基于核心專利識別視角的作物生物育種核心技術研究

摘要：生物育種是種業創新的核心，是種源核心技術攻關的重要手段。明晰作物生物育種核心技術，對我國戰略性部署育種技術研發、破解種源“卡脖子”、實現種業現代化以及建設種業強國具有指導意義。基于Derwent Innovation專利數據庫，圍繞核心技術特征構建核心特征測度指數，結合專家智慧識別作物生物育種領域核心專利，通過計量分析和文本挖掘，從研發機構、布局區域和技術分布視角分析領域核心專利布局概況，洞察作物生物育種核心技術研發熱點和重點演變趨勢，經專家研判識別出五大作物生物育種核心技術主題，并結合我國作物生物育種核心技術發展現狀，基于轉基因技術和基因組編輯技術對我國未來生物育種研發與產業化進行了展望。

關鍵詞：生物育種；核心專利；熵值法；核心特征測度指數；核心技術；文本挖掘

doi：10.13304/j.nykjdb.2023.0683

中圖分類號：S336 文獻標志碼：A 文章編號：10080864（2025）03003514

種子是確保國家糧食安全的基礎，生物育種是種業創新的核心。近年來我國高度重視種業安全和生物育種工作，提出要加快推進農業關鍵核心技術攻關、加快生物育種產業化步伐。2021年出臺的《種業振興行動方案》將啟動種源關鍵核心技術攻關列為重點部署工作。面向種源核心技術攻關的迫切需求，如何有效識別核心技術成為首要解決的問題。

專利作為公開獲取的技術信息源，是國家、企業、行業競爭優勢的核心要素之一，能夠更好地揭示領域核心技術[1]。核心專利承載著產業核心技術，深入挖掘核心專利是洞察領域核心技術的有效途徑。因此，如何從海量專利中識別核心專利近年來得到廣泛關注，相關研究與應用日益豐富。

目前，已有學者采取多種方法對目標領域的核心專利進行識別和分析。郭劍明等[2]構建了基于網絡節點重要性的核心專利識別方法；付振康等[3]基于影響專利壽命的指標，通過深度學習模型識別數字通信技術領域的核心專利；陳祥等[4]通過構建專利進化模型和技術擴散指數識別疫苗制備技術領域的核心專利；王曰芬等[5]從行為效果和動機目的視角構建核心專利識別指標體系，篩選人工智能領域核心專利；謝萍等[6]構建了核心專利綜合價值指標體系，以識別風能領域的核心專利；羅立國等[7]通過多元回歸模型分析了多種專利屬性指標與核心專利的相關性，識別出新能源汽車裝置領域的核心專利；鞏永強等[8]基于專利對創新鏈中基礎研究、應用研究和產業應用環節的作用構建測度指標，篩選出白血病相關藥物領域的核心專利。趙蓉英等[9]根據被引頻次對人工智能領域核心專利進行了深入挖掘與研究；崔斌等[10]基于權利申請數量、發明人數量等指標，運用超體積函數測度識別出基因工程疫苗領域的核心專利；崔遵康等[11]基于Innography 專利強度遴選出糧食作物生物育種領域核心專利。以上研究為本研究中核心專利識別指標選擇及方法構建提供了重要參考。

在生物育種領域，已有學者開展了關于核心技術的探索研究，梁翰文等[12]綜述了作物育種關鍵技術發展態勢；陳贏男等[13]概述了現代林木育種關鍵核心技術研究現狀；楊艷萍等[14]通過專利共被引聚類和組合分析識別出作物育種技術的關鍵技術。

綜上所述，已有研究多基于專家定性分析以及專利關聯網絡聚類分析方面，鮮有從核心專利與核心技術的關聯性出發，通過定量分析方法識別核心專利，進而挖掘核心技術的研究。因此，本研究圍繞核心技術特征構建核心特征測度指數，結合專家智慧識別作物生物育種領域核心專利，通過文本挖掘明晰該領域核心技術，以期為我國科學開展作物育種技術布局、優化產業布局、破解國外技術封鎖、推動我國種業現代化、建設種業強國提供數據支撐和參考。

