国内外农业领域基因编辑先锋企业都有哪些？各有什么创新成果？

随着生物信息学、分子生物学、高通量基因组测序等学科和技术的快速发展，全球农业科技正在发生变化。大规模基因资源发掘和利用有了系统性的理论与坚实的分子生物学技术作为基础，基因分析、细胞工程、染色体工程、分子标记辅助选择、基因克隆与转基因等技术已经成为高效种质创新的主体策略，分子设计育种将提供大量突破性品种并催生智能植物品种的诞生，传统育种和基因工程相结合培育植物新品系已经成为主流研究手段。

从全球市场规模来看，近年来，全球基因编辑市场规模快速增长，根据Allied Market Research以及Global Market Research统计，2021年至2022年，全球基因编辑行业市场规模由48.11亿美元增长至54.12亿美元，2022年同比增速为12.49%。总体来看，行业增速较快，市场规模仍有较大的增长空间。

一、新一代生物技术——基因编辑

基因编辑，又称基因组编辑是一种新兴的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一类基因工程技术或过程。利用基因编辑改变作物产量、抗性等农业性状方面的科研报道层出不穷，在遗传性疾病的治疗、动植物育种、基因功能研究等方面发挥重大作用，该类技术成为现代分子生物学的研究热点之一。

现在国际上主流使用的是第三代基因编辑工具CRISPR/Cas9，在此之前还有第一、二代基因编辑工具（锌指核酸酶技术ZFN和类转录激活效应物核酸酶技术TALEN）。相比较而言，第三代的可操作性、成本、效率都远高于前两代。因此，CRISPR/Cas9是一项革命性的技术，很多之前不能做的事现在可通过该技术实现！

鉴于它的重要性，这一技术从被发现到获得诺贝尔奖（2020年获诺贝尔化学奖）仅用了不到10年时间，可以说是诺奖获奖史上的速度奇迹。

二、基因编辑技术在农业中的应用

经过多年的发展，基因编辑技术在能源、医疗、畜牧、农业等领域都有了广泛的应用。在农业方面，基因编辑技术瞄准功能营养（如高GABA番茄、高维生素C的生菜）、抗病抗逆（如大豆、玉米的耐盐碱性状编辑）、增产、轻简化（如水稻直播、大豆耐玉米除草剂性状编辑）等方向改良性状和培育新品种，同时该技术也能用于检测植物疫病。

基因编辑技术在农业领域的应用，无疑为解决全球粮食安全和可持续发展问题提供了新的思路和工具。尽管目前仍面临诸多挑战，但随着技术的进步和政策的完善，我们有理由相信，基因编辑作物将在未来的农业生产中发挥越来越重要的作用。

三、国外基因编辑领军企业

01. Cibus

Cibus是全球领先的植物基因编辑公司，致力于利用基因编辑技术开发可持续、高产的农作物。通过研究和创新，为全球粮食安全和环境保护做出贡献。该公司拥有专有基因编辑平台 Cibus Precision Gene Editing Technology (CPGET)，目前正在研发一系列基因编辑作物，包括：高油菜籽芥酸含量油菜籽、富含多不饱和脂肪酸的大豆、耐除草剂和抗虫害的玉米、耐旱耐热的小麦等。

近期，Cibus成功地从小麦品种的单个细胞中再生植株。这项技术的广泛应用将有助于提升作物性状，赋能未来农业领域可持续发展。Cibus成功地开创了小麦可扩展的基因编辑技术，这一技术加速了小麦多性状开发。同时Cibus通过与种业公司客户合作，授权Cibus特有种质IP，解决作物的各种虫害环境挑战问题；此外还可提升小麦产量和品种优势，提高了农民和种植户的生产积极性。

Cibus已与多家领先的农业公司建立了合作关系，包括拜耳作物科学公司、先正达集团和中粮集团。这些合作将有助于加速 Cibus 产品的商业化。2023年，Cibus完成了与Calyxt公司的合并，合并后的公司拥有1000多项专利，涵盖农业基因编辑的广泛基础技术，帮助Cibus扩大了业务。2023年上半年，Cibus将两种不同作物的三种性状授权给了客户的优良种质资源。

