中國工業大麻種業創新發展策略研究

趙浩含，陳繼康，熊和平

（中國農業科學院麻類研究所，湖南 長沙 410205）

大麻(Cannabis sativaL.)是大麻科(Cannabinaceae)大麻屬(Cannabis)一年生草本植物，是最古老的作物之一，其中工業大麻是限定農業安全利用的品種類型[1]。20世紀80年代，中國大麻種植面積達到16萬hm2，并長期居全球首位，是重要的生產國和出口國[2]。近年來，由于大麻二酚(CBD)等大麻素的開發和利用成為強勁的產業增長點，國內工業大麻產業呈井噴式發展，對種業的創新目標、路徑和支撐產業發展的模式提出了新要求。種子作為最基本的農業生產物資，是提升現代農業競爭力的核心要素。我國是大麻起源中心，種質資源豐富，且長期開展引種、選育工作，但重在纖維和籽粒用途，針對大麻素利用的育種工作滯后。隨著該產業的進一步發展，國外種業企業通過不斷強化科技先發優勢，結合知識產權、基因專利等手段對我國種子企業實行壓制[3]，將嚴重阻礙我國工業大麻產業的健康穩定發展。因此，針對種業發展滯后對我國工業大麻高質量發展提出嚴峻挑戰的問題，探討構建我國工業大麻種業創新發展路徑，具有重要現實意義。

大麻因其植株中含有致幻成癮的活性成分四氫大麻酚（THC），各締約國一般依據聯合國《經1972年議定書修正的1961年麻醉品單一公約》（簡稱《1961公約》）[4]和各國《禁毒法》監管或禁種，加之化纖和棉花在紡織應用中的替代、高勞動力成本等因素，大麻種植面積自20世紀80年代持續下降。20世紀90年代以來，為了興利避害，國際上逐步形成共識，將大麻植物中致幻成癮的毒性成分四氫大麻酚（THC）含量低于0.3%（雌株花穗干物質百分比），不具備毒品利用價值的大麻品種類型稱為工業大麻[5]。2018年中國實施的《工業大麻種子 品種》（NY/T 3252）農業行業標準規范工業大麻的概念為：植株群體花期頂部葉片和花穗干物質中的四氫大麻酚（THC）含量＜0.3%，不能直接作為毒品利用的大麻作物品種類型[6]。工業大麻莖稈、籽粒、花葉乃至全株均是優質的原材料，具有重要的利用價值。其纖維可加工應用于紡織[7]、造紙[8]和復合材料[9]等行業；麻籽可直接或加工食用，可應用于食品保健等行業[10]；花葉提取物可應用于醫藥[11]、化妝品[12]等行業。大麻二酚（CBD）是工業大麻中重要的化學成分，具有抗焦慮、抗炎癥、抗癲癇等作用[13-14]，是目前工業大麻產業開發的焦點。隨著對大麻二酚（CBD）、大麻萜酚（CBG）等大麻素類物質研究的深入，在確保大麻毒品成分含量在安全指標范圍的前提下，有關國家積極開發工業大麻的醫藥利用價值，為人類健康作出新的貢獻[15]。因此，探討工業大麻種業發展路徑，必須綜合考慮其獨有的法律、技術和產業特點。

近年來，全球工業大麻的關注度日益增高，各國在專利申請等方面加快布局[16-17]，然而我國種業發展的滯后嚴重阻礙了工業大麻產業的高質量發展和產業競爭力的提升[18]。新形勢下如何把握時機，推動創新工業大麻種業發展，顯得尤為重要。基于此，本文總結了我國工業大麻種業發展態勢和取得的成績，分析其存在的問題，進而從政策保障體系、多元育種體系、生產經營體系和國際合作體系方面論述了全面提升國內工業大麻種業創新發展的路徑，以期引導工業大麻產業健康有序發展。

1 中國工業大麻種業發展態勢

1.1 構建全國行業標準和地方法律規范相結合的政策保障體系

2018年由云南省農業科學院經濟作物研究所起草的《工業大麻種子》（NY/T 3252）3個系列農業行業標準正式開始實施，標志著國內首次從國家層面規范了工業大麻的概念和種子標準，并為品種、種子質量和常規種繁育技術提供了適用性、科學性和權威性的標準參考，實現了工業大麻種子質量有標可依，繁育過程有章可循，對促進工業大麻產業健康穩定發展具有重大指導作用。

