2023年全球种业研发现状
内容亮点：
- 美国农作物种子行业经历了重大的结构变革，部分原因是知识产权保护的扩大和生物技术的创新。
- 许多种子市场的市场集中度很高，以最大企业所占行业销售额的份额来衡量。2018-20 年，两家种子公司（拜耳和 Corteva）占美国玉米种植面积的 72% 和大豆种植面积的 66%。
- 在能够提高种子价格、获得更高收入的前景刺激下，种子公司增加了研发支出，加快了作物新品种的开发。
- 1990 年至 2020 年间，农民购买农作物种子的价格平均上涨了 170%，而主要种植转基因作物的种子价格上涨了 463%。相比之下，商品产出价格上涨了 56%。
近几十年来，美国农作物种子行业的集中度越来越高，由数量较少、规模较大的公司主导种子供应。知识产权的扩大加上种子行业的结构变化，促使种子和生物技术公司增加研发（R&D）支出，从而为作物农业带来了一系列创新。与此同时，种子价格大幅上涨，尤其是转基因品种，这反映了改良种子品种的价值以及顶级种子公司市场实力的增强。
扩大知识产权引发结构变革
作物育种是一门改变植物基因以适应不断变化的营养、环境和市场需求的科学。1970 年以前，大部分作物育种工作由公共部门完成。私营种子公司主要从事繁殖种子和分发公共机构开发的新品种。农民通常会将一部分收成留作下一季的种子，定期购买新种子以重新确保纯度和质量，或采用改良品种。一些农民和种子公司专门从事 "仓存种子 "的生产，这种种子是从自己收获的农作物中提取的谷物，去除了杂质，可能还经过杀虫剂处理。他们会将这些仓存种子卖给其他农民种植。但这种做法使得私营种子公司几乎没有进行作物研发的经济动力。在向农民出售改良种子的同时，他们也转让了复制新技术的能力。当时，种子公司没有法律机制来限制未经许可使用其创新成果。
杂交种子是个例外。杂交种子不能按真实形态繁殖，这意味着它在不同世代的表现不尽相同。为了保持产量，农民每季都要向控制亲本品系的种子公司重新购买杂交种子。杂交种的亲本品系可以作为商业秘密--一种排除机制，激励私人投资于杂交种子技术可行的作物育种。玉米是第一种使用商业杂交种子种植的作物，如今几乎所有的玉米种植面积都使用杂交种子，但大多数作物仍然使用自花授粉或克隆种子，而不是杂交种子，因此，杂交种子的繁殖也是千篇一律的。
1970 年《植物品种保护法》（PVPA）旨在鼓励种子公司改良杂交品种以外的作物品种。根据该法案，育种者可以获得植物新品种保护证书（PVPC），以保护他们对新品种的知识产权。农民仍可保存受证书保护的品种的种子，但他们（和其他种子公司）不能再向其他农民出售受保护的种子，除非获得拥有证书的育种公司的许可。不过，其他种子公司和育种者可以在自己的育种计划中自由使用受保护的品种作为亲本材料。这些保护措施确实刺激了一些私人研发活动，但在不同作物上并不均衡。例如，私人大豆品种逐渐取代了公共品种，但小麦和小谷物的情况并非如此。
生物技术的进步为改良作物提供了一种新的手段，它可以将具有特定、可遗传性状的基因转移到遥远的作物品种上。这就是转基因品种的诞生过程。然而，转基因品种的开发成本高、风险大，如果没有比《植物新品种保护法》更有力的知识产权保护，私营部门投资这项技术的动力就很有限。1980 年，最高法院在 Diamond 诉 Chakrabarty 一案中裁定，生物技术创新可以申请专利，1985 年，一项补充性裁决（Ex parte Hibberd）将农作物中的转基因性状纳入该裁决。与 1970 年的法律相比，实用新型专利--通常是发明者的首选专利--为育种者提供了更有力的知识产权保护，因为农民不能合法地将获得专利的作物或作物性状作为种子保存，其他公司也不能将其用于育种计划，除非获得专利所有人的许可。2001 年，在 JEM Ag Supply 诉 Pioneer Hi-Bred 案中，最高法院将专利保护范围扩大到植物，因此新作物品种与生物技术和转基因性状一样受到保护。自该判决以来，各公司一直使用专利和 PVPC 来保护其作物新品种（转基因和非转基因）的知识产权，包括用于生产杂交种子的近交亲本。
在美国，植物新品种目前有三种知识产权：
