2024年中國基因編輯育種行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀：國家鼓勵發(fā)展基因編輯育種，行業(yè)商業(yè)化進(jìn)程不斷加速[圖]

內(nèi)容概要：基因編輯育種技術(shù)能夠通過改良作物和畜禽的遺傳性狀，提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，滿足市場需求，展現(xiàn)出巨大的市場潛力。自2021年初中央一號文件發(fā)出“打好種業(yè)翻身仗”的號召以來，我國種業(yè)支持政策密集出臺，為基因編輯育種行業(yè)發(fā)展注入了強(qiáng)大的活力。在國家政策及市場驅(qū)動下，基因編輯育種商業(yè)化進(jìn)程持續(xù)加快。以大豆基因編輯育種為例，2023年4月，舜豐生物高油酸大豆獲得全國首個植物基因編輯生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，率先開啟了育種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，推動大豆基因編輯育種商業(yè)化進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：基因編輯育種政策、基因編輯育種技術(shù)、基因編輯育種競爭格局、基因編輯育種發(fā)展趨勢

一、基因編輯育種行業(yè)概述

基因編輯技術(shù)是一種在天然基因組的特定位置添加、刪除或更改遺傳物質(zhì)的生物技術(shù)。基因編輯育種是通過基因編輯育種技術(shù)對農(nóng)作物的目標(biāo)基因進(jìn)行修飾（主要是基因的敲除、品種對應(yīng)性狀的基因插入、替換等操作），人為創(chuàng)造變異，進(jìn)而產(chǎn)生新品種的過程。它是繼野生馴化、雜交、轉(zhuǎn)基因之后，最具代表性的4.0育種技術(shù)。與傳統(tǒng)育種相比，基因編輯育種技術(shù)可使新品種開發(fā)更加高效。

從基因編輯育種技術(shù)發(fā)展歷程看，目前基因編輯技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了三個階段，分別為第一代ZFN技術(shù)、第二代TALEN技術(shù)和第三代CRISPR/Cas9技術(shù)。從中國基因編輯育種技術(shù)發(fā)展歷程看，我國基因編輯育種技術(shù)開始于21世紀(jì)初，2000-2010年，基因編輯技術(shù)開始進(jìn)入中國的科研視野，并逐漸建立起基礎(chǔ)。一些科研機(jī)構(gòu)和高校開始涉足基因編輯領(lǐng)域，進(jìn)行初步的研究和嘗試。2010-2015年，隨著CRISPR-Cas9技術(shù)的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，中國基因編輯育種行業(yè)迎來了突破性的發(fā)展。2015年至今，隨著CRISPR技術(shù)的商業(yè)化和臨床應(yīng)用，基因編輯育種行業(yè)逐步進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。目前，我國正在加大對基因編輯育種技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用投入，以加速行業(yè)商業(yè)化進(jìn)程。

從三大基因編輯技術(shù)優(yōu)缺點看，ZFNs的缺點是產(chǎn)生高頻突變的能力有限，而TALENs的缺點是難以避免脫靶效應(yīng)，容易產(chǎn)生有害突變，難以產(chǎn)生理想的突變性狀。前兩代技術(shù)采用的是蛋白質(zhì)-DNA的識別模式，導(dǎo)致切割位點有較高的特異性，無法隨心所欲地選擇切割位點。而CRISPR/Cas工具則有效避免了二者的缺陷，可高效、精準(zhǔn)地編輯基因，因此是目前業(yè)界基因編輯育種時最普遍采用的技術(shù)。

