转基因作物育种技术中国专利申请状况分析
2013-07-01 16:38:12   来源:   评论:0 点击:

随着世界人口迅速增长、全球有效耕地面积持续减少和生态环境的持续恶化,全球粮食生产面临巨大压力。现有的农作物品种的产量和品质已经达到

        随着世界人口迅速增长、全球有效耕地面积持续减少和生态环境的持续恶化,全球粮食生产面临巨大压力。现有的农作物品种的产量和品质已经达到了很高水平,因此难以利用传统的育种方法来进一步提高粮食产量。利用转基因育种技术可以将外源基因导入目标作物的基因组中,选择性状良好的转基因植株进行多代回交,可赋予目标作物抵抗不良环境的能力。

       到目前为止,世界各国已成功研制出转基因植株的植物超过35个科的120多个种,特别是世界三大主要粮食作物(玉米、水稻、小麦)的转基因育种技术已经成为该领域的发展重点。然而,在转基因作物育种技术快速发展的同时,其又给人类带来了一些可能的食品安全隐患,例如2012年报道的“黄金大米”事件,该事件反映出转基因食品的潜在危害性给社会公众带来的恐慌。

       本文的主要目的在于通过检索和统计转基因作物育种领域的中国专利申请,分析该领域中国专利申请的分布状况和发展趋势,并倡导社会完善转基因作物的生物安全性监管机制,引导公众理性看待转基因食品的生物安全性。

       一、历年专利申请量分析

       为了整体分析转基因作物育种领域中国专利申请的发展状况,笔者对该领域的中国专利申请量按照申请日的时间顺序进行了统计分析,数据采集范围涵盖1985~2012年的该领域中国专利申请。在上述数据中,由于2011~2012年的该领域中国专利申请有部分未达到法定18个月的公开期限,因此2011~2012年的数据并不完整。

       从历年的该领域中国专利申请量来看,转基因作物育种领域的中国专利申请可以分为3个发展阶段(参见图1):第一阶段为1985~1993年,该阶段转基因作物育种领域的中国专利申请量较少,每年的申请量都在10件以下,并且上升的幅度也不明显;第二阶段为1994~1999年,这一时期的专利申请量逐年提高,并且增长的幅度也逐渐变大,在7年的时间内申请量大约增长了7倍,可见转基因作物在逐步进入人们的生活,并且得到了广泛应用;第三阶段为2000~2012年,该阶段的特点是专利申请量大幅提高,年增长速度平稳,到2008年申请量已经超过500件。正是在这一年,转基因技术专项首获国务院批准。恰逢世界性粮食危机以及消耗很大比例粮食的生物性能源燃料被广泛讨论之际,国务院批准通过的“转基因生物新品种培育技术专项”,为应对粮食危机这一世界性问题提供了一种可持续发展的途径。

       经过20多年的努力,我国已经初步形成了从基础研究、应用研究到产品开发的转基因生物技术体系,拥有一批具有自主知识产权的研究成果。


       二、主要申请人分析

       在转基因作物育种领域,中国专利申请量排名前十位的申请人集中在大型跨国公司、高校和科研机构中,它们分别是:美国先锋杜邦公司、德国拜尔公司、美国孟山都公司、德国巴斯夫公司、瑞士先正达公司、浙江大学、中国农业大学、南京农业大学、华中农业大学和中国科学院遗传与发育生物学研究所。其中5家大型跨国公司和5所科研院校的专利申请量都较为均衡,共占该领域中国专利申请总量的38.7%。

       具体分析排名前十位的申请人,可以看出,美国和欧洲的申请人以企业为主,这些大型的跨国公司具有强大的科研能力,每年投资于研发的经费超过数亿美元。以瑞士先正达公司为例,该公司是世界第一大植保公司和世界第三大种子公司,作为全球领先的、以研发为基础的农业科技企业,先正达公司与全球400多所大学、研究机构和私人企业开展合作。强大的科研实力,保证了先正达公司在玉米、大豆和水稻等主要粮食作物的品质改良及育种方面具有较大的优势。

       与国外申请人的分布特点不同,中国国内的申请人主要集中在高校和科研机构中,并且这些申请人的申请量和大型跨国公司的申请量相比还存在一定差距。而国内的相关企业并未在该领域中发挥应有的作用,由此也导致了我国转基因育种技术的研发与其产业化应用的脱节,严重影响了我国转基因技术的产业化应用。以中国种子集团有限公司为例,该公司是国家九部委联合认定的农业产业化龙头企业,主要从事玉米、水稻、小麦及棉花等农作物种子的科研开发,但是该公司却从未在转基因作物育种领域进行相关专利的申请。

       在转基因作物育种专利技术中,国外的跨国公司呈垄断态势,而国内的科研院校这种相对偏理论研究的申请人虽然相关专利申请量逐年上升,但是科研院校掌握的转基因技术距离市场的应用一般还有很长的路要走。因此,加强转基因技术的产业化应用,是我国目前亟待解决的问题。

       三、转基因作物育种专利技术的发展趋势

       我国目前开展的转基因作物育种技术研究,主要还是集中在玉米、水稻、大豆、小麦、油菜和马铃薯这些传统的农作物上。结合转基因作物育种技术应用的发展趋势来看,当前我国转基因作物育种专利技术呈现出以下几个新特点。

       1.对作物的多个抗性性状的综合改良是转基因作物育种技术的发展趋势

       在实际生产中,大田中生长的一种植物往往同时被多种病毒感染。为了实际生产中的应用,有必要发展一种策略使大田中的农作物同时对多种病毒产生广谱的抗性。有统计数据表明,2009年美国种植的转多个外源基因的复合性状转基因作物占到其全部转基因作物种植面积的41%。