由于工業大麻與毒品大麻的區分主要依據生產標準（THC含量）而非生物學標準，不是零風險，因而生產必須依法管控。山西、甘肅、安徽和河南等傳統產區以收獲大麻纖維和籽粒為目的，不適用《1961公約》，管控主要依據《中華人民共和國禁毒法》。云南和黑龍江兩地通過地方立法，規范了工業大麻種植與加工的范疇和程序。2010年云南省人民政府頒布實施《云南省工業大麻種植加工許可規定》，成為國內首個以法規形式監管工業大麻種植的省份，采取許可證制度申請種植。2017年新版《黑龍江省禁毒條例》實施，明確將工業用大麻和毒品大麻區分開，對工業用大麻品種選育、種植、銷售和加工進行規劃引導和監督管理，采取備案制申請種植。由于“工業大麻”和“工業用大麻”概念內涵不同，“工業用大麻”是指大麻作物在工業方面的用途，與“工業大麻”本質上不同，根據《1961公約》，“工業用大麻”限于纖維和種子，其他用途的種植排除在外[19]，因此兩地當前的產業格局不同，云南以花葉加工為主要導向，而黑龍江以纖維和種子為主。推動地方立法仍然是當前各地引導工業大麻產業快速發展的重要法律保障，但從種業源頭促進工業大麻符合低毒標準，甚至無毒化，將為產業發展提供堅實的技術保障。另外，很多歐盟國家限定的工業大麻THC含量標準為＜0.2%[20]，其他國家和地區也有不同的標準，其種業“走出去”必須充分考慮THC含量的“雙標”問題。

1.2 推動育種創新主體由公益性科研院所向企業轉變

由于工業大麻生產需要特殊管控，長期以來種質資源的交流、新品種的商業化程度均較低，品種選育的公益性特征明顯，因而逐步形成了以公益性科研院所為主體的育種創新體系。國內長期從事工業大麻育種工作的機構主要包括云南省農業科學院、中國農業科學院、黑龍江省農業科學院、山西省農業科學院、廣西壯族自治區農業科學院等。種質資源是育種的基礎，中國是大麻起源地之一，大麻種質資源豐富[21]。至2017年12月，通過國內地方品種、野生資源收集和國外引種，國家麻類種質資源中期庫收集保存大麻種質資源883份，居于世界前列[22]。其他各科研機構均有可觀數量的大麻種質保存，并陸續培育出新品種。

在CBD熱潮的推動下，近年來市場機制在工業大麻種業資源配置中的作用逐步增強，育種人才、技術、資源向企業流動的趨勢顯現，產學研結合度提升，工業大麻商業化育種體系正在逐步建立。目前，開展工業大麻種業領域相關研發活動的機構主要為具有深加工能力的醫藥、紡織等企業，主要方式是以知識產權轉移為紐帶，委托公益性科研機構進行技術開發、轉讓、咨詢、承包、培訓和中介等服務，并通過建設工程技術中心、實驗室、科研工作站等種業產業化技術創新平臺，積累了一定的創新資源。整體來說，企業在工業大麻育種創新中的主體地位仍然薄弱，但發展速度快，企業和人才積極性高，為構建“育繁推”一體化的現代種業體系開啟了良好的局面。

1.3 創新以多元化和多用途為特色的育種技術體系

工業大麻產出的主要初級產品是籽粒、纖維和代謝產物三類，進而深加工為2.5萬余種產品[23]。研究該三類產品的產量和品質形成，將不斷加深對工業大麻生物學的理解，并影響市場對種業發展路徑的調整。同時，工業大麻種子有THC含量的限量標準、生產過程有依法管控的程序、工業大麻植株性別分化的復雜性等因素，使得其品種選育與其他作物相比極具特色。以收獲籽粒和代謝產物為目標的工業大麻種植，定量除雄或構建分枝多的全雌性群體是獲得高產的重要措施[20]，而纖用種植則更傾向于構建分枝少的雄性群體[24]。工業大麻代謝產物種類眾多、功能豐富且成分間往往存在互作效應，極具挖掘價值，但同樣對育種技術提出更高要求。不同群體構建的需要和高效實施多用途之間的矛盾，必須依靠多元化的育種技術才能得以解決。

