寻找中国消费行业的“芯片”和“安全供应链”系列报告之二：安全供应链之育种 - 发展国产自研“农业芯”，捧稳粮食安全“铁饭碗”
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宸睿资本今年旗帜鲜明的在全市场率先提出新时代中国消费投资主题：寻找中国消费行业的“芯片”和“安全供应链”，以科技和研发驱动，聚焦消费领域的国产替代和专精特新，“新消费、芯消费、芯制造”，这亦是今年宸睿案源的核心底层逻辑。
中国育种业处于杂交到分子育种的过渡期，进步明显但仍高度依赖国外
粗略来看，育种业可以分为植物育种和动物育种，更进一步可分为农业育种、林业育种、畜牧业育种和渔业育种。其中，农业育种和畜牧业育种关乎粮食安全，我国主粮作物已经基本实现100%自给，畜牧业育种仍高度依赖国外种源；渔业和林业育种尚处发展初期，市场规模和潜力均较小。
世界种业整体上经历了农家育种——杂交育种——分子育种——智能育种四个阶段，欧美发达国家已进入4.0时代，中国育种业处于杂交到分子育种的过渡期。
从地区分布来看，育种业龙头企业主要分布在欧美发达国家。其中，植物育种龙头有德国拜耳、美国科迪华、中国（瑞士）先正达等；生猪育种龙头有英国PIC、加拿大Genesus、荷兰Topigs/Hypor等；肉鸡育种龙头为德国安伟捷和美国科宝。
植物育种 – 技术发展为核心，并购整合促成长，转基因作物谨慎探索
2.1 植物育种市场空间广阔
全球种业市场规模较大，2014-2020年，全球种业市场规模从423亿美元增长至463亿美元，年复合增长率1.5%。
自1999年《种子法》颁布后，我国种业市场规模快速扩张，年复合增长率达6.7%。2020年我国种业规模已达1300亿元，约占全球市场的20%。
2.2 世界种业呈现寡头垄断局势，玉米和大豆是主要种子品类
经过多年的并购整合，世界种业已形成德国拜耳、美国科迪华、中国先正达三巨头寡头垄断格局， CR3达到44%。
玉米、大豆和蔬菜是全球种子需求量最大的三个品类，合计占比达78%。其中，玉米种子需求占比达43%，是需求量最大的品类。
玉米种子市场CR3接近70%，市场高度集中，按市场份额大小依次为科迪华、先正达、拜耳（孟山都）；大豆种子CR3达到70%，市场高度集中，依次为拜耳（孟山都）、科迪华、先正达；蔬菜种子CR3仅有29%，市场较为分散，依次为利马格兰、拜耳和先正达。此外，BASF、泷井、坂田、爱莎等公司也占据一定市场份额。
2.3 我国主粮自给率较高，由于转基因限制，国内玉米和大豆发展受阻
我国种业以玉米、水稻、小麦和马铃薯四大主粮为主，合计份额超75%。其中，水稻、小麦实现100%自给；玉米种源自给率达90%；马铃薯属于无性繁殖，自留种现象普遍，国外引进品种约占总种植面积的18%，主粮自给程度较高。
2014年以来，我国玉米产量并无明显增长而消费量节节攀升，我国玉米已连续四年产不足需。目前国内玉米以杂交种为主，品种众多，但同质化严重，缺乏高产、抗逆优质种。自最新杂交玉米种“先玉 335” 推广 10 余年来，尚未有突破性品种，杂交育种边际效益达瓶颈，转基因育种是解决当前玉米产量瓶颈的关键手段。
我国大豆高度依赖进口，2021年我国大豆需求量为 1.11 亿吨，进口量约 0.96亿吨，占比接近 87%。主要因为我国大豆品种品质不高，相比之下，美国普遍为转基因大豆，得以避免虫害造成的损失实现增产。根据美国农业部的数据，美国每公顷大豆产量可达为3.2吨，我国仅有美国的60%左右。此外，美国大豆出油率大约在 21%-23%，比国产大豆平均高出 3% 左右。
2.4 植物育种市场呈寡头垄断格局，研发能力是核心驱动力，并购整合是主要手段