1 材料與方法

1.1 數據來源

數據來自Derwent Innovation 全球專利數據庫，其收錄了德溫特世界專利索引（DerwentWorld Patent Index， DWPI）和德溫特專利引文索引（Derwent Patent Citation Index， DPCI）數據庫的全部專利以及來自全球48個專利授予機構、90多個國家和地區的9 300 萬件專利信息。根據經濟合作與發展組織（Organization for EconomicCo-operation and Development， OECD）確定的生物技術專利分類號提取涉及育種領域的專利分類號，包括A01H1*、A01H4*、C12M*、C12N*、C12Q*，并與代表作物領域的分類號（A01H）相組合，按照數據庫的檢索式表達要求，確定作物生物育種技術檢索表達式。專利申請時間范圍為2000—2020年，檢索時間為2021年12月30日，共獲得專利108 742件。

1.2 研究方法

核心專利識別。本研究參考前人方法[15-17]從基礎性、影響性和競爭性3個維度表征核心技術，并選擇相關測度指標（表1）。為減少無效專利的影響，選取各項指標均大于零的專利，共計16 749件；然后采集其相關指標數據，經標準化處理，將所選指標通過熵值法進行賦權。

熵值法是根據各項指標值所提供的信息大小來確定指標權重的客觀賦權法，基于信息論原理，指標的信息熵越小，不確定性就越小，所提供信息量越大，在綜合評價中所發揮的作用越大，權重越高。熵值法具體步驟如下。

①由n 年數據來源的m 項評價指標構成數據矩陣X。

建立情報專家和育種領域專家團隊，通過專家反復研討，選取CCIi排名前3%的專利形成初始核心專利集，經作物育種領域專家層層遴選，得到116件核心專利（圖1）。

通過文獻計量法，利用德溫特數據分析軟件（Derwent data analyzer，DDA）和 Excel 等工具，從申請趨勢、地域分布、申請人、技術分布等維度進行計量統計，利用DDA 主題詞抽取和可視化功能分析作物生物育種核心專利熱點主題詞，通過詞頻逆文本頻率指數（term frequency-inversedocument frequency，TF-IDF）統計方法挖掘專利重要主題詞。

2 結果與分析

2.1 核心專利計量分析

2.1.1 重要研發機構 作物生物育種核心專利主要來自陶氏益農、Broad研究所、麻省理工學院和孟山都（表2），陶氏益農和孟山都的專利申請主要集中在2010年，內容聚焦轉基因技術；Broad研究所和麻省理工學院的專利申請主要集中在2013年，內容以基因組編輯技術為主。

2.1.2 主要布局區域 作物生物育種核心專利主要在美國（57件）和歐盟地區（11件），這與現代生物育種技術多起源于美國和歐洲地區有關，申請人一般會優先考慮在本國進行專利布局。在美國布局的核心專利重要主題詞涵蓋轉基因技術和基因組編輯技術；在歐盟地區布局的核心專利重要主題詞則集中在CRISPR/Cas（clustered regularlyinterspaced short palindromic repeats/CRISPRassociated）基因編輯技術（表3）。這與2個地區對于轉基因技術及基因組編輯技術的監管制度緊密相關。美國對于現代生物育種技術持相對寬松的監管方式，在全球最早頒布并執行轉基因作物監管制度，基于“個案分析”以基因編輯作物最終產品作為監管對象，綜合評估產品的安全性、新穎性，目前已有基因編輯產品獲批上市[1819]，相對明朗寬松的監管政策促進了相關技術的研發及專利布局。歐盟地區對轉基因作物持相對謹慎的監管態度，嚴格限制轉基因作物在歐洲地區種植，而對于基因編輯作物則從最初將其視為轉基因作物等同監管轉向釋放放寬基因編輯在農業領域監管限制的信號[20]，促使其成為基因組編輯技術專利布局的熱點地區之一。

2.1.3 技術分布 作物生物育種核心專利主要分布在C12N15和A01H5這2個技術領域（表4），熱點主題詞包括CRISPR、轉基因、特異性堿基對序列、靶標DNA、新DNA 靶向RNA、位點特異性修飾、多肽、定點等（圖2）。從時間分布來看，大致以2012年為分割點，2012年之前的熱點主題詞以轉基因植物、轉基因、害蟲、防控雜草、防控鱗翅目害蟲等轉基因技術相關詞組為主；2012年之后的熱點主題詞以CRISPR、靶標DNA、特異性堿基對序列、位點特異性修飾、定點、多肽、新DNA靶向RNA、CRISPR酶系統等基因組編輯技術相關詞組居多（圖3）。

