的每年占比都在98%以上。46.80%12.30%41%抗除草劑 抗蟲(chóng) 復(fù)合形狀億歐智庫(kù)：2017年全球轉(zhuǎn)基因作物性狀面積分布億歐智庫(kù)：主流轉(zhuǎn)基因技術(shù)來(lái)源：[1]楊樹(shù)果.全球轉(zhuǎn)基因作物發(fā)展演變與趨勢(shì)[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2020,25(09):13-26,ISAAA,億歐智庫(kù)整理50.0%30.7%13.0%5.3%1.0%棉花大豆油菜玉米其他億歐智庫(kù)：轉(zhuǎn)基因作物品種面積分布物種技術(shù)原理作物農(nóng)桿菌介導(dǎo)法：農(nóng)桿菌細(xì)胞Ti質(zhì)?；騌i質(zhì)粒有一段T-DNA經(jīng)改造可插入外源基因片段，可通過(guò)侵染植物傷口向植物基因組植入外源基因的TDNA基因槍法：通過(guò)基因槍，將帶有外源基因的金屬顆粒打入植物細(xì)胞，外源目的基因隨機(jī)插入植物基因組花粉管通道法：在植物開(kāi)花時(shí)，向植物花器的子房中注射含外源基因的

DNA

溶液，使外源基因沿著植物花粉管通道進(jìn)入胚囊，整合到植物細(xì)胞基因組中，隨著受精卵的發(fā)育而產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因新個(gè)體畜禽水產(chǎn)核顯微注射法：在倒置顯微鏡微量注射臺(tái)上，利用玻璃微量注射針直接將外源重組

DNA

注射到受精卵原核中，體外培養(yǎng)受精卵并將其移植到受體動(dòng)物子宮內(nèi)發(fā)育精子介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移法：通過(guò)體外受精方式，使精子攜帶外源基因后進(jìn)入卵子，并使外源基因整合于基因組中核轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)基因法：將外源基因轉(zhuǎn)入體外培養(yǎng)的體細(xì)胞中，篩選獲得帶有轉(zhuǎn)基因的細(xì)胞將其細(xì)胞核取出移入新的去核的卵母細(xì)胞中，培育重組胚胎并移植到母體中，從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因動(dòng)物逆轉(zhuǎn)錄病毒法：利用逆轉(zhuǎn)錄病毒DNA的LTR區(qū)域具有轉(zhuǎn)錄啟動(dòng)子活性的特點(diǎn)，將外源基因重組到逆轉(zhuǎn)錄病毒載體上，制成高濃度的病毒顆粒直接感染受精卵或微注入囊胚腔中，通過(guò)病毒將外源基因插入整合到宿主基因組中轉(zhuǎn)基因：靶向檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展將有助于規(guī)范轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，避免責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)中國(guó)主要糧食作物的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品中，批準(zhǔn)商業(yè)化的物種只能推廣經(jīng)過(guò)審批、含有特定轉(zhuǎn)基因成分和事件的品種。因此，進(jìn)行轉(zhuǎn)基因成分和事件檢測(cè)，可避免由于商業(yè)化含有未經(jīng)審批的轉(zhuǎn)基因事件的品種（轉(zhuǎn)基因污染和違規(guī)）而造成的責(zé)任風(fēng)險(xiǎn)。為加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的管理，發(fā)展轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品成分檢測(cè)技術(shù)尤為重要。當(dāng)前針對(duì)基因作物及產(chǎn)品的檢測(cè)法以核酸水平的檢測(cè)和蛋白水平的檢測(cè)為主。采用靶向測(cè)序技術(shù)，可以構(gòu)建包括所有轉(zhuǎn)基因成分的分子標(biāo)記檢測(cè)系統(tǒng)，一次性檢測(cè)多個(gè)元件，在檢測(cè)出基因共性成分的同時(shí)確定轉(zhuǎn)基因具體事件。當(dāng)前基于靶向測(cè)序技術(shù)已制定GB/T

38570-2020植物轉(zhuǎn)基因成分測(cè)定目標(biāo)序列測(cè)序法的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，其有望在國(guó)家層面對(duì)已知和未知的轉(zhuǎn)基因事件進(jìn)行更全面的監(jiān)管，徹底避免由于基因檢測(cè)假陽(yáng)性而引發(fā)的大量糾紛與矛盾。億歐智庫(kù)：主要轉(zhuǎn)基因檢測(cè)技術(shù)及特點(diǎn) 億歐智庫(kù)：轉(zhuǎn)基因成分鑒定示意圖通用基因檢測(cè)試劑盒轉(zhuǎn)基因序列GB/T

