轉基因種業專題報告:國際轉基因種業發展歷程的啟示

2020-07-31 未來智庫

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1、全球轉基因種子發展簡史

1.1. 科研鋪路,90 年代起轉基因種子開始啟用

1973 年,轉基因技術迎來了重大突破,兩名美國科學家首次成功地將一個生物細胞中一段基因準確地粘貼進另外一個生物細胞,將抵抗抗生素的特性從一個細菌細胞轉入了另一個原本無此特性的細菌細胞中。在 1975 的全球轉基因商討會議上,參會者最終宣布轉基因項目可以在嚴格的規章制度下進行。自此之後,全球多數的政府部門開始大力支持並推進轉基因的研究,轉基因新時代就此開始。

1980 年,美國最高法院宣布科學家可以為轉基因細菌申請專利,成為第二個對轉基因技術發展起到了強力推進的事件。此舉給了大型企業高額投入研發轉基因技術的激勵,為轉基因技術在各行各業的研究和應用做好了鋪墊。

科研突破為轉基因種子的商業化使用奠定基礎。第一個轉基因事件是 1987 年進入審批流程的西紅柿。經過 5 年的安全、環境測試,這個改變了基因序列而提高了自身硬度和保質期的西紅柿成為了美國第一個商業化的品種。1995 年,第一例自主產生殺蟲劑的轉基因作物種子被美國環境保護機構批准;1995 至 1996 年,抗蟲抗除草劑的轉基因玉米獲得種植許可。

除了提升作物的抗病蟲害能力,科學家們還研究了通過轉基因技術來提高作物的營養價值。在 2000 年,可以提高食用者維生素 A 攝取量的黃金大米問世。轉基因技術在作物上的應用逐漸廣泛,極具潛力,目前已經逐漸進入分子學領域,通過研發更新更簡單的技術來達 到作物轉基因的目的。同時,聯合國還預測在 2050 年,人類需要產出現在食物生產量的170%才可以滿足全球的需求。因此,轉基因技術的發展以及在作物中的應用有望成為完成 此目標的一項重要的工具。

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1.2. 近 20 年種植轉基因的國家數量快速增長,美國是播種面積最大國家

隨著轉基因種子技術的逐漸成熟,轉基因種子的應用也開始在全球推廣。1996 年以後, 全球種植轉基因作物的國家數量快速增長,1996 年僅有 6 個,而 2018 年已然發展至 26 個。同時,轉基因作物播種面積快速增加,2018 年全球轉基因作物播種面積達到 28.76 億畝。

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從品種結構來看,大豆、玉米、棉花、油菜是主要的轉基因種植作物,2018 年轉基因大豆、玉米、棉花的播種面積分別達到 14.39 億畝、8.84 億畝以及 3.74 億畝,佔全球總播種面積的比例分別達到 80.12%、30.33%和 83.67%。

從國家來看,美國是全球轉基因作物播種面積最大的國家,2018 年達到 11.25 億畝,佔全球轉基因播種面積的比重達到 39.12%。

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從全球來看,隨著轉基因播種面積的增加,全球轉基因種子的市場規模也在持續增加。在2005 年,全球轉基因種子的市場規模約 53 億美元,在 2017 年成長至 172 億美元。而根據 Fortune Business Insights 的行業研究顯示,2018 年全球轉基因種子的市場規模已達200.7 億美元,預計將在 2026 年底達到 302.4 億美元。展望未來,中國有望成為全球轉基因種子的重要增量市場。

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2. 轉基因核心驅動因素:研發推動性狀品種創新,種植痛點加速推廣

轉基因技術是現代農業生物科技的核心要素。轉基因作物性狀分為三代:

1) 第一代性狀主要強化抗性,比如抗蟲抗除草劑抗乾旱抗病害;

2) 第二代性狀主要提高價值,比如給作為飼料的作物種子增加營養;

