转基因水稻国际发展态势分析

转基因水稻国际发展态势分析摘要水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球近50%的人口以稻米为主食。在过去的半个多世纪里，传统的水稻育种方法为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。然而，随着全球人口增长、经济发展和城市化，人类对稻米的需求成倍增长，再加上资源严重短缺、生态环境恶化也正威胁着水稻生产的可持续发展，在人口、资源、环境等刚性条件约束下，培育高产、优质、高效水稻新品种已成为确保全球粮食安全、改善人类健康，促进农业可持续发展的重要途径之一。近年来，随着分子生物学研究的深入，基因的分离、克隆和重组技术以及转基因技术的日趋成熟，遗传转化已成为水稻遗传改良的一种有效手段。相比于传统的育种技术，转基因技术更为精确、更加高效，为保障粮食安全提供了新的技术途径。本研究调研了代表性国家日本、中国、美国、印度、菲律宾以及重要国际组织国际水稻研究所转基因水稻研究发展状况，并利用情报研究的方法和手段，基于转基因水稻研究与发展创新流程，分析了代表基础研究的研究论文，代表技术研发的专利文献，以及代表生产研究的田间试验状况，揭示了国际转基因水稻研发过程中不同功能节点的领域布局、优先方向、研究热点与重点等，进而总结了国际转基因水稻发展的状况、特点和趋势，并在此基础上提出了针对我国转基因水稻科技创新的启示和建议。报告形成如下结论：1.世界上转基因水稻研发较为活跃，相关研究论文和专利申请数量均呈现上升趋势，田间试验和生产应用审批数量也逐渐增加；2.美国、日本、印度、韩国和我国在转基因水稻基础研究领域力量较强，国际农业公司在转基因水稻技术开发和生产研究上占有重要地位，已初步形成对转基因水稻相关技术的垄断；3.主要国家的转基因水稻研发活动既有共性又各具特点；美国转基因水稻研发主要集中在企业，印度研发力量分布广泛，日本较为重视国产水稻的保护策略；4.我国转基因水稻研发水平较高，研发机构主要集中于大学和科研机构，企业研发力量有限，尚未建立起转基因水稻产业化合作关系；5.转基因水稻技术领域基本趋于成熟，并有一定的扩大趋势，在新的技术方向还未有大的突破。水稻抗生物胁迫（稻瘟病、白叶枯病和抗纹枯病等）、抗非生物胁迫（盐、旱、冻等）、品质改良（提高淀粉品质和含铁量）外，应对全球气候变化、利用植物生物反应器生产疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率等成为近几年关注的热点。报告提出相关建议：1.在我国政府的大力支持下，我国转基因水稻方面已达到较高水平，面对转基因研究的发展趋势和国际公司的技术垄断，我国应大力加强水稻品质资源的知识产权保护和开发，并引导转基因水稻技术由科研机构向企业转化；同时完善我国水稻科研机构与国外大公司的合作机制，以防重要水稻品质资源的外泄；2.继续加强对基因组学、生物信息学等基础研究的投入，为形成具有我国自主知识产权的转基因水稻材料和方法奠定基础；3.鉴于我国相关企业研发力量有限的状况，应加大对转基因产业化的投入，鼓励和引导企业开展转基因技术研究，构筑起我国转基因水稻一体化产业链条；4.由于水稻在我国粮食生产中具有重要的地位，因此我国在转基因水稻产业化过程中应重视转基因水稻安全管理体系建设，加强立法，并加大公众宣传；5.随着我国社会经济的发展和人们生活水平的提高，人们对稻米品质的要求也越来越高，我国转基因水稻研发除了关注高产外，还应进一步加强品质改良和生物反应器（包括生产疫苗）等方面的研发。关键词：水稻转基因水稻基因工程文献计量分析专利分析11引言1.1本研究的目的和意义水稻是世界上最重要的粮食作物之一，全球近50%的人口以稻米为主食。在过去的半个多世纪里，传统的水稻育种方法在提高水稻产量、抗性和品质等方面取得了巨大成功，为解决世界范围内的粮食危机做出了极大的贡献。