二、基因編輯育種發(fā)展環(huán)境分析

（一）糧食安全問題日益凸顯，推動基因編輯育種技術(shù)發(fā)展

糧食是人類生存的根基，近年因極端天氣和自然災(zāi)害頻發(fā)、新冠肺炎疫情持續(xù)沖擊、部分地區(qū)暴力沖突等情況，導(dǎo)致全球不少國家面臨著糧食短缺的嚴(yán)峻問題。據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織等權(quán)威機(jī)構(gòu)聯(lián)合發(fā)布的《2023年世界糧食安全與營養(yǎng)狀況》報告顯示，2020至2022年間，全球糧食不足的現(xiàn)象比新冠疫情前更為嚴(yán)重。特別是在2022年，無法穩(wěn)定獲取所需食物人數(shù)高達(dá)24億人，即全球近三成的人口，其中更有9億人處于重度糧食不安全狀態(tài)。從地域分布來看，盡管亞洲和拉丁美洲的饑餓人口比例有所減少，但非洲地區(qū)的饑餓問題依然嚴(yán)峻，饑餓人口比例遠(yuǎn)超全球平均水平，且呈現(xiàn)上升趨勢。這種不均衡的糧食安全狀況，無疑為全球穩(wěn)定與可持續(xù)發(fā)展蒙上了陰影。如果繼續(xù)放任這種趨勢發(fā)展，到2030年，全球消除饑餓的宏偉目標(biāo)將難以實現(xiàn)。根據(jù)聯(lián)合國糧農(nóng)組織預(yù)測，到2030年全世界仍將有近6億人面臨饑餓，全球糧食安全形勢堪憂，加強(qiáng)糧食安全勢在必行。

在此背景下，發(fā)展基因編輯育種、推動生物育種產(chǎn)業(yè)化顯得尤為關(guān)鍵。通過利用現(xiàn)代生物技術(shù)手段，加速作物品種的改良與優(yōu)化，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和營養(yǎng)價值，從而增強(qiáng)全球糧食供應(yīng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。這不僅有助于緩解糧食短缺問題，更能為民眾提供更多元化、更健康的膳食選擇，為全球營養(yǎng)改善工作注入新的動力。

（二）全球政策逐步放寬，助推基因編輯育種商業(yè)化發(fā)展

全球來看，盡管轉(zhuǎn)基因、基因編輯生物技術(shù)的潛力巨大，但不同國家對于其法律法規(guī)卻存在顯著差異，這導(dǎo)致全球范圍內(nèi)的法規(guī)碎片化。一些國家采用寬松的法規(guī)，鼓勵轉(zhuǎn)基因作物的種植和商業(yè)化，而另一些國家則采取相對嚴(yán)格的法規(guī)，限制或禁止轉(zhuǎn)基因作物的種植和銷售。隨著糧食安全問題日益突出，世界各國政府對采用基因編輯農(nóng)產(chǎn)品的態(tài)度越來越開放。其中，美國、日本、印度等國家和地區(qū)對于基因編輯技術(shù)的監(jiān)管已持開放態(tài)度，并且已有基因編輯產(chǎn)品上市。以歐盟為例，長期以來，受政治、宗教等的影響，歐洲公眾對轉(zhuǎn)基因作物持持續(xù)反對態(tài)度，這使得歐盟對農(nóng)作物應(yīng)用轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)一直保持著謹(jǐn)慎保守的立場。在歐盟的法規(guī)體系中，基因組編輯的生物體被置于轉(zhuǎn)基因法規(guī)的監(jiān)管之下。這意味著，如果利用基因組編輯技術(shù)提取的生物體沒有長期的安全使用歷史，它們將被視為轉(zhuǎn)基因生物，并受到歐盟環(huán)境釋放指令的嚴(yán)格監(jiān)管。然而，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和社會認(rèn)知的變化，歐盟也開始逐步調(diào)整其監(jiān)管策略。2023年7月，歐盟委員會提出監(jiān)管提案，提議放寬對基因編輯技術(shù)的限制。2024年2月，歐洲議會通過基因編輯法案，決定減輕對一種DNA編輯方式產(chǎn)生的作物的監(jiān)管，這一舉措反映了歐盟在平衡科技創(chuàng)新與公眾關(guān)切方面的努力，有望加快全球基因編輯育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

我國在轉(zhuǎn)基因作物和基因編輯作物的監(jiān)管方面采取一套介于嚴(yán)格和寬松之間的管理框架，旨在創(chuàng)造一個既有利于技術(shù)創(chuàng)新又確保安全可控的發(fā)展環(huán)境。在基因編輯作物的監(jiān)管方面，我國于2022年頒布了《農(nóng)業(yè)用基因編輯植物安全評價指南（試行）》，這是國內(nèi)首個專門針對基因編輯植物的安全性評估標(biāo)準(zhǔn)。該指南詳細(xì)規(guī)定了基因編輯植物的安全評價要點和步驟，涵蓋了分子特性、遺傳穩(wěn)定性、環(huán)境安全和食品安全性等多個維度，為科學(xué)、規(guī)范地評估基因編輯作物的安全性提供了有力保障。為加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因生物的安全管理，我國還設(shè)立了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理辦公室，專門負(fù)責(zé)研究和決策轉(zhuǎn)基因生物安全管理中的重大問題。同時，我國還建立了相應(yīng)的監(jiān)督檢驗和測試機(jī)構(gòu)，以確?！掇r(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》及其配套法規(guī)得到有效執(zhí)行。