重要主題詞的時間分布（表5）顯示，2012年之前作物生物育種技術的研發重心集中在防控雜草與蟲害、新型抗蟲蛋白、轉基因植物；2012年首次出現specific base pair sequence主題詞；2013年首次出現CRISPR enzyme system、target DNA、newDNA-targeting RNA、performing site-specificmodification、site-directed、interspaced shortpalindromic repeats （CRISPR）-CRISPR 等主題詞，并延續出現在之后的年份。由此可見，2012年以前作物育種主要是以轉基因育種技術為主，以提升作物的抗蟲、抗除草劑性能；2012年之后作物生物育種技術的研發重心轉向以CRISPR為代表的基因組編輯技術和靶向育種技術。從技術類別來看，作物生物育種核心專利主要涉及轉基因技術（75件）和基因組編輯技術（41件），同樣呈現出由轉基因技術向基因組編輯技術遷移的趨勢（圖4）。

2.2 作物生物育種領域核心技術解析

通過專家解讀，作物生物育種領域核心技術主題包括：①外源基因轉化技術體系改進與優化；②RNA干擾遺傳轉化體系構建；③CRISPR/Cas基因編輯系統構建；④抗蟲、抗除草劑基因挖掘及轉基因品種鑒定；⑤綜合性狀改良基因挖掘及轉基因品種選育。其中，主題①的專利申請年份最早，核心特征測度指數最高，代表基礎核心技術；主題③的核心特征測度指數較高，且平均申請年份較新，代表新興核心技術；主題④的核心專利最多，研究熱度最大。從時間脈絡來看，作物生物育種核心技術大致經歷了從外源基因轉化體系構建與優化、功能基因挖掘及轉基因品種選育到RNA干擾技術轉化體系構建，再到CRISPR/Cas基因編輯技術的演進過程。

2.2.1 外源基因轉化技術體系改進與優化 與常規雜交育種相比，外源基因轉入可以打破生殖隔離，在更大范圍內利用基因資源，實現遺傳物質在不同物種間的傳遞，更快地獲得具有理想性狀的新品種；其次，外源基因轉入還可以更為精準地在同一物種內傳遞遺傳物質，將多種優良性狀快速集于一身，大幅提高育種效率。遺傳轉化技術是影響轉基因作物培育的重要環節。近年來，作物轉基因效率得到大幅提高，特別是小麥，轉化效率從不足1% 提高到近20%，并且已經基本克服了基因型限制[21]。目前主要研究方向是利用農桿菌轉化替代基因槍，用成熟胚或其他外植體替代幼胚培養，以簡化操作程序和消除設備依賴性；載體改造方面實現單次多基因轉化和多基因同步編輯，以提高轉化效率和降低成本。

該技術主題的相關專利包括通過轉基因載體的改造提高轉化效率和更有效地改變目標基因的表達活性。孟德爾生物公司從擬南芥蛋白質乙烯反應因子中鑒定得到一個新的強轉錄激活域EDLL，當EDLL結構域通過序列特異性DNA結合蛋白或通過蛋白質-蛋白質互作鉚定到靶基因啟動子時可顯著提高靶基因的轉錄活性，可以作為高效的轉錄激活工具，增強轉基因植物中靶基因的活性[22]。孟山都鑒定出一套可操縱靶基因在植物中表達的調控序列，其中5’啟動子DNA序列在單子葉和雙子葉作物中均具有可調節靶基因表達活性的功能，3’非翻譯區用于基因轉錄后加工，以保證轉錄本的準確性和穩定性[23]。

2.2.2 RNA 干擾遺傳轉化體系構建 RNA 干擾（RNA interference，RNAi）是真核生物中由RNA介導的保守調節機制，由雙鏈RNA 誘發、同源mRNA高效特異性降解的現象。RNAi技術可特異性剔除或關閉特定基因的表達，已成為植物性狀改良的重要方式之一。目前，已利用RNAi技術培育出抗病蟲害、抗非生物脅迫和品質改良的植物新品種[24]。由于RNAi技術具有抗蟲靶標基因來源廣、基因特異性強等優點，能夠有效延緩害蟲抗性進化，目前已廣泛應用于作物病蟲害防治，在擬南芥、煙草、馬鈴薯、玉米、小麥、棉花和大豆等多種作物均實現了基于RNAi的抗蟲品種培育[25]。

