美国种业科技创新及品种管理的见闻与启示

王伟成

(湖南省种子管理局，长沙410005)

美国幅员辽阔，农业规模巨大，现有耕地1.8亿公顷，2012年玉米种植面积0.4亿公顷左右，大豆0.313亿公顷，小麦0.227亿公顷。种子作为最基本的农业生产资料，在美国农业生产中备受关注。美国种子产业世界领先，主要农作物种子市值达130亿美元。在世界排名前十位的种子公司中，美国就有四家，其中，世界种业排名第一、二位的孟山都、杜邦/先锋公司，是两家美国本土成长起来的大型跨国种子企业。近年来，两公司的科研投入不断增加，生物技术突飞猛进，全球市场份额逐年攀升，已遥遥领先于世界其它种业同行。

1 美国种业科技创新与品种管理基本情况

1.1 种业科技创新体系

美国种业科技创新体系层次清晰，链接严密，投入与产出明晰。总体上可分三个层次:一是原创性的种业基础研究;二是将原创性研究成果开发成实用技术;三是将实用技术商业化，培育出农作物新品种(图1)。一般情况下，由美国政府或公共基金对基础性研究进行公益性投资，支持研究出原创性成果(包括对种质资源基础研究和对市场赢利能力差的作物进行公益性育种);再由大型种业公司或生物科技公司投资，对基础性研究成果进行技术开发转化为实用技术;最后由大中型种子企业投资，培育成高科技含量的农作物新品种，种子公司(包括大中小或区域型公司)繁制出种子销售给农民。

图1 美国种业科技创新流程

1.1.1 种业基础研究

美国政府和社会公共基金对种业基础性研究进行投资，投资规模达到60亿美元/年，形成的基础研究成果、专利达4 000～5 000个/年。当前美国公立科研机构、大学及美国农业部(USDA)所属试验站逐步转向基础和公益研究领域，从事种质资源收集保护、扩繁及鉴定等研究。大学从事遗传育种方法、基因组学、生物信息学等前沿领域的基础研究。种质资源和技术成果一经成熟便逐步向企业转移，服务于企业的育种研发，同时大学还利用公共资金为企业培养和输送人才。

美国农业部(USDA)的农业研究服务局(ARS)组织科研机构负责在全球范围内搜集、交换种质资源，对种质资源进行扩繁、更新、保存，进行农艺性状的鉴定评价、分子标记定位、基因克隆测序以及数据库的建立;负责在全球范围内无偿发放部分种质资源;负责小麦及园艺作物品种选育、作物保护、农用机械开发等上游的基础性研究，并帮助新兴中小企业开展研发。联邦政府有专门的种质资源保护经费和基础研究经费。

1.1.2 公益性育种研究

一般大学等科研机构的研发领域介于政府与企业之间，过去的研究经费主要来自政府(USDA或科学基金)或行业协会，近年来则更多地来源于企业资助。大学或协会所属的科研机构对小麦、食用大豆、常规水稻作物进行育种，育成品种交有关种子企业开发使用，未申请专利或植物品种保护的品种可公共享用。USDA和科学基金资助的研究成果也可以申请专利，但要向社会公示。企业资助的研发成果，归发明人所在大学等科研机构所有，不能私下转让给企业。成果如形成专利或品种保护的可转让给企业，也可以入股方式进入企业，资助者享有优先使用权。一般情况(以加州大学为例)，公益性专利成果转让收益50%交大学后返还科学基金，15%归所在系用于学科发展，35%归专利发明个人。

1.1.3 实用技术开发

大型跨国种业公司或高科技生物技术公司对基础研究成果进行技术开发，形成实用型技术成果。大型种业公司利用技术开发成果直接进行育种转化，而高科技生物技术公司可以将技术成果向中小种子公司转让获取专利效益，也可以用技术成果折股投入到中小种子公司进行成果转化。

以阿凯迪亚(Arcadia)公司为例介绍高科技生物技术公司进行实用技术转化收益的分配机制(图2)。该公司是2002年成立的生物技术公司，目前已获得了70多项专利成果，拥有的主要技术与产品有红花籽伽玛亚麻酸油(GLA)、靶向诱导基因组局部突变技术(TILLING)、氮高效利用技术 (NUE)和水分充分利用技术(WUE)等。因种子科技含量高，利润占种子总售价的40% ～50%;种子公司将利润的20% ～50%付给Arcadia公司(技术开发);Arcadia公司再将其所得的3%～7%付给大学(科研成果原创机构)。Arcadia生物技术公司一手托企业，一手托基础研究机构，在企业应用和科学研究之间搭起桥梁。