3) 第三代性狀已經能夠生產超出傳統食品和纖維的藥品和產品。

目前美國允許商業化的大部分為第一代轉基因性狀,第二代性狀只有小部分得以商業化, 而第三代性狀大部分仍處於實驗室階段。而在背後推動一代又一代轉基因性狀科技創新的是持續而又雄厚的研發投入。

1982 年,第一種轉基因西紅柿被成功開發;1985 年,美國農業部批准了 4 項轉基因作物的田間試驗;1996 年,美國允許重要作物的轉基因品種開始商業化。15 年後,大部分的作物已然是轉基因種子種植而成:轉基因玉米、大豆、棉花的種植面積均佔相應品種種植面積的 90%。而美國消費者也食用了許多轉基因作物加工而成的食品。而美國主要作物的轉基因種子能如此快速的提高市場空間是因為轉基因種子解決了多年以來種植戶們遇到 的難點和痛點,比如作物蟲害、病害和難除的雜草。

2.1. 高投入研發推動性狀和品種的開發

在過去的 20 年裡,現代生物技術的創新疊加智慧財產權保護的重視使得私營企業在種子研發中獲得了越來越高的利益,種子行業也因此成為了農業生產資料中投入研究最多的領域。轉基因品種能夠快速實現商業化並且獲得種植戶的認可體現出研發才是驅動行業進步的 核心因素。

想要獲批轉基因性狀的商業化許可,田間試驗是一個非常重要的節點,也是測算正在進行中研發的比較好的一種手段。因此,許可證獲批數量的高速增長意味著高強度的研發也在不斷增加。同時,拿到田間試驗許可證並不代表一定獲得商業化許可,後續仍然需要高昂的資金投入。

美國農業部數據顯示,美國動植物健康檢測服務機構在 1985 年批准了 4 例田間試驗許可證,而 2002 年獲批的數量達到了 1194 例,此後幾年獲批的數量都在 800 例左右,最近幾年雖然逐漸下降但基本維持在 400 至 500 例之間。

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然而,即使在如此高的田間試驗數量之下,截至 2019 年,美國最終批准商業化的轉基因作物品種也只有 128 例,而截至 2019 年,一共有 21837 個轉基因性狀拿到田間試驗許可證。從田間試驗到商業化的成功率只有 0.59%,可見轉基因作物性狀獲批商業化難度和研發投入之高。

因此,研發投入是未來搶佔轉基因種子市場的基礎,在高強度的研發下才能有大量的性狀儲備,這些儲備也將最終誕生優異合格並且能夠衝出重圍最終獲得商業化批准的性狀。

2.1.1. 研發投入組成:資金投入+時間投入

轉基因種子的壁壘主要體現在其高額的研發投入和漫長的科研周期上。

首先,開發出一例最終能夠商業化的轉基因性狀耗資巨大。根據 Phillips McDougall 研究的孟山都、杜邦、拜爾、先正達、BASF 和陶氏的數據顯示,在 2008 年至 2012 年之間的一個轉基因植物生物科技性狀的發現、開發和最終獲批的平均成本是 1.36 億美元。其中發現這個性狀的成本佔比最高,約 22.8%。其次是調整性狀至最佳性能和田間試驗,分別佔比約 20.8%和 20.6%。然而若綜合來看,為了符合政府合規要求的成本一共為 3510 萬美元, 佔比總成本約 25.8%。

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同時,隨著科技的進步以及找出優秀轉基因性狀困難程度的增加,研發投入的各項成本佔比也會逐漸地發生改變。通過研究 6 家種子公司為了成功開發出一例能夠最終商業化的轉基因性狀而在發現階段評估過的平均性狀數量顯示,2008-2012 年之間發現階段評估過的平均性狀數量遠遠的超過了 2002 年的數量,這體現出了持續發現優秀轉基因性狀的難度逐步提升,預計未來難度還將繼續提升。這也意味著性狀的發現成本不斷提高,後續加入轉基因研究的機構將必須持續投入更多的研發資金才有希望趕上已經擁有多年研發累積 的機構。然而,雖然性狀的發現成本不斷提高,但是隨著科技進步帶來的高效率大幅減少了選育生產試驗中所需要評估的平均性狀數量,代表著這個階段所需投入的研發成本逐步減少,預計未來還將繼續下降。這標誌著研發實力不夠的機構可以通過承包難度和成本投入逐漸減少的選育生產試驗來輔助實力強勁的大機構,從而在轉基因種子產業鏈內分得一杯羹。

