农林牧渔行业研究：技术红利再现，农业重塑可期

　　（报告出品方/作者：华泰证券，熊承慧，冯源，张正芳）

　　推广廿余年，暂处平稳期

　　商业化二十余年，近年推广面积增速放缓。1996 年开始，随着转基因作物在美国的大面积 推广，全球转基因作物的商业化进程开启。在之后的时间里，转基因作物的推广可分为两 个阶段：1）1996 年至 2013 年的高速增长期：推广国家数量的增加及单个国家的渗透率提 升带动转基因作物种植面积持续保持高速扩张，复合增速约 31%；截至 2013 年，全球转 基因作物的种植面积约 26.3 亿亩；2）2013 年至今的平稳增长期：欧盟、俄罗斯等国家/ 地区对待转基因作物的种植限制较多，导致转基因作物拓展新市场的难度提高，而固有市 场的渗透率已至高位，转基因作物的种植面积增长放缓，2013 年至 2021 年间的复合增速 约 1.38%。截至 2021 年，全球转基因作物的总种植面积约 29.3 亿亩。

　　

　　主要区域：美国、巴西和阿根廷

　　美洲国家是转基因作物的主要拥护者。根据 ISAAA 的统计，2019 年种植转基因作物的 29 个国家/地区中，12 个为美洲国家/地区、占比约 41%，其他为 8 个亚洲国家/地区、6 个非 洲国家/地区和 2 个欧洲国家。从种植面积上来说，2019 年美洲国家/地区的转基因作物种 植面积约占全球的 88.12%，其次为亚洲国家/地区（面积占比约 10.2%）。2019 年，全球 有 7 个国家的转基因作物种植面积超过 4500 万亩，其中排名前三的美国、巴西和阿根廷均 为美洲国家。具体来说：

　　

　　1）美国（转基因作物种植面积约 10.7 亿亩）：全球转基因作物推广的先驱者，也是转基因 作物推广种类最丰富的国家之一。生物技术的进步及美国国家战略的支持推进了转基因作 物在美国的推广应用。1983 年，以孟山都为代表的 4 家机构发表了“在植物中导入 DNA， 并成功表达其他物种基因”的论文，开启了重组 DNA 技术在植物领域的应用。1986 年， 美国农业部的动植物安全检疫局（APHIS）批准 4 种转基因农作物（1 种玉米、2 种番茄、 1 种油菜）进入田间试验，拉开了美国转基因商业化的序幕。20 世纪 90 年代，在国际农产 品市场竞争加剧、美国农产品出口量明显下滑的背景下，美国政府开始强调生物技术在农 业上的应用。

　　1996 年开始，在孟山 都和杜邦先锋等公司的助推下，美国开始进行转基因大豆、玉米和棉花等作物的大规模种 植。2001 年，转基因大豆在美国的推广渗透率率先突破 75%。2004 年和 2007 年，转基 因棉花和转基因玉米在美国的推广渗透率也陆续突破 75%。2019 年，美国共种植有约 4.98 亿亩转基因玉米、4.56 亿亩转基因大豆、7965 万亩转基因棉花和近 4000 万亩其他转基因 作物（油菜、甜菜、苜蓿、马铃薯、木瓜、南瓜、苹果等），三大作物的转基因渗透率均在 90%以上。截至目前，美国共有 44 个转基因玉米转化事件、26 个转基因大豆转化事件和 29 个转基因棉花转化事件和获准商业化种植。

　　2）巴西（转基因作物种植面积约 7.92 亿亩）：被技术优势倒逼放开转基因作物种植的国家。 1996 年开始，转基因大豆逐渐通过黑市交易从阿根廷流入巴西。1998 年，巴西政府实施 转基因大豆种植禁令。但由于私下种植的现象屡禁不止，巴西政府在 2003 年 3 月出台临时 解禁措施、正式认可转基因大豆种植的事实、同意 2002/03 年度收获的转基因大豆可以上 市进行合法交易，并于 2004 年修订出台《生物安全法》、正式放开转基因大豆的商业化种 植。2005 年，巴西首次批准种植转基因棉花 MON531。2008 年，巴西批准种植转基因玉 米。2009 年，巴西超越阿根廷成为全球第二大转基因作物种植国。大豆和玉米是巴西主要 种植的两类转基因作物。2019 年，巴西种植的转基因作物包括约 5.27 亿亩转基因大豆、 2.45 亿亩转基因玉米、2100 万亩转基因棉花和少量抗虫甘蔗。截至目前，巴西共有 61 个 转基因玉米事件、17 个转基因大豆事件和 23 个转基因棉花事件获准商业化种植。

　　

　　3）阿根廷（转基因作物种植面积约 3.58 亿亩）：偿债压力下引入转基因作物技术。20 世纪 90 年代中期，阿根廷由于石油危机而背下巨额债务。而大豆作为阿根廷的主要农产品、在 当时面临全球旺盛的肉牛饲用需求，阿根廷政府通过对大豆及其副产品收取 32%~35%的高 额关税可获取可观收入。于是，阿根廷政府自 1996 年开始批准种植转基因大豆，并在 1998 年批准了转基因玉米和棉花的商业化种植。和巴西类似，大豆和玉米是阿根廷主要种植的 两类转基因作物。2019 年，阿根廷种植了约 2.63 亿亩转基因大豆、8850 万亩转基因玉米、 720 万亩转基因棉花和少量转基因苜蓿。截至目前，阿根廷共有 52 个转基因玉米事件、16 个转基因大豆事件和 6 个转基因棉花事件获准商业化种植。

　　4）加拿大（转基因作物种植面积约 1.87 亿亩）：全球第一个大面积商业化种植转基因油菜 的国家、也是全球最大的转基因油菜种植国。与美国相邻的地域优势使得加拿大在转基因 的商业化上同样推行较早。1995 年，加拿大开始商业化种植转基因抗除草剂油菜；2005 年，转基因油菜的种植面积达到加拿大油菜总面积的 77%；2010 年，转基因油菜在加拿大 的种植渗透率已达 93%。2019 年，加拿大的转基因油菜种植面积约 1.3 亿亩、约占全球转 基因油菜种植总面积的 85%以上。截至目前，加拿大共有 144 个转基因作物事件获批商业 化种植，包括 66 个转基因玉米事件、21 个转基因大豆事件等。

　　5）印度（转基因作物种植面积约 1.78 亿亩）：转基因棉花种植大国。20 世纪 90 年代初， 印度开始了自独立以来最大规模的全面经济改革，并提出了“第二次绿色革命”的口号、 把转基因作物的推广作为绿色革命的重要内容。1999 年，印度在全国 40 个不同地区同时 开始 Bt 转基因棉花的大田种植试验。2002 年，印度政府批准了转基因棉花的商业化种植。 之后的数年里，转基因棉花在印度快速推广。2008 年，转基因棉花在印度的渗透率已提升 至 80.9%。但是，由于政治、经济、文化等原因，印度公众对待转基因食品的态度偏谨慎， 印度政府并未批准棉花之外的转基因作物进行商业化种植。

　　印度政府曾在 2009 年就转基因 茄子的商业化种植进行社会咨询，由于社会大众多持反对态度，最终在 2010 年 2 月宣布无 限期暂停转基因茄子的商业化。2014 年，莫迪新政府上台，对待转基因的态度趋于积极， 不仅呼吁热门投资杂交种子和转基因种子，而且提出政府坚持“科学仍需继续”的态度、 批准了 15 个转基因作物新品种的田间实验。另外，印度也允许转基因大豆油的进口。

　　

　　6）巴拉圭（转基因作物种植面积约 6150 万亩）：阿根廷及巴西转基因推广的跟随者。巴拉 圭地处巴西和阿根廷两国之间，其常驻人口中有不少巴西人。此外，受阿根廷国内局势的 影响，也有部分阿根廷农户在巴拉圭种植大豆。巴拉圭大豆通过巴西和阿根廷港口转运、 并出口到欧盟和日本等地。2004 年，巴拉圭政府正式批准转基因大豆种植。2019 年，巴 拉圭种植有约 5400 万亩转基因大豆，但转基因玉米的种植面积仅数百万亩、渗透率不足 1%。截至目前，巴拉圭共有 22 个转基因事件获批种植安全许可，包括 15 个转基因玉米事 件、3 个转基因大豆事件和 4 个转基因棉花事件。

　　7）中国（转基因作物种植面积约 4800 万亩）：已种植转基因棉花，即将推广转基因玉米和 大豆。改革开放初期，纺织品是中国外汇的主要来源。而上世纪 90 年代末，国内连年爆发 棉铃虫灾害，带来重大经济损失之余，还因过量使用化学农药造成了严重的环境污染以及 人、畜中毒死亡事故。在这样的时代背景下，我国在 1996 年引入了孟山都的抗虫棉、在河 北省进行推广。1997 年，中国农科院的单价抗虫棉获批种植用的转基因生物安全证书，我 国相应拥有了自主知识产权的转基因抗虫棉。1998 年，国产抗虫棉在山西、安徽、山东和 湖北四省通过审定。1999 年，中国农科院的双价抗虫棉也获得了种植用的转基因生物安全 证书，政府将转基因抗虫棉的商业化范围扩大到长江中下游棉区。