然而，随着社会经济的发展和自然环境的改变，水稻生产受到越来越多不利因素的影响，日益严重的病虫害、水资源的短缺和频繁发生的旱灾等严重制约了水稻的高产和稳产；而且世界人口的不断增长和耕地面积的减少也对水稻生产提出了严峻的挑战。另外，随着人们生活水平的提高，对稻米的品质也提出了越来越高的要求。针对水稻生产面临的上述挑战，培育高产、优质、高效水稻新品种已成为确保全球粮食安全、改善人类健康，促进农业可持续发展的重要途径之一。但由于稻属种质资源的限制及常规育种方法的局限性，给水稻进一步的遗传改良带来一定困难。近年来，随着分子生物学研究的深入，基因的分离、克隆和重组技术以及转基因技术的日趋成熟，遗传转化已成为水稻遗传改良的一种有效手段。自从1988年ToriyamaK等和ZhangW等通过电击介导法，获得抗G418和抗卡那霉素的转基因水稻植株以来，转基因技术在水稻品种改良上得到了广泛应用。转基因技术就是将外源基因通过生物、物理或化学手段导入受体生物中，以获得外源基因稳定遗传和表达的遗传改良体的方法。1983年美国华盛顿大学成功将卡那霉素抗性基因导入烟草细胞，同年4月美国威斯康星大学宣布成功将大豆基因转入向日葵，这标志着作物转基因技术的诞生。经过20多年的发展，转基因作物研究目前已形成以优良新品种培育为目标，综合集成现代生物技术、工程技术等高新技术，按照从基础研究、应用研究、技术开发、生产研究到种植加工，最终形成转基因产品的研究与发展创新流程进行运作管理的规模化、程序化、高新技术化的现代科技产业体系（图1-1）。转基因研发过程包括基础研究（基因组学/蛋白组学研究、基因/性状鉴定等）、应用研究（性状优化、开发等）、技术开发（品种筛选、放大、培育等）、生产研究（田间试验、改良品种）等功能节点。本研究利用情报研究的方法、技术和手段，分析了代表基础研究的研究论文，代表技术研发的专利文献，以及代表生产研究的田间试验状况，揭示了转基因研发过程中不同功能节点的领域布局、优先方向、研究热点与重点等，进而总结了转基因水稻发展的状况、特点和趋势，并在此基础上提出了针对我国转基因水稻科技创新的启示和建议。图1-1转基因研究与发展创新流程参考自.tw/download/structure4/余祁暐/全球植物生技產業現況與趨勢(202111).pdf1.2本研究的主要方法和数据来源1.2.1主要研究方法本研究利用了定性调研和定量分析相结合的分析方法，其中定性研究方法主要包括信息跟踪监测、专题情报调研、归纳、总结等，定量分析方法涉及文献计量分析、专利分析、统计分析等。此外，在分析过程中还利用了汤森-路透开发的ThomsonDataAnalyzer（TDA）和Aureka专利分析工具。1.2.2主要数据来源科学研究论文检索自汤森-路透（ThomsonReuter）的科学引文索引数据库扩展版（SCI-E），专利申请数据检索自汤森-路透的德温特世界专利创新索引（DerwentInnovationsIndex，DII）。田间试验数据来自联合国粮农组织发展中国家生物技术数据库（FAO-BioDeC）、美国农业部动植物检疫局（USDA-APHIS）田间试验申请数据、欧洲委员会联合研究中心转基因作物环境释放数据以及日本农林水产省田间试验数据。其它数据来自于联合国粮农组织（FAO）、经济与合作组织（OECD）报告及期刊论文等。2主要国家和国际组织转基因水稻发展概况2.1日本日本政府对待转基因技术态度较为积极，在近几年出台的很多大型计划中都将转基因技术作为优先发展的技术之一，如《生命技术战略大纲》、《创新25》、《农林水产省研究基本计划》、《21世纪新农政2021》等，但由于日本民众对转基因产品态度消极，从而造成日本整体对待转基因态度谨慎。日本农林水产省在2021年1月发布的《关于推进转基因作物研讨论会最终报告》中，制定了农林水产省未来十年转基因作物的发展重点及其预期的研究成果。