- 植物品种保护证书。该证书由美国国会于 1970 年创立，由美国农业部颁发，保护种子作物和马铃薯的新品种。这些证书包括一些豁免条款，允许育种者使用这些品种作为培育其他品种的亲本材料，也允许农民保存这些品种的种子用于以后的种植。
- 实用专利。由美国专利商标局 (USPTO) 颁发，可用于保护种子作物新品种和植物性状。与 PVPA 证书不同，它们没有育种者或农民使用豁免。实用专利和 PVPA 证书可针对同一作物品种颁发。
- 植物专利。植物专利是美国专利商标局于 1930 年设立的一个特殊专利类别，保护马铃薯以外的无性或自繁殖植物。它们主要用于花卉、观赏植物和一些树木作物。
每种知识产权的有效期为自申请之日起 20 年。
知识产权的扩大为私营公司提供了投资种子生物技术研发所需的动力。此外，拥有前景看好的转基因性状的公司还收购或兼并了在种子遗传学、营销和销售网络方面拥有资产的公司。
1996 年，美国引进了转基因玉米、大豆和棉花品种，并在几年内成为农民的主要种子选择。后来，转基因品种被广泛用于油菜籽和甜菜，并开始在紫花苜蓿种植以及一些水果和蔬菜中推广使用。到 2020 年，美国收获的耕地总面积中约有 55% 种植了至少具有一种转基因性状的品种。最普遍的转基因性状是耐除草剂性和抗虫性。
私人研发的增加不仅促成了转基因作物的商业化，也从整体上加快了作物技术的发展步伐。从 2016 年到 2020 年，农作物新品种共获得 5 137 项植物专利、5 010 项实用专利和 2 028 项 PVPC，是十年前的两倍多。农民更换品种的频率似乎也在增加，新引进杂交种的平均商业寿命从 1997 年的 4 至 5 年左右降至 2009 年的不到 3 年。
种子市场涉及行业团体之间复杂的互动关系
种子市场不仅涉及作物品种的开发商和零售商，还涉及改良亲本品系、种子处理剂、生物技术（转基因）性状和服务的供应商。一家公司可以提供一种或多种产品或服务，并向其他公司出售或从其他公司获得许可。向农民出售专有种子品种的公司往往从其他公司获得生产种子的技术许可。例如，孟山都公司是玉米、大豆和棉花生物技术特征的早期开发者。孟山都公司在自己的农作物品种中加入了性状，并授权其他种子公司在自己的品种中使用这些性状。拥有大量专利组合的公司签订交叉许可协议，以获取彼此的技术。通过交叉许可协议，公司可以大大减少甚至避免支付专利使用费或许可费。
转基因性状可以与种子分开销售或许可，并融入多个品种和作物中。这些性状的市场被认为是高度集中的，尽管可获得的公开信息有限。转基因性状的许可和交叉许可很常见，一个品种可能有多个公司许可的多个转基因性状。虽然一些早期的转基因性状专利已经到期或即将到期，但目前还不清楚这些性状的非专利版本能否用于商业用途。
要在作物生产中使用转基因性状，性状开发商必须获得并保持种子种植所在国家的监管批准。各国还可能要求对含有转基因性状的进口作物的预期用途（食品或动物饲料）进行监管审批。专利持有人或被许可人通常承担维持监管审批的费用。如果审批失效，这些性状就不能再用于商业品种或在这些国家销售的商业用途作物中。
转基因性状流行的作物种子（如油菜籽、甜菜和紫花苜蓿）的市场集中度可能较高，而在传统种子品种占主导地位、公共部门品种和农民自留种子继续广泛使用的市场（如小麦和其他小谷物、花生和干豆），市场集中度可能较低。蔬菜种子市场似乎以私营部门的品种为主，但不同品种之间存在差异。拜耳（Bayer）和先正达（Syngenta）等大型种子化学公司在专有蔬菜种子方面有大量投资，但中型公司（包括几家荷兰公司）也在美国和全球特定蔬菜种子市场占有重要地位。
如下图所示，两家公司--Corteva 和拜耳--占 2018-20 年玉米、大豆和棉花零售种子市场销售额的一半以上。
一连串兼并将 "六大 "种子公司缩减为 "四大"
2015 年，六家公司主导了全球种子和农药市场：巴斯夫（BASF）、拜耳（Bayer）、陶氏化学（Dow Chemical）、杜邦（DuPont）、孟山都（Monsanto）和先正达（Syngenta）。这些公司有时被称为 "六大"，生产和销售农药（主要是除草剂、杀虫剂和杀菌剂）、种子处理剂（防止昆虫或真菌的种子包衣）、作物种子和种子性状。随后，中国国有企业中国化工收购了先正达；陶氏化学和杜邦合并，并将其合并后的农业业务分拆为一家名为 Corteva 的公司；拜耳收购了孟山都。这些交易将 "六大公司 "缩减为 "四大公司"，并淘汰了三家美国公司中的两家。