　　2003 年，政府又新增批 准转基因抗虫棉在新疆等其他五个省份进行种植，至此转基因抗虫棉的种植范围已覆盖了 当时中国的所有棉花主产区域（黄淮海流域、长江流域和西北）。也是在 2003 年，国产棉 凭借价格优势在推广面积上超过了美国抗虫棉。2011 年，转基因抗虫棉在中国的推广渗透 率已提升至 84%，其中 95%为国产抗虫棉。2019 年年底，农业农村部首度给抗虫抗除草 剂玉米和抗除草剂大豆颁发种植用转基因生物安全证书。随着相关法案及试验的推进，我 们预计转基因玉米和大豆有望在国内逐渐推广种植。

　　欧盟和俄罗斯对待转基因作物的态度谨慎。1）欧盟：在早期也曾积极参与转基因作物的种 植推广。1998 年，西班牙和法国就分别种植了 30 万亩和 3 万亩转基因抗虫玉米。之后的 九年里，欧盟地区种植转基因作物的国家数量持续增加。2007 年，欧盟共有 8 个国家种植 转基因玉米，孟山都的转基因玉米 MON810 在欧盟的种植面积提升至 165 万亩。但是，随 着政府的政策引导和小规模的公众反对及抗议行为，欧盟的转基因作物种植国数量自 2008 年起持续减少，自 2016 年起已仅剩西班牙和葡萄牙仍在继续种植转基因抗虫玉米。2019 年，西班牙和葡萄牙分别种植了 161 万亩和 7.1 万亩转基因玉米，合计种植面积同比下降 了 7.5%。截至目前，欧盟仅在 1998 年批准过两个转基因玉米事件的种植安全证书、在 2018 年批准过巴斯夫的转基 因棉花 GHB811 的种植安全证书，从未批准过转基因油菜或转基因大豆的种植许可，但是 允许多种转基因作物的进口。

　　2）俄罗斯：对待转基因作物极为保守、从未批准过种植。1948 年 8 月的全苏列宁农业科学院会议上，李森科对于孟德尔基于基因的遗传学持否定论调、 并获得了斯大林的支持。政治影响下，苏联的遗传学研究逐渐落后。20 世纪 80 年代末至 90 年代初，苏联的生物技术一度快速发展。但是，20 世纪 90 年代初的市场经济改革对俄 罗斯经济造成了灾难性影响，生物技术行业也陷入衰退，导致美国和中国在 90 年代末相继 开发出自主知识产权的转基因作物时俄罗斯却缺席了。而在引入应用海外转基因技术方面， 俄罗斯的态度非常谨慎，从未批准过转基因作物的种植。

　　一方面，俄罗斯的科学界对转基 因作物及食品存疑，另一方面，俄罗斯政府担心在没有本国技术支撑的背景下推广种植转 基因作物将提升其种子农药采购成本和栽培成本，而禁止转基因作物的种植则可以有利于 俄罗斯在国际市场上打造绿色食品生产大国的形象。另外，国际环境的变化（俄美关系等） 也影响着俄罗斯对待转基因的态度。2012 年加入 WTO 世贸组织后，俄罗斯对待转基因的 态度一度和缓。2012 年年底，俄罗斯政府拒绝了民间组织确定“无转基因区”的建议，并 简化了转基因产品、种子、饲料的登记程序。2013 年 9 月，俄罗斯也曾颁布政府决议，允 许在俄罗斯境内指定区域种植转基因改良谷物。但是，2014 年 2 月，俄罗斯起草法案禁止 转基因产品的流通。 2016 年，俄罗斯针对转基因出台了更为严厉的法规，规定除科学研究之外，俄罗斯境内禁 止转基因的商业化运作，即禁止转基因作物的种植和转基因动物的饲养以及转基因产品的 进口。此外，国家杜马安全委员会还拟定了法案禁止在俄罗斯联邦境内种植以生产食品为 目的的基因改良作物。

　　

　　三大作物：大豆、玉米和棉花

　　美国等主推国家的种植结构导致大豆、玉米和棉花成为转基因应用最广的三大作物。从推 广国家数量来看，截至 2019 年，全球已有 14 种转基因作物在 29 个国家种植，其中种植 转基因棉花的国家最多（18 个）、其次是转基因玉米（14 个）和大豆（8 个）。种植面积方 面，大豆、玉米、棉花和油菜是全球种植面积最多的转基因作物；2019 年，转基因大豆的 种植面积约 13.8 亿亩（占转基因作物总面积的 48%），转基因玉米、棉花和油菜的面积分 别约 9.1 亿亩、3.9 亿亩和 1.5 亿亩，另外还有少量的转基因苜蓿、甜菜、甘蔗等种植。

　　从 渗透率来看，2019 年，全球 74%的大豆、79%的棉花和 31%的玉米是转基因作物。我们 认为，大豆、玉米和棉花之所以会成为转基因种植推广的三大作物，与全球农产品的生产 分布、及主产国/地区的转基因政策息息相关，简言之就由转基因主推国的种植结构所决定。 近代以来，小麦、玉米、水稻、大豆、棉花和油菜是全球种植面积最大的六类谷物，其中 小麦和水稻属于口粮作物、转基因的推进较为审慎缓慢，而水稻和油菜的主产区不在转基 因政策较为开明的美洲，因此种植面积广且转基因渗透率高的大豆、种植面积广且有一定 转基因渗透率的玉米和转基因渗透率高的棉花逐渐成为全球转基因应用最广的三大作物。

　　1） 小麦：2019 年全球种植面积约 32.4 亿亩，其中印度、俄罗斯、欧盟、中国和美国是前 五大种植国家/地区，合计种植面积占比约 56%；而美国、巴西和阿根廷三大转基因推 广国家的小麦种植面积仅占全球的 11%。不仅如此，由于小麦是六倍体作物，基因组 较为复杂，所以小麦的基因转化难度较玉米、大豆等要更高。直到 1992 年，全球第一 株转基因小麦才问世，比第一株转基因大豆和玉米分别晚了4年和2年。更为重要的是， 作为口粮作物，小麦的转基因推广较为审慎缓慢。截至目前，全球仅有孟山都的除草剂 耐受小麦 MON71800 和阿根廷生物技术公司 Bioceres S.A.的抗旱小麦 HB4 获得过转 基因生物安全证书，其中前者仅在 2004 年获得了四个国家的进口许可、并未获批种植 许可，后者获得了七个国家的进口许可和阿根廷的种植许可、但尚未开始商业化种植。

　　2） 玉米：2019 年全球种植面积约 29.5 亿亩，其中中国、美国、巴西、印度和欧盟是前五 大种植国家/地区，合计种植面积占比约 57%。由于中国尚未开始转基因玉米的大规模 商业化种植，而欧盟内部对转基因作物分歧众多、实际种植面积偏低，因此转基因玉米 在全球的推广主力仍是美洲国家。美国、巴西和阿根廷三大转基因推广国家的玉米种植 面积约占全球的 29%，而转基因玉米在三个国家的种植渗透率在 2019 年已高达 90% 左右，加上加拿大、菲律宾、南非、欧盟和越南均有一定比例的转基因玉米种植，全球 的转基因玉米种植面积约 9.14 亿亩、种植渗透率约 31%。

　　

　　3） 水稻：2019 年全球种植面积约 24.3 亿亩，主要分布在亚洲区域（占比约 86%），而美 国、巴西和阿根廷的种植面积占比仅 1.8%。目前，全球共有 7 个转基因水稻事件获批 有种植用的转基因生物安全证书，包括有拜耳的除草剂耐受水稻 LLRICE62（1999 年 获批美国的种植许可）、除草剂耐受水稻 LLRICE06（1999 年获批美国的种植许可）和 除草剂耐受水稻 LLRICE601 （2006 年获批美国的种植许可），伊朗农业生物技术研究 所的抗虫水稻 Tarom molaii + cry1Ab（2004 年获批伊朗的种植许可），华中农大的抗 虫水稻汕优 63 和抗虫水稻华恢 1 号（均于 2009 年获批中国的种植许可），和国际水稻 研究中心的富含胡萝卜素水稻 GR2E（即黄金大米，2021 年获批菲律宾的种植许可）。 但因口粮的特殊地位、及亚洲地区的转基因政策限制，这些转基因水稻均未进入到商业 化推广阶段。

　　4） 大豆：2019 年全球种植面积约 18.5 亿亩。其中，前十大种植国中，巴西、美国、阿根 廷、巴拉圭、加拿大和玻利维亚均为美洲国家、有着高比例的转基因大豆种植（美国和 阿根廷的转基因大豆渗透率约 100%，巴西约 96%），而五个国家大豆的合计种植面积 约占全球的 74%，加上乌拉圭、墨西哥和南非也有一定数量的转基因大豆种植，带动 转基因大豆在全球的渗透率高达 74%左右。