自2008年國家麻類產業技術體系建立以來，以產業鏈為導向，以提高資源利用率為核心，育種目標由單一紡織纖維用向專用、兼用和多用途深層次拓展。重點針對高纖維品質、高CBD含量、低THC含量、高蛋白和高油脂等多用途的大麻種質資源進行鑒定和挖掘，隨著分子育種技術在工業大麻上的應用，繁育手段不斷精準高效化，育種手段從常規育種向分子標記育種突破，初步形成了針對三類產品的育種技術體系。云南省農業科學院依托國家麻類產業技術體系工業大麻育種崗位等項目資助，在長期開展大麻素含量和大麻性別的遺傳研究的基礎上，采用傳統育種與現代育種相結合的技術手段，形成了工業大麻化學誘導性別轉變技術，實現了全球首項低緯度地區工業大麻全雌品種研發及高效制種技術，花葉產量較雌雄異株增加22%以上，提高了種植生產的經濟效益，避免了私自留種帶來的安全風險，為監督管理提供了新路徑[25]。

1.4 形成良種區域化的種植格局和技術服務體系

我國大麻生產種植主要分布在西南的云南、貴州和四川，東北的黑龍江、吉林和遼寧，西北的山西、甘肅、內蒙、陜西、青海和寧夏，中部的安徽和河南等地。受2017年以來全球市場需求和生產格局變化的影響，國內形成了云南省以花葉用、黑龍江省以纖維用、山西省以籽粒用為主的生產布局，目前國內通過登記認定工業大麻品種有29個[26]。

自20世紀70年代末起，云南省依托云南省農業科學院經濟作物研究所推動工業大麻育種目標從最初主要用于替代傳統較高含毒量大麻品種向多用途開發利用轉變，在全國率先選育出“云麻”系列工業大麻品種10個。目前主要推廣品種為“云麻1號”、“云麻7號”和“云麻8號”，其中“云麻8號”其藥用成分CBD含量達1.33%，種植遍及云南省除臨滄市和怒江傈僳族自治州外的14個市州，2019年有效種植面積達0.80萬hm2。合法供種單位有云南工業大麻股份有限公司和云南省農業科學院經濟作物研究所，年產種子80 t，供種量可滿足2.67萬hm2種植需求。2020年云南全省申請種植面積超過13萬hm2，獲批許可種植1.33萬hm2，供種量能夠滿足當前需求但具有極大潛力。同時，云南省工業大麻種業與精深加工產業協同發展優勢明顯。在云南省農業科學院經濟作物研究所等機構的協作下，2014年成立的漢康（云南）生物科技有限公司建立了全球第一條高純度CBD工業化生產線，2015年成立的云南漢木森生物科技有限責任公司依托當地特色資源開發的全譜精油產品，在全球極具競爭力。

中國農業科學院麻類研究所選育有“中大麻”系列纖用品種和高CBD含量品種“中大麻雜1號”等，其中云南素麻生物科技有限公司與中國農業科學院麻類研究所于2019年聯合育成的“中漢麻1號”CBD含量達到3.19%。黑龍江省依托黑龍江省科學院、黑龍江省農業科學院培育出以“龍大麻”系列[27]、“慶大麻”系列[28]為主的品種，2019年有效種植面積達0.93萬hm2，種植區域以綏化市青岡縣和黑河市孫吳縣為主。2017年黑龍江康源生物科技有限公司和黑龍江省農業科學院經濟作物研究所投資成立黑龍江康源種業公司，主要開展工業大麻育種、繁種和種子經營及推廣，年可銷售優質工業大麻種子500 t，且因地理環境優勢，工業大麻種植機械化水平高、纖維品質全國領先。山西省工業大麻種植面積達1.40萬hm2，在晉中市榆社縣實現集中連片種植，其中依托山西農業科學院經濟作物研究所培育出的“汾麻”系列[29]、“晉麻”系列[30]為高蛋白、高油脂籽粒用品種。

2 工業大麻種業發展存在的問題

2.1 法律政策保障有待完善

從產業發展來看，國際國內產業發展形勢樂觀。據聯合國商品貿易統計數據顯示，全球工業大麻纖維和短纖維的進口貿易量一直在1萬t左右，進口總額也基本保持穩定，2018年全球累計出口工業大麻纖維（不含紡織產品）1.29萬t；大麻籽的國際貿易更為活躍，2000年以來出口貿易量和貿易額一直呈現穩步上升趨勢，且進口貿易額大于出口貿易額，說明各國對大麻籽需求量不斷增加；兩者整體處于供不應求的狀態。據Patsnap數據庫數據表明，目前發明專利申請量達到50件以上的企業有78家，近3年專利公開量平均達到2896件/年，其中在中國區的增長尤為迅速。僅2018年7月至2019年7月，云南省境內新注冊成立的從事工業大麻相關業務的企業近160家。巨大的產業發展需求，亟待加快法律政策保障。我國目前缺乏國家層面或跨區域協同的工業大麻法規體系，對工業大麻種業管控帶來嚴峻挑戰。一是區域間管控機制差異導致跨區引種、供種、用種的合法性存在盲區；二是以省級登記或第三方評價方式認定的品種在跨區應用中缺乏統一的規范程序；三是生產者自留種導致品種混雜、退化和變異的問題[31]；四是種植與生產的無序化競爭問題加重負向反饋種業發展。

