作者 | 王耐
編輯 | 石亞瓊（郵箱：syq@36kr.com）
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高科技作物育種企業(yè)北京邁澤裕豐生物科技于2021年8月成立。經(jīng)過(guò)不到一年的發(fā)展，邁澤裕豐通過(guò)大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和分子設(shè)計(jì)育種等手段提高育種效率，目前已搭建DH生產(chǎn)平臺(tái)，預(yù)生產(chǎn)40000自交系，鑒定到超1000主效QTL，又獲IDG資本的天使投資加持。
中國(guó)糧用中國(guó)種是大勢(shì)所趨，2021年末，第十三屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第三十二次會(huì)議審議通過(guò)了種子法修改決定，規(guī)定中提到要鼓勵(lì)種子企業(yè)充分利用公益性研究成果，培育具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種，要開(kāi)展主要糧食作物、重要經(jīng)濟(jì)作物育種攻關(guān)，建立以市場(chǎng)為導(dǎo)向、利益共享、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)的產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的種業(yè)技術(shù)創(chuàng)新體系。種子法的相關(guān)修改規(guī)定為中國(guó)種的創(chuàng)新研發(fā)提供了法律保障。
國(guó)家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，2021年全國(guó)玉米播種面積達(dá)6.50億畝，比上年增加3090萬(wàn)畝，增長(zhǎng)5.0%，玉米產(chǎn)量5451億斤，比上年增加238億斤，增長(zhǎng)4.6%。在生產(chǎn)端，播種面積和產(chǎn)量較同期都有增長(zhǎng)，玉米規(guī)?；a(chǎn)前景看好。
在下游消費(fèi)端，玉米主要包括飼料消費(fèi)、工業(yè)消費(fèi)與食用等其他消費(fèi)。根據(jù)中商情報(bào)網(wǎng)數(shù)據(jù)，2020年飼料消費(fèi)在玉米消費(fèi)中的占比在71%，其次為工業(yè)消費(fèi)，占比約24%；而食用等其他消費(fèi)占比較小，約為5%。
種質(zhì)資源問(wèn)題
然而，在玉米規(guī)?；a(chǎn)上，種植成本高、種質(zhì)資源少、創(chuàng)新能力不足等問(wèn)題仍然存在。所以育種創(chuàng)新問(wèn)題，成為玉米產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展的關(guān)鍵所在。
就中國(guó)玉米市場(chǎng)規(guī)模來(lái)講，科迪華、拜爾、先正達(dá)、德國(guó)KWS、利馬格蘭五家國(guó)際育種企業(yè)龍頭市占比在10%左右，隆平高科、墾豐種業(yè)、登海種業(yè)等國(guó)內(nèi)十強(qiáng)占比在18%左右。
目前國(guó)內(nèi)種子企業(yè)仍存在育種能力較低、規(guī)模小、組織效率低、測(cè)試質(zhì)量差等問(wèn)題，63%的品種出自科研單位。擁有研發(fā)創(chuàng)新能力的國(guó)內(nèi)種子企業(yè)不到總數(shù)的1.5%，絕大部分企業(yè)研發(fā)投入僅占其銷售額的1%。種子研發(fā)，既是難點(diǎn)也是痛點(diǎn)。較低的市場(chǎng)集中度，為新興玉米種質(zhì)資源研發(fā)企業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)。