相關(guān)報告：智研咨詢發(fā)布的《2024年國內(nèi)外基因編輯育種行業(yè)專題研究報告》

三、基因編輯育種行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

基因編輯技術(shù)作為新興生物技術(shù)，近年來在全球范圍內(nèi)引發(fā)了廣泛的研發(fā)熱潮。特別是隨著第三代CRISPR-Cas9技術(shù)的成熟與普及，其精準(zhǔn)、高效的編輯能力得到了充分釋放，推動了基因編輯技術(shù)在多個領(lǐng)域的深入應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，基因編輯技術(shù)的應(yīng)用取得了顯著成果。糯玉米、高油酸大豆、抗褐變馬鈴薯、高GABA番茄、抗褐變蘑菇、抗除草劑水稻、抗除草劑玉米等基因編輯產(chǎn)品已陸續(xù)在美國、日本等國家推廣上市，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了革命性的變化，基因編輯技術(shù)規(guī)模也穩(wěn)步擴(kuò)大。數(shù)據(jù)顯示：2017年至2022年，全球基因編輯育種技術(shù)市場規(guī)模實現(xiàn)了從31.9億美元到62.8億美元的大幅增長，年復(fù)合增長率高達(dá)11.95%。進(jìn)入2023年，隨著更多基因編輯育種產(chǎn)品的上市，全球基因編輯技術(shù)市場規(guī)模繼續(xù)擴(kuò)大，達(dá)到了66.19億美元。

我國作為農(nóng)業(yè)大國，對農(nóng)作物種子的需求極為旺盛。自2021年初中央一號文件發(fā)出“打好種業(yè)翻身仗”的號召以來，我國種業(yè)支持政策密集出臺，為行業(yè)發(fā)展注入了強(qiáng)大的活力。在市場需求旺盛和種業(yè)技術(shù)持續(xù)升級的雙重推動下，我國種子市場規(guī)模展現(xiàn)出穩(wěn)健的增長態(tài)勢。據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部數(shù)據(jù)顯示，2022年中國農(nóng)作物種子市場規(guī)模已達(dá)到1293億元，同比增長0.97%，繼續(xù)保持了平穩(wěn)且積極的增長趨勢，為基因編輯育種行業(yè)發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。

我國農(nóng)作物種質(zhì)資源居全球第二，但只有10%左右完成精準(zhǔn)鑒定并得到育種應(yīng)用。在種業(yè)振興的大背景下，我國正不斷加速推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化的擴(kuò)面與提速進(jìn)程。自2019年起，中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部積極作為，陸續(xù)發(fā)布了多批農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全證書批準(zhǔn)清單。這些清單涵蓋了轉(zhuǎn)基因玉米、大豆等重要作物的生產(chǎn)應(yīng)用，標(biāo)志著我國在轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)與應(yīng)用方面取得了顯著進(jìn)展。隨著轉(zhuǎn)基因玉米和大豆等作物的陸續(xù)獲批，我國農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域迎來了新的發(fā)展機(jī)遇。這些轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化種植，不僅有助于提高我國農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，更能增強(qiáng)農(nóng)作物的抗逆性，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)風(fēng)險。同時，這也為基因編輯育種行業(yè)的快速發(fā)展奠定了堅實的技術(shù)及經(jīng)驗基礎(chǔ)。

四、基因編輯育種細(xì)分市場情況

我國在基因編輯領(lǐng)域的專利研發(fā)已處于全球較高水平。目前，基因編輯技術(shù)已經(jīng)用于小麥、水稻、玉米、大豆、擬南芥、西紅柿、煙草、馬鈴薯的基因功能和性狀改良等育種研究中，其優(yōu)勢在于可篩選優(yōu)勢性狀、設(shè)計和改造品種、提高產(chǎn)量和品質(zhì)等。