2.2 良種繁育水平發展滯后

國外自20世紀初，以美國為代表的歐美國家開始工業大麻新品種選育工作，研究實力較強且國際合作緊密，研究方向涉及化學成分遺傳性分析、性別遺傳性、分子標記遺傳改良等[32]。雖然我國是大麻起源中心，但長期以野生資源或地方品種為主，品種選育工作起步時間較晚[33]。近年來我國參與工業大麻種業相關研究的機構和人才隊伍迅速增加，但缺乏頂層設計和分工協作機制，新參與者大多集中在高CBD含量的種質引進與培育方面，這與美國等國家面臨的問題相似[34]。在資源搜集方面，我國相關研究機構均開展了卓有成效的種質資源收集、鑒定工作，但與構建和共享核心種質的需求仍有較大差距，種子資源的壟斷性和獨占性也進一步阻礙了資源共享。育種目標確立方面，具有明顯的“跟蹤式”研究特點，缺乏前瞻性的攻關思路。育種技術方面，目前仍以傳統方法為主，分子標記、轉基因和基因編輯等現代生物技術僅處于實驗室研究階段。品種育成方面，CBD含量與國外差距較大，“云麻8號”CBD含量不足國際上高含量的25%。種苗繁育方面，種植生產仍以大田播種為主，單性別種苗繁育體系滯后，繁種基地與歐美現代化設施工廠化種植相比差距較遠。科研資源分配方面，同質化競爭問題普遍，市場主體力量薄弱，整體投入偏少。總的來說，我國工業大麻育種技術資源分散、儲備不足、效率偏低的問題仍然突出。

2.3 商業化育種體系亟待加強

2018年以來，工業大麻在資本市場掀起熱潮，可口可樂、絲芙蘭等全球多家知名企業爭相布局工業大麻產業。但隨著熱潮褪去，企業應從資本炒作驅動向產業內生驅動轉移，完善產業鏈布局，夯實其在工業大麻產業發展中的根基。現階段我國整體商業化育種合作效率較低，資源技術集中分布于科研單位，受制于企事業單位性質和目的不同，減弱了科企合作的意愿[35]，科研單位和企業育種人才缺少合作交流，企業缺乏高水平育種人才制約了種業商業化進程。知識產權是企業角逐市場的利器，以巴斯夫等為代表的跨國企業將工業大麻種業研發作為重點關注領域，在全球專利布局上的領先態勢明顯，國內專利主要集中在工業大麻纖維提取與制備等方面[16]，種業相關專利占比低。由于目前我國植物新品種保護強度較弱，對育種權利人保護力度不夠[35]，挫傷了科企合作育種的積極性。標準化生產方面，缺乏全國性工業大麻品種鑒定技術規程或管理辦法。生產流通方面，種子銷售和進出口等方面尚無政策保障。

3 中國工業大麻種業創新發展路徑

在工業大麻成為全球焦點的新形勢下，緊緊圍繞農業供給側結構性改革和綠色發展戰略，以鄉村振興戰略為指導，發揮特色作物經濟優勢，積極主動參與，促進資源整合，探尋工業大麻種業發展路徑。加快構建工業大麻現代種業政策保障體系、多元育種體系、生產經營體系和國際合作體系，全面提升國內工業大麻種業自主創新能力、國際競爭力，補齊短板，保障工業大麻種業安全生產流通，引導工業大麻產業健康穩定發展。