反垄断监管机构审查了这些公司在美国和欧盟两个最大市场以及澳大利亚、巴西、加拿大、中国、印度和南非的兼并。这些审查及其决议以市场支配力的经济影响为重点，主要关注兼并导致的竞争减少是否会提高农民的生产成本，减少研发支出，从而减少创新。
美国和欧盟对陶氏化学-杜邦公司和拜耳-孟山都公司兼并的调查主要集中在兼并对创新可能产生的影响，特别是在几个高度集中的性状、种子和杀虫剂市场。反垄断机构认为，随着竞争者的减少，新的创新产品将与现有产品竞争，而不是分流竞争对手公司的业务。在这种情况下，企业就不太可能投资研究开发创新产品。在陶氏-杜邦合并案中，美国和欧盟的监管机构尤其关注几个农药市场。在拜耳公司与孟山都公司的合并案中，有关机构对几个转基因种子和性状市场、五个蔬菜种子市场以及某些种子处理剂和除草剂市场表示关注。在每个案例中，合并的公司都是活跃的或潜在的竞争者，面临的其他对手很少或没有。
执法机构批准了这些兼并，但有一些规定：合并后的公司必须将部分业务剥离给其他公司，以便在被认定有问题的市场上保持竞争。杜邦公司被要求将其部分农药业务（包括研发资产）出售给 FMC 公司，后者已经在农用化学品领域非常活跃。杜邦公司还出售了巴西玉米种子业务，以满足巴西执法机构的反垄断要求。拜耳公司将种子、种子性状、种子处理和杀虫剂业务出售给了巴斯夫公司，后者是一家 "六大 "公司，主要经营杀虫剂，但种子业务有限。
种子价格上涨反映了改良性状的价值和公司新的市场力量
随着美国种子市场向更少的公司集中，以及对个人产权保护的扩大，种子价格已经上涨，尤其是转基因品种的种子。从 1990 年到 2020 年，农民购买种子的平均价格上涨了 270%，而商品价格上涨了 56%。就主要使用转基因种子种植的作物（玉米、大豆和棉花）而言，2020 年的平均种子价格比 30 年前高出 463%，在 2012 年达到顶峰时，比 1990 年的水平高出 600%。尽管成本较高，但转基因作物品种为农民带来了显著的生产率提高。产量提高了，农民也能降低生产成本，因为基因特性减少了对其他投入的需求。例如，转基因特征使作物具有抗虫性，这意味着农民可以减少杀虫剂的使用。
种子成本增加的一个因素是种子公司的市场力量扩大了。专利（其次是 PVPC）为知识产权所有者提供了使用其发明的合法垄断权。对于具有市场价值的发明，知识产权赋予了企业为包含其发明的产品定价的能力。所赚取的利润是对研发投资和其他发明商业化成本的回报。此外，从私有发明取代以名义成本向用户提供的公共资助发明的制度转变，也会影响到谁为农业技术变革买单以及谁从中受益。私营公司的发明是通过向用户收取溢价来获得资金的。从历史上看，美国农业部或土地赠予大学等公共机构免费向用户提供发明，但现在，与私营机构一样，它们也可以获得专利权，并对其创新成果的商业使用收取许可费。
扩大知识产权保护和市场集中度所带来的市场力量，使种子公司能够在作物研发上投入更多，加快具有更高生产潜力的新品种的引进速度，并收取更高的价格，以反映改良种子的价值。在引进转基因品种的同时，七家最大的种子公司（包括其传统公司）用于作物改良的研发总支出从 1990 年的不到 20 亿美元增加到 2014 年的 70 多亿美元，与公司种子和农用化学品销售收入的增长密切相关。这些公司的研发投入约占其农业收入的 10%。
企业行使市场支配力的能力还可能受到行业集中度的影响。经济理论认为，一定程度的市场支配力会促进私人研发投资。然而，过高的市场集中度可能会削弱竞争，使企业失去创新的动力。研发成本和监管要求可能会阻止企业进入该领域，进一步限制竞争和新的创新来源。
过去二十年来，反垄断机构更加关注创新问题；这些问题已成为整个经济领域和农业综合企业中越来越多案件的重要特征。然而，关于竞争对研究投资和创新的影响--特别是关于刺激创新需要多少竞争对手--的经验证据并不多。这个问题仍将是反托拉斯政策和经济研究的一个重要问题。
