专利绘就智能育种“丰收图”

在近期举办的 2024 世界农业科技创新大会上，北京表明将致力于解决农业科技领域的关键问题，加强技术研究与开发，推动更多具有原创性和引领性的农业科技成果的产生。

智能设计育种技术作为先进生物育种领域的发展方向，凭借其高通量、高效率和高精度的特性，有效提高了育种效率并缩短了育种周期，是保障粮食安全的重要支撑。从专利分析的角度，对智能设计育种技术的全球专利趋势、关键领域的布局以及未来发展方向展开深入研究，旨在为产业发展提供参考。

提升创新能力，推动育种发展

全球智能设计育种技术的专利布局正加速推进，中国和美国作为该技术的主要发源地和关键目标市场，具有重要地位。自 2015 年以来，随着人工智能技术的快速发展及其在农业领域的广泛应用，智能设计育种领域的专利申请数量显著增长。在这一领域，中国和美国的专利申请量占全球总量的 80%以上，体现出两国的领先优势。

在我国，高校和科研院所是智能设计育种技术专利产出的主要力量，国内相关专利申请中有 75%来自重点高校和科研院所，如中国农业科学院、中国科学院旗下的各个研究所等。而在国外，专利申请人以企业为主，占比达 65%，其中包括科迪华、拜耳（孟山都）等知名跨国公司。在全球申请量排名前十的企业中，我国虽有六家企业上榜，但它们的专利申请总量不及科迪华一家公司，这一情况值得关注。

智能设计育种是一个高度跨学科的领域，研发难度大，适合通过多方合作推动创新。据统计，国外有 20%的专利是通过协同创新的方式完成的，而我国这一比例仅为 9%。在国外，企业往往是推动协同创新的核心力量，例如美国的科迪华，它与众多国内外的研究机构及企业保持着广泛合作。相比之下，我国的协同创新更多以高校和科研机构为主导，比例为 13.4%，低于国外的 20%。

尽管我国在智能设计育种领域的专利申请数量位居世界前列，但在专利质量方面与美国等主要创新体存在一定差距。我国的专利授权率约为 41%，低于韩国的 54%和美国的 46%。我国企业申请人数量众多，达 3527 家，但平均每家企业的专利申请量为 2.3 件，获得授权的专利数量仅为 0.6 件，这两项指标明显低于美国企业的 6 件和 3.2 件，反映出我国企业在创新活动中的集中度不高，专利质量有待提升。

寻求技术突破，加强全球布局

在作物表型信息数字化技术方面，我国具备深厚的技术实力和创新能力，但全球化战略有待强化。该技术领域包括数据采集、图像识别与处理及深度学习应用，我国是全球技术输出的重要地区，前十位技术贡献者均为中国背景，体现了国内在学术与企业层面的协同能力。其中，广州极飞科技股份有限公司与美国蓝河科技并驾齐驱，在 AI 与农业融合方面深入探索，尤其在作物表型图像处理与识别方面具有优势，但在全球市场拓展方面略显不足。

全基因组选择育种技术聚焦于固相芯片、液相芯片及基因测序，是我国农业生物技术的攻克重点，尤其在基因测序与液相芯片领域需要实现突破。我国在固相芯片专利申请量方面位居首位，但与美国相比，我国更侧重于商业育种芯片应用，对育种技术核心改进的投入相对较少。2013 年，华大基因收购 CG 公司，加大基因测序技术与设备研发力度，国内益善生物等企业也在液相芯片领域积极探索，共同寻求突破育种芯片技术瓶颈的方法。

我国在作物表型数字化与全基因组选择育种技术上，虽然面临全球布局和核心技术自主化的挑战，但凭借企业与科研机构的创新活力，正在逐步构建自主可控的技术体系，为农业现代化和生物安全奠定基础。

在智能预测与筛选育种技术领域，国际巨头占据引领地位，我国高校迅速跟进。智能预测与筛选育种技术基于组学大数据信息，通过机器学习预测优良性状或基因，是人工智能技术辅助育种的重要应用场景。

神经网络模型作为常用的深度学习模型，对作物品种具有较高通用性，目前主要应用于玉米、水稻、小麦、大豆、棉花和油菜。该技术处于早期阶段，美国先锋公司是最早应用智能预测与筛选育种技术且专利申请量较多的公司。我国以高校和科研院所为主的研发主体积极跟进，2018 年后新进入的创新主体数量和申请量显著增加，申请量迅速超过美国。

强化激励措施，加快成果转化

笔者认为，在当前国家政策的有力支持下，应进一步加大政策推动和执行力度，强化对作物技术的激励措施，优化安全评价流程，为重要品种设立绿色审批通道。同时，要加强对关键技术的支持，形成高质量的知识产权布局，尤其要对智能预测与筛选育种技术给予更多引导和投入，以早日构建高质量的知识产权体系。

为加速科研成果的产业转化，应坚持走产学研用一体化的发展道路，完善和升级高校及科研院所的专利许可平台，加强高价值专利的推广转化与应用。此外，建议加快构建智能设计育种生物信息综合大数据平台，提升我国的综合创新能力。该平台可由科研院所牵头，制定表型和组学数据的采集与处理标准，为我国智能设计育种提供有力的数据支持。

还应整合智能设计育种的技术链与产业链，推动产业高质量发展。通过联合广州极飞、华大基因等企业进行种质资源组学信息的采集与数字化，以及与先正达、华智生物、舜丰生科等企业加强合作，开展优良基因的挖掘与精准改造，共同促进智能设计育种技术的发展和应用。