　　5） 棉花：2019 年全球种植面积约 5.17 亿亩。其中，前十大种植国中，印度、美国、中国、 巴基斯坦和巴西均有高比例的转基因棉花种植（印度约 79%，巴西约 86%，美国中国 和巴基斯坦均在 90%以上），而这五个国家的棉花合计种植面积约占全球的 79%。同时， 澳大利亚、缅甸和苏丹等地区也有一定数量的转基因棉花种植，带动转基因棉花在全球 的渗透率高达 79%左右。6） 油菜：2019 年全球种植面积约 5.14 亿亩。其中，前十大种植国中，仅加拿大、澳大利 亚和美国推广种植了转基因油菜，而三个国家的油菜合计种植面积约占全球的 33%。 因此，虽然转基因油菜在推广国实现了高渗透率（美国和加拿大基本是全覆盖），但在 全球的平均渗透率仅 27%左右。

　　

　　从全球经验来看，技术门槛、知识产权保护和资源投入三方面的壁垒使得转基因作物技术 主要集中在少数龙头种企手中。

　　技术门槛：新基因难寻，高性能不易

　　转基因的技术壁垒主要包括两方面： 1）挖掘新的 MOA（mode of action）：狭义上理解就是挖掘新的功能基因。广义上理解就 是挖掘新的作用机制（包括基因、双链 RNA 技术等）来达成抗虫、除草剂耐受、抗旱等功 能效果。新 MOA 的挖掘是转基因研发中的核心难点之一。一方面，新的 MOA 是企业用以 建立技术及产品优势的关键；另一方面，随着转基因技术的推广应用，昆虫抗性的问题也 随之显现（例如杀虫蛋白 Cry1F 在美国、巴西和阿根廷均已出现了草地贪夜蛾的抗性问题）， 需要新的 MOA 来提高作物的抗虫性。而经过三十年左右的研究挖掘，目前全球也仅开发了 25 个抗虫基因、26 个除草剂耐受基因，其中应用推广较多的基因不过十数个。

　　2）配套技术：如转化方式、启动子等元件、插入位点、庇护所等。①转化方式：转基因作 物的开发，早期主要通过基因枪的方式导入外源基因，但容易造成基因多拷贝转化、基因 沉默、DNA 断裂等问题，后来都采用农杆菌介导转化、利用质粒载体的构建将外源基因转 入植物细胞。②元件及位点等：一般而言，抗虫基因/除草剂耐受基因的表达量与抗虫/除草 剂耐受效果正相关，而质粒载体的选择、启动子与终止子等元件、及外源基因在植物染色 体上的插入位点则会影响基因表达效果，从而影响转基因作物的田间表现。启动子位于功 能基因上游，是 RNA 聚合酶识别、结合的部分，驱动基因转录合成；终止子则是转化载体 上终止目的基因转录的核苷酸序列。

　　启动子的不同结构可影响它与 RNA 聚合酶 II 的识别、 结合，从而影响基因表达的水平，进而影响转基因产品效果。启动子大致可分为 a)组成型 启动子：外界因素对其启动的外源基因表达几乎没有影响，已被广泛应用于启动外源基因 的表达。b)组织特异性启动子：除包含应有的一般启动子元件外，还具有增强子以及沉默子 的特性，避免外源基因的不必要表达，节约植物体的整体能量消耗。因此可实现外源基因 在植物不同器官与组织中的表达。c)诱导型启动子：这类转录因子分别在不同植株应对不同 环境条件（光、干旱、高温、低温和激素）等方面发挥着极其重要的作用。而外源基因如 果插入到植物基因组转录活性较低的区域，可能无法正常表达；如果插入到植物基因组的 功能基因区域，可能会影响作物原本的农艺性状。

　　所以，海外龙头种企在基因挖掘之余， 还会进行大量的配套功能元件的研究、及转化事件的田间测试，以筛选到田间效果最佳的 转基因产品；而同样是改良海外成熟转基因产品，国内的不同机构得到的转基因产品效果 也不尽相同。③庇护所：通过在田间种植转基因作物时配套种植一定比例的非转基因作物 作为害虫的庇护所，以达到延缓昆虫抗性产生、进而拉长转基因产品生命周期的效果。而 由于庇护所的设置会带来产量的牺牲、且早期操作复杂，因此海外的龙头种业也致力于研 发降低庇护所比例的技术来保证更好的产品效果。例如，2008 年以后，孟山都就开始大力 推广 RIB（refuge in bag）技术，使得其配套庇护所的比例从 20%下降到了 5%~10%、也 方便了农民的操作。

　　

　　资源投入：需时久、耗费高、风险大

　　转基因作物的研发和产业化流程需时久、耗费高。据 Phillips McDougall 2011 年调查显示， 研发一个新的转基因作物时间平均需要花费 1.36 亿美金、平均费时 13.1 年、可能会在 20 多个国家申请法规安全审批、涉及 40 个左右的监管部门。原因在于，除了初期的基因开发 和测试之外，转基因作物还需要进行全球的法规审批、以变成全球化的产品，在保证转基 因产品安全有效的同时，也使得农民种植时没有后顾之忧、销售通畅。 1）时间及花费方面：据 Phillips Mcdougall，一般来说，转基因作物的完整研发和产业化流 程包含 5 个环节：①基因发掘：平均需要花费约 3100 万美金，耗时 4~5 年；②转化子构 建及优化：平均需要花费约 2830 万美金，耗时 1.5~2.5 年；

　　③转化事件形成及筛选：平均 需要花费约 1360 万美金，耗时 2~2.5 年；④性状导入及大规模田间测试：平均需要花费约 2800 万美金，耗时 3~3.5 年；⑤法规科学、注册及审批：一般在这个阶段还会同步进行性 状的渗透导入、及亲本的繁育等工作；这一环节平均需要花费约 3510 万美金，耗时 7~8 年。可以看出，转基因商业化的最大壁垒其实是因为监管带来的长时间投入、高耗费和高 风险。有很多产品都到了最后的注册阶段，又发现有问题，就不得不放弃。2002 年之前上 市的转基因事件，平均需要在基因发掘早期测试 1638 个基因才能对应 1个成功上市的产品。 不仅如此，随着法规监管等的加强，每个转基因事件在不同研发阶段需测试的样本（基因/ 转化子/事件）数量也显著增加。2008 年至 2012 年引入的转基因事件需要的基因发掘早期 个体数量已提高至 6204 个。

　　2）安全审批方面：法规科学、注册及审批环节主要是在作物的主要种植国家/地区申请种植 许可、在作物的主要进口国家/地区申请饲用/粮用的进口许可。比如玉米转基因性状，通常 会在已放开转基因种植的美国、巴西、阿根廷等主要种植国申请种植安全许可，并在欧盟、 墨西哥、日本、中国、韩国等主要进口国申请进口许可。而大豆转基因性状则会尤其重视 中国和欧盟的进口安全许可，因为中国的进口量约占全球进口量的 62%。其中，中国通常 要求转基因性状在海外已经获批种植许可才能来申请进口许可，欧盟的审批周期较长，常 常会影响限制转基因产品的商业化进程。

　　以孟山都的经典转基因玉米性状 MON810 （YieldGard?）为例，在 1996 获得美国的种植安全许可、1998 年获得欧盟和阿根廷的种 植及进口安全许可后，又在 2002 年和 2003 年分别获得了玉米主要进口国中国和日本的进 口安全许可。而先正达的转基因玉米 MIR162（Agrisure? Viptera）虽然在 2009 年至 2011 年就陆续获得了玉米主要种植国巴西、美国和阿根廷的种植安全许可，但因为中国的进口 安全许可直至 2014 年才拿下，因此还曾在 2013 年出现过美国种植成熟的 125.2 万吨 MIR162 玉米出口到中国时被退运的情况。而拜耳作物也曾为了等待中国的进口安全许可， 而推迟其转基因大豆产品在美国的开售时间。

　　

　　3）涉及的监管部门方面：以美国为例，转基因作物的产业化需得到农业部（USDA）、食品 药品监管局（FDA）、环境保护署（EPA）三个大的部门的审批。农业部（USDA）负责转 基因产品的种植安全，主要通过下属的动植物安全检疫局（APHIS）进行监管。食品药品 监管局（FDA）负责转基因作物的食品和饲料安全。环境保护署（EPA）管理杀虫蛋白对 农业的影响、确定或免除杀虫蛋白在食品中最高残留量的管理。海外的龙头种企往往花费高额的研发费用在转基因的研发上。2006 年至 2016 年，龙头种 企孟山都和先正达的研发费用分别从 7.25 亿美金、7.96 亿美金增长至 15.12 亿美金、12.99 亿美金，复合增速分别达 8%和 5%；其研发费用占收入的比例也持续维持在 10%左右的水 平。

　　另外，人才队伍也是转基因研发产业化的重要资源投入。以孟山都为例，公司积极地以优 厚待遇从学术界吸纳人才，打造覆盖细菌、昆虫、DNA、作物性状、杂草防治等多方面的 科研力量。早在 1980s 年代，公司就先后吸纳了植物科学先驱 Ernie Jaworski 博士、昆虫 学家 Howard Schneiderman 博士、组织学家 Robert Horsch 博士、脂质体专家 Robert Fraley 博士等,相继完成细菌基因送入植物细胞(借助土壤杆菌介导&基因枪)，植物基因启动子(让 细菌基因在植物发挥作用)，BT 基因(利用苏云芽孢杆菌)等关键的科研攻关。另外，公司还 会为研究人员提供并涉及长期项目机会（例如长达 14 年的、设计可以抵抗虫害、除草剂或 疾病的新植物的项目）、并用股权激励计划绑定核心人才。