38570-2020

植物轉(zhuǎn)基因成分測(cè)定目標(biāo)序列測(cè)序法主要起草單位：江漢大學(xué)、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化研究院、北京工商大學(xué)、湖南雜交水稻研究中心、張家口市農(nóng)業(yè)科學(xué)院、武漢明了生物科技有限公司、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部科技發(fā)展中心、北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、深圳華大智造科技有限公司基因檢測(cè)類別基因檢測(cè)技術(shù)特點(diǎn)定性PCR檢測(cè)、定量PCR檢測(cè)、數(shù)字PCR檢測(cè)容易因氣溶膠實(shí)驗(yàn)室污染和煙草花葉病毒等植株污染導(dǎo)致假陽(yáng)性以核酸水平的檢測(cè)靶向測(cè)序檢測(cè)技術(shù)更加精準(zhǔn)、更加靈敏、性價(jià)比高以蛋白水平的檢測(cè)酶聯(lián)免疫吸附法、側(cè)向流動(dòng)型免疫檢測(cè)、免疫印跡法依賴目標(biāo)蛋白的反應(yīng)，特異性和敏感性易受影響基因編輯：技術(shù)應(yīng)用廣泛，CRISPR有望成為未來(lái)主流技術(shù)近年來(lái)，科學(xué)家充分研究蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和核酸內(nèi)切酶的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)出了識(shí)別特異序列位點(diǎn)的核酸內(nèi)切酶技術(shù)，該技術(shù)可以按照人們的意愿定點(diǎn)特異識(shí)別DNA序列，實(shí)現(xiàn)基因組的定點(diǎn)編輯和修飾。目前基因編輯技術(shù)主要有ZFNs、TALENs、CRISPR基因編輯技術(shù)，因設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便、效率高、成本低等特點(diǎn)，基因編輯技術(shù)在動(dòng)植物遺傳改良等領(lǐng)域得到迅速應(yīng)用。盡管運(yùn)用ZFNs

和TALENs

技術(shù)已經(jīng)在多種動(dòng)物及植物中成功實(shí)現(xiàn)了基因的定點(diǎn)編輯，但這兩種技術(shù)定向打靶依賴于特異性結(jié)合蛋白的合成，操作繁瑣費(fèi)時(shí)且打靶效率低，致使其應(yīng)用進(jìn)展緩慢，而CRISPR/Cas

技術(shù)具備操作簡(jiǎn)單、周期短、效率高等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)有望成為主流技術(shù)。億歐智庫(kù)：不同基因編輯技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)對(duì)比基因編輯技術(shù)技術(shù)原理靶點(diǎn)DNA序列識(shí)別區(qū)域DNA剪切核酸酶構(gòu)建方式所識(shí)別靶點(diǎn)大小最小模塊識(shí)別堿基數(shù)量?jī)?yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)基因修飾率ZFNs兩種ZFNs與DNA結(jié)合后，其C端的Fok

I切割結(jié)構(gòu)域會(huì)在作用位點(diǎn)形成二聚體，并發(fā)揮功能，使雙鏈斷裂鋅指（ZF）結(jié)構(gòu)域Fok

I核酸酶結(jié)構(gòu)域3-4個(gè)ZF結(jié)構(gòu)拼接（9-12bp）*23平臺(tái)成熟，效率高于被動(dòng)同源重組細(xì)胞毒性，設(shè)計(jì)依賴上下游序列、脫靶率高、具有細(xì)胞毒性——TALENsTALEN由TALE基序串聯(lián)成決定靶向性的DNA識(shí)別模塊，與FokⅠ結(jié)構(gòu)域連接而成。一個(gè)TALE基序識(shí)別一個(gè)堿基對(duì)，因此串聯(lián)的TALE基序與所識(shí)別的堿基對(duì)是一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系重復(fù)可變雙殘基（RVD的重復(fù)）Fok

I核酸酶結(jié)構(gòu)域8-31個(gè)重復(fù)可變雙殘基的拼接（8-31bp）*21設(shè)計(jì)較ZFN簡(jiǎn)單，特異性高細(xì)胞毒性、模塊組裝過(guò)程繁瑣、成本高0-34%CRISPR/Cas9實(shí)際應(yīng)用中，CRISPR/Cas9

系統(tǒng)通常包含一個(gè)Cas9

蛋白和一段根據(jù)靶位點(diǎn)設(shè)計(jì)的sgRNA序列，Cas9

核酸酶在gRNA

的引導(dǎo)下對(duì)DNA

特定位點(diǎn)進(jìn)行切割產(chǎn)生的DNA

雙鏈斷裂RNACas9蛋白R(shí)NA合成20bp+NGG*11靶向精準(zhǔn)、脫靶率低、細(xì)胞毒性低、可實(shí)現(xiàn)多基因編輯靶區(qū)前無(wú)PAM則不能切割，特異性低、NHEJ會(huì)產(chǎn)生隨機(jī)毒性51-79%基因編輯當(dāng)前受制于脫靶問(wèn)題，脫靶檢測(cè)技術(shù)將有助于降低基因編輯安全風(fēng)險(xiǎn)盡管CRISPR在分子育種研究中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展，但脫靶問(wèn)題給研究帶來(lái)了一定程度上的不確定性和安全風(fēng)險(xiǎn)，也是限制其發(fā)揮更大潛力的主要原因之一，如何正確評(píng)估、檢測(cè)脫靶效應(yīng)，并提出相對(duì)應(yīng)的策略降低脫靶效應(yīng)，是當(dāng)前基因編輯研究領(lǐng)域的重要方向之一。基于測(cè)序的方法可以用于基因編輯后代的快速檢測(cè)，用于基因編輯中的脫靶分析。準(zhǔn)確無(wú)誤的全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)是得出正確結(jié)論的關(guān)鍵，而高質(zhì)量測(cè)序數(shù)據(jù)主要得益于建庫(kù)和穩(wěn)健高效的測(cè)序儀。韓國(guó)生命科學(xué)技術(shù)研究院科研團(tuán)隊(duì)近期在Nature