從重要細(xì)分領(lǐng)域看，玉米是我國重要糧食作物，玉米種業(yè)也是中國種業(yè)市場規(guī)模最大的細(xì)分行業(yè)，玉米種子商品化率位居行業(yè)第一。2023年，我國進(jìn)口玉米2713萬噸，同比增長31.6%，占全國玉米總產(chǎn)量的9.39%。此外，從玉米單產(chǎn)上來看，我國玉米產(chǎn)量只有美國的60%，更可怕的是這個差距還在以每年36公斤/公頃的速度擴(kuò)大。因此，玉米成為基因編輯育種重點領(lǐng)域。

目前，我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的基因編輯育種技術(shù)正處于應(yīng)用初期。人類首次利用CRISPR工具對玉米進(jìn)行基因編輯的里程碑事件，要追溯到2014年。這一開創(chuàng)性的工作由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理學(xué)與生物化學(xué)國家重點實驗室的研究團(tuán)隊完成，標(biāo)志著我國在基因編輯育種領(lǐng)域邁出了堅實的步伐。然而，在此后的近十年時間里，由于國內(nèi)對轉(zhuǎn)基因等生物育種技術(shù)的政策態(tài)度相對謹(jǐn)慎，玉米基因編輯育種商業(yè)化的進(jìn)程受到了一定程度的制約，其步伐相對放緩。在國際市場上，2024年3月，Origin Agritech Ltd.宣布玉米生產(chǎn)取得突破。據(jù)悉，Origin Agritech利用精確的基因編輯技術(shù)，開發(fā)出高產(chǎn)玉米自交系，其生產(chǎn)力顯著超過傳統(tǒng)玉米50%以上。

大豆是我國重要的油料作物和高蛋白糧飼兼用作物，種植面積僅次于水稻、玉米和小麥，居第四位。我國大豆產(chǎn)業(yè)面臨著依賴進(jìn)口的危機(jī)。2018-2023年我國大豆進(jìn)口量保持在8800萬噸以上，進(jìn)口依賴度超過80%。面對我國大豆產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴(yán)峻現(xiàn)實，中央政府采取了一系列應(yīng)急措施。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定了《2019年種植業(yè)工作要點》，明確提出提升大豆和油料供給能力：落實加強(qiáng)油料生產(chǎn)保障供給的意見，組織實施大豆振興計劃，推進(jìn)大豆良種增產(chǎn)增效行動，進(jìn)一步提高大豆補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)，擴(kuò)大東北、黃淮海地區(qū)大豆面積，研發(fā)推廣高產(chǎn)高油高蛋白新品種。在國家政策及市場驅(qū)動下，大豆基因編輯育種技術(shù)快速發(fā)展。2023年4月，舜豐生物高油酸大豆獲得全國首個植物基因編輯生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，率先開啟了育種技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。2024年1月，舜豐生物再次獲得長童期大豆，也是國內(nèi)第二張基因編輯生產(chǎn)應(yīng)用安全證書，標(biāo)志著我國大豆基因編輯育種技術(shù)產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化快車道。此外，2024年3月，中國農(nóng)科院成功通過種子和子葉顏色快速實現(xiàn)“transgene free”基因編輯大豆植株的篩選，建立了基因編輯大豆可視化識別技術(shù)體系，這有助于提高大豆基因編輯檢測效率、降低檢測成本。

此外，隨著國家大力推進(jìn)良種工程建設(shè)，動物育種基地建設(shè)同時加速。中國陸續(xù)實現(xiàn)了多個動物育種領(lǐng)域0的突破，如2021年經(jīng)過審定的自主培育白羽肉雞、2022獲得國家畜禽新品種證書的華西牛等。在動物品系培養(yǎng)方面，基因編輯技術(shù)也發(fā)揮著重要作用，研究者能夠借此技術(shù)培育出具有優(yōu)良性狀的豬、牛、羊等家畜，為畜牧業(yè)的發(fā)展注入了新的活力。