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其次,開發出一例最終能夠商業化的轉基因性狀還有漫長的時間成本。從趨勢上來看,轉基因性狀的總體研發時長呈上升趨勢。然而,讓研發變得更耗時的一個重要原因是註冊和合規階段所需要的時間大幅提升。從 2002 年的 44.5 個月上升至 2011 年的 65.5 個月,體現出了政策對轉基因商業化進程的影響。其次,調試基因至最佳以及選育生產試驗的耗時 分別增加了 14.8 個月和 10 個月。而總發現階段所需的時間則減少了 8.6 個月。隨著篩選和發現新性狀的效率提升,雖然需要評估的性狀數量增加,但是總體耗時縮短;由於最終篩選出的性狀數量增加,調試基因所需要的時間相應增加;而選育生產試驗由於性狀所需要克服的問題難度逐漸提升,因此評估數量的減少並未減少此階段的耗時,反而呈上升趨勢。

除去政策因素,可以預測這個趨勢或將在轉基因性狀的研發過程中持續:發現性狀的速度逐步下降,調試以及選育合適品種的時間逐步提升。

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需要注意的是,總時間並不代表一個轉基因性狀研發所需要的真正時間,因為在研發過程中的多個階段可以同時進行。因此,從國際轉基因種子企業的實際研發時間來看,一個作物轉基因性狀從發現到最終商業化的平均時間是 13.1 年。分品種來看,玉米性狀平均耗時12 年,大豆 16.3 年,棉花 12.7 年,油菜 11.7 年。

雖然一個性狀的商業化的平均時間是 13.1 年,但不同的性狀之間差異化極大,有的性狀從項目開始到結束耗時僅僅 7 年,而有的性狀耗時 24 年,不同的性狀商業化的難度也因此產生變化。然而,從整體研發時間的趨勢來看,儘管一個性狀研發的總體耗時從 232 個月提升到了 268 個月,實際研發耗時卻在不斷的下降,體現出公司的整體研發效率和項目協調管理能力在不斷的提高。隨著公司管理能力的不斷提升和科技發展的進步,未來轉基因性狀的研發時間有望逐步縮短。

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2.1.2. 目前主要研發陣地:玉米+大豆,抗蟲+抗除草劑

不同作物轉基因性狀研發的投入也不同。絕大多數的田間試驗許可證批准給了主要作物如 玉米和大豆。截至 2019 年,玉米性狀田間試驗許可總供獲批 9723 例,大豆 2915 例。而從 1987 年至 2019 年所有作物獲得田間試驗許可證的總數為 21837 例,玉米和大豆佔比57.87%。

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從最終獲得商業化的性狀來看,128 例獲批的商業化性狀中,玉米有 46 例,大豆 24 例, 玉米和大豆佔比總量的 54.69%。可以看出,玉米和大豆的轉基因性狀一直都是研發的必爭之地,預計將持續受到各個研究機構的高度重視。

若從轉基因性狀的特性來看,抗除草劑和抗蟲佔據著主導地位。截至 2013 年,抗除草劑和抗蟲特性的田間試驗許可證分別為 6772 例和 4809 例,佔比總數的 40.59%。