Biotechnology發(fā)表了基因編輯最新研究成果，利用DNBSEQ-T7平臺(tái)（華大智造）完成了基于Digenome-seq測(cè)序的CRISPR-Cas12f1脫靶效應(yīng)驗(yàn)證[2]。上述研究結(jié)果表明，DNBSEQ-T7測(cè)序平臺(tái)能夠提供高質(zhì)量全基因組測(cè)序數(shù)據(jù)，用于基因編輯結(jié)果檢測(cè)、特異性和脫靶效應(yīng)鑒別等。億歐智庫(kù)：華大智造基因編輯脫靶檢測(cè)流程基因編輯靶點(diǎn)信息靶點(diǎn)標(biāo)記集基因編輯植株建庫(kù)分析檢測(cè)類型檢測(cè)方法特點(diǎn)軟件預(yù)測(cè)和測(cè)序組成如

Sanger

測(cè)序、NGS

測(cè)序、全外顯子組測(cè)序等該類技術(shù)存在明顯的偏向性，其主要針對(duì)的是軟件預(yù)測(cè)的脫靶位點(diǎn)，而軟件預(yù)測(cè)往往容易造成部分脫靶位點(diǎn)的遺漏全基因組無(wú)偏脫靶檢測(cè)如IDLVs、BLESS、GUIDE-seq

技術(shù)等實(shí)現(xiàn)了全基因組無(wú)偏檢測(cè)，但是其只能檢測(cè)斷裂時(shí)期的DSB，對(duì)于已經(jīng)修復(fù)或者未發(fā)生的DSB

則不能檢測(cè)體外脫靶Digenome-seq、Circle-seq、SITE-seq等技術(shù)從全基因組角度實(shí)現(xiàn)了無(wú)偏檢測(cè)，且精度較前兩類技術(shù)更高，唯一存在的問(wèn)題是

Cas9

在體內(nèi)和體外發(fā)揮作用時(shí)可能會(huì)存在一定的差異來(lái)源：[1]張晨,雷展,李凱,商穎,許文濤.CRISPR/Cas9系統(tǒng)中的脫靶效應(yīng)及檢測(cè)技術(shù)研究進(jìn)展[J].生物技術(shù)通報(bào),2020,36(03):78-87.DOI:10.13560/ki.biotech.bull.1985.2019-0871.[2]Kim

D

Y,

Lee

J

M,

Moon

S

B,

et

al.

Efficient

CRISPR

editing

with

a

hypercompact

Cas12f1

and

engineered

guide

RNAs

delivered

by

adeno-associated

virus[J].

Naturebiotechnology,

2022,

40(1):

94-102.億歐智庫(kù)整理億歐智庫(kù)：常見(jiàn)脫靶檢測(cè)方法[1]測(cè)序三、分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用情況研究分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用：與國(guó)際領(lǐng)先水平有較大差距中國(guó)科研經(jīng)費(fèi)主要向科研院所傾斜，而作為市場(chǎng)主體的種子企業(yè)研發(fā)基礎(chǔ)薄弱、研發(fā)實(shí)力有限，對(duì)于分子育種等先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用較少，而極度分散的種業(yè)市場(chǎng)格局使得大量種業(yè)企業(yè)無(wú)法支撐企業(yè)建立科研團(tuán)隊(duì)與商業(yè)化育種體系種業(yè)企業(yè)研發(fā)能力弱、技術(shù)應(yīng)用少當(dāng)前中國(guó)在種業(yè)領(lǐng)域的監(jiān)管政策為積極推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，謹(jǐn)慎推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。這也促使國(guó)內(nèi)育種領(lǐng)域呈現(xiàn)技術(shù)先進(jìn)、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推進(jìn)慢的發(fā)展現(xiàn)狀，盡管國(guó)內(nèi)逐漸推動(dòng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，但在基因編輯等領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)展仍較為緩慢政策監(jiān)管嚴(yán)格，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用慢長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)種子研發(fā)實(shí)力集中在科研院所和高效，以科研院所為核心的科研體系育種研究以課題研究為主，科研院所在種子推廣面積和經(jīng)濟(jì)效益上沒(méi)有要求，研發(fā)種子脫離市場(chǎng)需求，往往不具備實(shí)用性科研院所為核心的育種體系產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化少當(dāng)前中國(guó)在分子育種技術(shù)的學(xué)術(shù)與科研領(lǐng)域與國(guó)際企業(yè)基本保持接近水準(zhǔn)，而產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面則與國(guó)際領(lǐng)先水平有較大差距，主要表現(xiàn)為：以科研院所為核心的育種主體產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化少；（作物/畜禽水產(chǎn)）種企研發(fā)能力弱、技術(shù)應(yīng)用少；政策監(jiān)管嚴(yán)格，技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程慢。從育種參與主體來(lái)看，作物育種主要參與主體為科研院所、頭部種企及部分育種家（小企業(yè)主），畜禽育種主要參與主體為畜禽養(yǎng)殖企業(yè)。從分子育種技術(shù)應(yīng)用影響因素來(lái)看，主要考慮兩大因素：?jiǎn)误w價(jià)值、世代間隔。從這兩個(gè)方面來(lái)看，分子育種在畜禽育種領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程度與發(fā)展速度將遠(yuǎn)超作物育種。億歐智庫(kù)：中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用現(xiàn)狀 億歐智庫(kù)：分子育種產(chǎn)業(yè)技術(shù)應(yīng)用影響因素單體價(jià)值世代間隔畜禽＞作物畜禽＞作物從單體價(jià)值角度看，畜禽＞作物，畜禽運(yùn)用分子育種技術(shù)的投入回報(bào)更高；從世代間隔角度看，畜禽世代間隔時(shí)間久，運(yùn)用分子育種技術(shù)縮短世代間隔節(jié)省的成本更可觀；由此，畜禽分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用程度與發(fā)展速度將遠(yuǎn)超作物育種分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用：政策監(jiān)管在分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用過(guò)程中發(fā)揮關(guān)鍵作用，當(dāng)前中國(guó)生物育種監(jiān)管政策與模式仍較為嚴(yán)格國(guó)家監(jiān)管美國(guó)全球最大的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、消費(fèi)、出口和技術(shù)輸出國(guó)，采用現(xiàn)行法規(guī)積極監(jiān)管歐盟謹(jǐn)慎保守的管理政策，嚴(yán)格管控轉(zhuǎn)基因作物種植，但允許進(jìn)口大豆和玉米等轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品以滿足畜牧業(yè)發(fā)展日本審慎監(jiān)管，允許進(jìn)口，但不允許種植轉(zhuǎn)基因作物印度、加拿大、阿根廷、巴西等采用積極的管理政策，