玉米育種研發(fā)目前存在的痛點(diǎn)有以下幾點(diǎn)，比如種質(zhì)資源狹窄，更新周期長(zhǎng)；DH等育種技術(shù)應(yīng)用效率低，無(wú)法快速創(chuàng)造種質(zhì)資源；田間測(cè)試體系信息化程度低，人工數(shù)據(jù)采集誤差大；育種決策主要依賴于育種家主觀判斷，未使用全基因組選擇等先進(jìn)技術(shù)；基因編輯、基因型篩選、轉(zhuǎn)基因等技術(shù)應(yīng)用門(mén)檻高，未得到廣泛使用。
邁澤裕豐就目前的玉米育種問(wèn)題，在借鑒華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)院士研究的基礎(chǔ)上，提出并采用了國(guó)際先進(jìn)的5G育種方案。公司創(chuàng)立之初已搭建基因型和環(huán)境及其互做模型的規(guī)范試驗(yàn)落實(shí)（Genotype and phenotype database and model），同時(shí)對(duì)表型數(shù)據(jù)進(jìn)行了相關(guān)的采集和管理。2022年通過(guò)數(shù)據(jù)建模進(jìn)行首次預(yù)測(cè)。2023年后，將通過(guò)自主研發(fā)和科企合作，基于DH分離群體挖掘調(diào)控各個(gè)玉米重要表型性狀的遺傳位點(diǎn)和關(guān)鍵基因，搭建3G，用于篩選資源和編輯資源。2024年公司計(jì)劃利用分子設(shè)計(jì)育種，聚合高產(chǎn)、抗性等基因，以提高產(chǎn)量和品質(zhì)。未來(lái)隨著更多基因認(rèn)知，嘗試通過(guò)基因編輯（Gene editing），實(shí)現(xiàn)5G育種。
5G育種方案
通過(guò)數(shù)字化模型的驅(qū)動(dòng)，從組材到最后產(chǎn)品輸出，整個(gè)育種循環(huán)周期可縮短至三年，對(duì)比下傳統(tǒng)周期在6-8年左右。在采訪中，公司提到，邁澤裕豐與鐵嶺旭日簽訂了DH生產(chǎn)合作協(xié)議，并搭建了快速育種體系（Fast Breeding），從組材到自交系生成，時(shí)間從一年可縮短至6個(gè)月。通過(guò)GS可將后期工作縮短1年左右，整個(gè)測(cè)配階段節(jié)約了近2到3年左右。
邁澤裕豐在甜玉米選育將利用現(xiàn)有的快速育種技術(shù)，預(yù)計(jì)甜玉米在2023年出售。除了甜玉米，在飼料玉米上，公司預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年內(nèi)快速推出新品種面市。
育種周期縮短、效率提高
2022年的發(fā)展方向主要有以下幾點(diǎn)。
一是知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系的搭建。目前公司從世界范圍及國(guó)內(nèi)不同生態(tài)區(qū)收集了優(yōu)異種質(zhì)超1000份。利用5G+DH+快速育種的方案，在未來(lái)五年公司將申請(qǐng)500份新品種權(quán)。公司計(jì)劃2022年底全面更換測(cè)驗(yàn)種，創(chuàng)立自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的新育種體系。
二是穩(wěn)定健全測(cè)試網(wǎng)絡(luò)。公司計(jì)劃在新疆，東華北等春玉米區(qū)域建立完善的初級(jí)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)和在經(jīng)銷商層面建立產(chǎn)品交互網(wǎng)絡(luò)。
三是種質(zhì)資源改良體系的建立。繼續(xù)合規(guī)引進(jìn)外源種質(zhì)，擇優(yōu)并入資源改良計(jì)劃。
公司還計(jì)劃與先正達(dá)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)等外源性狀公司合作轉(zhuǎn)育現(xiàn)有資源，為抗蟲(chóng)玉米市場(chǎng)儲(chǔ)備玉米品種，與其它具有抗逆和高品質(zhì)性狀的科研機(jī)構(gòu)或公司合作，每年參與2個(gè)以上的性狀轉(zhuǎn)育工作。