核心技术是种业竞争的关键。以原全球种业巨头孟山都为例，早在20世纪80年代，孟山都就成立了生命科学部门，进行植物基因组学和基因编辑研究。并于1996年推出了抗草甘膦大豆，之后凭借强大的研发实力持续推出高抗逆性作物。在转基因方法与思路方面，孟山都是行业主流路径的开创者和主导者，全世界的生物技术研究都在走孟山都的路线。
并购整合是种企提高研发能力的主要手段。转基因育种所需研发投入高、耗时长、成果出产率低，中小型种业企业缺乏资金和技术，难以形成有效的研发实力，同时在种业巨头的知识产权保护下，中小种企也难以突破技术封锁。因此，并购整合成为了种企以较低成本掌握核心技术的重要手段。
在并购整合过程中，行业集中度不断提高。 21 世纪初，世界种业以杜邦、先锋、拜耳、孟山都、陶氏、巴斯夫六大农化集团为主。此后，杜邦、先锋和陶氏合并成立科迪华，拜耳和孟山都合并成为全球最大的种企，先正达在整合了诺华、阿斯利康、中国化工等多家公司农业部的基础上成为了另一大种业巨头。
2.5 大多数国家对转基因作物持谨慎或反对态度
各国对转基因作物的态度存在很强的地区一致性。美洲地区国家对待转基因作物的态度较为开放，基本均允许转基因作物的种植；欧洲、非洲国家对待转基因作物的态度较为保守，大多数国家明令禁止转基因作物的种植；亚洲国家和澳大利亚则持谨慎态度，有条件的种植或进口转基因作物。总体而言，全球大多数国家对转基因作物持谨慎或反对态度。
2.6 植物育种龙头——孟山都
2.6.1 孟山都发展历史：农化+种业协同发展
孟山都（Monsanto）是一家成立于美国的跨国农业生物技术公司，是全球领先的转基因种子及草甘膦除草剂的研发者和生产商。2017财年，公司营业收入146.4亿美元，净利润22.6亿美元，多种农作物种子占比遥遥领先。 2018年，拜耳公司斥资660亿美元完成了对孟山都的收购。
孟山都在美国起家，通过并购扩张，打开欧洲、非洲、南美、亚太等地60多个国家的市场。经过百年发展，公司业务从最初的化工领域扩展至农业生物技术领域，逐渐成长为全球转基因种子市场的领军者。总体上，孟山都的发展历程可概括为三个阶段：化工企业——农化公司——种业巨头。
2.6.2 孟山都业务拆分：玉米大豆为主要品种，地区主要在美国
在被并购前，孟山都业务以玉米育种、大豆育种和农化为主；从地区划分来看，美国是孟山都最主要的业务地区，收入占比达到了56.3%。
2.6.3 孟山都以“种业+农药”为核心，集农资一体化、农业信息化于一体的农业综合服务平台
孟山都业务分为种子基因组和农业生产力两个部门。分别负责生产种子和提供种植配套服务，其中，种子业务是公司主要增长来源。
孟山都搭建了以“种业+农药”为核心，集农资一体化、农业信息化于一体的农业综合服务平台。以“种子+农药”为双核，辅之以农业增值服务和农业信息服务，形成全方位的产业平台。具体为：
农资一体化：孟山都明确种业的中心地位，种子和农药捆绑销售，锁定更多客户群体。另外，为进一步拓展农资业务，孟山都为客户提供增值服务，通过农业信贷、技术支持赢得良好口碑，完善农资平台。
农业信息化：孟山都通过开发应用程序，构建数据处理平台，为客户提供农业咨询、市场信息，天气预警等服务，利用现代信息技术提高生产效率，向精准农业拓展。
2.6.4 孟山都研发周期长，投入高
转基因种子研发周期长，研发投入高。通常需要经过两个时期和五个阶段，每项新产品的开发耗时5—10年，花费达上亿美元，需要大量资金投入。
转型农业以来，孟山都持续投入大量研发资金，在世界各地成立研发中心，研发人员超2500人。2008-2017年，公司的年均研发投入超14亿美元，占其平均营业收入的10%，其中95%用于种子和生物技术研究。