图2 种业科技创新成果效益分配

1.1.4 商业化育种

美国企业是商业化育种的主体，跨国种业企业投巨资开展商业化育种研发。大中型种业公司利用实用技术开发成果开展商业化育种，将种子作为科技载体，展示种业科技新成果。随着生物技术的发展，大型跨国种业公司对玉米、大豆、棉花、油菜等具有巨大市场开发价值的作物，直接从基础研究开始，进行生物技术开发，育成新品种。

孟山都公司是商业化育种的成功典范，每年将营业收入的15%投入研发，从全球种质资源搜集和鉴定等基础性研究和基因标记定位与转基因育种等高新技术领域，均进行全方位投入。在其高科技产品的销售收入中，用于知识产权投入的比例很大，如该公司通过转基因技术育成含有3个抗地下害虫、3个抗地上害虫和2个抗除草剂基因的玉米新品种，农民购种款中专利费就占到60%。由于该公司基础研究领域投入巨大，研发实力雄厚，在诸多领域的技术水平处于世界领先。其不影响种子种植的单粒种子DNA取样自动化切片技术(Chipper)、单个目的基因导入技术、多个目的基因整合导入技术、全程采用条形码或二维码实现计算机管理品种试验技术、利用现代制造工艺开发专门用于生物育种的智能机械组装技术等研究成果领先于同行，令世界多数种业公司都无法追随其生物技术的步伐。

1.2 品种试验鉴定体系

美国品种试验包括育种者品比试验、州品种试验、全美区域性品种试验、全美品种试验、跨国公司的全球品种试验。美国已形成了公益性和商业性两种类型非常完备的农作物新品种试验鉴定体系，能客观、公正鉴定品种特性，筛选出适应性、安全性好、市场竞争力强的农作物新品种。

1.2.1 公益性育种品种试验鉴定体系

公益性育种品种试验鉴定体系，是以美国农业部(USDA)下属的农业综合试验站组织大学、协会等科研机构按作物分区域组织的品种试验。如南方饲用大豆品种试验体系，由农业部农业综合试验站组织、大学等科研院校承担，分布在南方多个州52个试验点。参试品种多为公益性育种成果，参试单位不需要缴纳参试费，大学等科研院校自愿承担试验任务且自筹试验经费。各试验点主要鉴定品种的生育期、株高、花色、产量、品质和抗逆性(线虫病、倒伏)等基本农艺性状。

1.2.2 商业性育种品种试验鉴定体系

商业性育种品种试验鉴定体系，是以大中型种子企业为独立主体，由公司科研管理部门组织本企业或科研合作单位育成的品种在本公司试验站(点)进行的品种试验。跨国大型种业公司的品种试验鉴定体系为全球性的。

孟山都公司在全球有各种作物的品种测试点约2 000个，其品种试验鉴定体系包括三个子系统:全球适应性鉴定体系(GTO)、生物技术鉴定体系(PGRM)以及产量和抗性鉴定系统(Y＆S)。其全球适应性鉴定体系(GTO)的常规育种测试体系包括分布在50个国家的上百万个测试小区，其中全球常规玉米测试站有60个。生物技术测试体系(PGRM)涉及玉米、大豆、棉花、小麦、油菜、甘蔗等6种作物，包括分布在美国、加拿大、巴西、阿根廷、南非、印度等10个国家120万个以上的测试小区。产量、抗性鉴定体系(Y＆S)从三个方面同时开展，以加快新品种的选育速度:一是生物技术转化效果的田间测试，二是常规育种品种的田间测试，三是转基因导入品种的田间测试。孟山都公司品种测试项目全面、布点广泛、评价客观，其品种测试结果深受用户信任。

1.3 种业科技成果知识产权保护体系

美国种业科技成果知识产权保护的法律体系完备，种业科技成果可多元申请，知识产权可获得全面保护。

美国于1930年颁布《植物专利法案》(PPA)，对无性繁殖植物品种提供专利保护。1952年，美国将普通专利法的专利权扩展到农业领域的发明创造，将其定义为实用新型专利，保护期为20年，藤本等无性繁殖植物品种保护期为25年。1970年颁布《美国植物新品种保护法》，1983年美国加入国际植物新品种保护联盟(UPOV)。1994年国会通过植物新品种保护法修订案，并于1999年2月22日加入UPOV公约1991年文本。实用新型专利和植物专利由美国商务部专利商标局负责审查授权，植物新品种保护由农业部市场服务局下设的植物新品种保护办公室负责审查授权。