       笔者在专利审查工作中,注意到近年来出现了一些专利申请,这些专利申请利用RNA干扰原理制备出转基因的干扰载体,通过遗传转化赋予受体植物兼抗多种植物病毒的特性。以申请号为201110079993.2、发明名称为“针对三种甘薯病毒的融合基因及其干涉载体”的中国发明专利申请为例,该申请针对甘薯上普遍感染的3种植物病毒,成功构建了同时对3种病毒有干扰抑制作用的RNAi载体,该专利申请为成功培育兼抗3种病毒的转基因甘薯奠定了基础。

       2.特殊用途转基因作物的遗传改良丰富了传统的转基因作物育种技术

       传统的转基因作物育种技术已经创造出大量具有应用价值的转基因植株,这些转基因植株和正常的植株相比,具有抗除草剂、抗虫、抗病、抗病毒、改善品质和延长保鲜期等特性。

       近年来,还出现了一些对转基因作物的特殊用途进行遗传改良的成功实例。例如,申请号为02828409.7、发明名称为“用于动物饲料的耐热植酸酶”的发明专利申请,提供了一种在植物中表达的耐热植酸酶。该发明将编码植酸酶的基因转化到玉米基因组中,得到一种转植酸酶基因的转基因玉米。将上述转基因玉米作为猪的饲料,通过该基因的表达起到了对玉米的有机磷进行分解的效果,帮助猪消化更多的磷,从而使猪的长速更快。

       3.提高转基因作物的生物安全性

       任何一项高新技术都存在一定的风险,基因工程技术也不例外。转基因作物的生物安全性主要包括两大方面:一是除草剂抗性基因通过转基因作物转移到杂草中,使杂草获得抗除草剂基因,从而使现有的除草剂丧失作用;二是抗生素抗性基因通过食物由人体和动物转移到肠道菌中,使肠道菌获得对抗生素的抗性,危及抗生素在临床和兽医上的应用。

       随着人们生活质量的不断提高,社会公众对转基因作物的生物安全性的关注度不断提高。科学家在转基因技术领域也不断拓展,由开始的较多关注转基因植物田间释放对环境生态的影响,逐步延伸到转基因产品的食用安全性上。

       近年来,涉及“无筛选标记”转基因作物的专利申请成为转基因作物育种领域的新热点。此类专利申请主要通过以下几种途径来获得生物安全性更高的转基因植株:①发展安全性标记基因用于植物的遗传转化。例如申请号为201110260718.0、发明名称为“以BADH作为标记基因的植物转基因选择系统及其应用”的中国发明专利申请,公开了一种以甜菜碱醛脱氢酶(BADH)兼作标记基因的低成本遗传转化方法。②将目的基因载体与标记基因载体进行共转化,待转化成功后,通过植物的有性杂交过程,实现目的基因和标记基因的分离,从而得到无标记基因的转化植株。例如申请号为200710304574.8、发明名称为“一种用于剔除筛选标记基因的植物双元表达系统及其应用”的中国发明专利申请,公开了一种可用于培育安全性转基因植物的双元表达系统。

       四、关于转基因作物安全性的探讨

       2012年报道的“黄金大米”事件,引起了我国公众对转基因作物生物安全性的广泛关注。“黄金大米”是由瑞士先正达公司研发的一种转基因大米,第二代“黄金大米”于2005年问世,其中类胡萝卜素的含量达到37μg/g胚乳,能够提供儿童日常所需维生素A的50%(参见图2)。2012年8月30日,国际环保组织绿色和平组织向媒体表示,美国一家科研机构为了检验瑞士先正达公司研制的转基因“黄金大米”对补充人体维生素A的作用,选取了湖南省衡阳市一所小学的72名健康儿童作为受试者进行转基因大米人体试验。绿色和平组织认为,用中国儿童作为转基因大米的试验对象是不负责任的行为,呼吁中国政府审核该研究的合法性,并对受到影响的儿童提供医疗和法律援助。
 


       “黄金大米”本是联合国粮农组织长期支持的一个国际合作研究项目,目的在于改善第三世界贫困地区儿童和妇女的营养条件,减少因缺乏维生素A引起的失明、免疫力低下等疾病。虽然,转基因大米是否安全,需要进一步研究。但原本出于善意的一项试验,却因为操作者的违规和隐瞒,剥夺了公众的知情权,造成了受试者极大的心理负担。这让笔者联想起2012年4月中旬引发社会公众恐慌的“皮革废料所产明胶被制成药用胶囊”事件,这两个事件都反映出社会公众对食品安全的重视。尽管转基因技术的应用还存在一些争议,但是农业生物技术的发展已经是大势所趋,我们无法回避转基因作物的问题,而且在现代生物技术中,转基因技术是最成熟的一个。为了保障国家的粮食安全,提升国家的农业现代化水平,我们一方面要用科学的态度对待转基因技术,另一方面应从解决粮食安全问题的战略高度来权衡转基因技术的问题。

       在转基因食品是否安全还无定论的情况下,专利审查员需要综合考虑公众认知和鼓励创新之间的平衡关系。更重要的是,相关部门应该加强生产与市场环节的监管,保证转基因食品的安全性,完善转基因作物的安全监管机制。在对待转基因作物的发展上,我们应当进行全面的分析,在对生物安全性进行评估的基础上,制定完善的研究、生产和开发的规范和标准。在推进转基因作物产业化的过程中,应重视宣传科普工作,为转基因生物产业的发展创造良好的社会环境,引导转基因作物在我国健康有序地发展。(作者单位:国家知识产权局专利局专利审查协作北京中心医药部)

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