　　截至 2013 年 11 月，孟山都在全 球有 2.2 万名正式员工及近 5000 名合同制员工，其中至少 2 万人从事科研开发及知识产权 创造工作、当时的首席技术官 Rober T. Fraley 还曾获得世界粮食奖；杜邦先锋的全球雇员 达 6.5 万人，其中 20%的员工从事育种工作、30%的员工拥有博士学历。

　　知识产权保护：专利+品种权+合约，多效保护

　　转基因技术的知识产权保护主要通过专利、和/或品种权保护、商业化许可、技术使用合约 等多维度来实现。具体来说：

　　1）专利保护：转基因技术在美国等地区最重要的保护方式之一，可以覆盖转基因技术的原 始材料、方法及成品。保护期限一般在申请日起 20 年。根据中国科学院成都文献情报中心 在 2020 年的统计，2000 年至 2019 年，全球授权的转基因作物专利共计 9569 项，其中一 大半都是跨国龙头种企所申请的。在美国，基因审批本着“发明在先”的原则，一些科研 机构/公司往往一找到某个基因、就先到专利局抢注专利。而前面提到，一个转基因事件从 研发、法规安全审批到最终批准商业化需要 13~17 年的时间，因此在研发初期阶段申请的 基因和表达载体等的专利，等到转基因品种正式上市时，其保护期限往往仅剩 3~5 年的时 间、保护力度被迫减弱。因此，海外的龙头种企通常还会通过专利矩阵、专利延续等方式 来延长全力期限、实现对转基因品种的全程保护。

　　

　　①专利矩阵：就是对功能基因及其突变 体、辅助基因、表达载体、相关元件（启动子终止子等）、构建体、检测方法、转化技术、 转化事件、相关农作物品种等进行一系列的专利申请，以延长技术的保护时长和扩大保护 范围。其中，单一的功能基因、调控元件等都很容易被后来者修饰、改进或者替代，甚至 在此基础上再申请新的专利，但是转化事件的技术难度高、权利要求多，很难被后来者绕 开或者规避。以孟山都的草甘膦耐受基因 epsps 的专利申请为例：孟山都从 1985 年开始申 请功能基因 epsps 的专利，之后还针对配套的辅助基因、调控元件、转化/检测方法等多方 位申请专利，在 2006 年至 2010 年进入到其相关转基因事件及农作物品种专利申请的高峰 期，前后事件跨度达 20 余年。这样即便基因专利过期了，仍有转基因事件等专利能够保护 公司的技术及产品。

　　②专利延续/拓展：仍以孟山都的草甘膦耐受基因 epsps 为例，该基因 的专利申请最早是在 1985 年提出的。在美国，孟山都利用延续申请、部分延续申请和分案 申请等专利申请制度，从 epsps 基因的两项核心和专利（US1985763482 和 US1990576537） 共衍生出 15 件美国专利申请、其中 7 件获得授权，授权的权利要求保护范围得以拓展。后 续公司又提出了一系列延续申请、临时申请和分案申请，在 2006 年获得了 247 再版专利（此 时最初的基因专利已经超过 20 年保护期了）。

　　技术溢价升级，全球种业规模加速扩张

　　转基因商业化带动全球种业市场规模持续增长。2001 年至 2020 年，全球种业的市场规模 从 164 亿美金增长至 441 亿美金、复合增速约 5.4%，背后的主要驱动就是转基因作物的商 业化推广。具体来说：1）作物种植面积的扩张仅贡献 1.1 个百分点的增长动力：2001 年至 2020 年，全球六大作物（玉米、大豆、水稻、小麦、棉花、油菜）的种植面积由 90.9 亿亩 增长至 112.1 亿亩，复合增速约 1.1%；2）转基因种子市场规模的复合增速明显高于常规 种子：其中，转基因作物渗透率快速提升的 2001 年至 2013 年间 ，转基因种子市场规模 的复合增速高达 17.9%，而非转基因种子市场规模的复合增速仅 3.0%；

　　3）转基因应用较 广的作物/区域，其种业市场规模具备明显溢价：2016年全球玉米和大豆的种植面积在9类重要作物（其他为棉花、油菜、蔬菜、小麦、水稻、甜菜和向日葵）中的占比为23%和14%，但其对应的种业市场规模占比却高达 41%和 21%；而北美和南美的主要作物种植面 积占比约 15%和 13%，但其对应的种业市场规模占比却高达 44%和 21%。

　　高定价是转基因驱动种业市场扩容的核心。据威斯康星大学 2009 年的统计，美国的转基因 玉米种子售价较常规杂交种子要高出 10%~50%，其中转入基因数量越多的种子定价通常越 高。而从 USDA 的数据来看，美国的玉米和大豆种植成本中，单亩种子费用在转基因推广 前的复合增速分别约 5.3%和 2.3%，而在转基因快速推广的 1997 年~2013 年期间复合增速 分别提至 7.9%和 7.0%。我们分析，转基因种子之所以实现高定价的原因在于： 1）价值创造：即通过抗虫、除草剂耐受等性状提升种子的产品力、为农民带来增收贡献（前 文第 19~22 页已有总结分析，不再赘述），而种子从中抽取部分收益作为提价基础。根据 USDA 的统计分析，1997 年美国种植转基因抗虫棉所产生的效益中，29%留存在了性状公 司端、6%留存在了种子公司端、29%留存给了农民；而种植转基因除草剂耐受大豆产生的 收益在这三个环节的留存比例分别约 28%、40%和 20%。

　　

　　2）产品的迭代升级：即通过技术的优化、多基因的叠加等方式开发性能更强的新产品、同 时一定程度上对核心基因实现专利保护期的延长（即前文提到的专利延续/拓展），从而实 现定价的进一步提升。例如，2007 年美国的四价、三价和双价的转基因玉米种子定价分别 较常规杂交种子高出 50%、42%和 33%。 梳理转基因性状产品的迭代升级策略，我们发现主要有四条路径： ① 插入位点优化：同样的基因，插入到植物染色体的不同位点，从而形成不同的转基 因事件。性状公司可能会将多个转基因事件同时进行生物安全证书的法规申请，最 后根据法规申请进度、专利保护情况、和田间效果等因素而选取一到多个转基因事 件推向商业化。

　　② 转化技术优化：同样的基因，通过不同的转化技术转入植物染色体中，从而形成不 同的转基因事件产品。例如，NK603（Roundup Ready? 2 Maize）和 MON87427都是孟山都开发的抗草甘膦玉米，转入的都是 cp4 epsps 基因，分别在 2000 年和 2013 年获得美国的种植许可。所不同的是，NK603 是通过微粒子轰击的技术手段将 cp4 epsps 基因转入玉米的双拷贝 转基因事件，而 MON87427 基因则是通过农杆菌转化的技术手段完成基因转入的 单拷贝转基因事件。又比如，GTS 40-3-2（Roundup Ready soybean）和 MON89788（Genuity Roundup Ready 2 Yield）都是孟山都通过转入 cp4 epsps 基因而开发的抗除草剂大豆产品，分别在 1994 年和 2007 年获得美国的种植许可、 并随后推广在全球多个国家。两者的不同也在于前者是通过微粒子轰击技术手段完 成的转化，而后者是通过农杆菌转化手段。

　　③ 多作物应用：同样的基因，应用到不同的作物中。例如，同样是 cry1Ac 基因，孟 山都先是转入棉花中开发了抗虫棉 MON531、并在 1995 年获批美国的种植许可， 后又转入大豆中开发了抗虫大豆 MON87701、并在 2011 年获批美国的种植许可。 又比如，孟山都将 cp4 epsps 基因分别转入 5 种农作物，从而开发了一系列的农达 （Roundup）作物，包括农达大豆 GTS 40-3-2（1994 年获批美国种植许可）、农 达玉米 NK603（2000 年获批美国种植许可）、农达棉花 MON88913（2004 年获批 美国种植许可）、农达油菜 MON88302（2013 年获批美国种植许可）、和农达小麦 MON71800（尚未获批种植许可）等。

　　④ 多基因叠加：通过二次转化、杂交技术、优化转基因载体的构建，从而实现多个外 源基因在作物基因组内的组合叠加、开发多价的转基因事件。其中，二次转化和杂 交技术会导致玉米基因组有两个或多个位点被外源基因插入，而优化载体构建是单 次转入更多基因、插入位点仅一个。举例来说：A）二次转化：孟山都的保铃棉 2 代产品就是在 1 代产品的基础上、再次转化一个新基因而筛选得到的。1995 年， 孟山都通过农杆菌转化的技术手段对棉花转入 cry1Ac 杀虫基因、开发了转基因棉 花——保铃棉 1 代 MON531，并将其推广至阿根廷、巴西等多个国家。但 MON531 对棉花害虫斜纹夜蛾、甜菜夜蛾的防治效果不理想，且因为是单基因产品、容易令 主要防治对象棉铃虫、棉红铃虫产生抗性。