美国的种业科技成果根据不同类别既可以选择实用专利进行知识产权保护，又可依据《美国植物新品种保护法》申请植物新品种保护，藤本等进行无性繁殖的植物新品种还可申请植物专利进行保护。完备的种业科技成果知识产权保护体系，实现了对植物新品种从育种材料、育种方法到新品种的全方位多元保护。除此之外，许多公司在实际经营中还广泛运用合同延伸扩大对育种材料的保护范围，甚至限制育种材料运用于研究目的。许多大型的种业公司将公司的重大科研成果作为商业秘密，永久地为其企业独家拥有，更加有效地保护了其知识产权。

1.4 销售品种登记和标签真实性管理

在美国销售的农作物品种不需要经过农业行政管理部门的审定程序，但倡导企业对销售的品种进行登记。部分州规定销售品种必须登记，以避免品种名称混乱。育种家和企业为保护自身利益一般都会主动向美国农业部市场服务局下设的畜牧与种子处申请登记注册品种名称。申请品种名称只需提供品种名称申请材料，如在刊物上有发表文章可一并附上，经主管机构审查品种名称符合命名惯例且不重复即算通过登记。

美国于1939年颁布了《联邦种子法》(FSA)。该法核心内容是种子标签内容的真实性。各州相应制定了州种子法，增加了种子仲裁和销售许可管理等规定。为便于协调各州种子法，美国还制定了《州统一种子法》(RUSSL)，但只是推荐给各州执行，没有法律强制性。政府管理部门重点管理标签内容的真实性，不符合的要罚款且只要一经发现以后会重点关注，处以罚金之外还会将其劣迹公告，对有故意欺诈行为的追究刑事责任。美国种子企业对其销售的种子质量负有完全责任，标签标注的内容就是其对种子使用者的承诺。由于处罚力度大，种子公司推出新品种十分审慎，特别注重品种的丰产性、稳产性、适应性和抗逆性，不合要求的品种不推向市场，不适应的区域不销售，更不能出现一品多名或多品一名等侵权假冒事件。

2 美国种业科技创新与品种管理的主要特点

2.1 科技实力雄厚

美国种业领先世界，根本原因在于其种业科技实力领先世界。以现代化的生物技术为后盾的先进育种技术，使美国的种业科技实力远远领先于其他国家，孟山都、杜邦/先锋等公司都是凭借其科技实力在世界种业行业独领风骚。

2.2 产权保护力度大

美国对种业行业知识产权保护特别重视，有实用专利、植物专利、植物新品种保护等多种形式保护知识产权。知识产权得到有效保护之后能有效促进公共资金、社会投资资金、产业收益资金加大对研发的投入，又能产生更多更好的种业科技新成果。种业知识产权保护有效促进了种业科技和种子产业的可持续发展。

2.3 行业诚信度高

美国的种业行业诚信度高，行业内部能自觉维护行为规则。研究机构或种子企业申请品种试验、专利和植物新品种权均依据自身的试验数据;种子企业在使用专利、种子销售额中的知识产权使用费提取比例或行业管理费都按行业协会要求或协议约定执行。

2.4 重视新品种展示

美国的大田作物新品种更新换代快，一般3～5年更新一遍。选择新品种前，农场主都要对新品种在自己的农场进行品种展示，根据展示结果确定下年度农场的主栽品种。这种展示促进了种子公司快出品种、出新品种、出好品种，加剧了种业企业之间的竞争，以此带动行业科技创新，加速科技成果的转化速度，保证行业永远争先的活力。

3 中美种业科技创新和品种管理比较

3.1 种业科技创新方面

美国种业科技创新(基础研究—技术开发—商业化育种)体系完备，投资巨大，生物技术领先世界，种子科技含量越来越高。我国种业基础研究机构健全，政府支持较多，但资金用于科学研究的比重偏低，相对美国依然较薄弱;多数农业院校基础研究力量不够，有些只能从事较简单的技术开发，甚至只能进行普通的育种工作，现代化的生物技术应用程度低;育繁推一体化企业占比少，多数企业没有育种能力;育种种质资源有限，育种方法创新性不强，难以取得突破性的新成果。到目前为止，我国还没有出现如同美国阿凯迪亚公司一样能有效链接基础研究和商业化育种，主要从事生物技术开发的公司。

3.2 知识产权保护方面

美国对生物技术成果和植物新品种采取专利和植物品种权结合的方式进行全方位保护。美国植物品种保护已加入UPOV且采用1991年文本，品种保护可延伸到衍生品种和产品。其专利保护效果和力度远强于植物品种保护，大型跨国公司很好地开展商业秘密保护。我国虽已加入UPOV，但采用1978年文本，无法对衍生品种采取强制维权;此外，对种业科技创新的方法和技术虽然也可采取专利保护，但因生物技术相对落后，生物技术成果专利不多。