报告确定的日本未来转基因研发重点主要集中在4个方面：抗多种病虫害、高产农作物，抗环境胁迫农作物，高营养品质农作物，环境修复性植物。针对这四个重点课题，日本制定了详细的2021～2021年研发路线图（图2-1～图2-4），每个研发路线图分别分为0-4五个阶段（表2-1）。表2-1各研发阶段代表的意义阶段开发阶段阶段0基因分离和功能鉴定（未获得转基因植株）阶段1特征转基因植株的获得（在实验室中进行效果验证）阶段2中期开发阶段（大田试验验证）阶段3后期开发阶段（利用回交等方法生产种子）阶段4商业化准备阶段（地域适用性试验、种苗登记等）注：在第二阶段需要根据卡塔赫纳法进行环境影响评价，需要进行隔离试验和一般试验场的评价，同时还要根据食品卫生法和饲料安全法，对食品和饲料的安全性进行审查。第二阶段以后的野外试验中，需要按照《第一种适用规则承认的转基因作物栽培的实验方针》，努力防止和一般农作物的杂交和混入措施。在日本转基因作物中，转基因水稻是研发投入力度最大的，主要集中在抗病虫害、抗倒伏、增产、品质改良等方面。日本的转基因水稻的研发能力处于世界前列，近几年日本东京大学、日本国立农业生物资源研究所等机构先后研发出了抗寒、低植酸、富铁等以及可预防高血压、抗柳杉过敏症等转基因水稻，并利用转基因水稻生产乙肝球蛋白、风湿病治疗蛋白、抗寄生虫疫苗、护心辅酶等。图2-1抗多种病虫害、高产性农作物（饲料作物、生物质能源用作物）的研发路线图（a）抗多种病虫害高产水稻，饲料用；（b）超高产生物能源和饲料用作物的研发路线图图2-2抗环境胁迫农作物（耐干旱小麦、水稻和旱稻）的研发路线图图2-3第三种高营养品质水稻的研发路线图图2-4环境修复性植物（高积累镉等的植物）的研发路线图资料来源：www.s.affrc.go.jp/docs/commitee/gm/middle_summary/pdf/summary.pdf2.2中国由于水稻生产在保障我国粮食安全中具有重要地位，我国政府高度关注和重视包括转基因水稻在内的水稻生产和种植技术的进步。上世纪80年代中期，我国在863计划中部署了转基因研究，之后又设立了“国家转基因植物研究与产业化专项基金”。进入21世纪，我国加大了对包括转基因水稻在内的相关研发和产业化的支持，《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2021－2021年）》把转基因生物新品种培育科技重大专项确定为未来15年力争取突破的16个重大科技专项之一，该专项计划资金将近200亿元。2021年5月13日，在由中国总理温家宝主持的国务院常务会议上，原则通过了《促进生物产业加快发展的若干政策》。2021～2021年我国中央一号文件连续4年提到转基因，关注点涉及加强转基因食品质量安全监管，转基因作物培育，转基因产业健康发展等。2021年1月31日公布的2021年中央一号文件提出，国家将抓紧开发具有重要应用价值和自主知识产权的功能基因和生物新品种，在科学评估、依法管理基础上，推进转基因新品种产业化。在国家重点支持下，我国转基因水稻研究自20世纪90年代以来发展迅速，目前我国在利用转基因技术培育抗虫、抗病、抗逆和其它类型的水稻方面已达到了较高的水平，其中抗虫和抗病类型的水稻已处于世界先进水平。2021年11月27日，我国首次为华中农业大学华恢1号和汕优63两种转基因水稻品种颁发了转基因水稻生产应用安全证书，上述两个品种均转入具有Bt抗虫蛋白的基因cry1Ab/cry1Ac，可高抗鳞翅目害虫。该举措受到了世界关注，并预测我国可能将成为世界上第一个开放转基因水稻大面积商业化种植的国家。2.3美国美国是转基因技术和转基因作物的发源地，同时也是全球最早进行转基因作物商业化种植的国家之一，自从1996年转基因作物全球实现商业化种植以来，美国一直都是商业化种植规模最大的国家，每年的种植面积都占全球转基因作物种植面积的一半左右。