從最終獲得商業化的性狀來看,128 例獲批的商業化性狀中,抗除草劑特性和抗蟲特性居多,也有減少木質素、高賴氨酸等功效。這代表著大量的研發投入集中在了第一代轉基因性狀(抗蟲抗除草劑)之中,並且第一代轉基因性狀的科研水平已經相對成熟。然而,根據獲批田間試驗許可證的性狀分布來看,第二代轉基因性狀(提高性能質量)以及第三代轉基因性狀(成為藥品)的儲備已經十分豐富;雖然市場上批准商業化的性狀少於抗蟲抗除草劑,但是隨著科技的進步,第二代第三代性狀的發展速度或將加速,並且未來的發展以及市場應用空間非常廣闊。未來的轉基因性狀研發趨勢或將朝著第二代以及第三代轉基因性狀逐漸邁步。

2.2. 解決種植痛點迅速提高了市場佔有率

2.2.1. 轉基因種子在美國的市佔率推進迅速

在 1996 年轉基因種子剛開始推動時,美國主要作物種植總面積為 20.26 億畝,其中玉米種植面積為 4.81 億畝,大豆 3.90 億畝,棉花 0.89 億畝。在 1996 年,轉基因玉米種植面積為玉米總面積的 4.4%,轉基因大豆為大豆總面積的 7.4%,轉基因棉花為棉花總面積的 16.8%,而三種作物的轉基因種植面積只佔美國作物總面積的 3.21%。

隨著轉基因的持續推廣,截至 2019 年,美國主要作物種植總面積為 18.78 億畝,其中玉米種植面積為 5.57 億畝,大豆 4.86 億畝,棉花 0.83 億畝。而 2019 年轉基因玉米種植面積為玉米總面積的 92%,轉基因大豆為大豆總面積的 94%,轉基因棉花為棉花總面積的 98%, 三種作物的轉基因面積已經達到美國作物總面積的 55.93%。

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自 1996 年商業化以來,分品種來看推進速度,轉基因玉米種子耗時 5 年市佔率達到 25%, 10 年達到 52%,12 年達到 73%,18 年達到 90%;轉基因大豆種子 5 年市佔率達到 54%,7 年達到 75%,12 年達到 91%;轉基因棉花種子 5 年市佔率達到 61%,8 年達到 73%,15 年達到 93%。

2.2.2. 蟲害和雜草問題加速了轉基因種子的推廣

從三種作物不同性狀特性的推廣來看,抗蟲棉花在商業化第一年中市佔率最高,抗除草劑大豆的總體推廣速度最快,抗蟲玉米推廣速度略慢於抗蟲棉花但是提升速度相對平均。而導致不同性狀特性的不同推廣速度的原因是它們各自受到蟲害和雜草侵害的程度不同,給種植戶帶來的損害不同,有效的性狀特性推出的時間點也不同。

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在轉基因技術尚未商業化前,美國棉花種植戶面臨的最嚴峻的挑戰是蟲害。在蟲害中,棉鈴蟲是長久以來對棉花造成損失的主要害蟲。

1979 年,美國喬治亞州 33%的作物便嚴重毀於蟲害,其中因棉鈴蟲而造成的損失為 10%。即使通過害蟲防治和農藥噴灑,1996 年抗蟲棉花商業化前,美國棉花種植戶仍然受到了極大的蟲害損失。1995 年,蟲害導致全美棉花收穫減少 4%,直接經濟損失超 2.5 億美元。這也是 1996 年抗蟲棉花種子剛一推出便達到了總棉花種植面積 14.6%的主要原因。拿亞利桑那州為例,1996年使用了抗蟲棉花後,由蟲害導致的直接經濟損失大幅減小。

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大豆種植戶的痛點是雜草。愛荷華州立大學研究顯示,大豆成長分為 V1-V6 共 6 個階段, 雜草在 V2-V3 階段就開始搶佔大豆的養分,若不做好除草工作,雜草可以使 V2 階段後的大豆每天減產 1%。但使用除草劑不僅會除草,還會對大豆產生一定的影響,因此,1996 年抗除草劑大豆推出後解決了多年來種植戶的痛點並快速的搶佔了市場,1997 年推廣面積較 1996 年增長 130%,1998 年較 1997 年增長 159%。