該技術主題的相關專利主要涉及將雙鏈RNA（double-stranded RNA，dsRNA）引入植物的方法以及其在培育抗蟲、抗逆和綜合品質改良植物品種中的應用。孟山都研發出與植物中靶基因序列互補或相同的dsRNA，植物經約2.5 μm的顆粒研磨后與dsRNA 接觸，以滲透壓劑方式將dsRNA引入植物，賦予植物增產、抗非生物脅迫、抗病等優異性狀[26]。在抗蟲研究方面，孟山都研發出由編碼dsRNA的DNA及其相關異源啟動子構成的重組DNA構建體，通過向植物中轉入該構建體觸發產生抑制害蟲靶基因的dsRNA，實現對跳甲蟲物種的防治[27]。在抗非生物脅迫和品質改良研究方面，孟山都研發出異源miRNA識別位點的分子構建體和用于基因抑制的分子構建體，以及含有該構建體的轉基因植物，可有效提高植物非生物脅迫抗性、生物應激耐受性、病蟲害抗性、產量及氮利用率等農藝性狀[28]。

2.2.3 CRISPR/Cas基因編輯系統構建 CRISPR/Cas基因編輯系統來源于細菌和古細菌的獲得性免疫，其通過設計1個特定短引導RNA（guide RNA，gRNA）補充目標位點即可對DNA進行定點切割，實現了基因編輯的易編輯性，開創了基因編輯新時代，2位創始人也因此獲得了2020年諾貝爾化學獎[29]。隨著CRISPR/Cas9系統在動物細胞中的應用，麻省理工學院張峰團隊首次將Cas9改造為缺口酶以促進同源重組[30]；哈佛大學Church G團隊完成Ⅱ型系統設計，引入多個gRNA實現對目標基因座的多重編輯[31]；加州大學舊金山分校開發出CRISPRi技術，將Cas9蛋白改造為失去核酸內切酶活性的dCas9，與gRNA共表達，通過結合目標DNA抑制其表達[32]。

CRISPR/Cas 基因編輯系統在植物領域的研究與應用日益廣泛，多種植物CRISPR/Cas基因編輯體系成功建立，CRISPR/Cas系統逐步發展擴充為CRISPR/Cas9、CRISPR/Cas12、CRISPR/Cas13及CRISPR/Cas14四大編輯系統[33]。目前，該系統已被應用于小麥、玉米、水稻、大豆、馬鈴薯、番茄、油菜和花生等農作物的育種改良[34]，基本實現了靶向基因敲除與插入、DNA-free編輯、RNA編輯、單堿基編輯、基因定位、轉錄調節和表觀修飾等功能，培育出具有高產、抗病蟲害、抗除草劑和非生物脅迫的作物新品種[35]。

該技術主題的相關專利主要涉及在不同環境下使用CRISPR/Cas9系統進行基因編輯的方法，包括不同的sgRNA或Cas9的不同結合方式，將靶向目標基因組序列的CRISPR與Cas9基因構建到同一載體上，CRISPR序列在被轉錄成為RNA后，能夠與Cas9蛋白形成復合體，導向Cas9蛋白到基因組靶序列進行切割，實現原核或真核細胞內基因組的精準靶向編輯。Doudna等[36]研發出不限環境的靶標DNA切割，首次將CRISPR/Cas9這一自然界存在的細菌對病毒的防疫機制進行體外重組，實現復雜基因組的查找、切割等工具化操作，專利權限包括體外或細胞內使用CRISPR/Cas9；Zhang[37]研發出在真核或有核細胞內（尤其是哺乳動物細胞和植物基因組）對靶標DNA切割的CRISPR/Cas9系統，專利權限包括在真核細胞或任何有細胞核的物種中使用CRISPR/Cas9，首次將CRISPR/Cas9在和人類關系最為密切的真核細胞中進行應用。

2.2.4 抗蟲、抗除草劑基因挖掘及轉基因品種鑒定 目前，轉基因技術商業化應用以抗除草劑基因和抗蟲基因為主，相關轉基因作物已得到大面積推廣應用[38]。抗蟲基因主要集中于編碼蘇云金芽孢桿菌Bt蛋白及其重組蛋白的核酸序列，已發現798個Cry家族基因、177個Vip家族基因和40個Cyt家族基因。商業化應用的抗蟲性狀轉化體以Cry類基因居多，其中cry1Ab、cry1Fa2、cry35Ab1基因應用最為廣泛[39]。耐除草劑基因主要包括原卟啉原氧化酶（protoporphyrinogen oxidase，PPO）、對羥基苯基丙酮酸雙氧化酶（4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase，HPPD）、草甘膦-N-乙酰轉移酶（glyphosate N-acetytransferase，GLYAT）、突變的纖維素合酶（cellulose synthase，CESA）、5烯醇丙酮酰莽草酸3磷酸合酶（5-enolpyruvyl-shikimate-3-phosphate synthase，EPSPS）、麥草畏脫羧酶等除草劑靶標酶的編碼序列[40]。