在战略上，美国对农业生物技术（以转基因技术为主）非常重视，早在1987年，美国农业生物技术国家战略委员会和国家研究委员会就联合完成调研报告《农业生物技术——国家竞争力战略》，1993年，美国联邦科学、工程和技术协调委员会会同12个联邦政府部门，联合完成并向国会递交了一份报告——《面向21世纪的生物技术计划》，报告把农业生物技术作为优先发展领域。2021年底，美国的一个技术预见项目形成了2025年12大科技领域技术革新观察，其中就有包括以转基因技术为核心的工程农业领域。水稻在美国属于小作物，水稻转基因的研究稍逊于玉米、大豆、棉花、油菜等大宗作物，但仍取得了一些经验和成效。美国分别于2021年和2021年通过了温特里亚生物科学公司(VentriaBioscience)转基因水稻LL62和拜耳生物技术公司抗除草剂转基因水稻LL601商业化种植的安全审批。温特里亚生物科学公司主要开展利用转基因水稻作为生物反应器生产蛋白质、抗体等研究。该公司研发的含人类基因的转基因稻谷磨成粉，可提取人类乳汁才有的溶解酵素和乳铁传递蛋白，可作为治疗发展中国家导致每年数百万儿童死亡的腹泻、脱水和其它疾病的药物。2.4印度印度是仅次于中国的世界第二大水稻生产国，由于水稻生产对印度的粮食安全至关重要，因此印度十分关注转基因水稻的研究，主要集中在抗盐碱、抗旱等非生物胁迫和抗病虫害。印度研发的抗旱转基因水稻已完成第一阶段温室内的安全评估试验，目前正在进行控制下的田间试验，如果田间试验通过，可望在2021年11月进行为期两年的开放式田间试验。此外，印度还正在进行金稻（GoldenRice）、Bt水稻的转基因水稻田间试验。近几年，印度在开发抗纹枯病、稻瘟病和鞘枯萎病转基因水稻品种方面也取得了较大进展，通过将水稻的tlp基因导入印度水稻高产品种ADT38、ASD16、IR50和PusaBasmatil（PB1），获得了抗水稻纹枯病的品种；通过引入大丽花属（Dahliamerckii）的抗病菌抵御素基因Dm-AMP1，印度Baroda大学的科学家开发了可以抵抗稻瘟病菌和稻纹枯病的转基因水稻品种。2.5菲律宾菲律宾国家水稻研究所（PhilRice）2021～2021年研发规划中共包括4项研究计划和29个重要项目，其中高产、优质、抗重要病虫害水稻自交移栽品种培育计划中包括了5项有关转基因的研究，具体为：抗二化螟转cry1a基因自交系培育；通过遗传修饰提高自交系和回交系对细菌性白叶枯病的抗性（Xa21基因）；通过遗传修饰提高水稻对二化螟的抗性（pin2基因）；通过遗传修饰提高水稻对真菌病害的抗性（几丁质酶/葡聚糖酶基因）；利用标记辅助方法聚合转基因水稻和地方品种中抗细菌性白叶枯病和抗东格鲁病毒病基因。目前，菲律宾国家水稻研究所利用金稻研发出了新一代的生物强化水稻，又称“三合一”水稻品种，该品种不仅把β-胡萝卜素转入地方水稻品种，并通过传统育种技术将抗水稻tungro（水稻衰退杆状病毒）及抗白叶枯病的基因一起转移到了水稻中。由于亲本之一是金稻，因此该水稻被视为转基因水稻，该品种预计将很快进行田间试验。此前，菲律宾于2021年还进行了金稻的田间试验。2.6国际水稻研究所国际组织——国际水稻研究所的转基因水稻研究主要集中在两个方面，一是利用转基因技术分析水稻基因的多样性和功能，二是开发和提供新的转基因水稻品种。目前国际水稻研究所正在利用基因工程技术鉴定水稻特定DNA区域的功能，包括耐淹没、抗旱、耐高温和耐盐、抗东格鲁病毒、抗白叶枯病、抗稻瘟病以及提高磷的利用效率等，目前已成功鉴定出了水稻抗淹基因。国际水稻研究所正在研究和开发具有耐环境胁迫的转基因水稻，包括抗旱、耐高温和耐盐；能够提高光合作用、水和氮肥效率的C4水稻研究；增强营养价值的水稻，包括更高的维生素A、蛋白质和铁含量等。