反觀玉米,玉米的病蟲害問題更多的是局部性的,並沒有遍及全美國,且不同地區有不同的蟲害。因此,推動抗蟲玉米的是不同節點推出的不同性狀特性:1996 年推出的是抗歐洲玉米螟的玉米種子,2003 年推出了抗玉米根蟲的品種,2010 年推出了抗玉米耳蟲的品種。隨著新性狀特性的持續推出,抗蟲玉米的市佔率也逐年穩步提高。

2.2.3. 能同時解決多個痛點的轉基因性狀終將佔領市場

從不同的轉基因性狀特性來看,雙抗乃至多抗的性狀特性在市場上快速的佔據了絕對主導地位。從美國經驗來看,抗蟲抗除草劑玉米種子在 2000 年市佔率僅有 1%,而在 2018 年市佔率已經達到 80%,市佔率提升速度極快。同樣,抗蟲抗除草劑棉花種子在 2000 年市佔率為 20%,在 2019 年上漲至 89%,市佔率提升趨勢與雙抗玉米基本相同。而雙抗大豆種子尚未商業化,因此抗除草劑大豆獨佔市場。

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3. 轉基因技術對種業行業的影響

隨著轉基因種子從美國逐漸擴散至全球,種植產業鏈發生了變化。轉基因種子公司和種植戶的生態環境均發生了改變。當美國在 1996 年第一次允許轉基因種子的銷售後,種植戶們較為快速的接受了這項新科技,因為他們相信此技術可以提高綜合種植收益、節省時間和減少化學劑的使用量。轉基因種子公司也因為種子價格的提升疊加智慧財產權的保護(種植戶法律上不允許自己留種子)而得到了豐厚的回報。

3.1. 轉基因種子給種子價格帶來的變化

橫看美國玉米和大豆種子的價格發展,我們發現:

Ø 1975 年至 1996 年,玉米大豆種子價格增速基本保持平穩。

Ø 1996 年轉基因種子商業化後,玉米大豆種子價格增長迅速,原因在於轉基因種子快速搶佔了種子市場大量份額,且轉基因種子的定價權比傳統種子要高。

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轉基因種子的價格包含了研發、生產、市場推廣和分銷成本,也必須保障種植戶的購買意願以及種植總收益。同時,不同作物的轉基因種子價格因為競爭環境不同而有所差異。比如轉基因玉米種子的研發主要依賴企業和私立機構,因此定價權較高;而小麥轉基因種子的研發主要由政府和公立機構來開展,使得定價權低,也導致目前尚未出現商業化的轉基因小麥種子。

自 1996 年轉基因種子開始商業化起,種子價格增長速度提升。在 2001 年至 2010 年之間, 轉基因大豆和玉米種子的真實價格提高了 50%,而轉基因棉花種子的價格增長速度更快。同時,轉基因種子價格相比傳統種子始終擁有溢價且價格增長速度要高於傳統種子,這是因為轉基因種子的附加值高、技術費高、市佔率高、種植戶需求高。

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3.2 轉基因種子給種植戶帶來的變化

根據美國農業部研究顯示,自轉基因種子商業化後,種植戶表示轉基因種子給他們帶來的主要價值是提高產量,其次是減少殺蟲劑的使用、減少管理田地時間、將其他環節(耕地方式)簡單化。

首先,使用抗蟲性狀種子將通過保護作物免受害蟲侵害來提高產量。在 1996 年抗蟲玉米種子商業化前,玉米螟通過殺蟲劑才能得到局部的控制,而殺蟲劑的成本和使用殺蟲劑的時間成本對種植戶造成了負擔;甚至有些種植戶寧可接受 30 到 220 公斤/公頃的產量損失,也不願意用產出投入比不確定的殺蟲劑。而 1996 年後,使用抗蟲玉米種子的種植戶大幅減少了殺蟲劑的成本並提高了產量。