02. Calyxt

Calyxt公司是位于美国明尼苏达州的一家农业生物技术公司，主要聚焦于利用基因编辑技术改善作物性状。曾利用TALEN技术完成了对大豆内源的两个FAD编码基因GmFAD2-1A和GmFAD2-1B的编辑，在2018年推出了首个基因编辑的商业大豆品种—FAD2KO大豆（高油酸大豆）。除此之外，还进行耐白粉病小麦，冷藏土豆，高纤维小麦，还原褐变土豆和除草剂耐受性小麦的开发。在牧草方面，Calyxt 与 S&W Seed Company 签订了商业化协议，在美国和国际上独家许可改良品质的苜蓿种子。

该公司利用其专有的PlantSpring™技术平台，设计植物代谢以生产创新的高价值植物基化学物质，用于客户的材料和产品。作为以植物为基础的解决方案，Calyxt的合成生物学产品可用于帮助客户实现其可持续发展目标和财务目标。Calyxt的多元化产品主要通过其专有的BioFactory™生产系统交付。

03.Pairwise Plants

Pairwise Plants公司成立于2017年初，总部位于美国北卡罗来纳州，是一家农业科技技术服务商，致力于利用植物的自然遗传多样性开发新型的基因编辑工具，以新的方式来克服气候恶化带来的粮食种植挑战，并利用农作物的自然多样性来满足粮食需求。

Pairwise基于领先的研究组织所授权的基因编辑技术，打造出一套独一无二的作物性状开发平台。作为一家以使命为导向的食品科技领域的领导公司，Pairwise正在利用其尖端技术打破行业壁垒，促进人们对新鲜农产品的消费。为了解决风味、育种、保质期、全年供应及零食性等方面的难题，Pairwise将向市场推出营养丰富的果蔬新品。这些新产品不仅将受到消费者欢迎，还将有助于最大程度地减少浪费。Pairwise相信，利用最先进的技术，公司将有机会在总量高达660亿美元的美国农产品零售市场中开拓出一片全新领域。该公司当前正在研发的产品包括新型绿叶蔬菜、浆果和樱桃等。

在获得美国农业部对其基因编辑芥菜批准将近三年后，2023年5月份，Pairwise在美国餐饮服务中正式推出该产品。这也是美国首个使用 CRISPR 技术编辑的蔬菜。这款蔬菜由紫色和绿色的芥菜叶片组成，产品名为″Purple Power Baby Greens Blend″，属于该公司旗下品牌 Conscious™ Greens。通过基因编辑消除了芥菜的苦味，使其尝起来更像生菜。Pairwise 与美国百年餐饮服务公司 Performance Food Group（PFG）的 Peak Fresh Produce® 产品线联合，在 PFG 服务网覆盖的特定餐厅和商店销售。

为了在北美市场持续开创基因编辑食品的便利和丰富营养之路，Pairwise决定停止销售其第一个CRISPR编辑的产品Conscious Greens，专注于新产品的研发，并决定与在沙拉业务中更有经验的合作伙伴合作。

04.Benson hill

Benson Hill成立于2012年，总部位于美国圣路易斯。公司主要将数据科学+生物学+基因组学+食品科学+人工智能+机器学习+云计算等技术相结合，构建了全球领先的生物技术平台—CropOS。CropOS平台上数亿个基因序列结合AI预测和基因编辑等先进技术大幅缩短了作物育种时间，在短短几年内取得多项成果，加速了人类探索植物遗传多样性奥秘的进程。CropOS育种平台结合基因编辑CRISPR 3.0 & Edit、作物加速器Crop Accelerator三大技术，形成了从育种大数据库—基因组合预测—基因编辑育种—作物加速生长的育种技术垂直体系。

Benson Hill拥有20年大豆育种数据，并逐步形成了玉米、大豆、小麦、大麦等27个作物物种的120K+个独特植物基因组、3120亿SNP变体、4.74亿个SNP位点、65亿+环境监测数据，此外还包括消费者口味、土壤、微生物组等数据。预计该数据库未来还会以每年一倍的速度继续扩大。

近年来，Benson Hill致力于优化大豆基因组，提升大豆产量、蛋白质和油脂含量，以解决当前大豆成分与其预期用途之间的脱节。目前，Benson Hill正在快速推进″双重价值大豆″品种，这种大豆能够提供更优质的豆粕和适合消费与新兴生物燃料市场的改良油脂。同时，公司还在开发旨在提高大豆的消化率、能量密度和油脂品质的新技术。自2019年以来，Benson Hill在提高产量、提升蛋白质含量和扩展大豆产区方面的速度远超行业平均水平，这得益于公司的技术成熟度和行业专注度。