　　值得注意的是，通过不同的技术路径开发多基因叠加性状有时候会出现殊途同归的组 合。比如，MON863 和 NK603 杂交后的转基因事件、与 MON88107 的效果是一样的，又 例如 TC1507 和 59122 杂交后的转基因事件、和 4114 的效果是一样的。

　　

　　种子+农药，农化销售模式变化

　　除草剂耐受作物的推广带动草甘膦的崛起。草甘膦，上市于 1972 年，是一种广谱灭生性除 草剂，商品名有“农达”等。由于其作用靶标为仅存在于植物和某些细菌中的 EPSP（5- 烯醇丙酮酰莽草酸-3-磷酸）合成酶，因此草甘膦具备杂草杀灭效果好、低毒、在动物和水 生物中不积累等特点；同时，其合成原料易得、工艺方法多样且简单，草甘膦的价格也较 为低廉。上市初期，由于对作物生长的破坏性，草甘膦主要用在果园、桑园、茶园、道路 沿线、森林苗圃、防护林带等非作物应用场所。1994 年，全球草甘膦原药的使用量约 4.25 万吨；1994 以前，全球草甘膦销售额最高值为 10 亿美元。

　　而 1994 年起，转基因的 Roundup 系列作物（草甘膦耐受作物）开始在美国等地区推广，其可搭配使用高剂量的草甘膦除草 剂杀灭杂草而不影响作物生长，使得草甘膦的应用进一步扩大到作物上，带动了草甘膦的 第二成长曲线。根据现代农药（2005 年），在草甘膦耐受大豆推广前，美国大豆除草剂市场 由咪唑啉酮类除草剂主导，当时 Pursuit（咪草烟）的使用面积占美国大豆种植使用面积的 86%。2004 年，草甘膦在美国大豆的防治面积占比已提升至 90%，而咪草烟的份额则萎缩至 3%、且退出美国大豆使用前五大的除草剂行列；同时，草甘膦的全球市场价值提升至 31.9 亿元、远远领先于其他农药产品。截至 2019 年，草甘膦依然维持着全球市场规模最大除草 剂的龙头地位、市场价值约 52.5 亿元。

　　转基因带动农化行业形成种子+除草剂捆绑销售的新模式。通过Roundup系列作物的推广， 孟山都开创了除草剂耐受种子+除草剂捆绑销售的模式、搭建了农药+种子平台式销售体系。 一方面，草甘膦耐受作物推广面积在1998年至2008年期间增长了近3倍、复合增速约14%， 且持续保持着除草剂耐受作物面积最大的领先地位。2008 年，草甘膦耐受作物的推广面积 约 10.7 亿亩，约占除草剂耐受作物总面积的 95%。另一方面，原本因专利到期等因素影响 而现下滑的草甘膦业务在 2004 年起又重新进入增长通道，孟山都的草甘膦销售收入和市场 占有率高位再增长。2008 年，孟山都的草甘膦销售收入约 40.94 亿美金，较 1998 年增长 79%；其草甘膦销售收入的市场份额约 59%左右；2014 年，孟山都的草甘膦销售额占比进 一步提升至 78%。我们认为，这种成功经验背后的核心在于：

　　1） 技术研发层面：孟山都率先找到了特定针对草甘膦的耐受基因 epsps，从而达到了 转有 epsps 基因的 Roundup 作物在喷洒高浓度的草甘膦后仍能正常生长、而杂草 已被草甘膦除草剂杀灭的效果，使得农户在种植阶段可以减少田间管理/人力投入、 甚至实现免耕。而同行公司的耐除草剂基性状大多在 2008 年之后才获批种植许可 （详见表格 51）。另外，农化公司在研发除草剂和转基因种子搭配的作物保护解决 方案过程中，有时还需要对农药进行再开发才能与转基因作物形成最佳的组合。比 如，陶氏益农为了它的耐 2,4-D 作物，通过制造与加工工艺的结合，研发出了新的 变体 2,4-D 胆碱（2,4-Dcholine），以降低除草剂的挥发性、减少气味、缩小潜在 漂移。

　　2） 技术保护层面：公司及时并完善的通过专利和植物品种权等法律手段保护了其核心 技术（基因、转基因载体、转基因事件等等）。 3） 市场定位层面：草甘膦是全球应用最广、市场规模最大的除草剂，其目前市场规模 约相当于排名第二的草铵膦的 5 倍以上、在 Roundup 作物推广前的市场价值就已 达 10 亿元（而草铵膦在推广了配套转基因作物十数年后、2019 年市场价值才达 到了 10 亿元量级），这在某种程度上就决定了耐受草甘膦的基因应用范围会明显 高于耐受其他除草剂的基因。事实上，针对草甘膦的 epsps 基因/Roundup 作物并 不是全球最先研发获批的耐除草剂作物，耐草铵膦的 pat 基因/Liberty Link 作物早 在 1995年就获批了美国的种植用安全证书。但是，草铵膦的高价格等因素影响下， Liberty Link 作物并未能取得和 Roundup 作物同样量级的成功。

　　

　　全球粮食格局变迁，南美大豆和印度棉崛起

　　转基因作物在不同国家/地区的应用差异，带动了全球粮食贸易格局的变迁，南美的大豆和 玉米顺势崛起，印度和巴西则从棉花净进口国逐步变身棉花净出口国、跻身全球四大棉花 主产国。具体来说： 1） 南美大豆：前文提到，1996 年起，转基因大豆开始陆续在美国、阿根廷、巴西等美洲 家开始推广、并迅速渗透，带动美洲的大豆单产明显提升。而南美国家更是积极把握了 这一契机，通过开垦荒地、推广二季大豆等方式加快扩种大豆。1995 年至 2019 年， 巴西、阿根廷和巴拉圭三国（以下简称南美三国）的大豆种植面积占全球的比例由 29% 持续提升至 47%；叠加单产提升的带动，南美三国的大豆产量占比提升至 50%左右。 而转基因技术的推广也使得美洲大豆的成本优势进一步放大。

　　2017 年，美国和巴西的 大豆种植成本分别约 2234 元/吨和 1717 元/吨，较中国的种植成本低 2500 元/吨以上； 美国、巴西和阿根廷的大豆出口到中国的到岸完税价也仅 3300 元/吨，较大连的国产大 豆现货价低 580 元/吨以上；其中巴西和阿根廷的大豆到岸完税价比美国还要再低 32 元/吨左右。成本及耕地优势带动下，南美国家在全球大豆出口市场的比重越来越高， 2004 年正式超越美国、近几年的出口量占比约 55%左右。特别是 2018 年中美贸易战 影响美国对中国的大豆出口时，南美国家更是顺利承接了中国订单、大豆出口量占全球 的比例在当年高达 60%。

　　2） 南美玉米：和大豆的路径类似，转基因的推广带动美洲玉米的单产明显提升。原本单产 水平不及中国的阿根廷，在转基因大豆推广后，单产逐渐赶超中国；而美国、巴西和阿 根廷三国的平均单产，也从低于中国单产的水平上升为超越欧盟单产的水平。截至 2020 年，美巴阿三国玉米的十年移动平均单产约 499 公斤/亩，其中阿根廷玉米的十年移动 平均单产约 462 公斤/亩，均高于欧盟（443 公斤/亩）和中国（401 公斤/亩）。和大豆 不同的是，南美国家对于玉米的扩种积极性没有明显的高于全球其他国家。1996 年以 来，南美三国和美国分别保持了 12%左右和 21%左右的玉米收获面积占比。单产提升 和成本优势的带动下，巴西和阿根廷的玉米产量占比在转基因推广后由 8%左右提升至 12%左右、玉米出口量占比由 7%左右提升至 33%左右。

　　3） 印度棉和巴西棉：在转基因棉花的应用带动下，中国、印度、美国和巴西等国家的棉花 单产都实现了明显提升。其中，受益于新型转基因棉花性状的持续迭代等因素，巴西的 棉花单产提升幅度尤为明显。2018 年，巴西的棉花产量正式超越巴基斯坦、成为全球 第四大的棉花主产国。不仅如此，在转基因的带动下，巴西和印度先后在 2003 年和 2005 年由棉花净进口国转型为棉花净出口国。截至 2022 年，巴西和印度分别净出口棉花 768 万包和 50 万包，相当于中国该年棉花进口量的 102%、6.7%。

　　

　　乘技术东风，孟山都弯道超车

　　在全球的农化龙头中，孟山都是最早下重注布局转基因研发的企业。根据公司披露的报表， 孟山都每年会投入总营业收入（农药+种业）的 10%左右到研发费用中，且研发费用基本用 于种子及性状业务。而其他农化龙头的种业研发费用大多仅占其农药和种业收入的 5%左右。 从研发结果来看：1）孟山都的转基因事件数量远高于同类公司：截至目前，公司共有 110 个转基因事件获批种植许可，而先正达、拜耳、先锋的种植许可数量分别为 58、34、29， 陶氏益农和巴斯夫的种植许可数量则更少；