3转基因水稻研究相关论文分析3.1数据来源与分析工具本研究以汤森-路透的科学引文索引数据库扩展版（SCI-E）作为数据源，利用关键词检索式1：PY=(1988-1998)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)检索式2：PY=(1999-2008)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)检索式3：TS=(transformedORTransgeneORgeneticallymodifiedORgeneticallyengineeredORGMORbiotechORtransgenicORgeneORgenesORgenomeORDNAORQTLORquantitativetraitlocusORgenelocusORqualitativetraitORcloneORcloningORGoldenORsuperhighyield*ORPCRORRNAORgene-silencedOROverexpress*OROver-express*ORhigherexpressionORexpressionORmolecularmarkerORchromosome*)，综合检索式：1OR2AND3检索式1：PY=(1988-1998)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)检索式2：PY=(1999-2008)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)检索式3：TS=(transformedORTransgeneORgeneticallymodifiedORgeneticallyengineeredORGMORbiotechORtransgenicORgeneORgenesORgenomeORDNAORQTLORquantitativetraitlocusORgenelocusORqualitativetraitORcloneORcloningORGoldenORsuperhighyield*ORPCRORRNAORgene-silencedOROverexpress*OROver-express*ORhigherexpressionORexpressionORmolecularmarkerORchromosome*)，综合检索式：1OR2AND3检索时间为2009年12月25日。3.2转基因水稻研究相关论文的总体分析3.2.1论文量的变化趋势与增长速度自1988年首次获得转基因水稻ToriyamaK,ArimotoY,UchimiyaH,eta1.Transgenicriceplantsafterdirectgenetransferintoprotoplasts.Bio/Technology,1988,6:1072-1074以来，世界转基因水稻相关论文在1988～2021年间总体呈上升发展趋势（图3-1），从1988年的29篇增长到了2021年的822篇，年均增长率年均增长率计算公式：【(ToriyamaK,ArimotoY,UchimiyaH,eta1.Transgenicriceplantsafterdirectgenetransferintoprotoplasts.Bio/Technology,1988,6:1072-1074年均增长率计算公式：【(末期数据/基期数据)^（1/(n-1)）-1】×100%，n是指年数。图3-11988～2021年转基因水稻研究相关论文发文量的年度变化趋势3.2.2涉及的主要研究主题关键词作为学术文献的必备要素，能鲜明而直观地表述文献论述或表达的主题。分析1988～2021年转基因水稻论文涉及的37个高频关键词在论文作者提供的关键词（author’skeywords）中出现频率居于前70位的关键词，频率大于等于在论文作者提供的关键词（author’skeywords）中出现频率居于前70位的关键词，频率大于等于13。