目前，Benson Hill的创新管线在以下三个重点领域：1. 饲料用大豆品种（预计2024-2027年发布）；2. 油用大豆品种（预计2028-2030年发布）；饲料用大豆品种（预计2032年及以后发布）。

四、国内基因编辑领军企业

01.舜丰生物

山东舜丰生物科技有限公司由朱健康院士团队领衔创建，是国内首家开展植物基因编辑产业化运作的企业，2023年4月，公司拿到了全国首个植物基因编辑安全证书（高油酸大豆）。2024年1月，再获安全证书（长童期大豆）。

公司专注于基因编辑技术的开发及其在农业生物育种、基因检测医疗等领域的产业化应用。公司拥有基因编辑底层工具CRISPR Cas SF01和CRISPR Cas SF02，打破了国外对于基因编辑核心技术的垄断，并取得了一系列″卡脖子″技术的关键性突破。舜丰生物搭建了国际一流的基因编辑工程化研发平台、诱变种质资源创新平台、生物育种中试熟化平台，布局多生态区综合田间试验平台；形成″基因编辑+″多技术融合的创新体系及″主粮+经济作物+高附加值特色作物″全系列产品矩阵；创制了″高产优质、绿色高效、加工专用、营养健康″四大管线的系统解决方案；形成了一众可市场化的超级新产品，带动作物育种进入精准调控时代。

02.齐禾生物

齐禾生科生物科技有限公司成立于2021年，主要致力于开发自主可控的新型精准基因编辑技术及创制卓越生物性状，旨在成为植物基因编辑行业的领导者，致力于打造可持续农业，解决全球粮食危机。公司构建了高效率、高通量、可持续学习的SEEDIT™生物技术及性状工程平台，建立了全球领先的技术优势。

齐禾生科生物性状开发平台由拥有40余年植物遗传转化经验的知名科学家领衔，善于快速搭建高效的植物递送体系，特别是无外源基因整合的基因编辑体系等来实现高效的植物基因编辑。平台针对世界重要粮食作物水稻，小麦，大豆，玉米、马铃薯以及30余种经济及特色植物均建立了自主高效递送体系，搭建了高质量、高通量生物性状验证及田间测试网络。目前，齐禾生科已实现对多个粮食及经济作物的农艺性状（抗病、抗虫、耐除草剂、抗逆、高产）及品质性状（甜度、营养、颜色）的精准改良，例如抗白粉病高产小麦、耐除草剂水稻、甜度草莓、高VC生菜、高油酸大豆等优异种质资源和品种。

近日，美国USDA公布了新一批取得豁免监管的基因编辑作物，其中齐禾生科高油酸大豆P16收到正式回复，成功取得豁免。齐禾生科通过基因编辑方法，对大豆内源脂肪酸脱氢酶基因进行编辑，最终获得了纯合且无外源插入序列的高油酸大豆P16。

03.艾迪晶

武汉艾迪晶生物科技有限公司是一家由院士领衔，兼具丰富市场化经验团队的生物育种国家高新技术企业。入选湖北省″专精特新″中小企业、″光谷瞪羚″企业和省级上市后备″银种子″企业。公司现有员工110余人，硕士及以上人才占比超30%。

公司以自主知识产权的基因编辑工具酶、多基因叠加系统 TGSII、工程化精准育种平台（HiGeMP™）和高效的多物种遗传转化体系为依托，与科学家、育种家及种业企业建立了广泛的合作，构建起了成熟的技术服务与性状创制双轮驱动发展模式，并在高效整合研发资源要素和赋能下游产业发展方面取得了显著成效。公司已为1000多个科研团队和企业提供了稳定的长期服务；自主研发的多项创新成果进入国家监管审批环节；控股种业子公司两家，大豆、玉米、小麦、水稻等种子业务覆盖国内15个省份及非洲、东南亚区域。

截至目前，艾迪晶已经成功转化20多个物种，覆盖玉米、大豆、水稻、油菜、番茄、拟南芥、草类、林木类、果蔬类等品种，且在主要农作物，比如水稻、大豆、玉米、番茄等不受品种的限制。

04. 弥生生物

弥生生物成立于2018年，围绕花生高附加值终端食品打造完整产业闭环，同时服务花生种业创新需求，早在2016年弥生生物就已开展探索性工作。是全球首次在花生品种中成功探索非转基因花生的基因编辑育种的商业化实践，并验证多达24种花生基因育种性状组合的企业。

