转基因种子战新变局

 新闻中心     |      2022-05-24

  安信9登陆1994年,美国的转基因耐贮藏番茄——“FlavrSavr”获批上市,成为世界上首个被允许销售的转基因食品。1996年,全球转基因作物商业化开启。

  26年间,全球大步向前,转基因大豆种植已经占了大豆总面积的74%,转基因玉米占31%,转基因油菜27%。

  而中国始终处于迟滞局面。2009年,原农业部向国产转基因玉米、水稻发放安全证书至今已13年,直到证书过期,产业化种植始终没被放开。尽管国内早已批准了一些转基因大豆、玉米的进口。

  “桌子可以吃吗?草褥子可以吃吗?”上世纪30年代的哈尔滨,作家萧红对饥饿有着刻骨铭心的感受。

  而就在刚过去的3月,全球粮食价格到了历史最高水平。俄乌战争引发的“蝴蝶效应”,全球疫情下的粮食危机,我们正在亲历。

  5月4日,联合国发布最新《全球粮食危机报告》,2021年,53个国家或地区约有1.93亿人面临“危机”级别或更严重的突发性粮食不安全状况。

  2020 年,世界饥饿人口半数以上(4.18 亿)生活在亚洲,三分之一以上(2.82 亿) 生活在非洲。资料来源:联合国粮农组织。

  中国粮食安全有保障。以全球7%的耕地,养活了全球将近20%的人口,这是中国的底气。

  但现实问题是,资源环境的承载力,已到了极限。公开资料显示,中国的人均耕地面积不足1.4亩,是美国的1/5;人均水资源占有量不足世界平均水平的28%。另据中国工程院院士万建民在中国科协年会报告称,我国18亿亩耕地中,每年有3亿亩受病虫害危害,7亿多亩农田常年受旱灾威胁,5亿亩盐碱地有待开发。养活14亿人口,谈何容易?

  现实问题是,中国粮食安全的背后,是巨大的代价。为了养活14亿人口,我国18亿亩耕地用了大量化肥、农药。农业已超过工业成为中国最大的面源污染产业。中国农业大学土地科学与技术学院教授孔祥斌接受媒体采访时称,目前,我国成为世界化肥农药用量最多的国家,氮肥施用量占全球33%,磷肥施用量占全球36%。

  18亿亩耕地的质量形势同样严峻。《2019年全国耕地质量等级情况公报》显示,从优到劣依次划分为一至十等,全国耕地按平均等级为4.76等,其中一至三等耕地占总面积31.24%。

  与此同时,竞争力在下降,食物自给率也在下降。国家统计局数据显示,2021年,中国进口粮食16453.9万吨,占粮食总产量的24.1%。国家发展和改革委员会原副主任、中国国际经济交流中心副理事长杜鹰报告称,根据计算,20年间,中国的食物自给率已从100%下降到目前的76%左右。20年间,油料的自给率从81.0%下降到25.1%,大豆的自给率从60.2%下降到17.0%。“中国要将食物自给率保持在70%以上,不能再持续下滑。”杜鹰强调。

  而我们对粮食的需求仍在增加。万建民称,据预测,到2030年,我国粮食产量必须提高15%,肉蛋奶产量提高30%至50%才能满足需求。

  养活14亿人,种子和耕地是两大要害。耕地面积有限,怎么办?提单产,从种子下手!

  玉米的祖先是一种叫做大刍草的野草,后经人工育种改良而成。图片来源:learn.genetics.utah.edu。

  种子被视为农业芯片。良种对我国粮食增产贡献率超过45%。中央多次强调,打好种业翻身仗,推进种业振兴。然而当前,我国作物育种在产量、品质和抗性改良方面已经难以突破瓶颈。

  “关键在于生物育种技术变革。”在万建民看来,必须加大生物育种与产业化力度,才能突破当前农业发展中的重大瓶颈,实现粮肉蛋奶的新一轮产量和品质跨越。

  生物育种,指的是利用转基因、基因编辑、合成生物等技术,对动植物开展高效、精准、定向遗传改良和品种培育。

  中国科学院院士种康接受媒体专访时表示,生物育种是农业核心技术之一。先进的育种技术正在成为促进中国现代种业跨越式发展的重要支撑。

  然而,我国以转基因等为代表的生物育种迟迟未实现产业化,与国外差距进一步拉开。

  德国拜耳、美国科迪华两家国际巨头,鲸吞了全球种子近40%市场份额。根据Kynetec统计的市场规模以及各公司公报数据,2020年,拜耳、科迪华占全球市场份额分别为20%、16.8%。