表3-11988～2021年转基因水稻SCI论文高频词及其表明的研究主题分类转基因水稻研究主题分类高频关键词（英文）高频关键词（中文）转基因水稻相关的技术研究转化受体系统protoplasttransformation原生质体转化antherculture花药培养pollen花粉转化方法particlebombardment基因枪法农杆菌介导法基因定位与克隆标记类型RFLPRFLP标记RAPDRAPD标记AFLPAFLP标记EST表达序列标签DNA文库技术bacterialartificialchromosome细菌人工染色体（BAC）基因定位群体及培育方法near-isogenicline近等基因系recombinantinbredlines重组近交系backcrossbreeding回交育种杂交制种技术hybridrice杂交水稻选择标记greenfluorescentprotein绿色荧光蛋白转基因水稻的目标性状抗病diseaseresistance抗病性blastresistance抗稻瘟病bacterialblightresistance抗白叶枯病sheathblightresistance抗纹枯病抗逆abioticstress非生物胁迫salttolerance(ST)耐盐性droughttolerance耐旱性coldtolerance耐冻性waterstress水分胁迫抗虫insectresistance抗虫性BttransgenicriceBt转基因水稻抗除草剂herbicideresistance抗除草剂提高产量yieldtraits产量性状品质改良grainquality谷粒质量starch淀粉iron铁生理生化flowerdevelopment花发育plantheight株高dwarf矮秆photosynthesisefficiency光合效率不育cytoplasmicmalesterility胞质雄性不育转基因水稻生物安全geneflow基因漂移3.2.3近三年出现的新主题转基因水稻论文近三年新出现的频率较高出现频率在4～8之间。的12个关键词（表3-2）表明，（1）在研发抗稻瘟病水稻品种中开始重点从稻瘟病菌本身入手进行研究；（2）转基因水稻研发的新目标有应对全球气候变暖、利用植物生物反应器生产疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率；（3）在转基因水稻相关技术方面，最新引入了实时定量PCR、RNA干扰技术和激活标记技术（是一种植物基因克隆与基因功能鉴定的重要方法）等；（4）新育成的NERICA出现频率在4～8之间。表3-2近三年转基因水稻论文中新出现的出现频率较高的12个关键词关键词编号关键词（英文）关键词（中文）1Magnaportheoryzae稻瘟病菌2quantitativereal-timePCR实时定量PCR3hightemperaturestress高温胁迫4siRNA小RNA干扰5SAFOTEST一种转基因食品检测新技术6tryptaminepathway色胺路径7vaccine疫苗8miRNA微小RNA9NERICANERICA水稻品种10nitrogenuseefficiency氮利用率11chlorophyll叶绿体12activation-tagging激活标记3.2.4各年度研究主题的关联强度基于1988～2021年世界转基因水稻的研究主题，分别对论文发表年、重要国家/地区及国际重要研究机构进行关联对比分析，以反映各年度、各国家/地区及各机构间的研究主题关联强度，及其研究主题特征。此部分先对论文发表年进行分析，对重要国家/地区及国际重要研究机构的分析见其它部分。基于研究主题的年度关联可视化图（图3-2）显示，2021～2021年的研究主题间具有较强的相关性，关联程度较高，构成了一个大的研究网络。1996、2021和2021年的研究主题的关联程度也较高，并独立于上述大网络之外不远处，而1990～1995年各自独立地散在图的一侧，彼此之间以及与其它年份都没有联系。