全球转基因种业发展分析报告

全球转基因种业发展分析报告2020年8月

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除草剂和抗虫特性的田间试验许可证分别为67724809例，占比总数的40.59%。9图：截至2013年不同性状特性获批田间试验许可证数量68676772抗除草剂抗虫提高质量提高性能其他480951904896资料来源：美国农业部，市场研究部从最终获得商业化的性状来看，128例获批的商业化性状中，抗除草剂特性和抗虫特性居多，也有减少木质素、高赖氨酸等功效。这代表着大量的研发投入集中在了第一代转基因性状（抗虫抗除草剂）之中，并且第一代转基因性状的科研水平已经相对成熟。然而，根据获批田间试验许可证的性状分布来看，第二代转基因性状（提高性能质量）以及第三代转基因性状（成为药品）的储备已经十分丰富；虽然市场上批准商业化的性状少于抗虫抗除草剂，但是随着科技的进步，第二代第三代性状的发展速度或将加速，并且未来的发展以及市场应用空间非常广阔。未来的转基因性状研发趋势或将朝着第二代以及第三代转基因性状逐渐迈步。2.2.解决种植痛点迅速提高了市场占有率2.2.1.转基因种子在美国的市占率推进迅速在199620.264.81亿亩，大豆3.900.89亿亩。在1996年，转基因玉米种植面积为玉米总面积的4.4%7.4%16.8%，而三种作物的转基因种植面积只占美国作物总面积的3.21%。201918.785.57亿亩，大豆4.860.832019年转基因玉米种植面积为玉米总面积的92%，转基因大豆为大豆总面积的94%，转基因棉花为棉花总面积的98%，三种作物的转基因面积已经达到美国作物总面积的55.93%。图：转基因种子在美国市占率变化（单位：）1009080706050403020100转基因玉米转基因大豆转基因棉花资料来源：美国农业部，市场研究部10自1996年商业化以来，分品种来看推进速度，转基因玉米种子耗时5年市占率达到25%，10年达到52%12年达到73%1890%；转基因大豆种子5年市占率达到54%775%1291%；转基因棉花种子5年市占率达到61%873%15年93%。2.2.2.虫害和杂草问题加速了转基因种子的推广从三种作物不同性状特性的推广来看，抗虫棉花在商业化第一年中市占率最高，抗除草剂大豆的总体推广速度最快，抗虫玉米推广速度略慢于抗虫棉花但是提升速度相对平均。而导致不同性状特性的不同推广速度的原因是它们各自受到虫害和杂草侵害的程度不同，给种植户带来的损害不同，有效的性状特性推出的时间点也不同。图：美国主要作物转基因性状的特性占比其总种植面积（单位：）1009080706050403020100抗除草剂玉米抗虫玉米抗虫棉花抗除草剂棉花抗除草剂大豆资料来源：美国农业部，市场研究部在转基因技术尚未商业化前，美国棉花种植户面临的最严峻的挑战是虫害。在虫害中，棉铃虫是长久以来对棉花造成损失的主要害虫。1979年，美国乔治亚州33%的作物便严重毁于虫害，其中因棉铃虫而造成的损失为10%。即使通过害虫防治和农药喷洒，199619954%2.51996年抗虫棉花种子刚一推出便达到了总棉花种植面积14.6%那州为例，1996年使用了抗虫棉花后，由虫害导致的直接经济损失大幅减小。图：亚利桑那州使用抗虫棉花后的经济损失大幅减小（单位：万美元）1000090008000700060005000400030002000100008942.573491.50197719801983198619891992199519982001200420072010资料来源：亚利桑那州立大学，市场研究部11大豆种植户的痛点是杂草。爱荷华州立大学研究显示，大豆成长分为V1-V6共6个阶段，V2-V3阶段就开始抢占大豆的养分，若不做好除草工作，杂草可以使V2大豆每天减产1%。