3.1 完善政策保障體系，引導種業健康有序發展

加快出臺全國性工業大麻種植生產指導意見，從頂層設計規劃，杜絕非法生產。鼓勵傳統種植區域地方立法和建立跨區域產業協作機制，推動形成區域性和跨區域相結合的種業規范程序，促進生產、加工、流通的全國協作，通過試點先行，實現穩步發展。推進制定全國性工業大麻品種鑒定辦法或技術規程，降低工業大麻不當或違法利用風險，從源頭保障品種安全性和規范性。提高知識產權培育引導和保護力度，構建以企業為產業主體、公益性科研機構為基礎研發主體，產學研相結合的工業大麻商業化育種體系，發揮市場在種業資源配置中的決定性作用。建立工業大麻良種供應許可制度，制定工業大麻良種補貼政策，配合自留種限制、野生種鏟除等安防措施，保障種子種苗的合法、安全供給，引導種業健康有序發展。黑龍江省等已有立法的區域進一步細化規范工業大麻種植加工管理標準。加快企業管理制度的建設，補充和完善國家及地方管理制度，形成全國、地方、企業三級管理制度架構，實現從科研到市場的閉環管理。

3.2 培育多元育種體系，加強科學生產技術儲備

培育以企業與公益性科研機構相結合的多元主體，確立以纖維、籽粒、花葉等為主要用途的多元目標，通過企業自主研發和引導資源整合聯合攻關的多元創新路徑，實現農業增效和農村增綠的目的。以《國務院辦公廳關于加強農業種質資源保護與利用的意見》為指導，對大麻種質資源開展系統收集與保護，以國家麻類種質資源中期庫為核心，與區域單位種質資源庫形成銜接體系，完善種質資源信息共享平臺，強化育種創新基礎。構建創新育種體系，充分利用原有公益科研單位研發先行優勢，加快關鍵種業技術攻關；鼓勵有實力的種子企業組建研發機構，引導工業大麻種業研發機構整合，建立以市場為導向、以效益分享為紐帶、以資源集聚為特點的技術創新聯盟[36]。構建現代分子育種技術體系，加強工業大麻性別分化和單性別群體構建等方面的基礎研究[37]，加快實現工業大麻育種向精準化、高效化轉型升級，繼續發揮我國纖維用種、籽粒用種的優勢，加強醫藥用種等多用途品種的基礎研發，以提高纖維產量為目的，培育纖維用品種；以提高種子產量和營養成分為目的，培育籽粒用品種；以提高有益大麻素含量為目的，培育醫藥用品種。以多用途為育種導向，創制優質專用及兼用品種，提高產業抗風險能力。以設施化栽培為主攻目標，制定高效制種技術，推動種子精選加工與種苗繁育技術水平提升。

3.3 打造生產經營體系，實現育繁推一體化發展

以促進適度規模經營和提高管控效率為目標，以扶持龍頭企業為抓手，加快現有種子繁育基地向現代工廠化種植基地提檔升級，推動以單性別植株繁育為特點的商業化育苗推廣體系。根據政策法規、區域條件、用途需求等情況，逐步引導建立北部、中部和南部工業大麻良種繁育基地，打造全國區域化、專業化、標準化、規模化的工業大麻供種基地，制定相關技術管理標準，引導工業大麻種子生產向優勢生產基地集中。提升科研單位公益服務能力，支撐打造以企業為主體的商業化育種體系，鼓勵企業自建繁種基地，促進產學研深度融合，提升商業化育種創新能力，延伸工業大麻種業產業鏈。建立第三方服務支撐平臺，發揮其在科研機構與企業之間的紐帶作用，在基礎服務、知識產權等方面實現雙方利益最大化，使科技資源向企業流動規范化、合理化、標準化。建立集聚科技研發、種子繁育、銷售推廣于一體的工業大麻種業龍頭企業，實現育繁推一體化發展，打造種業品牌，加快提升種業競爭力。

3.4 初探國際合作體系，提升種業發展的競爭力

保障和不斷提升大麻素原料供給能力是工業大麻種業發展的重要方向[38]。據統計，截至2019年1月，全球已有41個國家宣布醫療用大麻合法，超過50個國家宣布CBD合法，選育和應用高CBD及多種有益大麻素含量的工業大麻品種成為全球熱點。截止2017年末，世界各國先后選育出80多個工業大麻品種，其中大部分品種可以商業化獲得[39]。在國家種業對外開放政策并未大幅放松變動背景下，綜合考慮國內種業科技發展趨勢和開放政策調整的影響[40]，加快制定工業大麻種業國際交流指導意見，在符合相關法律法規的條件下，初步探索工業大麻種業國際合作方式，充分利用“一帶一路”、聯合國糧農組織（FAO）、中國—東盟自由貿易區、中非合作論壇等國際化平臺，引進國外優質種質資源，推動與種質資源豐富的國家和地區合作，學習先進現代設施農業管理技術和種子加工流通技術，加強基礎研究交流合作，提升國內工業大麻科研創新軟實力。