种子被誉为农业的“芯片”，是农业现代化的关键。本文通过对育种科学家、种业企业以及国家作物种质库的深度调研访谈，对种业创新全链条进行系统诊断分析。瞄准生物育种和智慧育种两大前沿竞争领域，经咨询生物育种科学家，确定了生物育种和智慧育种创新的关键词，在Web of Science搜索出1903年以来的194165篇生物育种和43183篇智慧育种论文，在Incopat和德温特专利数据库中搜索出1926年以来的98649件生物育种和16053件智慧育种专利，分析中国在种业科技创新竞争中面临的机遇与挑战。

一、中国实现种业科技自立自强面临

的主要“卡点”

通过种质资源、专利技术格局、育种方法体系等维度的国际比较发现，中国实现种业科技自立自强面临以下主要“卡点”。

（一）种质资源上存在的“卡点”

一是种质资源的优质性和多样性不足。中国种质资源来源结构较为单一，优质、特异资源较少。中国国家农作物种质资源库中来自国外的资源仅占24%，而欧美长期在全世界搜集种质资源，美国国家植物种质体系（NPGS）共保存了60万份种质资源，其中72%来自国外，种质资源遗传多样性更为丰富。

二是基因性状功能的精准鉴定不足。在中国保存的52万份农作物种质资源中，完成精准鉴定的不到1.5万份。大量种质资源未能得到精准鉴定，给作物种质资源的利用带来困难，中国作物种质资源利用率仅为3.0%～5.0%，有效利用率仅为2.5%～3.0%。

三是种质资源交流共享机制不健全。中国国家农作物种质资源库由于单品种保存量少、性状信息不充分以及合作开发机制不健全，向相关研究人员提供种质资源的能力与动力均不足。而企业、大学和科研院所自有的种质资源没有公开信息，相当部分还分散在科研人员手中，难以建立起种质资源交换流动、共享开发的广泛协作机制。

（二）育种技术上存在的“卡点”

一是在生物育种原始创新和前沿核心技术上存在明显差距，会使中国处于核心技术引不来、应用上受知识产权约束的被动地位。在全球1713篇高引论文中，中国只有403篇，而美国为921篇，是中国的2.3倍；在全球8379件高价值核心专利中，中国只有461件，而美国有6035件，是中国的13.1倍。在当前生物育种普遍应用的基因编辑技术方面，拜耳已买断CRISPR/Cas12的专利所有权，中国应用这一技术如不支付专利费可能面临侵权风险。

二是在重要实用功能基因的发现方面存在较大差距，会使中国在优良基因和优质育种材料的应用上受到限制。在全球55725篇有关基因表达的论文中，中国占16%，美国占45%；在全球31868篇有关基因性状的论文中，中国占22%，美国占38%。在与基因性状功能相关的专利中，中国为3409件，美国高达12930件；其中，在与等位基因相关的专利中，中国为1018件，美国为1899件。精确鉴定基因性状功能、发现优良等位基因和创制相关育种材料是生物育种的关键。这方面的差距不仅会使中国缺乏创制优良品种的基础材料，而且一旦被别国抢先申请专利，轻则需要支付专利费、增加育种成本，重则可能被禁止使用、成为受制于人的“卡点”。

三是育种科研工具与仪器设备高度依赖进口，部分技术设备仍无法从国外获得。由多源传感器、立体交叉平台和数据分析三部分组成的植物高通量表型平台是未来育种技术竞争的关键环节。而中国尚缺乏此方面的自主知识产权技术，大部分表型组设备和技术依赖进口。基因芯片、高通量种子微创取样技术及种子切片机等一直被国外公司垄断，并且不对外提供任何技术服务和技术转让。不能获得最先进的育种科研工具和设备，恐将抑制中国育种技术的升级。

四是育种技术与国际先进水平存在明显代际差距。国际种业巨头均建立了基于基因型-表型-环境数据采集与模拟分析的4.0智慧育种研发体系，而中国育种大多处在以杂交选育和分子技术辅助选育为主的2.0时代至3.0时代之间，育种质量、效率以及品种地域适应能力等与国际先进水平还存在较大差距。

（三）育种人才培养面临“卡点”