2.7 植物育种龙头——先正达
2.7.1 先正达发展历史：农化+种业协同发展
先正达前身为多家化工企业，农化基础深厚。先正达前身Geigy、Sandoz、Ciba和ICI最初的业务范围集中在油漆、染剂、药品等领域，随着农民对新型农药需求的快速增长，四家公司逐渐进入农业化学品领域，主要生产除草剂、杀虫剂等产品。
先正达起家于瑞士，2017年，中化集团斥资430亿美元完成了对先正达的收购。2020 年，先正达集团在整合了瑞士先正达、安道麦和中化集团的农业部后注册成立。先正达集团在全球植保行业排名第一、种子行业排名第三、在数字农业领域处于领先地位。
2.7.2 先正达业务拆分：主要为植物保护业务，阿根廷和美国占比较大
先正达业务分为植物保护和植物育种两个板块，其中植物保护收入占比达80%；从地区划分来看，先正达业务较为分散，其中美国和巴西占比较大，合计达40%。
2.7.3 先正达连通产业链，数字技术赋能
先正达创造了连通产业链上下游的商业模式。一方面将农业品投入和农业种植技术服务一同作为综合解决方案提供给农户，提升农产品品质；另一方面在获得下游合作伙伴订单时，将向农户采购相应高品质农产品并销售给下游合作伙伴。
先正达独创现代农业技术服务平台，借力数字技术，促进业务协同。公司打造了立足于中国的现代农业技术服务平台，通过线上线下相结合的模式服务广大农户和合作伙伴，包括提供遥感技术、精准气象、病虫害预警、精准种植模型等数字农业技术和植保、作物营养、土壤改善和收割机械等服务。截至 2020 年 12 月 31 日，先正达集团先后在全国范围内建成运营 325 个 MAP 技术服务中心，服务耕地面积超过 1162 万亩。
2.7.4 先正达高研发投入，拥有核心研发技术
先正达集团种子业务在全球共有 120多个研发中心，5 个主要质量管理实验室。截至2020年12月31日，有研发人员7267名，占总员工比例的16.44%。近十年平均年研发费用超12亿美元，平均占营收比重8.8%，研发投入较高。
先正达种子业务核心技术均通过自主研发获得，多项核心技术处于行业顶尖或领先地位。
2.7.5 先正达拥有丰富的产品矩阵
先正达集团种子业务可以分为大田作物种子、蔬菜种子和花卉种子。其中，大田作物种子包括玉米、大豆、水稻、油籽、大麦和小麦等。
先正达集团依托全球领先的种质资源库和生物技术，在 400 余条产品线中累计开发6000余种具有自主知识产权的种子产品，是业内拥有最丰富的种子产品组合的公司之一。
2.8 植物育种龙头——科迪华
2.8.1 科迪华发展历史：诞生于巨头们的业务整合，农化+种业协同发展
科迪华公司创立于2018年，是美国一家全面专注于农业的企业。科迪华继承了杜邦先锋、杜邦植保和陶氏植保业务，转基因育种技术主要来自杂交玉米种子起家的先锋种业。
2.8.2 科迪华业务拆分：主要业务为植保+种业，最大市场为美国
科迪华业务分为种子和植物保护两个板块，二者占比相当；从地区划分来看，美国是科迪华最主要的业务区域，占比达到43.3%，其次为巴西和欧非、中东地区。
2.8.3 科迪华丰富的产品矩阵
科迪华的业务分为种子和植物保护两个部门。种子部门提供优质商业种子，植物保护部门提供除草、除菌、杀虫、增收等产品。
2.8.4 科迪华持续研发投入，拥有核心技术创新
科迪华在全球设有65个种子生产基地，主要分布在北美洲和拉丁美洲。近七年公司平均研发费用达12.3亿美元，研发费用平均占营收比重达到8.7%。
科迪华继承杜邦先锋研发技术，在玉米育种领域拥有多项独创技术，在玉米育种领域处于领先地位。
生猪育种 – 纯系种猪市场规模小，技术沉淀提升种猪性能
3.1扩繁系数掣肘纯系种猪市场规模
