基因编辑，让生物育种驶入“快车道”

发展生物育种，是乡村振兴的重要落脚点。加强种质资源保护，开展生物育种创新攻关，将带动无人机植保、水肥一体化、智能环境监测等农业现代化技术的进步，也将进一步推动农业生产力大幅提高，以小种子撬动乡村振兴大格局。

核心观点：

➢ 我国种子市场规模约1300亿元，按照基因编辑公司30%的分成，种子基因编辑市场大约有400亿元的市场空间，足以培育一家甚至几家独角兽。

➢ 种子（芯片）不是我国的卡脖子技术，编辑种子的技术和材料（ASML的光刻机）可能会成为卡脖子技术。

➢ 美国1996年开始大规模种植转基因作物，由于产量高、抗逆性好等特点，竞争力强，目前美国种子市场80%以上都是基因编辑种子，生物育种是大势所趋，我国预计2024年大规模种植转基因作物，到2030年，中国80%以上种子或将是基因编辑种子。

➢ 2030年以后中国种子企业数量将减少80%，下降到几百家以内，大量既没有研发能力又没有销售渠道的种子企业将被淘汰出局。

基因编辑是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。可以删除、增加、替换基因。从某种程度上说，掌握了基因编辑就具备了改变生物特性的能力，因此基因编辑也被誉为“上帝之手”。

1►何为基因测序？

基因编辑的基础工作是基因测序，可以广泛应用于基因测序、疾病诊断、癌症研究、药物开发和农业生物技术等领域。
测序技术，是指测定核酸（DNA和RNA）或氨基酸等生物分子序列的技术。在比较一个物种的同一基因座的等位基因时，其单个核苷酸的改变被称为单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms ,SNPs)。SNP是遗传多态性的基础，大部分的个体之间的遗传差异由此引起，SNP是联系基因型和表现型关系的桥梁，是衡量物种多样性的标准，通过对同一物种的不同个体进行测序，了解其差异，能有效认知基因型和表现型的关系。

2►主流的基因测序公司有哪些？

主流的基因测序公司有美国的Illumina、Thermo Fisher Scientific、Agilent Technologies等，基因测序仪几乎被美国垄断。2013年，华大智造以1.176亿美元收购了美国第二大的基因测序仪器公司Complete Genomics（CG公司），并以CG公司的技术为基础，打造自主知识产权的基因测序仪，从此，中国在基因测序仪领域有了一席之地。

3►基因编辑技术的发展历程

目前基因编辑技术的发展经历了三代：

第一代：ZFN技术。诞生于1996年，直到2002年，Bibikova 等第一次用ZFN的方法通过在果蝇中成功突变了yellow基因。ZFN技术最早由Sangamo生物科学公司商业化并用来开发治疗产品。在科研方面，Sangamo授权给了Sigma-Aldrich公司，Sigma-Aldrich公司将ZFN技术商业化，并推出CompoZr ZFN试剂技术平台。该技术的缺点是构建难度大且易于脱靶。

第二代：TALEN技术。2009年，人工核酸酶技术——转录激活子样效应子核酸酶（TALEN）诞生。TALEN基因编辑产品工具主要由Addgene、美国明尼苏达大学Dan Voytas实验室、Cellectis Bioresearch公司、Life Technologies公司等开发。该技术虽然避免了脱靶，但操作过程相当繁琐。

前两代技术采用的是蛋白质-DNA的识别模式，导致切割位点有较高的特异性，无法随心所欲的选择切割位点。

第三代：CRISPR/Cas9技术。采用的是RNA-DNA的识别模式，通过人工设计的gRNA来识别母的基因组序列，并引导Cas9蛋白酶进行有效切割DNA双链，形成双链断裂，损伤后修复会造成基因消除活敲入等，切割位点的选择上更加广泛。

2012年8月17日，奥地利维也纳大学教授埃马纽尔·夏彭蒂耶（Emmanuelle Charpentier）和美国加州大学伯克利分校教授詹妮弗·杜德纳（CVC团队）合作，在《科学》杂志发表了一篇里程碑式的论文，成功解析了CRISPR/Cas9基因编辑的工作原理，并获得诺贝尔奖。2012年10月，麻省理工学院教授、博德研究所资深研究员张锋申请获得专利。

该项技术操作简便，周期短，成本低。短短几年，已成为主流的基因编辑工具，是当今生命科学领域中的一项颠覆性技术。

4►国内外领先的基因编辑公司

基因编辑的主导公司有美国Editas Medicine、Intellia Therapeutics、Sangamo Therapeutics等，目前都已经在纳斯达克上市。

5►基因编辑在育种上的应用现状

当前，中国在基因工程育种（生物育种）技术的学术和科研领域与国际企业基本保持接近水准，而产业化应用方面则与国际领先水平有较大差距，主要表现为：以科研院所为核心的育种主体产业转化少；种企研发能力弱 、技术应用少；政策监管严格。

随着全球生物育种技术不断突破，一些发达国家已进入“生物技术+人工智能+大数据信息技术”的育种4.0时代，而中国依旧处于杂交育种2.0时代向分子育种3.0时代的过渡期。因而，推动生物育种产业化、充分发挥种企市场主体地位、推动科企联动是我国追赶世界科技前沿和保障国家粮食安全的战略选择。

尤其是在资本的助推下，生物育种已经成为炙手可热的新赛道，投资机构都在抢占这步“先手棋”。2021年，基因编辑与育种企业舜丰生物获得数亿元战略投资，高通量基因芯片育种企业康普森获得融资。2022年通用型生物育种平台“博瑞迪生物”融资近亿元，齐禾生科完成逾亿元人民币种子轮融资，隆平高科战略投资德瑞特种业2.6亿人民币，并且参与投资农作物研发育种机构瑞丰生物，艾迪晶生物、百奥云等也获得数千万元天使轮融资。而这一领域的热度才刚刚开始。

6►生物育种的发展前景

随着《种业振兴行动方案》、新《种子法》的颁布及转基因品种审定政策的实施，中国种业正在进入发展变革阶段，种业发展将聚焦生物育种技术的攻关与产业化应用，未来将呈现出以下发展趋势：
➢ 我国种子市场规模约1300亿元，按照基因编辑公司30%的分成，种子基因编辑市场大约有400亿元的市场空间，足以培育一家甚至几家独角兽。

➢ 种子（芯片）不是我国的卡脖子技术，编辑种子的技术和材料（ASML的光刻机）可能会成为卡脖子技术。

➢ 美国1996年开始大规模种植转基因作物，由于产量高、抗逆性好等特点，竞争力强，目前美国种子市场80%以上都是基因编辑种子，生物育种是大势所趋，我国预计2024年大规模种植转基因作物，到2030年，中国80%以上种子或将是基因编辑种子。

➢ 2030年以后中国种子企业数量将减少80%，下降到几百家以内，大量既没有研发能力又没有销售渠道的种子企业将被淘汰出局。

在这一过程中，种业产业格局将随着不同企业种业技术的发展及兼并购发生变化，新的商业模式下的育种服务企业也将出现，我国将由种业大国逐步迈向种业强国，在此背景下，投资种业、投资基因编辑赛道可谓“正逢其时”。