但使用除草剂不仅会除草，还会对大豆产生一定的影响，因此，1996年抗除草剂大豆推出后解决了多年来种植户的痛点并快速的抢占了市场，1997年推广面积较1996130%19981997159%。反观玉米，玉米的病虫害问题更多的是局部性的，并没有遍及全美国，且不同地区有不同1996年推出的是抗欧洲玉米螟的玉米种子，2003年推出了抗玉米根虫的品种，2010年推出了抗玉米耳虫的品种。随着新性状特性的持续推出，抗虫玉米的市占率也逐年稳步提高。2.2.3.能同时解决多个痛点的转基因性状终将占领市场从不同的转基因性状特性来看，双抗乃至多抗的性状特性在市场上快速的占据了绝对主导地位。从美国经验来看，抗虫抗除草剂玉米种子在20001%2018年市占率已经达到80%200020%2019年上涨至89%尚未商业化，因此抗除草剂大豆独占市场。图17：美国不同转基因玉米性状推广程度（单位：）图：美国不同转基因棉花性状推广程度（单位：）10090807060504030201001009080706050403020100抗虫玉米抗除草剂玉米双抗玉米抗虫棉花抗除草剂棉花双抗棉花资料来源：美国农业部，市场研究部资料来源：美国农业部，市场研究部3.转基因技术对种业行业的影响随着转基因种子从美国逐渐扩散至全球，种植产业链发生了变化。转基因种子公司和种植户的生态环境均发生了改变。当美国在1996年第一次允许转基因种子的销售后，种植户们较为快速的接受了这项新科技，因为他们相信此技术可以提高综合种植收益、节省时间和减少化学剂的使用量。转基因种子公司也因为种子价格的提升叠加知识产权的保护（种植户法律上不允许自己留种子）而得到了丰厚的回报。3.1.转基因种子给种子价格带来的变化横看美国玉米和大豆种子的价格发展，我们发现：19751996年，玉米大豆种子价格增速基本保持平稳。1996年转基因种子商业化后，玉米大豆种子价格增长迅速，原因在于转基因种子快速抢占了种子市场大量份额，且转基因种子的定价权比传统种子要高。12图19：美国玉米亩均种子费用趋势（单位：元亩）图：美国大豆亩均种子费用趋势（单位：元亩）1256555453525155105856545255资料来源：美国农业部，市场研究部注：含通胀因素资料来源：美国农业部，市场研究部注：含通胀因素转基因种子的价格包含了研发、生产、市场推广和分销成本，也必须保障种植户的购买意愿以及种植总收益。同时，不同作物的转基因种子价格因为竞争环境不同而有所差异。比如转基因玉米种子的研发主要依赖企业和私立机构，因此定价权较高；而小麦转基因种子的研发主要由政府和公立机构来开展，使得定价权低，也导致目前尚未出现商业化的转基因小麦种子。自199620012010转基因大豆和玉米种子的真实价格提高了50%，而转基因棉花种子的价格增长速度更快。同时，转基因种子价格相比传统种子始终拥有溢价且价格增长速度要高于传统种子，这是因为转基因种子的附加值高、技术费高、市占率高、种植户需求高。图21：转基因玉米种子价格高于传统玉米种子图：转基因大豆种子价格高于传统大豆种子资料来源：美国农业部，市场研究部资料来源：美国农业部，市场研究部3.2.转基因种子给种植户带来的变化根据美国农业部研究显示，自转基因种子商业化后，种植户表示转基因种子给他们带来的主要价值是提高产量，其次是减少杀虫剂的使用、减少管理田地时间、将其他环节（耕地方式）简单化。首先，使用抗虫性状种子将通过保护作物免受害虫侵害来提高产量。在1996年抗虫玉米种子商业化前，玉米螟通过杀虫剂才能得到局部的控制，而杀虫剂的成本和使用杀虫剂的30到220公顷的产量损失，也不愿意用产出投入比不确定的杀虫剂。而1996年后，使用抗虫玉米种子的种植户大幅减少了杀虫剂的成本并提高了产量。13图：美国种植户选用转基因种子的理由资料来源：美国农业部，市场研究部随着抗虫玉米种子的发展，它给种植户带来的产量提高也在增加。