所以，总体表明研究主题的相关性在随着年代而变化，基本上可以划分为三个阶段：1990～1995年间彼此几乎不相关，1996～2021年（不含2021年）相关性较强，构成一个研究小网络，2021～2021年研究主题关联化程度高，构成了一个错综复杂的大网络。表明在转基因水稻研究领域，研究主题间的关联性在加强，愈来愈趋于稳定。图3-2基于研究主题（关键词）的时间关联可视化图3.3国际重要国家/地区的转基因水稻研究相关论文分析3.3.1论文产出及其年度变化趋势（1）重要国家/地区的论文总量1988～2021年发表转基因水稻研究相关论文数量最多的前10个国家/地区依次是日本、中国、美国、印度、韩国、菲律宾菲律宾之所以进入了前10名是因为国际水稻研究所的总部设在菲律宾，该所发表的论文占菲律宾发文量的95%，见下文分析。、英国、德国、法国和中国台湾。其中日本的发文量最多，达2285篇，占世界转基因水稻研究相关论文总量的30.2%；中国的发文量为1757篇，占世界转基因水稻研究相关论文总量的23.23%；美国的发文量是1403菲律宾之所以进入了前10名是因为国际水稻研究所的总部设在菲律宾，该所发表的论文占菲律宾发文量的95%，见下文分析。（2）重要国家/地区论文量的年度变化趋势1988～2021年重要国家/地区发表的转基因水稻研究相关论文数量逐年呈上升增长态势。中国增势最为迅猛，年度发文量分别于2021年和2021年超过了美国和日本，2021～2021年年度发文量一直处于领先地位（图3-4）。1988年，中国、日本和美国发表转基因水稻研究相关论文分别为0、7和9篇；2021年中国、日本和美国的发文量分别达到了294、214和129篇。美国和日本在转基因水稻研发方面是起步较早的国家。图3-31988～2021年发表转基因水稻研究相关论文数量最多的前10个国家/地区图3-41988～2021年重要国家/地区发表的转基因水稻研究相关论文数量的年度变化趋势（3）重要国家/地区2021～2021年的发文量及占各国/地区总发文量的比例2021～2021年，重要国家/地区在转基因水稻领域的研究普遍比较活跃，发表的相关论文的数量占1988～2021年发表论文总量的比例较高（图3-5）。尤其是中国和韩国2021～2021年发表的相关论文分别占到了各国论文总量的40%以上，因此二者近三年的发文量较1988～2021年的发文总量排名都向前移动了一位，分别排在了第一位（799篇）和第四位（215篇），第二和第三名分别是日本和美国。1988年就有转基因水稻研究相关论文发表的日本、美国和英国在2021～2021年的论文数所占的比例在23%～27%之间。德国、印度、中国台湾和法国这三年的论文数所占的比例在30%～35%之间。图3-5重要国家/地区2021～2021年转基因水稻研究相关论文数占各自1988～2021年转基因研究相关论文总数的百分比3.3.2重要国家/地区的论文产出占世界相应论文产出的比例变化由图6可见，1988～2021年日本转基因水稻研究相关论文数占世界同期转基因水稻研究相关论文数的比例一直在波动中保持着较高的水平（20%以上），2021～2021年期间曾达到30%以上。美国1988年转基因水稻研究相关论文数占世界转基因水稻研究相关论文数的比例高达31%，此后一直在波动中趋于下降，从1989～2021年的20%以上，下降到了2021~2021年的20%以下，并在2021年降为16%。中国从1988年占世界转基因水稻研究相关论文总量的比例为0直线上升到2021年的36%。印度和韩国的这一比例分别从1988年的3%和0均上升到2021年的9%。其他国家/地区的这一比例除英国显著下降外，变化均不显著，在低比例范围内波动（图3-6）。