其中，豬肉在我國一直占據(jù)著重要的地位，不僅是居民日常餐桌上的主要肉類來源，也是畜牧業(yè)的重要組成部分。其產(chǎn)量的穩(wěn)定與增長，對于保障國內(nèi)肉類供應(yīng)、滿足人民日益增長的消費需求具有重要意義。中國是世界豬肉消費和生豬養(yǎng)殖大國，隨著消費者對高品質(zhì)豬肉的需求不斷增加，市場對優(yōu)質(zhì)種豬的需求也在持續(xù)擴(kuò)大。然而生豬育種產(chǎn)業(yè)卻相對滯后——生豬育種業(yè)大而不精，優(yōu)質(zhì)的種豬資源大多被國外企業(yè)所壟斷，我國需要進(jìn)口高效種豬以維持繁育。其中，2020-2021年我國從國外引進(jìn)種豬數(shù)量超過2萬頭，2023年改良種用豬進(jìn)口量雖有所減少，但仍進(jìn)口了7997頭，同比增長51.46%。

當(dāng)前中國基因編輯育種豬產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段，各企業(yè)在細(xì)分賽道和業(yè)務(wù)模式上呈現(xiàn)出較大的差異。盡管如此，已有部分企業(yè)開始嶄露頭角。例如，中農(nóng)種源在2022年12月和2023年8月分別獲得了未來光錐和聯(lián)想創(chuàng)投的投資，成為國內(nèi)首個成功獲得融資的基因編輯培育種豬企業(yè)，這標(biāo)志著我國在這一領(lǐng)域的研究與應(yīng)用正逐步走向成熟。與此同時，國際市場上的基因編輯育種豬產(chǎn)業(yè)已取得了顯著進(jìn)展。早在2016年，美國密蘇里大學(xué)的Randall Prather教授團(tuán)隊就與Geneus公司的研發(fā)人員合作，首次利用CRISPR基因編輯技術(shù)，在不引入外源基因的情況下，成功破壞了編碼CD163蛋白的等位基因，從而阻斷了PRRS病毒入侵豬呼吸細(xì)胞的路徑。時隔八年，Genus公司已完成了從小規(guī)?！案拍铗炞C”到大規(guī)模種群“商業(yè)應(yīng)用”的關(guān)鍵性突破。這意味著，一旦獲得監(jiān)管部門的批準(zhǔn)，這些基因編輯抗藍(lán)耳豬將迅速進(jìn)入商業(yè)銷售階段，大幅縮短上市時間，為生豬產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展注入新的活力。

五、基因編輯育種行業(yè)發(fā)展趨勢

基因編輯育種技術(shù)以其操作簡便、效果穩(wěn)定、安全性高等顯著優(yōu)勢，正逐漸成為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)革新方向，并展現(xiàn)出積極的發(fā)展態(tài)勢。隨著科技的不斷突破與創(chuàng)新，這一技術(shù)在農(nóng)業(yè)育種領(lǐng)域的應(yīng)用前景愈發(fā)廣闊。在“農(nóng)業(yè)強(qiáng)國”戰(zhàn)略目標(biāo)下，未來，政府可能會出臺更多的政策措施來支持基因編輯育種行業(yè)的發(fā)展。同時，政府有望進(jìn)一步優(yōu)化審批流程，簡化審批手續(xù)，縮短審批周期，為基因編輯育種技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用提供便捷高效的服務(wù)。從育種技術(shù)看，未來，多元基因編輯育種技術(shù)將成為行業(yè)發(fā)展重點。這種技術(shù)能夠一次性引入多個優(yōu)良性狀，實現(xiàn)作物品種的多維度改良，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來更加豐富的選擇和更高的效益。隨著技術(shù)的不斷完善和應(yīng)用，多元基因編輯育種技術(shù)將在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮越來越重要的作用。展望未來，隨著基因編輯技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及政策支持和市場需求的持續(xù)推動，中國基因編輯育種行業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展空間和機(jī)遇。

以上數(shù)據(jù)及信息可參考智研咨詢（m.yhcgw.cn）發(fā)布的《2024年國內(nèi)外基因編輯育種行業(yè)專題研究報告》。智研咨詢是中國領(lǐng)先產(chǎn)業(yè)咨詢機(jī)構(gòu)，提供深度產(chǎn)業(yè)研究報告、商業(yè)計劃書、可行性研究報告及定制服務(wù)等一站式產(chǎn)業(yè)咨詢服務(wù)。您可以關(guān)注【智研咨詢】公眾號，每天及時掌握更多行業(yè)動態(tài)。