該技術主題的研發內容主要是圍繞廣譜抗蟲基因、抗除草劑基因以及聚合抗除草劑和抗蟲基因的挖掘與鑒定。在抗蟲方面，主要通過修飾抗蟲基因或聚合不同靶標害蟲的多個抗蟲基因以實現對鱗翅目、鞘翅目及雙翅目等多種害蟲的抗性，拓寬轉基因植物抗蟲譜，并延緩害蟲耐藥性。主要包括防治鱗翅目昆蟲的殺蟲蛋白CRY1Ca 和CRY1Fa[41]，在Cry1Ca蛋白基礎上進行改良，對產生Cry1F抗性的秋粘蟲和甘蔗螟具有殺滅活性的DIG-109及DIG-152蛋白[42]，控制歐洲玉米螟和秋粘蟲的Cry1Ab和Cry1Be蛋白組合[43]，防治秋粘蟲的Cry1Da和Cry1Be蛋白組合[44]，防治草地貪夜蛾的Cry1Da和Cry1Ca蛋白組合[45]以及防治玉米根蟲的Cry3殺蟲多肽[46]的編碼基因。在抗除草劑方面，通過挖掘和創制不同除草劑對應的不同靶基因或同一靶基因的不同抗性突變位點，經人工誘變及突變體篩選、轉基因導入外源抗性基因等手段獲得抗除草劑育種材料。涉及的抗除草劑種類包括草甘膦[4748]、麥草畏[49-51]、乙酰乳酸合成酶（acetolactate synthase，ALS）抑制劑類[52]、羥基苯基丙酮酸雙加氧酶（4-hydroxyphenylpyruvatedioxygenase，HPPD）類抑制劑類[53]。此外，通過多種耐除草劑基因堆疊創制復合型耐除草劑品種[5455]也是新趨勢之一。

為了同時實現抗蟲、抗除草劑效果，在同一植物中聚合抗除草劑和抗蟲基因是重要方式之一。陶氏益農在大豆轉基因事件pDAB4468.04.16.1和 pDAB9582.814.19.1中實現了抗除草劑和抗蟲基因的聚合，使大豆包含AAD-12、CrylF、CrylAc（synpro） 和 PAT 編碼基因，為大豆作物同時提供抗蟲性和除草劑耐受性[56]。陶氏益農在玉米新aad-1轉化事件中插入玉米細胞基因組內特定位點的多核苷酸序列，編碼耐除草劑和抑制昆蟲蛋白，并研發出用于樣品檢測的試劑盒[57]。

2.2.5 綜合性狀改良基因挖掘及轉基因品種選育 面對全球氣候變化、耕地面積減少、人口不斷增加等挑戰，促進作物高產穩產、提升制作物氣候適應性，成為保障糧食安全的基本要求，作物高產及抗旱、抗寒、耐高溫等抗逆基因的挖掘一直是作物遺傳改良的研究熱點。隨著人們生活水平提高，對優質農產品的需求日益高漲，健康品質基因的鑒定也逐漸成為重要的研究方向之一。近年來，協同性狀矛盾基因的鑒定成為重要突破，Wei等[58]發現了能夠同時提水稻高光合作用效率和氮素利用效率的高產基因OsDREB1C，使水稻增產30%以上；Brown等[59]從小麥Mlo 基因編輯突變體中篩選鑒定出具有白粉病廣譜抗性且對產量沒有負效應的植株，為抗病和產量的協同改良提供了重要育種材料。

該技術主題的相關專利包括提升植物健康品質、產量和環境脅迫耐受性的DNA構建體組配及相關轉基因植物選育方法。孟德爾生物公司研發出使植物高產、耐受滲透脅迫或干旱、開花延遲以及木質素含量增加的轉錄因子序列及相關轉基因植物[60]；孟山都研發出新的重組DNA構建體以及獲得含該構建體的轉基因種子和植物的方法，使植物水分利用率、氮利用率、產量和耐寒性提高，種子蛋白和油脂成分得到改善[61]。聯邦科學和工業研究組織研發出編碼ω-3去飽和酶的DNA構建體，并實現了其與植物基因組的整合，使植物產生更多的多不飽和脂肪酸[62]。美國無煙煙草公司研發出編碼細胞色素p450酶和尼古丁去甲基化酶的核酸序列，可以有效降低煙草中的尼古丁含量[6364]。