我国猪育种市场规模较大，但纯系种猪需求较小。2021年我国生猪育种市场规模达到1120亿元的历史最高位，占我国畜牧业育种的65%，但由于生猪扩繁系数较高，曾祖代种猪可达22500倍，核心纯系种猪市场规模仅30亿左右。
3.2 生猪种源自给率不足5%，本土猪种经济效益较差
为集合多个猪种的优良基因，猪育种通常需要三元杂交，国内商品代猪以内三元和外三元猪为主，国外亲本依存度超95%。外三元猪经济性状最优，但由于对国外亲本的依赖，配种成本也最高。
我国主要进口种猪为大白猪、长白猪、皮特兰猪和杜洛克猪，进口猪种各方面性状均优于本土猪，进口猪种经济效益明显高于本土猪种。
3.3 生猪育种龙头——PIC
3.3.1 PIC发展历史：技术迭代推动公司成长
成立于1962年，PIC自成立以来在育种技术层面不断推陈出新，是最早使用BLUP方法和基因组选择法进行猪育种的公司，目前已推出第一款抗蓝耳基因编辑猪。目前，PIC是全球最大的纯系猪育种公司。
3.3.2 Genus集团（ PIC母公司）业务拆分：主营为猪和牛育种，北美市场为主
Genus集团营收规模相对较小但增长迅速。受限于动物纯系种源市场规模，Genus营收相对植物育种巨头较小，但增势强劲，近十年复合增长率达6.3%。
Genus集团主要业务为猪育种和牛育种。两业务收入占比相当，分别由旗下的PIC和ABS公司运营。北美是Genus的主要业务地区，约占40%；拉丁美洲、英国和亚洲业务占比均在15%左右，其中，Genus种猪业务收入的43%来自中国市场。
3.3.3 PIC主要猪种性能一览
康贝尔母猪：繁殖能力强，产仔效益高，抗逆性能良好
PIC800公猪（杜洛克猪）：生长速度快，抗逆性能好，肉质鲜美
PIC337公猪（大白猪）：育肥优势显著，肉质鲜美，应用遍布全球
肉鸡育种 – 纯系种鸡市场规模小，圣泽901基本追平国际水平
4.1 中国鸡肉消费量呈现快速上升趋势
在肉类产品中，鸡肉以其“一高三低”（高蛋白质、低脂肪、低胆固醇和低热量）及生产周期短、饲料转化率高、经济效益显著、环境友好等优势，成为我国第二大消费肉类，且近年来在我国肉类消费结构占比成增长趋势。OECD数据显示，我国禽类肉消费量已从2013年的6.4kg增长至2021年的12.3kg，在肉类消费中占比达到了31%。
4.2 白羽鸡是最主要鸡肉品种
白羽鸡相对我国黄羽鸡料肉比低、出栏时间短、出肉率高，2021年白羽鸡消费量占鸡肉消费总量的57%，已经成为我国最主要的鸡肉消费品种。
从我国祖代白羽鸡的品种结构来看，2021年海外品种份额占比达89%，国内自繁品种“圣泽901”占比仅11%。我国祖代白羽鸡国产替代程度较低。
4.3 白羽鸡选育历史，优中选优
鸡产业从20世纪20年代起步，在第二次世界大战结束以后进入快车道，这段时期，欧洲经过二战战火摧残，猪、牛等生产基本停滞，肉类供给主要依赖进口，而此时欧美国家出现“婴儿潮”，对廉价蛋白质需求剧增，投入小、产量高、周期短的鸡肉开始走入人们的视野。
1945年，当时美国最大的零售商A&P（大西洋和太平洋茶叶公司）联合美国农业部组织了名为“明日之鸡”的全国性竞赛，要决选出生长更快、体型更大、出肉率更高的优良肉鸡品种。
1946-1948年，在经过地区性比赛和全国总决赛后，科尼什（Cornish）与新罕布夏红鸡杂交种在体重和饲料转化率方面表现亮眼，获得杂交赛区冠军；成立于1917年的爱拔益加（Arbor Acres）公司培育的白洛克鸡（White Plymouth Rock）则获得了纯种赛区的冠军。
这两种鸡各有优缺点，通过杂交选配，其杂交后代即可表现出杂种优势。大约从20世纪40年代开始，美国人以科尼什鸡作为父本，白羽洛克鸡作为母本进行杂交育种，选育出一系列体型大、生长快速、产肉多、产蛋量也较高的白羽肉鸡品种。现代广泛饲养的白羽肉鸡品种大多是科尼什鸡和白洛克鸡的杂交后代。