3.3 试验鉴定评价体系方面

美国的农作物品种在推广应用前没有许可门槛，管理机构只注重品种名称的登记管理，避免名称混乱。美国的鉴定试验结果一般供种子企业和种子使用者了解其品种特性选取品种用，也可用于专利申请和植物品种保护。我国主要农作物品种鉴定试验除了解品种特性之外，更主要的目的是汰劣择优，将优良品种通过品种审定以获得进入市场资格。我国最有影响力的试验鉴定体系是官方组织的国家、省级区域试验，其组织严密、评价体系完备、相对公开公平、权威性很强，但因是进行品种审定许可的依据，因功利性过强而造成管理难度偏大。我国一体化种业企业的全国性品种鉴定体系才刚刚起步，而境外品种鉴定试验则仅有少数公司在个别国家开展。

3.4 新品种展示推介方面

美国新品种展示主要依靠企业的品种试验和农场的新品种示范，农民首先看企业试验现场和品种试验结果，从中选择品种到自己农场进行展示，再根据展示结果选择最适合的新品种，因此品种选择目标性强、更新换代速度快。目前我国新品种展示示范工作尚未全面开展，农民还只是依据企业的商业广告、种子代理商的宣传介绍来选择品种，品种更新换代速度相对较慢。

4 几点启示与建议

4.1 加大种业科技开发投入

先进的科技是现代种业的显著标志，没有强大的科技实力就不可能有现代种业。为此，建议国家继续加强种业科技的基础性研究，重点扶持高等院校进行种业基础领域的创新研究，紧跟国际生物技术和转基因育种研究的步伐，促进大批原创性种业科技成果的产生;同时鼓励基层农业科研单位将基础研究成果进行技术开发，为商业化育种注入新的技术，以推动行业发展。

4.2 提高种业知识产权保护力度

我国的植物新品种保护运行正常，基本能有效地保护育种单位的科技成果，然而在育种方法和技术、基因标记定位和突破性植物新品种等方面的知识产权保护有待加强。应及时受理并查处品种侵权案件，重大的知识产权案件应及时移送司法机关裁决，有效保护企业的科技创新积极性，在全行业形成重视知识产权的氛围，吸引企业和社会资本加大对种业科技的投入。同时做好知识产权的分享机制，让从事种业基础研究和技术开发的科技创新力量切实享受科技成果的红利，充分调动整个产业链各环节的积极性。

4.3 着力培育种业行业诚信

种业行业诚信是种业健康发展的基础，缺乏诚信的种业是没有前途的行业。国内个别种子企业投机取巧、浮躁失实的短视行为会让整个行业失信于民，造成产业畸形发展。监管部门和行业协会应加大处罚力度，让失信企业在我国种业行业无立足之地。种子标签和经营档案的真实性监管是建立诚信有序市场的最有效手段。应依法加大标签和经营档案造假的查处力度，从而有效遏制企业通过虚假标注、夸大宣传而骗取农民购种的销售行为。

4.4 重点做好新品种展示

新品种展示是企业展示其科研实力的擂台，也是农民选择良种的平台。在当前情况下，农业行政主管部门更应重视新品种的展示工作，应全面启动在粮棉油生产大县建立新品种展示园的项目建设，以园带点，以点带户，推进新品种展示工作。在重点地区，同类作物每万亩建立一个新品种展示点，让农民能在家门口“眼见为实”地选择到最新的、最适应当地气候、最适合本地农产品产业化开发需求的农作物新品种。

4.5 积极推进种业国际化

美国充分利用国内优势，并积极开拓国际市场，其转基因玉米、大豆专利技术已基本垄断了南美巴西、阿根廷的玉米、大豆种子市场，现正努力开拓亚洲市场。我国杂交水稻育种水平国际领先，技术优势明显，品种更新换代速度较快，现众多国家针对直接食用作物安全的慎重态度看，转基因水稻短期内不可能在国际市场全面推开，今后若干时期内我国杂交水稻科研、生产的产业优势会依然存在。我们应及时把握难得的发展机遇，以开拓东南亚杂交水稻市场为切入点，鼓励有条件的大公司从境外育种开始，组建海外公司，积极推进我国种业的全球化布局。

［1］Monsanto Company.Monsanto 2012 Annual Report［EB/OL］.http://www.monsanto.com/investors/Pages/annual－ report.aspx［2012 －10 －19］.

［2］Seed Biotechnology Center of UC Davis，Annual Report 2012［EB/OL］.http://sbc.ucdavis.edu/files/2012%20SBC%20Annual%20Report.pdf.

［3］Agricultural Marketing Service of USDA，Plant Variety Protection Act and Regulations and Rules of Practice，July，2013.