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隨著抗蟲玉米種子的發展,它給種植戶帶來的產量提高也在增加。在 1996 年,抗蟲玉米種子只能抵抗玉米螟,在 2010 年已經可以同時抵抗玉米螟、玉米根蟲和玉米耳蟲,而多重的抵抗進一步提高了玉米的產量。

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其次,抗蟲種子為種植戶減少殺蟲劑使用量。在 1996 至 2017 年之間,美國玉米和棉花種植時殺蟲劑使用量下降 80%。在局部地區,抗蟲種子的普及有效的壓制了當地害蟲的數量, 不單單使用抗蟲種子的種植戶受益,未使用抗蟲種子的種植戶同樣受益。抗蟲種子的使用有望進一步降低殺蟲劑的使用。

同時,美國開始越來越重視免耕種植(no-till farming),這種形式的好處在於為土壤提供了良好的保護,使其免受侵蝕,並有助於為新作物保留水分。免耕種植是一種農業技術, 用於種植農作物或牧場,不會通過耕種(翻土)幹擾土壤,最終通過省汽油省時間提高土地肥沃程度來為種植戶帶來更高的收益。美國農業部也在大力推進免耕種植,而抗除草劑種子的普及提高了免耕種植的使用率。

4. 我國轉基因發展簡史:病蟲害推動轉基因開放進程

4.1. 病蟲害推動轉基因棉花和番木瓜產業化

歷史來看,我國總共有四次發放農作物的轉基因生物安全證書:1)1997 年發放的耐貯存番茄和抗蟲棉轉基因生物安全證書;2)1999 年發放的改變花色矮牽牛和抗病辣椒(甜椒、線辣椒)轉基因生物安全證書;3)2006 年發放的抗病番木瓜轉基因生物安全證書;4)2009 年發放的抗蟲水稻華恢 1 號、抗蟲水稻 Bt 汕優 63、轉植酸酶基因玉米 BVLA430101 轉基因生物安全證書。但是,2009 年發放的抗蟲水稻和轉植酸酶基因玉米並未產業化。

和 20 世紀 80 年代的美國相似,我國轉基因進程加速也與病蟲害有關。以產業化較高的棉花和番木瓜為例:

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1) 棉花:20 世紀 90 年代,我國棉鈴蟲害暴發,全國範圍內出現「棉荒」。當時運用大量的農藥防控棉鈴蟲,但是效果不佳,且加量農藥導致環境汙染問題、人畜農藥中毒問題。種植有抗蟲性的轉基因棉花,成了當時唯一選擇。以中國農業科學院棉花研究所為代表的科研單位加快轉基因種子的研發。中國農業科學院棉花研究所郭三堆的項目於 1992 年啟動,1994 年技術研發獲得成功,1995 年獲得專利,1997 年抗蟲性轉基因棉花獲得安全證書,抗蟲棉被允許用於產業化生產。

2) 番木瓜:番木瓜容易感染番木瓜環斑病毒(英文縮寫PRSV),該病毒可直接導致番木瓜產量和品質嚴重下降,市場價值降低。我國華南農業大學科研人員在國內率先進行抗 PRSV 轉基因番木瓜的基因工程研究,將我國華南地區 PRSV 的優勢株系 YS 的複製酶基因轉化入了番木瓜植株,獲得了高抗的轉基因品系——華農 1 號,並於 2006 年獲得在廣東省應用的安全證書。

4.2. 草地貪夜蛾對於玉米的危害

草地貪夜蛾對於玉米各部位均有損害,成蟲和幼蟲均能將一月內的玉米幼苗沿著基部切斷。幼蟲以葉、花穗、果實為食。作物受到危害之後,其產量至少會下降 20%左右,嚴重的時候還會導致顆粒無收。