　　2）孟山都也是最早开发出转基因作物产品的企 业：其代表性产品 Roundup 抗草甘膦大豆早在 1994 年就取得了美国的种植许可，而拜耳 和巴斯夫分别在 1995 年和 1996 年才取得转基因大豆的种植许可，先锋和先正达则更迟； 孟山都的转基因抗虫抗草甘膦玉米 MON801 在 1995 年就获得了美国的种植许可，和先正 达的抗虫抗草铵膦玉米 Bt176 同一年份、领先先正达的抗虫抗草甘膦玉米 Bt11 一年，而杜 邦和陶氏益农则到了 2001 年才取得转基因玉米的种植许可；

　　3）孟山都的转基因性状产品 市场定位更佳：比如同样是开发抗除草剂的转基因性状，由于草甘膦相比于草铵膦等其他 除草剂具备价格低廉、杀灭效果好等优点，孟山都的 Roundup 抗草甘膦作物就明显比其他 抗除草剂作物推广面积更大（详见前文及图表 50）；同样是开发转基因玉米，孟山都从抗虫 性状切入而非抗除草剂性状也更好的切合了农户种植时的痛点、推广效果更佳。

　　孟山都的经营及股价复盘：1997 年至 2017 年，孟山都的主营业务收入从 36.73 亿美金增 长至 146.4 亿美金（复合增速约 7.2%）、GAAP 净利润从 3100 万美金左右增长至 22.6 亿 美金（复合增速约 24%）。其中，2003 年~2008 年、2010 年~2014 年是公司经营扩张的两 段高速增长期。2003~2008 年期间，公司的转基因种子及性状产品市占率提升、叠加 2006 年~2008 年的农产品牛市，带动公司的主营收入和 GAAP 净利润分别实现 18%和 97%的复 合增速，公司的股价也相应上涨、期间最大涨幅约 22 倍。2010 年~2014 年期间，受益于 2010 年~2012 年的农产品牛市、及公司的积极的提价策略带动草甘膦业务毛利率回暖、公 司转基因性状产品的升级迭代，公司的主营收入和 GAAP 净利润分别实现 11%和 25%的复 合增速，公司的股价也录得最高 2.1 倍的涨幅。

　　

　　商业化即将启动，仅待审定号下发

　　储备多年、应时而发，国内转基因玉米及大豆的商业化即将启动。对于转基因技术在国内 的应用，我国政府遵循“非食用性经济作物（棉花等）→间接食用性经济作物（玉米、大 豆等）→食用性作物”的推广路线，也就是说，继棉花之后，玉米和大豆将是国内转基因 作物接下来推广的重点。1999 年，科技部、财政部联合启动“国家转基因植物研究与产业 化专项”。2008 年，国家正式启动转基因重大专项、并投入了 200 多亿资金，目标是获得 一批具有自主知识产权和重要应用价值的功能基因，培育一批抗病虫、抗逆、优质、高产、 高效的重大转基因动植物新品种，提高农业转基因生物研究和产业化整体水平。

　　此外，我 国在十三五规划（2016 年~2020 年）和十四五规划（2021 年~2025 年）中提出“加速推 动基因组学等生物技术大规模应用，推进生物育种等新一代生物技术产品和服务的规模化 发展”的纲要。经过多年的研究和储备，我国的转基因作物研究已跻身世界领先水平。根 据国家知识产权局在 2022 年的统计，我国的转基因玉米专利申请数量自 2017 年起明显增 加、与世界范围内专利申请数量的差距显著缩小；1990 年至 2021 年，中国申请人在世界 范围内提交了 2006 件专利，申请数量占比约达 24%、仅次于美国。而粮食安全的战略重 要性、及草地贪夜蛾虫害在国内的传播也使得转基因玉米和大豆的商业化放开更为必要和 紧迫。

　　具体来说：1）粮食安全：我国的大豆消费在过去二十年主要有赖于进口供应、玉米 消费对进口的依赖度在近三年也明显抬升，且进口的大豆和玉米大多为转基因产品。 2021/22 年度，我国进口大豆 9157 万吨、占消费量的比重高达 85%，进口玉米 2188 万吨、 占消费量的比重达 8%。其中，进口大豆中有 97%来自于美国、巴西和阿根廷这三个转基 因大豆种植国、仅美国的占比就达 62%，进口玉米中有 71%来自于美国。而 2018 年的中 美贸易摩擦、2020 年以来的全球粮价上涨、多国限制粮食出口、2022 年的俄乌冲突等事 件使得粮食安全的战略意义愈加凸显。近几年的中央一号文件也反复强调粮食安全。

　　2）草 地贪夜蛾在国内的传入及扩散：草地贪夜蛾是一种新入侵我国的重大迁飞性害虫，自 2019 年 1 月入侵云南省后，在我国西南部形成了高风险入侵区域、并迅速扩散至 27 省（区、市）， 2022 年截至 9 月 1 日的发生面积达 3531 万亩，已成为我国玉米上的重大害虫。草地贪夜 蛾幼虫取食危害农作物的叶鞘、心叶等生长点，对玉米和水稻的危害非常明显。若不采取 防控措施，草地贪夜蛾平均可令玉米减产 20%~40%，虫量大的地区甚至可减产 70%以上。 2020 年 9 月，草地贪夜蛾被农业农村部列为《一类农作物病虫害名录》之首。2020 年至 2022 年连续 3 年的一号文件均明确提出做好草地贪夜蛾等重大病虫害防控要求。目前我国 对草地贪夜蛾的防控策略是以应急化学防控（即农药施用）为主。

　　但是部分地区的草地贪 夜蛾已开始对农药产生抗性，如 2020 年入侵安徽的草地贪夜蛾对氟苯虫酰胺产生了中等水 平抗性。同时，从美洲国家的经验来看，2017 年当地的草地贪夜蛾已对氨基甲酸酯类、有 机磷类、拟除虫菊酯类等 29 种杀虫剂产生了抗性。在这样的背景下，转基因抗虫玉米的推 广必要性再度凸显。

　　

　　农业迎来新机遇，扩容重塑可期

　　涨价红利强化，玉米种业规模有望翻倍增长。 高粮价支撑叠加成本压力，传统种业景气本就在回升。2021/22 销售季，以玉米种子为代 表，传统种子行业已开始了景气复苏。隆平、登海、荃银和丰乐这 4 家上市种企的玉米种 子销售价格均录得双位数增长，4 家公司的合计销量同比增长 19%、平均售价同比增长 16%。 不仅如此，2022 年的三季报显示，8 家上市种企合计实现预收款 67 亿元，同比增长 41%、 增速同比抬升约 26 个百分点，而从过去十年的情况来看，预收款的增速通常与下一销售季 的收入增速趋势一致，我们相应预计 2022/23 销售季传统种业的景气还将加速回升。高粮 价的支撑和制种成本的压力或是传统种业景气回升的主要驱动。

　　具体来说：1）受俄乌冲突、 石油涨价、低库存等因素的影响，近两年国内外粮价持续上涨并维持高位运行。截至2023年3月，国内玉米、小麦、中晚籼稻的现货价较2020年的低点分别上涨了51%、39%、 13%。而根据美国农业部和中国农业农村部的统计预测，预计2022/23 年度玉米等粮食的 期末库销比仍将维持在低位，即低库存的供需矛盾短期难以解决。我们预计粮价在未来2~3年或仍将维持高位运行，种子的价格有望受益于良好的种植收益而提升、而种子的销量或 可受益于种植面积的扩张而增长，其中龙头种企受益或更为明显。

　　2）受地租、人力成本上 升等因素的影响，近两年国内的制种成本普遍上升。根据农财网的统计，2022 年甘肃张掖 的玉米亩制种成本相比 2020 年已上涨约 53%。不仅如此，2021 年和 2022 年，甘肃等地 区还受异常天气的影响出现了不同程度的制种减产，导致玉米种子的单公斤成本进一步承 压。相应的，种子企业在近两年也纷纷通过涨价以转移成本压力。根据全国农技推广中心 的价格监测，2023 年 3 月全国玉米种子的销售均价约 63.8 元/亩、同比上涨 14.1%。

　　转基因带来技术红利，玉米种子涨价或被强化。以历史经验来看，种子涨价的核心驱动力 来自于两方面：技术创新带来的性能提升、粮价上涨带来的种植收益提升，其中前者为主 要动力。我国的玉米育种和大豆育种在过去数十年仅仅依靠杂交等传统育种方式，其中玉 米的杂交育种受制于种质资源等限制、已多年没有明显突破。转基因技术的商业化推广将 为国内的玉米种业和大豆种业带来新的技术红利，带动其价格的进一步上涨。其中，考虑 到大豆种子尚未实现杂交、农民可直接留种且受法律保护，我们预计本轮转基因技术的商 业化更多的是带动玉米种业的持续涨价，其实现机制或主要包括三方面：

　　

　　1） 转基因替代非转基因从而带动玉米种子涨价：首先，以国际经验来看，转基因种子 的定价普遍高于非转基因种子。我们从两个视角来估算转基因玉米种子的涨价空间： ①以目前的玉米价格（2900 元/吨左右）、农业农村部对 2022 年玉米的估算单产 （427.3 公斤/亩）、国内转基因玉米种子的表观增产幅度（5%~10%）进行折算， 预计转基因玉米种子在中国可为农民创造 62~124 元/亩的收入增厚机会。同时， 考虑到转基因种子可减少田间管理和杀虫剂喷洒、为农民节约人力成本和农药成本， 我们估计转基因玉米种子整体可为中国农民带来 100~150 元/亩的价值。参考海外 种企的定价思路（提取 30%价值创造作为种子涨价基础），我们估计转基因玉米种 子的涨价幅度有望达 30~45 元/亩。