大面積推動(dòng)轉(zhuǎn)基因作物種植中國(guó)積極創(chuàng)新，嚴(yán)格監(jiān)管，謹(jǐn)慎推進(jìn)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用管理模式主要內(nèi)容及特點(diǎn)代表國(guó)家基因編輯作物不視同轉(zhuǎn)基因作物，免于嚴(yán)格的轉(zhuǎn)基因監(jiān)管。批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品多、審批流程簡(jiǎn)單；信息公開(kāi)、監(jiān)管透明、多方參與。美國(guó)、阿根廷寬松型謹(jǐn)慎型基因編輯作物與轉(zhuǎn)基因作物實(shí)質(zhì)等同，全程嚴(yán)格監(jiān)管?；诩夹g(shù)和應(yīng)用過(guò)程的監(jiān)管；統(tǒng)一立法，各自監(jiān)管。歐盟大部分國(guó)家折中型基因編輯作物分類管理，不同發(fā)展階段政策變化大。澳大利亞《農(nóng)業(yè)用基因用基因編輯植物安全評(píng)價(jià)指南（試行）》，主要針對(duì)沒(méi)有引入外源基因的基因編輯植物，依據(jù)可能產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)申請(qǐng)安全評(píng)價(jià)，打破了我國(guó)基因編輯技術(shù)“研究領(lǐng)先、管理滯后、應(yīng)用空白”的局面，整體看監(jiān)管偏嚴(yán)格隨著全球生物育種技術(shù)不斷突破，全球種業(yè)正逐漸進(jìn)入智能育種“4.0時(shí)代”，而中國(guó)依舊處于雜交育種向分子育種邁進(jìn)的過(guò)渡期。推動(dòng)生物育種產(chǎn)業(yè)化、充分發(fā)揮種企市場(chǎng)主體地位、推動(dòng)科企聯(lián)動(dòng)是我國(guó)追趕世界科技前沿和保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略選擇。在生物育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程中，政策監(jiān)管發(fā)揮了關(guān)鍵作用。中國(guó)是世界上最大的大豆生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，大豆種植面積與美國(guó)相比相差不大，而中國(guó)大豆畝產(chǎn)僅為美國(guó)60%左右，原因便在于美國(guó)在轉(zhuǎn)基因技術(shù)應(yīng)用方面采取了積極的監(jiān)管政策，推動(dòng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，使得美國(guó)大豆在全球市場(chǎng)占據(jù)全球30%以上的市場(chǎng)份額。當(dāng)前中國(guó)農(nóng)業(yè)生物育種需要更多可操作性的生物育種生產(chǎn)管理辦法為生物育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用保駕護(hù)航。轉(zhuǎn)基因安全證書的發(fā)放及《農(nóng)業(yè)基因編輯植物安全評(píng)價(jià)指南（試行）》的發(fā)布加速了中國(guó)生物育種的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，而未來(lái)中國(guó)生物育種產(chǎn)業(yè)化發(fā)展需要更多匹配產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段的政策支持。億歐智庫(kù)：各國(guó)轉(zhuǎn)基因監(jiān)管政策[1] 億歐智庫(kù)：全球基因編輯監(jiān)管主要模式[2]來(lái)源：[1]林祥明,王東.轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)在各國(guó)的發(fā)展和監(jiān)管[J].團(tuán)結(jié),2018(04):61-65.[2]冷燕,孫康泰,劉倩倩,蒲阿慶,李翔,萬(wàn)向元,魏珣.全球基因編輯作物監(jiān)管趨勢(shì)研究[J].中國(guó)生物工程雜志,2021,41(12):24-29.DOI:10.13523/j.cb.2111016.

