头豹词条报告系列：智慧育种

智慧育种行业分类 按育种方法可以分为诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、细胞工程育种和基因工程育种。 按育种方法进行分类 是指利用人工诱变的方法获得生物新品种的育种方法。 优点是能提高变异频率，加速育种过程，可大幅度改良某些性状；变异范围广。缺点是有利变异少，须大量处理材料；诱变的方向和性质不能控制。改良数量性状效果较差。 诱变育种 是指利用具有不同基因组成的同种（或不同种）生物个体进行杂交，获得所需要的表现型类型的育种方法。优点是能根据人的预见把位于两个生物体上的优良性状集于一身。缺点是时间长，需及时发现优良性状。 杂交育种 是利用花药离体培养技术获得单倍体植株，再诱导其染 智慧育种行业特征 中国育种行业最早可以追溯到古代，目前在育种技术的进步、种业政策的推动及科企联动的育种体系建设完 善等积极因素的推动下，中国已经步入了智慧育种4.0时代。智慧育种时代为农业的物种重塑奠定了坚实的科技基础，中国的种业发展前景迎来了前所未有的重大机遇期。国家和大型互联网企业正在通过合作共赢的方式，一 同推动育种技术持续向数字化发展。但同时，该行业还存在诸多亟待解决的问题，例如：大规模育种所带来的高 昂成本、育种数据计算困难以及人工智能与分子育种整合的难题。 助推种业发展 科技造就三大农业传统优势地区的发展新机遇，加速其改良新品种进入市场的速度。 智慧育种时代为农业的物种重塑奠定了坚实的科技基础，中国的种业发展前景迎来了前所未有的重大机遇期。智慧育种具有精准定向、周期短的特点，这将进一步放大农业传统优势地区的领先地位，加速其改良 新品种进入市场的速度，具体包括这三种地区：（1）促进种质资源丰富地区兑现自身的产业价值。（2）农业锚机构对地区的牵引作用更为明显。（3）能够成就有基础并且有意向的地区抢占种业高地。 公私合作共创行业发展新局面 国家和大型互联网企业正在通过合作共赢的方式，一同推动育种技术持续向数字化发展。 中国农业科学院正与阿里巴巴公司合作共同推进“智慧育种”公共服务平台建设，隆平高科公司于2021年与华为云合作构建隆平高科大数据底座平台；近年来，中国智慧育种技术不断取得新突破，例如，根据科 技部消息，2022年，中国科学家综合利用机器学习和生物大数据，开发出了一套以“目标导向的优选技术” 命名的智能多性状育种技术，相比于常规杂交育种，大大降低了工作量，并能促进中国玉米品种实现 0.75%～8.66%的增产。这表明智慧育种在国家层面和企业层面均受到相关人士的高度重视，公私合作能够推动智慧育种行业的进一步发展。 存在诸多亟待解决的问题 育种4.0时代到来，大规模育种所带来的高昂成本、育种数据计算困难以及人工智能与分子育种整合的难题也随之出现。 随着育种技术的进步、种业政策的推动及科企联动的育种体系建设完善，目前中国已经步入了智慧育种4.0 时代。在这个过程中，同时也面临着大规模育种所带来的高昂成本以及庞大育种数据基数所造成的计算困 智慧育种发展历程 智慧育种属于育种行业的细分领域，目前中国已经步入“生物技术+人工智能+大数据信息技术”交叉融合 的4.0即智慧育种时代。目前种业发展可以分为四个阶段，萌芽期、启动期、高速成长期和成熟期，对应到四个 时代，1.0时代是农家育种，2.0时代是杂交育种，3.0时代是分子育种，包括分子标记、转基因、基因编辑育种 等，4.0时代是‘生物技术+人工智能+大数据信息技术’育种，即智慧育种时代。 萌芽期 1949~1972 新中国成立后，中国种业的发展迎来了光明前景。农业部于1950年2月颁布《五年良种普及计划草案》，提出“广泛发动群众进行选种工作，以县为单位评选优良品种”的具体方针，要求“一面发动 群众比庄稼，比收成，掀起选种运动热潮，交流技术经验。中国从1953年开始实施第一个五年计划和大规模经济建设，粮食供求矛盾较为突出。