随着美国等西方国家对中国科技的遏制、对人才流动的限制，未来人才培养及其知识更新恐成为“卡点”。中国生物育种科技的快速发展主要得益于大量海外留学人才的回归，特别是生物育种前沿技术的领军人才绝大多数是从海外引进的。2017年以来，美国政府多次宣布限制中国学生进入美国大学STEM类专业学习，在美国国土安全部公布的STEM专业列表中就包括农作物、园艺作物和动物育种，欧洲等发达国家也有跟进限制中国学生进入科技类专业学习的趋势。

（四）中国进口农产品被限制使用相关技术的“卡点”

中国种业专利的海外布局不足，极端情形下如果美国限制使用其专利的农产品出口到中国，将导致中国进口农产品的供应链中断。中国育种技术的海外专利较为缺乏，难以短期内形成自主知识产权的替代品种保障供应链安全。在生物育种技术方面，中国通过世界知识产权组织申请的专利仅521件，美国达到4274件。中国在主要农产品贸易伙伴国申请的专利很少。在巴西、阿根廷、加拿大、俄罗斯和澳大利亚，中国申请的专利分别仅为12件、4件、10件、3件和10件，而美国分别为668件、323件、521件、209件和647件，德国分别为180件、103件、136件、38件和39件。

二、中国种业科技自立自强主要“卡点”

的体制机制性原因

在中国种业科技自立自强主要“卡点”背后，存在着深层次体制机制性原因。这些体制机制性原因主要集中在种业创新投入、创新体系结构、产业体系结构、创新政策环境以及人才培养等方面。

一是创新投入不足与投入结构不合理。除水稻、小麦品种外，中国政府和企业对育种的创新投入力度明显不足，尤其是企业规模小、实力弱，对后端产业化开发的投入力度与国外种业公司差距巨大，制约了其承接大学、科研院所创新成果进行产业化开发的功能。从投入结构看，中国在基因性状功能鉴定和测试验证方面的投入比例明显偏低。对基因性状功能的挖掘不足、品种环境适应性试验不充分，制约了中国品种综合性能的提升。

二是育种科研力量各自为战、难以整合。各个科研院所甚至各个课题组各自为战，国家和地方科研资源缺乏有效整合、科研项目缺乏系统设计。科研资金被分散到众多研究主体，在项目竞争压力下，相互之间的合作貌合神离，信息交流、育种资源共享不充分，大量研究属于低水平重复，造成科研资源的巨大浪费。为促进产学研合作，政策上鼓励科研人员创业，却加剧了行业的分散性，也影响了科研人员与种业龙头企业合作的积极性。此外，中国种业企业研发能力和经济实力均较弱，无力以市场化机制引进高层次人才，实现种业研发资源的协作和整合。

三是创新链脱节断链、创新成果产业化转化难。全球育种创新的一个显著特征，是以企业为创新主体，而中国的种业创新却是以大学、科研院所为主体。在中国累计申请的专利中，大学和科研院所占60%，企业仅占33%。科研院所缺乏开发下游应用环节基因性状功能的积极性和投入能力，企业参与创新不足，是制约中国种业发展的关键。以企业为主体的创新体系，其研发活动是以实用为导向，而中国以科研院所为主的创新体系则是以论文为导向。以论文为导向的科研评价机制和不充分的创新收益分享机制也使科研人员不愿意与企业共同从事后端的产业化开发研究，而目前中国企业的科研能力尚不足以支撑产业化前期共性技术和中试试验开发，因为中间链条的断链而难以实现转化应用。

四是种业企业小而分散、创新能力不强、育繁推一体化机制不健全。种业产业市场集中度低，2019年中国种子企业CR5仅为9.6%，而全球CR5已高达53.1%。品种集中度低，2019年推广面积在10万亩以上品种有2357个，其中1000万亩以上品种有10个。相比之下，美国杜邦先锋公司占据全球玉米种子20%的市场份额。产业链一体化程度低，中国种业企业大多以销售公司为主，具备科研、扩繁制种、推广与技术服务能力的少；经营区域化小品种的多，实现全国范围广覆盖、经营全国统一大品种的少。2020年全国6393家种子企业中，有自主研发能力的企业不超过100家，有效经营范围覆盖全国的繁推一体企业仅有97家。而杜邦、孟山都等大型跨国公司，已实现从科研育种、扩繁制种到销售推广的纵向一体化。