草地貪夜蛾已經對我國玉米種植造成影響。草地貪夜蛾冬季在華南和西南地區定殖,2020 年 3 月份發生縣數已經接近去年 5 月初水平,總體發生時間比去年早 2 個月左右,加之近期境外蟲源遷入量上升。根據綏寧縣農業農村水利局報導,預計隨著氣溫的逐步回升,受境內外蟲源疊加影響,華南和西南地區發生程度會有所加重;受西南氣流影響,成蟲向北遷飛抵達長江流域。根據 2020 年 5 月底數據統計,草地貪夜蛾已在我國 17 個省份的 720個縣發生 268 萬畝,累計防治 387 萬畝次。田間發生仍以長江流域及其以南為主,雲南、廣西、廣東、海南、貴州、江西等地佔總發生縣數 89.6%; 5 月以來江南、江淮發生縣數和面積增加明顯,湖南、江西、浙江、湖北、重慶、安徽、江蘇、上海新增 68 個縣見蟲, 佔總增加總縣數的 81.0%。

我們認為,草地貪夜蛾對於玉米種植影響較大,普通防控措施難以達到良好效果,或推動轉基因玉米相關政策落地。

5. 我國轉基因商業化有望加速,龍頭公司將受益

5.1. 我國轉基因玉米和大豆等待商業化落地,推動我國種子行業步入發展新時代

2019 年 12 月 30 日,農業農村部發布公示將擬批准頒發農業轉基因生物安全證書給 192 個轉基因植物品種。其中有兩例轉基因玉米種子,北京大北農生物技術有限公司申報的適合北方春玉米區的「DBN9936」,以及杭州瑞豐生物科技有限公司和浙江大學申報的適合北方玉米區的「雙抗 12-5」。

我們認為,此次再次公告兩例玉米和一例大豆轉基因作物品種與 2009 年有本質不同:

1) 社會環境不同,社會對轉基因的認識趨於成熟。當前來看,經過十餘年的國民教育, 社會對於轉基因的反對聲音已經越來越少。我國轉基因作物商業化的輿論壓力已經比十年前大大減弱。

2) 技術水平不同,我國轉基因育種技術有了較大進步。2009 年推出的轉基因作物品種其實際商用價值並不大,但是經過十年的發展,我國轉基因育種技術有了長足的發展。2019 年 2 月大北農旗下的轉基因大豆轉化事件DBN-09004-6 獲得阿根廷政府的正式種植許可, 該轉基因大豆產品具備草甘膦和草銨膦兩種除草劑抗性。這是中國公司研發的轉基因種子首次在國際上獲得種植許可,表明了中國轉基因育種技術已經進入國際水平。

3) 產業環境不同,我國農業生產效率亟需抬升。根據中美貿易磋商的初步協定,中國未來將對美國農產品的進口增加至 400-500 億美元。國內農業生產面臨的競爭壓力加大,我國必須大力提升國內糧食的生產效率和競爭力。轉基因種子作為農業育種的先進技術,對於國內生產效率的提升至關重要。

因此,我們認為,此次推出的轉基因玉米和大豆作物品種未來商業化應用前景可觀,我國轉基因玉米和大豆的商業化進程有望加速!

正常情況下,轉基因生物安全證書的申請需要五個階段,目前來看,此次公示後若無異議則會順利拿到兩例轉基因玉米和一例轉基因大豆的轉基因生物安全證書,下一步則是要看政策是否允許商業化。

轉基因種業專題報告:國際轉基因種業發展歷程的啟示

若轉基因性狀允許商業化之後,則進入作物種子新品種上市的審批流程,在品種試驗階段需要進行不少於兩個生產周期的區域試驗和和不少於一個生產周期的品種試驗,以及進行品種特異性、一致性和穩定性測試,這個階段需要時間較長。