对此，中共中央于同年10月16日下发《关于实行粮食 的计划收购与计划供应的决议》。根据决议精神，中央人民政府将种子的购、销、调配业务划归粮食（供销）部门，撤销各地种子公司。以1958年全国种子会议提出“四自一辅”工作方针为标志，中 国种业发展进入“四自一辅”阶段，此后直到1972年，中国种业处在曲折前行的状态。 该时期为育种行业的1.0时代，即农家育种时代。发动大规模的群众留种选育运动是解决新中国成立初期种源问题的重要方法之一，但由于当时农业生产水平低，农业技术比较落后，采用的大都是农家 品种，基本上是种粮不分、以粮代种，因此，引进国外良种可迅速解决良种缺乏问题。 启动期 1973~2008 1978年7月25日，经国务院批准，农林部成立中国种子公司，与种子局合署办公，统一负责全国种子 的行政、技术和经营工作。后经过改革，农牧渔业部在1987年10月将全国种子总站与中国种子公司 分设，确定全国种子总站为部属事业单位，与农业局种子处合署办公，共同承担行政事业职能，中国种子公司为部属企业。到1993年，全国各级国有种子公司已近2700家，其中省级种子公司（不包括 台湾）30家，地、市级种子公司（站）330个，县级种子公司（站）2323个。2000年7月，九届全国人大常委会第十六次会议通过《中华人民共和国种子法》（以下简称《种子法》），对种质资源保 护、新品种保护、种子生产经营、种子监督管理等各方面做了具体规定。 高速发展期 转基因育种属于第一代分子育种技术，诞生于20世纪70年代，在二十一世纪初逐渐兴盛起来，这一 技术以分子生物学理论为基础，以重组DNA技术为核心，将高产、抗逆、抗病虫、提高营养品质等功能基因转入受体生物中，获得稳定遗传的新性状并培育新品种。2013年12月，国务院办公厅下发 《关于深化种业体制改革提高创新能力的意见》，要求“深化种业体制改革，充分发挥市场在种业资 源配置中的决定性作用……促进产学研结合，提高企业自主创新能力，构建商业化育种体系”。这为新时代种业体制改革指明了基本方向，推动种业体制改革进入实质性阶段。此后，农业部和其他部门 先后单独或联合颁布多项改革制度。 该时期为育种行业的3.0时代，即分子育种时代。分子育种的诞生，标志着中国生物育种行业发展到 了较高层次。 成熟期 2021~2023 近年以来，在元宇宙、大数据、人工智能等新科技、新技术的持续发展下，各领域不断激发着新一轮产业革命，其中就包括生物育种行业。如今，中国生物育种行业经过育种技术创新，正在迈入智能育 种的4.0阶段。目前的关键，是要充分利用数字化能力，将中国的种质资源优势进一步转化为育种创新优势。 该时期为育种行业的4.0时代，即智慧育种时代，智慧育种是利用生物技术和数字技术进行基因编辑的育种方式，将大幅度提升种质资源的利用率，从而释放资源价值，支撑种业振兴。 [4] 1：http://hprc.cssn.cn… 2：中国国史网 [5] 智慧育种产业链分析 智慧育种行业由上游、中游和下游组成。上游为智慧育种技术服务及提供商，向中游客户企业提供信息技术和设备等智慧育种解决方案，为生物智慧育种提供支持，代表企业有阿里巴巴、阿里云、极飞科技、瀚辰光翼、 大疆科技和奥科美等企业。中游为生物育种企业，代表企业有华智生物、博瑞迪、隆平高科、大北农和登海种业 等；下游为渠道端和终端消费者。 产业链上游 生产制造端 智慧育种技术服务及提供商 上游厂商 阿里巴巴（中国）网络技术有限公司 深圳市腾讯计算机系统有限公司 北京奥科美技术服务有限公司 查看全部 产业链上游说明 智慧育种行业产业链上游为智慧育种技术服务及提供商，向中游客户企业提供信息技术和设备等智慧育种解决方案，为生物智慧育种提供支持。 从不同类型的供应商来看，上游技术服务及提供商可以分为智慧农机和智能信息技术处理系统。智慧 农机包括农业无人机、智能收割机和自动驾驶拖拉机等。智能信息技术处理系统包括农业物联网技术、云计算和大数据等解决方案。 （1）农业无人机：代表企业有极飞科技、耀正农业和大疆等无人机自动化设备制造企业，利用农业无人机这一先进设备，帮助生物育种企业在种植、养殖、灌溉、病虫害防治等多个环节极为有效地提 高了农业生产效率，为企业降低了农业生产成本以及人工成本提供农业植保解决方案，提高农作物的生产效率和品质，在提高农作效率和农作物产量的同时，也大幅降低了劳动力成本。农业无人机设备 价格，以极飞无人机和大疆无人机为例，极飞无人机中的2021款P80农业无人机售价为56,888元/台，大疆无人机中的T25农业无人机和T40农业无人机分别售价为45,999元/台和59,999元/台，均能 够满足多场景应用的智慧生物育种需求。 （2）智能收割机：智能收割机可实现智能感知、自动调整和自我学习等功能。作业时可自动调整行驶速度、割台升降、滚筒转速和风机转速等，辅助机手驾驶，操作更精准省力，使作业效率、损失 率、含杂率等指标最优化，从而减少收获环节的粮食损失，降低劳动强度，提高农业效益。以中联重 产业链中游 品牌端 智慧生物育种企业 中游厂商 华智生物技术有限公司 石家庄博瑞迪生物技术有限公司 中国农业科学院 查看全部 产业链中游说明 智慧育种行业产业链中游为智慧生物育种企业，利用现代信息技术、计算机科学、大数据、云计算、生物技术和遗传学等前沿技术手段，以及人工智能、深度学习、物联网和自动化控制等先进设备，对 植物的生长、发育、生理、繁殖和遗传等多个方面进行精准分析和量化评估，进而实现高效、节约、 环保和可持续的农业生产方式。 在生物育种领域，智慧技术的应用可以帮助育种者提高生产效率、降低成本、提高产量和品质等。以 水产苗种为例，水产苗种是水产养殖的原材料，也是水产产量提升的关键因素。根据农业部数据显示，在尚未推广智慧育种技术之前，中国渔民的支出大部分集中在水产苗种以及饲料上，占比达到了 52.7%，水产苗种及饲料是渔民的主要支出成本。而在智慧育种时代到来之后，智慧生物育种企业对育种的降本增效起到了很大作用，提升了精准饲料投放率，将花在饲料中的支出占比降低到了40%以 内，同时还提升了苗种的茁壮程度和生命力。 值得一提的是，在2023年，博瑞迪与瀚辰光翼联合发布中国首个农业领域智慧育种平台，共同推进 中国分子育种产业智能化升级，整个育种平台采用分布式流水线设计，覆盖核酸提取、建库、捕获等全套分子育种检测流程，可实现7×24不间断作业，单日通量可达6,000份，年样本检测通量可达百万 级，整个实验过程实现完全无人值守，数据产出更加均一和标准，整个平台建设进行了大量技术创新 突破，平台核心技术均为自主研发，实现了国产化分子育种技术平台零的突破。 产业链下游 渠道端及终端客户 渠道端和终端消费者 渠道端 高安市八景镇石头渡村股份经济合作社 高安市八景三隆庄园 湖南农民伯伯集团有限公司 种业务的农业综合性企业通常具有极强的渠道优势与完善的产业链生态体系，并已研发出众多数字育种解决方案 与应用平台。以隆平高科为例，其拥有95项种业相关的专利，旗下的智慧玉米育种团队可以在缩减20%试验规模时保留93%的晋级品种，在缩减50%试验规模时保留73%的晋级品种，在缩减70%试验规模时仍可保留51%的晋 级品种，并且还在继续加大智慧育种的研发投入。然后政府政策所带来的推动力也很强劲，国务院、农业农村部发布了例如《“十四五”推进农业农村现代化规划》和《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》等10余项政 策，明晰了中国智慧农业未来的重点发展方向是智慧育种行业，推进数字农业育种技术创新。这一规划将有效促进智慧生物育种行业的发展，推动整个行业竞争力和生命力的提升，从而带动农村经济又好又快地发展。另外， 农村电商的蓬勃发展也在一定程度上带动了智慧育种行业的发展。2017-2022年，中国农业电商市场规模由1,721.86亿元提升至5,3