　　②参考国内转基因棉花推广时的定价情况（转 基因棉花种子比非转基因的贵 20~30 元/亩，详见图表 125），我们估计转基因玉米 种子的涨价幅度至少在 20 元/亩。综合考虑，我们保守估计转基因玉米种子的定价 或较非转基因玉米种子上涨 20~30 元/亩。其次，考虑到转基因性状的功能优势及 示范效应，预计转基因玉米种子的渗透率有望快速提升、到 2027 年或可达 75%以 上，渗透率的提升将带动玉米种子价格实现结构式的增长。以美国、阿根廷、巴西 的转基因推广经验来看，越晚推广转基因技术的国家、其渗透率提升越快，而高位 的粮价也会助推转基因技术的推广。

　　转基因玉米是从 2008 年在巴西开始推广的， 当时全球粮价处于高位、且有美国和阿根廷的成功推广经验、经销商及农民对转基 因玉米的抗虫效果认知度更高，因此转基因玉米只用了 5 年的时间就在巴西实现了 75%以上的渗透率、推广时间明显短于美国的 12 年和阿根廷的 9 年。同时，按照 我国现行的农作物品种审定办法和转基因商业化流程，一个全新的转基因玉米品种 拿到审定号并制种上市大概需要 5~7 年的时间，即便考虑到玉米品种的适应性和 推广区域限制，我们估计国内种企在 5 年内也有望开发出更多转基因品种以覆盖尽 可能多的细分区域市场。参考我国玉米的下游消费构成及行业监管秩序的向好，保 守预计合法转基因玉米在国内的渗透率天花板或在 90%~95%。根据中国汇易的统 计数据，在过去十年的时间里，饲用消费和工业消费（淀粉加工、燃料乙醇加工等） 等非食用消费占玉米总消费量的比重约 96%。

　　而以国际经验来看，转基因玉米的 低霉素等特质使得其往往较非转基因玉米更受饲用消费和工业消费的欢迎。因此， 即便考虑到玉米食用环节或存在非转基因的偏好，转基因玉米的渗透率在国内仍有 广阔空间。同时，随着 2021 年国家修改《种子法》、修改《国家级玉米、稻品种 审定标准》并提高玉米品种的审定标准、发布《关于审理侵害植物新品种权纠纷案 件的司法解释》、推出《种业振兴行动方案》等一系列政策的革新推进，国内种子 行业对于知识产权的监管和执行逐渐得到改善，我们预计非法转基因玉米种植、及 “套牌侵权”的过往乱象有望明显减少。综合考虑消费和监管两方面的影响，我们 估计国内合法转基因玉米的渗透率天花板或在 90%~95%。

　　

　　2） 转基因事件的升级迭代从而带动玉米种子涨价：截至 2023 年 1 月，国内共有 13 个转基因玉米事件获批了种植用的生物安全证书，其中 7 个为抗虫抗除草剂事件、 2 个为抗虫事件、4 个为除草剂耐受事件。从功能基因的角度来看，国际上推广较 多的抗鳞翅目昆虫类基因基本都已覆盖。结合海外的产业化经验，我们预计中国转 基因玉米未来的产品升级迭代有三种可能性：①事件叠加以实现更多功能基因的组 合，例如不同公司之间的相互授权、等等；②转化技术的优化，例如大北农的 DBN3601T 是通过杂交的方式将两个抗虫基因组合到了一起、涉及到玉米基因组 上两个插入位点，未来也可考虑通过单载体转入多基因的方式完成；又例如海南生 物就正在开发通过单载体转入 4 个基因的新事件；③新基因的优化和挖掘：目前国 内的玉米害虫以鳞翅目类昆虫为主（玉米螟等），但生态环境的动态变化或可能导 致未来鞘翅目类昆虫在国内发生，届时 cry3Bb1 等抗鞘翅目昆虫的基因开发将具 备必要性。

　　3） 或可抑制非转基因种子的制种面积，从而带动玉米种业供需格局偏紧、种子涨价阻 力减小。预计转基因有望带动我国种业规模再增长。2021 年，我国的玉米种子零售价仅 50 元/亩， 对应的零售价口径市场规模约 325 亿元、种企销售规模约 162 亿元。考虑到传统种业景气 的回升、转基因技术带来的溢价、转基因渗透率的快速提升、及粮价变化对玉米总种植面 积的影响，我们预计到 2028 年零售价口径的玉米种业市场规模将增长 82%至 592 亿元（复 合增速约 8.9%）、其中种企销售规模增长 89%至 306 亿元（复合增速约 9.5%）；其中，2025 年和 2026 年或是增速较高年份。

　　性状三杰格局初现，种业集中化趋势难改

　　政策限制+专利过期，跨国种企或难以在国内转基因市场大展拳脚。外商在我国国内的投资 活动需符合《外商投资目录》的规定，而《外商投资目录》中规定“玉米新品种选育和种 子生产须由中方控股”“禁止投资农作物、种畜禽、水产苗种转基因品种选育及其转基因种 子（苗）生产”。因此，孟山都、杜邦先锋等外资种业龙头在国内多采用和中资种子集团组 成 49%：51%持股比例的合资公司来进行杂交玉米种子也在、且无法在国内开展转基因技 术的研发和商业化活动。

　　瑞士先正达也是在被中国化工集团收购后、成为中资集团的子公 司，其转基因性状才得以通过中国种子集团在国内申请转基因生物安全证书、并推进后续 的商业化行为的。另外，由于跨国种企普遍早在 1990s 就已经开始了转基因技术的商业化 活动，其部分专利已经过期，也可能影响到其在中国的转基因商业活动。相应的，预计转 基因玉米性状环节在我国将主要是中资企业的竞争“战场”。

　　种业集中化趋势难改，隆平高科、登海种业、荃银高科等布局早、研发强的传统种企有望 实现市占率的抬升。对于传统种企而言，未来行业集中度的提升或主要来自于两方面：1） 转基因替代非转基因：无法拿到转基因性状授权的中小种企被淘汰，能获得转基因性状授 权的中大型种企实现市占率的提升，其中布局早的种企或更容易实现“抢跑”、提升其渠道 和客户粘性；2）杂交育种/区域市场拓展/产品营销构建的突破：前面我们分析了，预计在 5 年左右的时间内，转基因性状的渗透率有望提升至 75%，则能获得转基因性状授权的种企 届时或都已具备转基因产品，那么他们之间的竞争则将落在杂交育种、转基因性状和种质 资源的结合、区域市场的拓展及产品营销等方面。举例来说，同样是转有 DBN9936 性状的 品种，种质资源更佳（或者说杂交育种做得更好）的品种更易实现高销量；考虑到区域容 量的市占率天花板限制，而我国的玉米种植包括东北、黄淮海、西南等多个生态区域，预 计区域布局广、杂交研发实力强的公司更易实现全国口径的高市占率。

　　

　　转基因的商业化推广或可带动传统种子销售环节的单亩盈利提升。对于传统种企来说，虽 然转基因种子的溢价一部分需通过性状授权使用费用的形式支付给上游的性状公司、一部 分需让利给经销商等渠道环节，但是其杂交种子是转基因技术的产品转化载体、且需承担 制种推广等环节责任，预计仍有望留存部分溢价、实现单亩盈利的提升。我们从孟山都的 玉米种子业务毛利率变化中也能得到启示。迪卡是孟山都的玉米种子业务主要经营主体、 在 1998 年被孟山都收购、当时的玉米种子业务毛利率约 45%。而孟山都在 1997 年推出了 YieldGard 抗螟虫转基因玉米、并在之后陆续推出多种转基因玉米产品。随着其转基因玉米 产品的渗透率提升，孟山都的玉米种子及性状业务的毛利率在 2005 年提升至 55%左右（同 期的转基因玉米在美渗透率约 54%）。2005 年至 2009 年，全球粮价的上涨叠加转基因玉 米渗透率的继续提升，孟山都的玉米种子及性状业务毛利率进一步提高至 63%。

　　农业竞争力有望提升，粮食安全战略再巩固

　　转基因作物的推广有望改善我国农产品的生产成本，从而提高我国农产品的国际竞争力。 转基因作物可以通过抗虫性状减少杀虫剂的田间喷洒、通过除草剂耐受性状推进免耕或者 减耕的种植面积，从而减少田间管理、降低人力成本。对比中国和美国、巴西的玉米、大 豆种植成本构成，不难发现，人力成本正是其中最为关键的差异项。我们预计，转基因玉 米和大豆在国内的商业化有望复制海外的成功经验、通过人工投入的改善而降低我国粮食 生产的成本。不仅如此，由于玉米和大豆是饲料加工的主要原料（成本占比分别约 50%~60%和20%~30%）、而饲料又是畜禽养殖的主要成本项（占比约 48%~70%），我们预计国内转 基因玉米和大豆的商业化有望引发连锁反应、进而带动我国畜禽养殖乃至肉类产品的成本 下降。