億歐智庫(kù)整理科研院所育種：當(dāng)前進(jìn)入公益性研究階段，在作物育種領(lǐng)域具有明顯優(yōu)勢(shì)作物育種應(yīng)用技術(shù)畜禽水產(chǎn)育種應(yīng)用技術(shù)科研院所種質(zhì)資源分析全基因組選擇分子標(biāo)記輔助回交分子標(biāo)記輔助早篩由于世代間隔長(zhǎng)，需要飼養(yǎng)環(huán)境，科研院所條件受限，動(dòng)物育種極少，多采取與企業(yè)合作模式推進(jìn)育種工作種企分子標(biāo)記輔助回交分子標(biāo)記輔助早篩種質(zhì)資源分析全基因組選擇技術(shù)分子標(biāo)記輔助選擇基因編輯智能化的表型組技術(shù)來(lái)源：公開(kāi)資料，專家訪談，億歐智庫(kù)整理科研院所是中國(guó)農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域的主力，擁有最豐富的育種資源和育種人才。從分子育種技術(shù)應(yīng)用方面，科研院所技術(shù)應(yīng)用及先進(jìn)設(shè)備應(yīng)用與國(guó)際水平接近。從科研院所育種定位的發(fā)展歷程看，科研院所經(jīng)歷了“無(wú)償贈(zèng)與階段-鼓勵(lì)選育新品種階段-有償轉(zhuǎn)讓階段-公益性研究階段”，當(dāng)前國(guó)家不斷推動(dòng)科研院所發(fā)揮基礎(chǔ)性研究?jī)?yōu)勢(shì)，加強(qiáng)與企業(yè)聯(lián)動(dòng)性，推動(dòng)科研院所科技成果轉(zhuǎn)化。從物種研究及分子育種技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，因在植物育種方面發(fā)揮主體地位，科研院所主要應(yīng)用的技術(shù)包括種質(zhì)資源分析、全基因組選擇、分子標(biāo)記輔助等。億歐智庫(kù)：科研院所育種定位發(fā)展歷程 億歐智庫(kù)：科研院所分子育種技術(shù)應(yīng)用2011至今1978-20世紀(jì)末2000-2011公益性研究階段推動(dòng)企業(yè)在商業(yè)化育種、成果轉(zhuǎn)化等方面發(fā)揮主體地位，公益性科研單位重點(diǎn)開(kāi)展基礎(chǔ)性公益性研究有償轉(zhuǎn)讓階段科研院所可將商業(yè)化品種銷售給企業(yè)，部分種企逐漸發(fā)展起來(lái)鼓勵(lì)選育新品種階段1949-1979國(guó)家鼓勵(lì)集體和個(gè)人選育農(nóng)作物新品種，科研院所依然是育種主體無(wú)償贈(zèng)與階段科研院所作為農(nóng)作物新品種育種主要承擔(dān)者,育成品種無(wú)償進(jìn)行試驗(yàn)、示范、推廣科研院所：產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化不足是當(dāng)前主要問(wèn)題，未來(lái)將主要加強(qiáng)基礎(chǔ)研究及科企協(xié)作推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化國(guó)內(nèi)歐美國(guó)家育種體系科研院所為育種核心主體，未來(lái)逐漸向企業(yè)為主體轉(zhuǎn)變前期政府聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)為主，后期企業(yè)為主，市場(chǎng)化運(yùn)作育種行業(yè)貢獻(xiàn)課題研究為主前20大跨國(guó)種企擁有全球90%的育種技術(shù)育種研發(fā)經(jīng)費(fèi)流向科研院所、大學(xué)種業(yè)企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈合作緊密度科企協(xié)作差通過(guò)市場(chǎng)化運(yùn)作實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈緊密合作研究成果產(chǎn)業(yè)化超過(guò)90%科研成果無(wú)法實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化以市場(chǎng)需求為出發(fā)點(diǎn)，研究成果產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化效果好當(dāng)前和未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)，科研院所將會(huì)是生物育種資源最豐富、育種人才最集中的機(jī)構(gòu)，但科研院所育種往往以申請(qǐng)項(xiàng)目和課題形式進(jìn)行，對(duì)基礎(chǔ)性、長(zhǎng)期性、戰(zhàn)略性研究重視不足，育種研發(fā)與市場(chǎng)脫節(jié)，產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化不足。要推動(dòng)中國(guó)分子育種的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，需要發(fā)揮科研院所人才與資源優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)科研院所以基礎(chǔ)研究為主、應(yīng)用研究為輔，并不斷加強(qiáng)與企業(yè)協(xié)作，在了解市場(chǎng)需求的基礎(chǔ)上推動(dòng)科技成果轉(zhuǎn)化。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)胡曉湘教授基于華大智造MGISEQ-2000測(cè)序平臺(tái)，開(kāi)發(fā)了畜禽全套低深度測(cè)序分析流程，并進(jìn)行豬重要經(jīng)濟(jì)性狀遺傳結(jié)構(gòu)的解析，用于種豬等品種的優(yōu)秀個(gè)體留種[1]。在實(shí)踐中，豬、雞等品種可以通過(guò)采樣—測(cè)序—育種值估計(jì)—性能測(cè)定—優(yōu)秀個(gè)體留種的全基因組選擇流程選育優(yōu)秀的個(gè)體，提升育種企業(yè)、養(yǎng)殖企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。億歐智庫(kù)：國(guó)內(nèi)外育種體系對(duì)比 億歐智庫(kù)：基于MGISEQ-2000測(cè)序平臺(tái)進(jìn)行全基因組選擇實(shí)踐斷尾打耳號(hào)1-3天哺乳21-24天保育35天性能測(cè)定至100公斤體重（180天）出雛帶翅號(hào)1日齡育成、初選、測(cè)定35-42日齡上籠采血樣44日齡84日齡完成性能測(cè)定，三日之內(nèi)完成核心群選種應(yīng)用實(shí)踐：采樣，測(cè)序，在56-60日內(nèi)完成GBLUP育種值估算，并根據(jù)180天終測(cè)性能計(jì)算GBLUP選擇最優(yōu)秀個(gè)體進(jìn)行留種應(yīng)用實(shí)踐：采樣，測(cè)序，在40天內(nèi)完成4000-5000只雞的GBLUP育種值預(yù)估來(lái)源：[1]Yang