五是育种知识产权保护不充分、产业化激励不足。中国长期以来保护标准低、保护范围窄，导致模仿创新对原始创新产生挤出效应，雷同品种多、优质原创品种少。更严重的是，由于品种权保护取证难、鉴定难、执行难，侵权成本低，维权成本高，造成国内市场窃取、仿冒泛滥。生物育种产业化进展缓慢，创新价值难以实现，抑制投入发展的积极性。支持生物育种产业化的配套政策尚未出台，科研人员专注生物育种前沿和关键技术创新仍有所顾虑，种业企业投资生物育种产业化开发的积极性仍然不高。

六是缺乏培养交叉学科、跨界人才的机制和环境。未来生物与信息技术融合发展的趋势将更加明显，在育种4.0时代更需要多学科的复合型人才。但在组织功能上，各相关研究机构尚未建立起专业化的育种大数据研究支撑部门；在人才结构上，难以吸引最优秀的信息科学人才，缺乏既懂生物育种又懂信息技术、既懂作物栽培又懂工程技术、既懂软件编程又懂硬件设计的复合型人才；在创新实践上，面临数据采集缺乏标准化和系统性、数据整合共享不足、设备的适用性不强、先进的数据挖掘方法尚未能充分应用等问题。此外，中国在种业领域既懂技术又懂市场的人才非常缺乏。

三、突破中国种业科技自立自强

主要“卡点”的政策思路

实现中国种业科技自立自强必须瞄准主要“卡点”，针对突出矛盾和关键制约因素，系统谋划种业创新体系和创新环境建设方案，综合施策打一场漂亮的种业翻身仗。

一是完善种质资源的收集鉴定、扩繁利用机制。开展国内动植物和微生物种质资源普查，加强对国内地方、特色、珍贵种质资源的保护和繁育以及研究力度。积极引进国外优质种质资源，支持国内种业企业在全球布局种质资源收集、保存和研究力量。对种质资源的引进实行便利化的检验检疫和入关流程，支持种业企业将其海外优势种质资源引进国内。加强对种质基因性状功能的精准鉴定，建立完善的种质资源性状数据库和优质品种扩繁利用机制。

二是以新型举国体制构建全产业链种业创新体系。抓紧建立聚焦种业创新的国家实验室，以此为平台，整合多层次科技资金和分散在各机构的科研人才，加强对“卡脖子”技术的协作攻关，加快布局前沿空白领域。建立起国家和地方种业相关科研资金的集中投入机制，支持以重点攻关目标为导向整合科研项目资金。采取任务导向的委派机制组织国内最优秀的专家和企业开展联合攻关。聚焦种业创新的国家实验室应根据不同的产业应用方向与企业成立联合技术研发中心。强化国家实验室与各专项品种技术创新中心体系有机衔接，建立健全技术创新中心产业化成果收益的分享与反哺机制，强化对各环节相关科研人员的创新激励。

三是强化产业整合优势，支持种业企业做强做大。引导产业整合，支持种业企业做强做大。支持企业兼并整合，做强做大、做专做精，打造一批具有较强创新能力、产业带动力的领军企业，提升企业品牌影响力和市场竞争力，提高企业和品种集中度。引导种业企业完善与种子相配套的农机、农艺、田间管理等综合服务体系，促进良种良法配套，建立起以种子为核心的成套技术解决方案。支持种业企业提供从种子销售、播种、田间管理、收获到销售等的指导、技术支持和托管的全方位全过程的个性化服务。

四是加快布局育种4.0，构建适应智慧育种的研发体系。加强智慧育种基础平台建设，推进向育种4.0升级。依托国家种业实验室建设智慧育种大数据研究中心，系统采集、分类、储存、分析各育种基地、各研究机构的各类育种相关数据，提供数据分析、建模、优化算法以及智能辅助设计育种等支持服务。创新人才引进和管理机制，促进交叉学科融合创新。

五是优化种业市场环境，健全种业创新市场激励机制。加强种业知识产权保护的配套技术和执法手段。配合《中华人民共和国种子法》和《中华人民共和国植物新品种保护条例》的修订，尽快明确各类产品实质性派生品种的标准。加强对相关部门完善技术检测方法的支持。修订现行主要农作物品种审定标准，提高育种独创性要求，在新品种审定环节尽可能排除低水平模仿的品种。完善多层次的种业知识产权转让制度，强化对育种创新的激励。