《2022年中国农业分子育种行业发展白皮书》 | 亿欧智库
“风起于青萍之末”。
在政策的持续推动下，中国分子育种产业正以“星星之火”之势迅速崛起，生物育种技术的突破、产学研用合作机制及种业CRO模式的发展、龙头种企兼并购推动研发投入的增长、科研院所与种企紧密结合的新商业育种体系的建立将共同推动中国种业迈入新的征程，满足人民群众“吃得好、吃得健康、吃得安全”的诉求，保障“中国人的饭碗牢牢端在自己的手上”。
中国种子行业进入发展变革期
中国农业供给能力不断增强，但农业安全仍面临较多挑战
中国农业综合生产能力和供给保障能力不断增强，各类农产品供应日益丰富，总体上解决了农产品总量不足的矛盾，三大主粮自给率98.75% ， 实现了由“吃不饱”到“吃得饱”的转变，现在又开始由“吃得饱”向“吃得好、吃得健康、吃得安全”转变。
要保证中国农业安全，必须保证“中国人的饭碗任何时候都要牢牢端在自己的手上” ，然而当前中国农业仍面临较多挑战：全球气候变化对农 业生产带来较大冲击、非洲猪瘟等疾病、逆全球化趋势下国际贸易不确定性让粮食进口及种子供应面临断供风险。
中国农业长期重生产、轻育种，种企格局分散、科技创新投入少
研发能力是种业竞争的关键，然而中国农业长期重生产、轻育种，中国种业企业育种研发薄弱，研发投入与海外种业国际公司相比差距较大。2019年中国全部种子企业研发投入仅42亿人民币，而拜耳作物科学种业业务研发支出则高达109亿。
中国种业企业行业集中度低、企业规模小，又进一步限制企业科技投入能力。2020年全球种业CR5达52%，中国种业CR5仅占12%；2020 年全球种猪CR3达到47%，国内则极度分散，CR5仅占5%。
耕地红线背景下，提高单产、发展种业是保障中国农业安全的核心
中国是粮食生产大国和需求大国，同时也是世界第二大种子需求国，种子市场的安全对于中国粮食安全具有决定性影响。
尽管中国坚守18亿亩耕地红线，但中国耕地资源仍呈现下降水平，对于粮食生产的约束条件越来越多，在这样的背景下，提高单产是保障中国 农业安全的核心，而发展种业则是提高单产的核心因素。根据农村农业部数据，当前我国农作物良种覆盖率在96%以上，自主选育品种面积 占比超过95%，畜禽核心种源自给率超过75%，良种对粮食增产、畜牧业发展的贡献率分别达到45%、40%，为我国粮食连年丰收和重要农 产品稳产保供提供了关键支撑。
种业是农业发展的“芯片”，是保障农业自主可控的基础
种业是农业发展的“芯片” ，是建设现代农业的标志性、先导性工程,也是国家战略性、基础性产业。种子/种苗位于农业产业链上游，是农业科技进步的最重要载体，种业技术的创新，带动着耕作栽培、植物保护、农业工程、农业环保、农产品加工等领域的发展。
面临全球经济不确定性及逆全球化思潮蔓延，全球国际贸易稳定性和供应链安全不断受到挑战，推动种业技术的攻关与创新，是保障农业自主可控的基础和保障粮食安全的核心要素。
种业是农业发展的“芯片”，是保障农业自主可控的基础
国际上将育种发展分为4个经典阶段：育种1.0（农家育种）时代，人类驯化了大量野生植物进入农耕时代；育种2.0（杂交育种）时代育种家依赖经验并把统计学、数量遗传学和杂交育种策略应用到优良品种选育中；育种3.0（分子育种）时代先进的生物技术包括分子标记辅助选择、转基因、基因编辑在育种中广泛应用；育种4.0（智能育种）时代，育种进入由前沿科学技术引领的“生物技术+信息技术+人工智能+大数据技术” 的智能阶段。随着新技术的不断研发与应用，育种逐渐从艺术性迈向科学性。
当前部分发达国家已经逐渐进入育种4.0时代，而我国仍处于以杂交育种和分子技术辅助选育为主的“2.0时代”到“3.0时代”之间[1][2] 。在新兴交叉领域技术研发方面短板明显[1]。随着种业政策的推动、科企联动的育种体系建设及育种技术的进步，中国育种将有望加速向智能育种时代迈进。
分子育种技术研究
基因测序的发展将推动分子标记育种的广泛应用
分子标记因其数量多（对应丰富的基因组变异）、生物发育不同阶段均可用标记分析、不影响目标性状等优越性，目前已经广泛应用于分子育种。分子标记辅助选择（MAS）是利用与目标性状基因型紧密连锁的分子标记，进行的目标性状基因辅助选择，MAS具有可靠性、高效率、 抗病持久以及位点丰富等优点，可以通过精准选择目标性状提高育种效率，而且不受外界环境的影响，大大加快了育种进程。
基因分型技术的发展为分子标记育种大规模应用创造了条件。基因分型按照阶段可以分为三大阶段：凝胶电泳、基因芯片和基因测序。基因测序作为新一代基因分型技术具有使用灵活、成本低的优势，将随着技术的发展逐渐推动分子标记辅助选择技术的广泛应用。华中农业大学-赵书 红团队对453头大白猪分别进行RAD-Seq(基于BGISEQ-500 ）和Geneseek Procine 50K SNP芯片分型，结果发现与SNP芯片相比， RAD-Seq检测出更多的低频SNP基因型，两者成本相当，但通过RAD-seq获取的SNP数量是通过SNP芯片获取数量的3倍[1]。
全基因组选择：基因分型技术进步与测序成本下降推动全基因组选择成为分子育种新宠
分子标记辅助选择在质量性状或由单个主效基因控制的数量性状改良中得到成功应用，但由于数量性状遗传基础的复杂性和QTL定位的限制性， 导致分子标记辅助育种在复杂数量性状改良特别是多个微效基因控制的数量性状改良的应用诸多限制。全基因组选择技术（Genomic Selection，GS）则有效避免了以上限制，利用覆盖全基因组的分子标记同时关联主效和微效基因，并进行复杂性状育种值预测，具有准确率高、高效的特点。该技术成为了畜禽分子育种中的研究热点和跨国公司竞争的焦点。
全基因组选择的发展对基因分型提出了新的要求：高通量、成本可控、稳定性。以华大智造为例，DNBSEQ-T7等产品以DNBSEQTM为核心 技术，拥有超高通量、高准确度、低Adapter Rate、低Duplication Rate（减少无效重复）、低Index Hopping（减少错误）等技术特点， 能够满足全基因选择在分子育种领域应用的需求。随着测序成本的快速降低和统计方法的快速发展，基于测序的全基因组选择技术已成为分子 育种尤其是畜禽水产分子育种的重要有效方法，也逐步在重要农业作物和林木育种中得到应用。
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