R,

Guo

X,

Zhu

D,

et

al.

Accelerated

deciphering

of

the

genetic

architecture

of

agricultural

economic

traits

in

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using

a

low-coverage

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2021,

10(7):

giab048.億歐智庫(kù)整理作物育種：產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用與海外發(fā)達(dá)國(guó)家有較大差距，主糧性狀改善是當(dāng)前分子育種技術(shù)的主要應(yīng)用場(chǎng)景分子育種技術(shù)應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇轉(zhuǎn)基因基因編輯國(guó)內(nèi)應(yīng)用率*應(yīng)用概況國(guó)內(nèi)種質(zhì)鑒定比例仍較低（10%），全基因組選擇育種研究成為研究熱點(diǎn)，應(yīng)用案例如“浦粉一號(hào)”等轉(zhuǎn)基因品種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用試點(diǎn)有序進(jìn)行，轉(zhuǎn)基因玉米與大豆有望率先得到推廣取得了系列新品種，但尚未有任何基因編輯作物被批準(zhǔn)上市海外應(yīng)用率*應(yīng)用概況拜耳（孟山都）、科迪華（陶氏杜邦）等國(guó)際種業(yè)巨頭已在玉米等作物上實(shí)現(xiàn)了規(guī)模化應(yīng)用2019年，五大轉(zhuǎn)基因作物種植國(guó)的轉(zhuǎn)基因作物應(yīng)用率接近飽和：美國(guó)95%、巴西94%、阿根廷100%、加拿大90%、印度94%美國(guó)超過(guò)150多種基因編輯植物品種商業(yè)化種植；2018年英國(guó)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因作物試驗(yàn)性種植；2020年日本允許基因編輯作物進(jìn)入市場(chǎng)當(dāng)前中國(guó)已經(jīng)成為全球第二大種質(zhì)資源庫(kù)，資源總量超過(guò)52萬(wàn)份，但完成精準(zhǔn)鑒定的不足10%，主要在于：資源投入不足；基因型檢測(cè)成本限制。未來(lái)隨著測(cè)序成本的下降及國(guó)家、社會(huì)資本的不斷投入，種質(zhì)資源鑒定及種子資源庫(kù)建設(shè)將為分子育種技術(shù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用奠定重要發(fā)展基礎(chǔ)。從作物品類看，分子育種技術(shù)主要應(yīng)用于玉米、大豆、水稻、小麥等主糧作物的性狀改善，并在蔬菜、花卉等領(lǐng)域有所應(yīng)用。從技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，科研院所逐漸使用全基因組選擇等技術(shù)推動(dòng)作物育種，作物種企側(cè)重應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)進(jìn)行性狀選擇，2022年有望成為轉(zhuǎn)基因玉米產(chǎn)業(yè)化元年并推動(dòng)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，而基因編輯技術(shù)盡管已經(jīng)取得了系列新品種，但尚未有任何基因編輯作物被批準(zhǔn)上市，整體而言，國(guó)內(nèi)作物分子育種產(chǎn)業(yè)化仍處于起步階段，與種業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距。億歐智庫(kù)：國(guó)內(nèi)外作物分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用概況注：應(yīng)用率*：五角星數(shù)量越多，表示應(yīng)用率越高作物育種：分子育種縮短作物育種周期，提升育種準(zhǔn)確率，未來(lái)有望在育種政策向國(guó)際化靠攏趨勢(shì)下加快發(fā)展分子育種能夠縮短作物育種周期，提升育種準(zhǔn)確率，創(chuàng)造有重大育種利用價(jià)值的新材料。華大智造主要合作伙伴華智生物、博瑞迪依托華大智造DNBSEQ-T7超高通量測(cè)序儀不斷開(kāi)發(fā)出動(dòng)植物基因組選擇育種、種質(zhì)資源鑒定、功能基因挖掘鑒定、標(biāo)記輔助選擇等分子育種服務(wù)與產(chǎn)品，不斷滿足作物育種終端客戶的育種需求，大幅降低了終端育種成本、提高了育種準(zhǔn)確率。當(dāng)前中國(guó)分子育種產(chǎn)業(yè)應(yīng)用滲透率仍較低，2019年，全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)到1.9億公頃，其中中國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植面積僅占1.5%。未來(lái)中國(guó)育種政策方面將逐漸向國(guó)際化靠攏，隨著中國(guó)轉(zhuǎn)基因品種審定標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布、安全證書的批準(zhǔn)，中國(guó)轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化應(yīng)用將會(huì)逐漸加快,2022年將成為國(guó)內(nèi)轉(zhuǎn)基因玉米種子產(chǎn)業(yè)化元年，而基因編輯等技術(shù)也將伴隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的推廣加快產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。