  2021年全球十强种企营收表。可以看出,排名前二的拜耳与科迪华占据了大部分市场。数据来源:VilMorin & Cie(利马格兰)。

  反观我国种企,数量多、规模小、竞争力不强。公开数据显示,我国农作物种企有7000多家,但前10家企业市场份额仅占国内的13%。

  差距还很大。据农业农村部资料,我国大豆、玉米现在的单产水平还不高,只有美国的60%左右,蔬菜国外的品种种植面积占比达到13%。

  “我们一直说,我国的农业和美国还有差距,尤其是在玉米和大豆领域,实际上,这两个作物也正是美国已经广泛应用生物技术的作物。”北京市农林科学院玉米研究所研究员赵久然说。

  今天,全球转基因种植已占到耕地总面积的1/8。中国科学院院士、清华大学教授谢道昕在采访中称,全球转基因作物面积增加到28.6亿亩。而全球耕地总面积大概225亿亩(15亿公顷)左右。

  29个国家或地区批准种植转基因,42个国家或地区批准进口,种类已拓展到大豆、马铃薯、苹果、苜蓿等32种植物,累计种植400多亿亩。在已批准商业种植的主要国家,转基因作物种植比例已接近饱和。全球范围内主要转基因农作物种植比例,棉花79%,大豆74%,玉米31%,油菜27%。

  “转基因是美国占领农业制高点的重要方式。”浙江大学农业与生物技术学院教授沈志成说。

  美国的转基因种植面积有多大?美国农业部国家农业统计局数据显示,2021年美国种植转基因作物11.25亿亩(7500万公顷)以上,接近全球转基因面积的40%。其中,玉米有93%种植了转基因,大豆95%,棉花97%,而油菜和甜菜接近100%是转基因。

  各国陆续将生物育种确定为国家发展战略。一些国家及地区政府进一步释放信号,鼓励转基因农作物种植和应用。

  美国2018年出台《美国创新战略》,并发布“2030年农业研究科学突破预测”,将生物育种列为未来农业发展的主要突破方向。欧盟委员会2021年启动“地平线欧洲”第九个研究框架计划,将农业生物育种研发列为重要方向。印度和巴西,也纷纷把生物育种等前沿技术创新列入国家科技优先发展战略。在澳大利亚,南澳大利亚州政府决定从2020年起解除该州除袋鼠岛以外有关种植转基因作物禁令,至此澳大利亚大陆所有州都取消了转基因作物种植禁令。

  拜耳的转基因育种技术全球领先,这是其强大竞争力的根本。2018年6月,拜耳以630亿美元收购全球转基因巨头孟山都。业内认为,这是一项打造全球最大转基因种子和农药供应商的交易。

  显然,中国面临的,已经不仅仅是气候与资源问题,还有此背景下,全球生物种业竞争加剧的一系列严峻挑战。这些现实问题,警醒着人们。

  一方面是有限的资源环境,激烈的国际竞争,一方面是公众对转基因心存疑虑,如何取舍?

  吃饭问题是头等大事。因此,对于生物育种的研发,我国自始至终保持着积极态度。

  早在1986年,我国就启动了国家高技术发展计划(863计划)。其中包括,重点支持水稻基因图谱、两系法杂交水稻和转基因农作物研发。到2008年,启动了国家转基因生物新品种培育重大专项。2009年,批准了转基因抗虫水稻和饲用转植酸酶基因玉米的安全证书。2020年,党的十九届五中全会提出,瞄准生物育种等八个前沿领域,实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

  这一年,我国转基因抗虫耐除草剂玉米和耐除草剂大豆安全证书获批。2020年中央经济工作会议和2021年中央一号文件中,都明确提出,有序推进生物育种产业化应用。

  2021年,为解决草地贪夜蛾和杂草危害问题,农业农村部对已获安全证书的转基因大豆和玉米开展了产业化试点。结果表明,转基因大豆除草效果在95%以上,可降低除草成本50%,增产12%;转基因玉米对草地贪夜蛾的防治效果可达95%以上,增产10.7%,并且可以大幅减少防虫成本。

  2022年,配套条例修改,产业迎来了重要转折。1月,农业农村部对《农业转基因生物安全评价管理办法》《主要农作物品种审定办法》《农作物种子生产经营许可管理办法》《农业植物品种命名规定》四部规章的部分条款予以了修改。

  从1986年启动863计划,到2022年修改转基因配套条例,这条路,中国走了36年。

  中国工程院院士、中国农业大学教授戴景瑞和他的夫人,是自上世纪80年代最早从事转基因玉米研发的科学家之一。“我的大半辈子都跟转基因事业密不可分,非常关注研究成果的产业化,现在形势越来越好了。”戴景瑞接受南方农村报记者采访时说。