在1996年，抗虫玉米种子只能抵抗玉米螟，在2010年已经可以同时抵抗玉米螟、玉米根虫和玉米耳虫，而多重的抵抗进一步提高了玉米的产量。图：玉米使用和不使用对比，2005年对比2010年（平均值）资料来源：美国农业部，市场研究部整理1996至2017植时杀虫剂使用量下降80%不单单使用抗虫种子的种植户受益，未使用抗虫种子的种植户同样受益。抗虫种子的使用有望进一步降低杀虫剂的使用。同时，美国开始越来越重视免耕种植（no-tillfarming了良好的保护，使其免受侵蚀，并有助于为新作物保留水分。免耕种植是一种农业技术，用于种植农作物或牧场，不会通过耕种（翻土）干扰土壤，最终通过省汽油省时间提高土地肥沃程度来为种植户带来更高的收益。美国农业部也在大力推进免耕种植，而抗除草剂种子的普及提高了免耕种植的使用率。14图25：杀虫剂使用量（单位：磅英亩）图：抗除草剂玉米种植户免耕种植使用程度高于传统种植户资料来源：美国农业部，市场研究部整理资料来源：美国农业部，市场研究部整理4.我国转基因发展简史：病虫害推动转基因开放进程4.1.病虫害推动转基因棉花和番木瓜产业化历史来看，我国总共有四次发放农作物的转基因生物安全证书：11997年发放的耐贮存番茄和抗虫棉转基因生物安全证书；2199932006年发放的抗病番木瓜转基因生物安全证书；42009年发放的抗虫水稻华恢1号、抗虫水稻63、转植酸酶基因玉米BVLA430101因生物安全证书。但是，2009年发放的抗虫水稻和转植酸酶基因玉米并未产业化。和世纪花和番木瓜为例：图：棉铃虫和环斑病毒对于棉花和番木瓜的危害资料来源：newpaperantpedia，市场研究部）2090的农药防控棉铃虫，但是效果不佳，且加量农药导致环境污染问题、人畜农药中毒问题。种植有抗虫性的转基因棉花，成了当时唯一选择。以中国农业科学院棉花研究所为代表的科研单位加快转基因种子的研发。中国农业科学院棉花研究所郭三堆的项目于19921994年技术研发获得成功，1995年获得专利，1997年抗虫性转基因棉花获得安全证书，抗虫棉被允许用于产业化生产。）番木瓜：番木瓜容易感染番木瓜环斑病毒（英文缩写15瓜产量和品质严重下降，市场价值降低。我国华南农业大学科研人员在国内率先进行抗PRSV转基因番木瓜的基因工程研究，将我国华南地区PRSV的优势株系的复制12006得在广东省应用的安全证书。4.2.草地贪夜蛾对于玉米的危害草地贪夜蛾对于玉米各部位均有损害，成虫和幼虫均能将一月内的玉米幼苗沿着基部切断。幼虫以叶、花穗、果实为食。作物受到危害之后，其产量至少会下降20%左右，严重的时候还会导致颗粒无收。2020年3月份发生县数已经接近去年52期境外虫源迁入量上升。根据绥宁县农业农村水利局报道，预计随着气温的逐步回升，受境内外虫源叠加影响，华南和西南地区发生程度会有所加重；受西南气流影响，成虫向北2020年517个省份的720268万亩，累计防治387万亩次。田间发生仍以长江流域及其以南为主，云南、广西、广东、海南、贵州、江西等地占总发生县数89.6%;5月以来江南、江淮发生县数和面积增加明显，湖南、江西、浙江、湖北、重庆、安徽、江苏、上海新增68个县见虫，占总增加总县数的81.0%。我们认为，草地贪夜蛾对于玉米种植影响较大，普通防控措施难以达到良好效果，或推动转基因玉米相关政策落地。5.我国转基因商业化有望加速，龙头公司将受益5.1.时代2019年12月30日，农业农村部发布公示将拟批准颁发农业转基因生物安全证书给192个转基因植物品种。其中有两例转基因玉米种子，北京大北农生物技术有限公司申报的适合北方春玉米区的“DBN9936北方玉米区的“双抗12-5我们认为，此次再次公告两例玉米和一例大豆转基因作物品种与2009年有本质不同：1）社会环境不同，社会对转基因的认识趋于成熟。当前来看，经过十余年的国民教育，社会对于转基因的反对声音已经越来越少。我国转基因作物商业化