39.10%26.80%12.50%美國(guó) 巴西巴拉圭 中國(guó)阿根廷 印度巴基斯坦 南非加拿大其他來(lái)源：ISAAA，博瑞迪，華智生物，億歐智庫(kù)整理億歐智庫(kù)：2018年各國(guó)轉(zhuǎn)基因作物種植比例1.50%億歐智庫(kù)：分子育種終端應(yīng)用效益借助DNBSEQ-T7超高通量測(cè)序儀，幫助下游作物種企實(shí)現(xiàn)：平均縮短合格種源培育周期超出50%選擇準(zhǔn)確率提高20%-30%成本降低超出90%20,000個(gè)組合常規(guī)育種和分子育種技術(shù)應(yīng)用的對(duì)比常規(guī)育種 分子育種花費(fèi)時(shí)間 2-3個(gè)月 1周占用土地 ＞120畝 15~20畝畜禽水產(chǎn)育種：全球謹(jǐn)慎推進(jìn)分子育種用于畜禽水產(chǎn)育種的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，美國(guó)處于全球前列分子育種技術(shù)應(yīng)用分子標(biāo)記輔助選擇轉(zhuǎn)基因基因編輯國(guó)內(nèi)應(yīng)用率*應(yīng)用概況全基因組選擇成成為研究熱點(diǎn)，應(yīng)用于種豬等畜禽育種值預(yù)測(cè)，提高遺傳進(jìn)展產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用仍主要集中在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型主要提供給科研機(jī)構(gòu)使用，國(guó)內(nèi)尚未有轉(zhuǎn)基因動(dòng)物獲批商業(yè)化基因編輯大動(dòng)物模型研究走在世界前列，安全評(píng)價(jià)納入轉(zhuǎn)基因生物安全評(píng)價(jià)體系，尚未有基因編輯動(dòng)物獲批商業(yè)化海外應(yīng)用率*應(yīng)用概況美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞、荷蘭等國(guó)家相繼開(kāi)展全基因組選擇的研究及其具體應(yīng)用;德國(guó)、法國(guó)等歐美國(guó)家將MAS應(yīng)用到奶牛的早期選擇中，取得了一定成果2015年，F(xiàn)DA批準(zhǔn)可食用轉(zhuǎn)基因三文魚上市銷售，2019年獲得美國(guó)養(yǎng)殖通行證，2021年5月，第一批轉(zhuǎn)基因三文魚銷往北美2020年，DFA批準(zhǔn)基因編輯豬用于食品和醫(yī)療產(chǎn)品，既可用于生產(chǎn)藥物、提供器官和組織進(jìn)行移植，也可生產(chǎn)對(duì)肉類過(guò)敏者可安全食用的肉類從應(yīng)用物種來(lái)看，分子育種在畜禽水產(chǎn)領(lǐng)域主要應(yīng)用于奶牛、豬等高產(chǎn)值動(dòng)物的性狀改良、抗病基因改良等。從技術(shù)應(yīng)用來(lái)看，全基因組選擇、轉(zhuǎn)基因、基因編輯在畜禽水產(chǎn)育種領(lǐng)域均已得到廣泛應(yīng)用，中國(guó)在轉(zhuǎn)基因動(dòng)物、基因編輯領(lǐng)域的技術(shù)應(yīng)用處于全球前沿水平。從產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用來(lái)看，全基因組選擇逐漸在畜禽水產(chǎn)育種領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展，但利用分子標(biāo)記實(shí)現(xiàn)大規(guī)模培養(yǎng)新品種的目標(biāo)階段尚未實(shí)現(xiàn)，真正在育種實(shí)踐中應(yīng)用還需要大量的研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。轉(zhuǎn)基因、基因編輯用于畜禽水產(chǎn)育種的產(chǎn)業(yè)化推廣全球仍處于謹(jǐn)慎推進(jìn)階段，美國(guó)目前在產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)方面處于全球前列，國(guó)內(nèi)尚未有轉(zhuǎn)基因、基因編輯動(dòng)物獲批育種商業(yè)化。億歐智庫(kù)：國(guó)內(nèi)外畜禽水產(chǎn)分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用概況注：應(yīng)用率*：五角星數(shù)量越多，表示應(yīng)用率越高畜禽水產(chǎn)育種：全基因組選擇產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用助力企業(yè)繁育“完美”品種全基因組選擇可實(shí)現(xiàn)早期選種，具有準(zhǔn)確性高、性狀選擇效果好的特點(diǎn)，逐漸成為畜禽經(jīng)濟(jì)性狀遺傳改良的重要方法。隨著高通量技術(shù)的發(fā)展與測(cè)序成本的大幅下降，基于測(cè)序的全基因選擇技術(shù)逐漸在奶牛、豬、雞等畜禽水產(chǎn)育種中實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，讓企業(yè)培育“完美”品種成為可能。全基因組選擇已經(jīng)在企業(yè)育種實(shí)踐中得到了廣泛應(yīng)用，并助力企業(yè)提升培育品種的經(jīng)濟(jì)效益。2012年初PIC使用填充技術(shù)獲取高密度基因組信息，估計(jì)基因組育種值，隨后又開(kāi)展了個(gè)體測(cè)序的應(yīng)用，全基因組的技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)給商品豬額外帶來(lái)了超過(guò)30元/頭的價(jià)值。溫氏股份聯(lián)合中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和華大智造，依托華大智造MGISEQ-2000高通量基因測(cè)序平臺(tái)的基礎(chǔ)上，建立了基于低深度全基因組測(cè)序的全基因組選擇技術(shù)并創(chuàng)制一體機(jī)，實(shí)現(xiàn)國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)的超越，打破國(guó)外芯片技術(shù)的壟斷，在種豬培育方面取得了優(yōu)異的應(yīng)用效果。億歐智庫(kù)：溫氏股份全基因組選擇應(yīng)用效果億歐智庫(kù)：PIC應(yīng)用全基因組選擇技術(shù)實(shí)踐實(shí)現(xiàn)的經(jīng)濟(jì)效益飼料轉(zhuǎn)化效率提高4%-12%繁育性狀選擇準(zhǔn)確率提高15.79%-40%常規(guī)性狀（生長(zhǎng)速度、背膘厚等）提高6%-15%遺傳進(jìn)展加快04.48.813.217.62230.926.42013