  我国在转基因研发上投入了多少?仅2008年的转基因重大专项这一项,就投入了200亿元。

  全球范围内,IHS Markit数据显示,2020年转基因种子市场达到214.65亿美元。而这个数值在1996年仅为1.15亿美元。24年间,增长了186倍。Phillips McDougall数据显示,目前,全球转基因种子市场销售额占比已达到54.3%,超过一半。

  仅玉米领域,每年就有数百亿元的增值。玉米是我国第一大粮食作物,据农业农村部预测,2021~2022年度,我国玉米种植面积约6.4亿亩。业内普遍认为,转基因的推广,能让玉米每亩地增产10%,增值150元以上。这个数字看上去不高,但乘以6.4亿,是天文数字。

  “玉米产业直接收益每年将增加500亿~800亿人民币。在玉米总供给不变情况下,节约耕地近6000万亩。”大北农集团常务副总裁兼作物科技产业总裁刘石在中国种子大会报告称。

  沈志成算了一笔账:按10%产量提升估算,加上农药的节省和人工的节省,仅玉米一项,一年6亿亩种植面积,就有好几百亿元增值。“在这条价值链上,农民赚大头,种子公司与研发者、经销商也有一些利润增长,这样才能形成正向循环,有更多动力更多资本投入到研发中。”

  刘石也认为,农民和下游企业将成为最大受益者。“在海外,转基因种子价格会提高一倍及以上,但中国转基因种子预计加价幅度不会那么高。”

  种业市值将得到大幅度的扩充。杭州瑞丰生物科技有限公司副总裁霍玉刚在报告中称,转基因玉米放开后,预计将在三年内渗透60%以上,玉米种业市值将从280亿元增长到450亿元。“整个蛋糕大了,每个参与者获得的将更多。”

  此外,业内普遍认为,转基因的产业化,将促进种业集中度提升,促进种子与农化行业协同。“以前的竞争,是品种一个关卡,现在是品种+生物技术两个关卡,应该是会提高集中度。”沈志成说。

  谁掌握了转基因,谁就掌握财富,这话并不夸张。从历史上来看,转基因棉花是个鲜活例子。

  上世纪90年代,棉铃虫连年暴发,我国两大主产棉区几乎绝产。“除了电线杆子不吃,其他什么都吃。”这句形容棉铃虫的话,很多人至今难忘。在美国孟山都的抗虫棉大举进入中国之际,中国农科院棉花育种专家郭三堆在国际上率先通过两种Bt基因融合,人工合成新型抗虫基因,使中国成为继美国之后全球第二个拥有抗虫棉自主知识产权的国家。国产抗虫棉打破了跨国公司的技术垄断。目前,国产抗虫棉市场占有率达到99%以上,累计推广5.6亿亩,减少农药用量65万吨,带动新增产值累计1000亿元。“生物育种一定要重视。”郭三堆强调。

  产业化的主力是企业。可喜的是,眼下,玉米、大豆转基因产业化似乎渐行渐近,企业扛过十数年“只烧钱无盈利”的艰难日子,迎来了更多投资,更大希望。

  沈志成兼职创办的杭州瑞丰,是国内领先的转基因性状研发公司,注册于2009年,今年1月完成了新一轮融资,4亿元。“挖掘基因确实非常难,花了多少时间多少精力。”沈志成说,虽然杭州瑞丰目前还没有盈利,但已先后获得了中央企业乡村产业投资基金、隆平高科和著名市场化基金合计大约5亿元的融资,保证了稳定持续的研发投入。

  大北农的生物育种也走在全国前列。去年4月,大北农生物技术获得了现代种业发展基金和央企产投基金共4亿元投资。

  隆平生物是我国转基因领域又一支生力军,其掌舵人是吕玉平。成立刚刚3年,但发展速度不容小觑。“刚开始很艰难,实验室是借的、仪器设备是借的,甚至连试验田都是借的。”2021年7月,国投集团成为隆平生物控股股东,如今,隆平生物的股东名单里,既有隆平高科、新洋丰、新希望等一批产业资本,也有红杉资本等知名金融资本,已累计股转和融资6亿多元用于促进研发。“站在时代的大背景下,现在可以说是进入了一个新的阶段。”

  隆平高科依托杭州瑞丰、隆平生物两个主体进行性状开发和转育。今年3月,隆平高科发布《关于完成工商变更登记并换发营业执照的公告》,经营范围增加了“转基因农作物种子生产”。这也预示着,我国转基因商业化进程提速,企业为此做足了准备。