若未來轉基因玉米或大豆品種順利推進,有望在 1-2 年內獲得可商業化的品種。

轉基因種業專題報告:國際轉基因種業發展歷程的啟示

與傳統的雜交育種相比,轉基因育種效率更高,且能夠實現跨物種的基因流動,其生產出優質品種的能力更強。從歷史來看,轉基因種子在抗性、品質、產量方面往往都具有優勢, 其價格也較高。我們認為,轉基因種子商業化:

1) 將使得未來種子的價值大大提升。我國種子有望在抗性、作物品質乃至產量方面得以提升,從而使得種子在生產中能夠創造的價值提升。

2) 種子將迎來全面的產業升級以及加速集中。轉基因育種技術壁壘高、研發投入大,將使得頭部企業的品種競爭優勢進一步凸顯,加速行業集中度將提升,行業競爭格局有望大大優化。

根據前瞻產業研究院的數據:引入一個新的轉基因性狀的平均研發和法律成本合計為 1.36 億美元,其中為了滿足監管而需付出的法律成本佔比 26%。引入一個新的轉基因性狀平均耗時高達 234 個月。其中,基因獲取費時最長,達到 53.9 個月;註冊和法律成本費時其次,需要 48.8 個月。

從美國經驗來看:

1) 轉基因時代,種子價格將大幅提升。根據 Phillips Mcdougall 統計,在轉基因技術應用之前,美國的玉米種子價格的年複合增長率僅 4.8%,而 1996 年轉基因技術商業化之後, 玉米種子價格的年複合增長率高達 23.8%,並且,轉基因品種中,技術含量更高、功能更豐富的疊加性狀種子定價也高於單一功能的抗蟲(或抗除草劑)性狀種子。

2) 行業集中度大幅提升。從全球來看,藉助轉基因種子的優勢,孟山都、陶氏杜邦等企業迅速做大,2017 年孟山都、陶氏杜邦和先正達的全球市佔率分別為 29%、21%和 7%,CR3 合計約 57%。

5.2 百億轉基因玉米市場規模,有望為上市公司帶來高業績彈性

若我國未來轉基因玉米種子商業化順利落地,我國單位面積玉米種子費用有望向美國靠攏。2016 年美國每公頃種子費用 1618.42 元,約每畝 108 元。假設未來穩定狀態下玉米播種面積維持在 6 億畝,以每畝用種成本 100 元/畝計算,則我國未來轉基因玉米種子終端市場空間有 600(100*6=600)億元。假設,出廠價格是終端價格的 60%,則出廠口徑的玉米種子市場空間有 360 億元

若轉基因種子商業化,隨著種子價值的抬升以及行業競爭格局的持續優化,我國種子價格提升,同時利潤率也將持續提升。根據孟山都數據來看,其玉米種子和大豆種子利潤率較高,其玉米種子毛利率維持在 60%左右,大豆種子毛利率於 2017 年起已經超過 70%。假設我國未來轉基因玉米種子的利潤率能夠達到 30%的水平,則我國玉米種子利潤空間將突破100 億元。

轉基因種業專題報告:國際轉基因種業發展歷程的啟示

根據我們以上測算,未來我國轉基因玉米種子市場收入空間 360 億元,利潤空間約 100 億元,是一片大藍海。從國內競爭格局來看,大北農在轉基因研發和技術儲備方面業內領先, 已率先獲得了第一批的轉基因玉米的安全證書,先發優勢已經具備。

我們假設,未來中性市場佔有率達到 20%,則其在轉基因玉米市場可以獲得收入空間約 72億元,利潤空間近 22 億元。

轉基因種業專題報告:國際轉基因種業發展歷程的啟示

6、重點企業分析(詳見報告原文)

隆平高科:國內種業絕對龍頭,轉基因技術儲備豐富。

大北農:國內領先的轉基因育種企業,養殖主業進入利潤增長期

荃銀高科:業務質地好,背靠中化和先正達,有望實現躍進式發展

登海種業:國內領先的玉米種子龍頭,傳統品種儲備豐富。

……

(報告觀點屬於原作者,僅供參考。報告來源:天風證券)

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