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2020每頭價(jià)值增加（元）來(lái)源：PIC，溫氏股份，億歐智庫(kù)整理四、分子育種產(chǎn)業(yè)鏈分析分子育種產(chǎn)業(yè)鏈：基礎(chǔ)支撐有保障，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求為導(dǎo)向是構(gòu)建商業(yè)化育種體系的關(guān)鍵分子育種產(chǎn)業(yè)鏈可細(xì)分為三大環(huán)節(jié)：上游為基礎(chǔ)支撐，中游為育種研發(fā)，下游為產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。其中基礎(chǔ)支撐包括育種設(shè)備、技術(shù)研發(fā)及種質(zhì)資源收集分析等，育種研發(fā)包括篩選測(cè)試、親本創(chuàng)制、品種培育等，產(chǎn)業(yè)應(yīng)用包括種子繁育、加工包裝及銷售推廣等。分子育種技術(shù)的發(fā)展為我國(guó)商業(yè)化育種提供了重要保障，但育種研發(fā)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)協(xié)同尚不暢通。加快構(gòu)建我國(guó)的商業(yè)化育種體系，需要推動(dòng)分子育種產(chǎn)業(yè)鏈上下游聯(lián)動(dòng)，以產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求為導(dǎo)向、以企業(yè)為主體，引導(dǎo)科研院所育種人才、技術(shù)、材料等育種資源向企業(yè)有序流動(dòng)，通過(guò)“需求-研發(fā)-支撐”的市場(chǎng)化機(jī)制，推動(dòng)中國(guó)種業(yè)由大到強(qiáng)。億歐智庫(kù)：分子育種產(chǎn)業(yè)鏈上游中游下游基礎(chǔ)支撐基因測(cè)序儀企業(yè)基因芯片企業(yè)實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)化企業(yè)全基因組選擇、基因編輯等技術(shù)研發(fā)企業(yè)/機(jī)構(gòu)種質(zhì)資源庫(kù)育種研發(fā)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用?科研院所?作物種企（繁育推廣企業(yè)）?高校?畜禽水產(chǎn)企業(yè)?種子實(shí)驗(yàn)室?種子經(jīng)銷商?分子育種服務(wù)商?種子站?種企（育種）?市場(chǎng)監(jiān)管部門育種設(shè)備研發(fā)育種技術(shù)研發(fā)種質(zhì)資源收集分析篩選測(cè)試親本創(chuàng)制品種培育種子繁育、加工良種種植/生產(chǎn)銷售推廣市場(chǎng)監(jiān)管分子育種產(chǎn)業(yè)鏈上游：基礎(chǔ)支撐為分子育種產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了技術(shù)保障，自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室將是下階段建設(shè)重點(diǎn)基礎(chǔ)支撐發(fā)展概況國(guó)內(nèi)企業(yè)及機(jī)構(gòu)國(guó)外企業(yè)及機(jī)構(gòu)基因測(cè)序儀華大智造國(guó)產(chǎn)基因測(cè)序儀打破國(guó)際壟斷，在全基因組選擇、基因編輯等分子育種技術(shù)應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用，未來(lái)將朝著高通量、低成本、穩(wěn)定性方向發(fā)展華大智造Illumina基因芯片由跨國(guó)公司主導(dǎo)，定制需求響應(yīng)周期慢、成本高昂、缺乏持續(xù)技術(shù)支持和服務(wù)，逐漸被液相芯片及高通量測(cè)序所替代——Illumina、Thermo

Fisher育種技術(shù)研發(fā)底層研究仍有一定差距，但具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的工具逐漸增多。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)賴錦盛教授已開(kāi)發(fā)的新型DNA編輯系統(tǒng)