3 討論與展望

3.1 討論

作物生物育種核心專利主要來自陶氏益農、Broad研究所、麻省理工學院和孟山都，美國和歐盟地區是熱點布局地區，技術內容涵蓋轉基因技術和基因組編輯技術，熱點主題詞包括CRISPR、轉基因、特異性堿基對序列、靶標DNA、新DNA 靶向RNA、位點特異性修飾、多肽、位點定向。

通過深入分析核心專利，洞察作物生物育種核心技術發展態勢如下。

第一，核心技術聚焦5大主題。①抗蟲、抗除草劑基因挖掘及轉基因品種鑒定；②CRISPR/Cas基因編輯系統構建；③RNAi遺傳轉化體系構建；④綜合性狀改良基因挖掘及轉基因品種選育；⑤外源基因轉化技術體系改進與優化。其中，抗蟲、抗除草劑基因挖掘及轉基因品種鑒定是熱點核心技術；CRISPR/Cas基因編輯系統構建是新興核心技術；外源基因轉化技術體系改進與優化屬于基礎核心技術。

第二，技術布局呈現地區差異。美國相對明朗寬松的生物育種監管方式使其成為轉基因技術和基因組編輯技術兩大主流生物育種核心技術的熱點布局地區，歐盟在有望放寬基因編輯監管限制的形勢下，成為CRISPR/Cas基因編輯技術的熱點布局地區。

第三，呈現由轉基因技術向基因組編輯技術變遷的趨勢。2012年之前的技術研發聚焦轉基因技術，研發重心集中在防控雜草與蟲害、新型抗蟲蛋白、轉基因植物；2012年之后基因組編輯技術研究日益升溫，CRISPR/Cas基因編輯系統是技術研發重心。作物生物育種核心技術呈現從外源基因轉化體系構建與優化、功能基因挖掘及轉基因品種選育到RNAi 技術轉化體系構建，再到CRISPR/Cas基因編輯技術的演進趨勢。

3.2 展望

我國正處于深入實施種業振興行動的關鍵時期，明晰生物育種核心技術及國際發展動態對于我國推進農業關鍵核心技術攻關、加快生物育種產業化具有重要指導意義。在轉基因技術育種方面，我國獲得了耐儲存番茄、抗蟲棉花、抗病辣椒、抗病番木瓜、轉植酸酶玉米、抗蟲水稻、耐除草劑玉米、雙抗玉米和耐除草劑大豆生物安全生產證書[65]，在作物轉基因技術和材料儲備上已為轉基因作物產業化做出良好準備，但目前只有抗蟲棉和抗病番木瓜實現大規模商業化生產，我國技術儲備潛力有待進一步釋放。亟需通過不斷完善監管政策、積極開展轉基因技術公眾科普以及實施全流程監管來實現轉基因育種產業化科學有序推進。

基因組編輯技術作為生物育種新興核心技術，目前主要掌握在技術源頭機構，圍繞在真核細胞中使用CRISPR/Cas9專利優先權和權限范圍展開了激烈爭奪，相關專利權屬之爭仍未了結，跨國種企通過技術轉讓、許可與合作獲得基因組編輯技術核心專利使用權，并在此基礎上延伸出多項應用專利，積極部署了CRISPR/Cas基因編輯系統的研發與布局[40]。面對如此多CRISPR/Cas相關專利，任何機構都難以獲得所有專利的使用授權，難以完全避免CRISPR/Cas 專利風險。目前歐美國家已經對經典的基因組編輯工具Cas9及相關產品進行了較為全面的專利保護，使我國該領域面臨“卡脖子”問題。為解決這一問題，我國科研人員正積極探索并取得一系列重要進展。中國農業大學研發的cas12i酶系統[66]和cas12j酶系統[67]已在我國獲得授權，并向美國、歐盟、日本、澳大利亞等多個國家和地區遞交了專利申請，同時基于cas12i/j基因編輯器在水稻、玉米等主要農作物中構建了全新的基因編輯體系；新研發的cas3c蛋白目前已申請專利，因其更好的編輯效果，已開始應用于多種農業生物。未來我國科技工作者需要協同攻關，以持續的技術創新打通基因編輯技術上下游，不斷提升效率，降低技術成本，實現技術全鏈條的專利保護，以獲取技術應用主動權；另外，應鼓勵研發不依賴CRISPR/Cas系統核心專利的新系統和新工具，避免基因組編輯技術核心專利“卡脖子”問題，同時建議盡快部署基因組編輯技術相關監管法規的研究與制定，為我國基因組編輯育種產業化發展鋪平道路。

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