经过不断的选育提高，白羽肉鸡生产性能得以不断提升。美国肉鸡生产统计数据显示，1925年，美国肉鸡平均上市日龄长达112天，平均上市体重只有1.1公斤，而2020年，白羽鸡平均上市体重达到2.9公斤，平均日增重已超过60克/天，生长速度比1925年提高了5倍；1925年，肉鸡的饲料转化率为1：4.7，到2017年已提高至1：1.83；肉鸡养殖全过程的死亡率也从1925年的18%，降低至目前的5%以下。
4.4 白羽鸡曾祖代育种市场规模有限且被海外寡头垄断
白羽鸡生产扩繁系数高，曾祖代育种市场规模有限。1套祖代鸡（1只公鸡和10只母鸡）可扩繁5000-6500只商品代鸡，扩繁系数极高，因此处于金字塔顶端的曾祖代种鸡市场规模较小。
通过不断兼并重组，目前白羽肉鸡育种市场基本被德国安伟捷（Aviagen）公司和美国科宝（Cobb）公司寡头垄断。其中，安伟捷旗下品牌约占市场的55%，科宝约占40%。
进口种鸡无法繁殖出可持续利用种群。白羽鸡育种体系主要包括曾祖代、祖代、父母代和商品代。进口单性别祖代鸡，无法产出纯种鸡，祖代鸡数量完全取决于引种量。
4.5 圣泽901性能已经达到全球领先水平
国内自繁白羽鸡品种“圣泽901”性能已达全球先进水平。国内主要白羽鸡品种父母代性能一览如下：
结论
5.1 育种技术总体经历了从表型选择到基因组选择演变
5.2 农化与种子为互补关系，共同发展服务农业客户
复盘国际种业龙头发展路径并考察收入拆分可以发现，国际种业巨头都有农化与种子两个业务。农化产品与种子都是种植业的上游，种子是农业的基础，农化产品为农业增收保驾护航，但对作物也会产生负面影响。若能创造出抗逆性种子，则种子和农化产品可以实现捆绑销售，协同发展。
5.3 国内对植物转基因有极强监管，限制国内植物育种发展
美国转基因作物在完成田间释放试验后即可申请解除监管。我国转基因作物监管严格，需层层审批，暂未形成系统的商业化测试流程。截至目前，我国仅批准20款转基因作物安全证书，耐储存番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、转植酸酶玉米、抗虫水稻、耐除草剂大豆、抗虫耐除草剂玉米等。
当前国际贸易局势严峻，部分种子存在“卡脖子”风险。进口农产品对我国粮食价格产生较大影响，摆脱对国外进口作物、实现国产效率提升的任务紧迫，快速推进转基因种子商业化或成破局关键。
5.4 动物纯系种源市场规模极小
动物扩繁系数呈指数增长，核心纯系种源市场规模小。根据扩繁系数表格，1头纯系种猪可扩繁生产约2100吨猪肉，1套纯系肉鸡可扩繁生产约500吨鸡肉，处于金字塔顶端的纯系种源需求较小。
5.5 动物育种受限于优秀种源和时间沉淀，国内发展落后
整体而言，我国动物育种现存挑战如下：
进口种源基因非最佳纯系基因，选育价值低。进口种源通常关注其繁育的商品代性能，而较少关注基因选配能力，因此进口种源通常不具备最佳选育基因。
我国基因组解析、功能基因挖掘等技术仍处于发展初期。我国分子育种技术对极度依赖国外，亟需自研育种技术。
我国动物育种起步时间晚，物种基因库匮乏。物种基因库的建立需要长周期的积累，国际育种龙头经过近百年的积累已建立完备的基因库，我国物种基因库仍需积累。
养殖行业规模化发展程度不足，自研育种效益未最大化。养殖规模化是动物育种降本增效的基础。我国生猪养殖中小型养殖场（小于500头）占比约30%，规模化仍可提高。
怀德居宸 -END- 思睿观通
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