在核心技术层面，弥生生物建有分子设计植物合成平台，覆盖基因编辑、细胞工程、植物快繁、田间中试等核心技术环节，形成标准化全流程育种技术平台；拥有全球领先的花生遗传转化创新平台，率先突破超过220种花生品种基因型的限制，大幅实现产品开发降本增效；性状聚合是植物基因编辑育种的重要方向，弥生生物目前正在研发培育的″超级花生″，旨在将多个性状聚合，通过一次编辑实现多个性状基因的同时编辑。以通过″超级花生″品种实现更集约更智慧的种植、更好的油料品质及综合开发蛋白饲料等优势。

05.百格基因

百格基因由多名海归和来自国内一流学府的博士组建，致力于基因组编辑技术在医疗健康和现代农业领域的研究、转化和应用。

基于CRISPR/Cas9技术，百格生物拥有独有的全基因组单/多位点分析设计系统、高通量的gRNA载体组装技术、高效的遗传转化技术和基于云端的测序结果自动化分析体系。

截止2017年12月，百格基因已经积累了从拟南芥到水稻、大豆、玉米、番茄、烟草到小鼠等各个动植物物种的基因组编辑经验，为全球超过200多个研究所/课题组提供基因组编辑服务，并对近10000个基因/靶点进行成功的编辑，还与多家国内一流实验室建立了深度合作关系。

06.先正达（中国中化）

6月4日，先正达集团宣布，将为全球学术研究提供优质基因编辑和育种技术的授权。此类授权可在集团创新合作平台Shoots by Syngenta中获取。Shoots by Syngenta全球创新合作平台成立于2023年，汇集了全球超过6000名科学家，旨在寻找解决食品和农业中最复杂挑战的解决方案。

据悉，先正达集团将提供与优化后的CRISPR-Cas12a以及基因编辑辅助育种工具相关的部分知识产权。通过CRISPR基因编辑，可以比自然界或传统育种方法更快、更高效地提供改良植物，且不包含来自不同物种的DNA。先正达全球种子研究负责人Gusui Wu表示：″CRISPR技术具有无穷潜力，可以推进作物创新，为农民创造价值。在农业领域推广CRISPR技术，可以改变作物育种方式，加速创新的发现和应用，为种植者提供更高产、更具韧性的作物。我们真诚邀请来自世界各地的大学及学术机构加入，共同推动创新，促进农业可持续发展。″

五、域外农业基因编辑生物法律规制现状

目前域外对基因编辑作物的监管可分为三种类型，以美国等国为代表的宽松型，以欧盟等国为代表的谨慎型，以澳大利亚等国为代表的中间型。美国在生物技术监管问题上一种秉持着兼顾效率与安全的原则，在该原则的指导下，美国生物技术立法有效地调节了产业发展、产品安全、经营消费、自然环境等多种利益与风险。美国在基因编辑等生物技术的监管上还采取实质等同原则和个案分析原则，监管对象是基因编辑作物产品的最终产品，由美国农业部、环境保护署和食品药品监督管理局共同管理。

在2020年，美国农业部通过修改法律将基因编辑植物排除在政府监管的范围之外，从而减少对开发者的监管，以达到促进基因编辑产业发展的目的。欧盟对于生物技术的监管态度较为保守，采用的是基于过程的监管原则。在2018年，欧盟通过法院裁决明确基因编辑植物采取与转基因植物相同的规制手段。澳大利亚在2019年通过对《基因技术法案》的修订，采取了分类监管的方式，引进外源基因的基因编辑技术可免于监管，对于涉及同源重组的则仍需进行监管。

六、我国农业基因编辑生物法律规制现状

2022年1月，农业农村部发布了专门针对农业基因编辑植物的《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》，在该指南颁布前，对于基因编辑农作物及其产品无论是否含有外源基因在定义上均属于农业转基因生物，按照《转基因生物安全管理条例》进行监管，在当时便有学者提出这种对基因编辑生物进行监管的方式是不合理的，亟需相关部门出台相应政策对基因编辑生物进行有效监管。

针对基因编辑等新兴育种技术需要明确安全评价技术指南以及产业化所需的管理规程。对于基因编辑等生物育种技术应制定和推行现代化的监管政策，以为生物育种的发展提供动力。在《农业用基因编辑植物安全评价指南（试行）》颁布后，基因编辑的概念被进一步明晰，并依据是否引入外源基因和风险程度进行区别管理，这对我国农业基因编辑生物的发展具有重大意义。