采訪中，邁澤裕豐創(chuàng)始人張長(zhǎng)征提到，30%-40%左右含水量的玉米秋收之后很容易發(fā)霉，為了減少農(nóng)民損失，玉米的機(jī)收進(jìn)程需要提前，這就需要縮短玉米的成熟期。解決玉米的早熟問(wèn)題，成為推動(dòng)張長(zhǎng)征外出創(chuàng)業(yè)的一大動(dòng)力。比如就東北平原而言，玉米完熟期需要提前至9月20-25日，10月初收獲水份在22-28%。
除了早熟，穩(wěn)產(chǎn)、耐密、抗倒也是邁澤裕豐玉米種子的優(yōu)質(zhì)所在。除了種質(zhì)上的優(yōu)勢(shì)，邁澤裕豐的玉米種子屬于環(huán)境友好型品種，可節(jié)約播種、耕作時(shí)的水肥和能源使用。
育種資源的優(yōu)勢(shì)和研發(fā)創(chuàng)新并非是一蹴而就的，對(duì)此張長(zhǎng)征提到了玉米育種要關(guān)注體系建設(shè)和數(shù)據(jù)的完整真實(shí)性。他表示，如果只是看哪個(gè)品種賣得好，然后去改良，是很被動(dòng)的。作為一家創(chuàng)新育種公司，需要不斷豐富自己的種子庫(kù)，通過(guò)模型的迭代和優(yōu)化，重復(fù)評(píng)估GS數(shù)據(jù)，拓展認(rèn)識(shí)邊界，搭建完整的育種體系。而且好壞數(shù)據(jù)都要看，只有基于真實(shí)、完整的基因型數(shù)據(jù)做出的預(yù)測(cè)，才能幫助企業(yè)以應(yīng)對(duì)未來(lái)不同形勢(shì)的變化，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。
基因組智能育種成為數(shù)字化時(shí)代的大勢(shì)所趨，邁澤裕豐的發(fā)展目標(biāo)是成為一家BT+BD+AI技術(shù)融合育種研發(fā)型企業(yè)。在王向峰、才卓發(fā)表的論文《中國(guó)種業(yè)科技創(chuàng)新的智能時(shí)代—“玉米育種4.0”》中也提到，伴隨人類社會(huì)步入互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能“三位一體”的時(shí)代，作物育種已進(jìn)入4.0 階段。此階段的核心是大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的基因組智能設(shè)計(jì)育種，通過(guò)育種大數(shù)據(jù)與人工智能決策，實(shí)現(xiàn)輔助育種家精準(zhǔn)篩選玉米優(yōu)良親本組合，快速創(chuàng)制玉米優(yōu)良自交系，有效地縮短育種周期，提高育種效率，降低育種成本。
玉米育種4.0商業(yè)模式
在育種的數(shù)字化轉(zhuǎn)型上，目前邁澤裕豐已搭建DH生產(chǎn)平臺(tái)，預(yù)生產(chǎn)超過(guò)40000自交系，開(kāi)展30000多個(gè)小區(qū)試驗(yàn)，對(duì)56個(gè)重要農(nóng)藝性狀開(kāi)展數(shù)量性狀基因定位，鑒定到超1000主效QTL，初步建立不同雜優(yōu)模式的GS模型。同時(shí)公司被授權(quán)使用抗蟲(chóng)基因，花粉數(shù)量基因，籽粒脫水基因等，
在許可協(xié)議上，與北京愛(ài)科農(nóng)，新疆聚農(nóng)匯，寧夏德匯農(nóng)業(yè)，廣州華創(chuàng)農(nóng)業(yè)，酒泉神農(nóng)農(nóng)業(yè)科技，廈門(mén)華泰五谷、黑龍江倉(cāng)皓農(nóng)業(yè)等多家企業(yè)簽署合作協(xié)議并獲得許可收益。
目前公司欲在不同生態(tài)區(qū)投入約600-700萬(wàn)研發(fā)費(fèi)用。隨著項(xiàng)目的拓展、預(yù)估能力的增強(qiáng)，單個(gè)項(xiàng)目成本在未來(lái)可能會(huì)降低到300-400萬(wàn)左右。
目前公司組建了育種團(tuán)隊(duì)、測(cè)試團(tuán)隊(duì)、運(yùn)營(yíng)團(tuán)隊(duì)、生物技術(shù)信息團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)還在有機(jī)地成長(zhǎng)中。
關(guān)鍵詞：