　　耕地节约+助推玉米大豆带状复合种植模式，转基因作物的推广有望进一步巩固我国的粮食 安全战略。一方面，以海外经验来看，抗虫性状对作物单产的提升有明显的带动力，我们 预计转基因玉米的推广有望提升国内玉米单产，从而实现耕地的赋能和节约。假设转基因 玉米在中国的表观增产幅度为 5%、假设 2028 年国内转基因玉米的渗透率达到 80%，那么 我们预计满足玉米静态消费量所需要的土地约 6 亿亩、较不推广转基因可以节约 2398 万亩 的耕地；如果考虑玉米的消费量保持 2%的复合增速，则推广转基因玉米会比不推广节约 2695 万亩的耕地。假设玉米的表观增产幅度可达 10%，则满足玉米静态/动态消费量所需 要的土地会比不推广转基因分别节约 4619 万亩和 5190 万亩。

　　另一方面，转基因作物的应 用更利于玉米大豆复合带状种植模式的推广。我国近年来开始推广玉米大豆带状复合种植 的模式，即 2~4 行玉米中间插种 2~6 行大豆、形成一高一矮的两条带状作物复合种植，从 而实现玉米单产不受明显影响之外多收一季大豆的效果。但是，由于目前玉米和大豆惯用 的除草剂不同，玉米大豆带状复合种植的模式给除草剂的田间喷洒带来了挑战，目前这种 模式的推广面积仍然较为有限（2022 年约 1500 多万亩）。我们分析，转基因玉米和大豆的 应用，可通过耐受同样类型（草甘膦或/和草铵膦）除草剂的转基因玉米和转基因大豆复合 种植来解决除草剂喷洒的难题，从而助推玉米大豆带状复合种植模式，提升国内粮食产量。

　　

　　另外，转基因作物的推广有望带动国内草甘膦需求的提升。根据前文的梳理，抗除草剂性 状+对应的除草剂是种子和农药的一个经典搭配，比如农达（Roundup）玉米 MON810 和 草甘膦、农达大豆 GTS40-3-2 和草甘膦、TC1507 和草铵膦等。考虑到不管是玉米还是大 豆，国内现在批准的转基因性状主要是针对草甘膦或/和草铵膦的，同步考虑到草甘膦的价 格优势及海外成功经验，我们预计转基因玉米和大豆的商业化或许对草甘膦的带动力更强。 假设草甘膦的单位面积用量折算约 1.5 公斤原药/公顷、国内转基因玉米的渗透率在 2030 年达到 90%、国内大豆的种植保留 40%的比例以满足豆腐/豆浆等高蛋白的需求，我们预计 到 2030年国内的草甘膦或新增 6.5万吨原药需求，其中 5.6万吨增量来自玉米作物的耕种、 0.9 万吨增量来自大豆作物的耕种。

　　转基因技术红利将至，国内种业有望迎来新一轮的高速增长期。凭借技术优势及相应而来 的定价优势，转基因作物的推广曾带动全球种业市场规模持续了十几年的高速增长、并形 成了种子+农药的捆绑销售模式。而在技术门槛、知识产权保护和资源投入等壁垒的护航下， 孟山都等领军企业也实现了规模和市占率的大幅提升；其中孟山都更是弯道超车、跃居全 球种业头号玩家并在接下来的十几年都保持第一名的地位。而目前，经过多年储备后，转 基因玉米和大豆这两个大单品仅待审定号的发放就有望在中国启动商业化，2024 年或成中 国转基因玉米和大豆商业化的元年。我们预计，这将会强化在高位粮价支撑下国内种业的 涨价趋势，带动我国种业市场规模新一轮的高速增长。

　　技术视角选股，推荐隆平高科、大北农，建议关注荃银高科、登海种业等。目前，种业板 块的上市公司已有部分参与到了转基因研发和商业化的不同环节。通过对安全证书和专利 的梳理分析，我们认为，大北农、“隆平系”有望成为国内转基因玉米性状环节的三大龙头， 而隆平高科、登海种业、荃银高科等转基因布局较早、杂交育种研发力较强的传统种企则 有望在种子销售环节实现市占率的抬升。我们估算，考虑到转基因渗透率快速的提升的可 能性，其商业化推广或有望在 5 年内分别为大北农、隆平高科、登海种业带来 9~10 亿元、 13~14 亿元、8~9 亿元的业绩贡献：

　　1）大北农：主要通过转基因性状端盈利，我们预计公 司凭借先发优势有望在初期实现 55%以上的市场占有率、2026 年起或受到先正达的性状产 品大量上市的影响而略有回落，但公司的产品梯队齐全、专利保护到位，参考孟山都的情 况，我们预计公司的长期市占率有望稳定在 40%左右；那么，转基因玉米渗透率的提升有 望带动公司的性状业务收入及盈利增长，其中最初三年或是收入及盈利增速的爆发期、后 面则是市占率回落和渗透率提升的动态平衡期；考虑了上市公司对生物技术子公司的持股 比例为 63.52%后，估计转基因性状业务在 2028 年有望贡献 9~10 亿元的归母净利润；

　　2） 隆平高科：预计可通过性状端和种子销售端双环节盈利，其中由于上市公司对性状端的子 公司杭州瑞丰持股比例约 19.58%左右、估计种子销售端是盈利大头；假设“隆平系”在性 状端的市占率经历了大北农类似的进程、后期稳定在 25%左右，则性状端对上市公司约可 贡献 1.5~2 亿元的归母净利润；而种子销售端，我们预计隆平有望凭借转基因品种的先发 优势、渠道布局的区域优势等实现市占率从当前的 6%向 15%提升，同时公司单亩盈利随 技术红利及公司库存改善的带动而得到明显修复，从而实现 11.5~12亿元的归母净利润；3） 登海种业：我们预计登海有望凭借转基因品种的先发优势及公司本身的杂交育种优势实现 市占率从当前的 6%向 10%~12%提升，从而实现 8~9 亿元的归母净利润。

　　

　　国家队正牌军，内生并购双管发展。公司在 2015 年通过定增引入中信集团成为大股东、成 为国资种企，其发展历程离不开内生和并购双方面的作用：1）内生：水稻种子业务的核心 子公司（湖南隆平、亚华种业等）凭借其杂交稻研发优势、品牌及营销优势而持续发展；2） 并购：公司在 2017 年 11 月和 2018 年 11 月陆续收购了河北巡天和联创种业，形成了以联 创种业、安徽隆平和河北巡天三大核心子公司为主体的玉米种子业务发展架构；在 2015 年 收购天津德瑞特和绿丰园艺、在 2017 年收购河北巡天和三瑞农科，完善了公司在蔬菜瓜果 种子、小谷种子和食葵种子等细分赛道的布局；另外，公司在 2017 年 11 月和中信农业产 业基金联合收购了陶氏益农在巴西的玉米种业资产（后更名为湖南隆平高科农业发展公司， 以下简称隆平发展）、公司占比 35.75%，迈出了海外扩张的重要一步。

　　玉米种业领头，传统种子业务复苏。公司的种子业务在 2021/22 销售季已出现明显复苏趋 势，其中玉米种子业务量价齐增（销量同比增长 33%、售价同比增长 12%）、水稻种子收 入增速同比抬升 1 个百分点至 11%。从预收款情况来看，公司的传统种子业务有望进一步 复苏、且实现相比于行业的超额增长。截至 2022 年三季度末，8 家上市种企合计实现预收 款 67 亿元（同比增长 41%）、而隆平高科的 22Q3 预收款增速高达 51%、明显高于行业平 均水平。

　　库存下降+巴西业务改善，公司的经营已触底。2020 年以来，通过低价销售冗余的库存种 子、及减值计提等方面的处理，公司的存货已降至安全水平。2021 年，公司全年发生减值 计提约 4.9 亿元，其中存货计提约 4.4 亿元（水稻种子约 3.3 亿元，玉米种子约 1.1 亿元）。 截至 2022 年 6 月底，公司的整体存货库销比已将至 75%，其中水稻种子的存货库销比约 69%、玉米种子的存货库销比约 55%。

　　根据公司的 2022 年年度业绩预告，公司在 4Q22 拟计提商誉、存货等资产减值准备合计约 3.69 亿元，我们认为这将进一步减轻公司的库存 包袱、“轻装上阵”再出发。而曾经拖累公司投资收益及财务费用的巴西业务（即隆平发展）， 我们认为也已出现积极变化。经营层面，受益于全球粮价的上涨及管理改善，隆平发展自 2020 年起已开始实现盈利、对上市公司隆平高科的投资收益贡献由负转正。财务费用方面， 受美元汇率高波动的影响，2022 年隆平发展在汇兑损失上给隆平高科带来了较大的负面拖 累（约 1.85 亿元损失）。但是，考虑到 2023 年 6 月和 12 月公司收购隆平发展涉及的美元 贷款就要到期，预计偿债后公司的财务费用波动有望明显减小。

　　（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

　　精选报告来源：【未来智库】

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