图3-61988～2021年重要国家/地区转基因水稻研究相关论文数量占世界同期转基因水稻研究相关论文数量的比例变化趋势3.3.3重要国家/地区论文的被引频次截止到数据采集时间2021年12月25日，日本和美国在1988～2021年发表的转基因水稻研究相关论文的总被引频次位居第1和第2名，分别约达4.4万次和4.2万次，其和占世界同期转基因水稻研究相关论文总被引频次（约14.7万次）的59%，遥遥领先于其他国家，分别是排在第3位的中国（约2万次）的两倍多。其他国家的被引频次均在1万次以下（见图3-7）。图3-71988～2021年重要国家/地区转基因水稻研究相关论文的总被引频次论文数在500篇以上的国家日本2285篇、中国1757篇、美国1403、印度582篇、韩国503篇。的篇均被引频次排名中，美国居于首位，为30.5次，随后依次是日本（19.6次）、韩国（15.6次）、中国（11.4次）和印度（10.8次）。与论文数排名相比，美国和中国的位置发生了较大的变化，前者从第3位上升到第1名，而后者从第2日本2285篇、中国1757篇、美国1403、印度582篇、韩国503篇。1988~2021年世界转基因水稻研究相关论文篇均被引频次1988~2021年世界转基因水稻研究相关论文篇均被引频次:19.4次图3-81988-2021年重要国家/地区转基因水稻研究相关论文的篇均被引频次相对于世界同期转基因水稻研究相关论文篇均被引频次的位置3.3.4重要国家/地区研究主题的关联对比分析重要国家/地区（10个）在转基因水稻研究领域的关联可视化图（图3-9）显示，中国、日本、美国、印度、韩国和菲律宾在研究主题上具有较强的关联度，构成了一个研究网络，其中中国处于这个网络的核心位置。英国、德国、法国和中国台湾各自呈散点游离于该网络之外，尤其是中国台湾距离其他国家非常远，关联强度极弱，表明这4个国家/地区的研究主题相对比较独立。图3-9基于研究主题（关键词）的国家/地区关联可视化图各国转基因水稻研究相关论文出现的高频词（前三位）表明，抗稻瘟病转基因水稻是日本、美国、印度、韩国、德国和法国转基因水稻的研发重点，中国台湾的研究重点在改善水稻淀粉品质和提高水稻的耐盐性。中国、印度、菲律宾和英国则体现在转基因水稻的相关技术研究，如中国和印度在基因定位与克隆中采用的标记技术主要是微卫星标记，英国采用的转基因方法主要是基因枪法。从可反映转基因水稻目标性状的特色关键词来看，日本主要集中在改良水稻的耐冻性、铁含量、耐热性及食用品质；中国主要集中在抗褐飞虱水稻、超级杂交稻、高赖氨酸水稻、高氮利用率水稻及改良水稻烹饪品质等方面；美国主要关注抗除草剂水稻研发；韩国和菲律宾分别关注耐冷和抗洪水稻研发。3.4国际重要研究机构转基因水稻研究相关论文分析3.4.1论文产出及其年度变化趋势（1）重要研究机构的论文产出1988～2021年转基因水稻研究相关论文数量排名前15位的研究机构中，日本的国立农业生物资源研究所排在第一位，共发表论文606篇，占同期日本转基因水稻研究相关论文的26.5%；中国科学院排在第二位，发文570篇，占同期中国转基因水稻研究相关论文的32.4%；排在第三位的是国际水稻研究所国际水稻研究所是一个自主的、非赢利性的、国际性的水稻研究机构，是国际农业研究磋商组织下属的15个农业研究中心之一，总部设在菲律宾。，发文量401篇，占菲律宾发文总量的95%国际水稻研究所是一个自主的、非赢利性的、国际性的水稻研究机构，是国际农业研究磋商组织下属的15个农业研究中心之一，总部设在菲律宾。在这15个重要研究机构中，日本的机构最多，占6个席位，其次是中国，占5个席位，美国占有3个席位。菲律宾则由于国际水稻研究所的总部设在那里而相当于占有1个席位。表3-31988～2021年转基因水稻研究相关论文数量排名前15位的研究机构排名机构名称所属国家论文数量（篇）占所属国家转基因水稻研究相关论文的比例（%）1国立农业生物资源研究所日本60626.52中国科学院中国57032.43国际水稻研究所菲律宾40195.04东京大学日本35815.35浙江大学中国26910.76名古屋大学日本24514.07加利福尼亚大学美国19612.68华中农业大学中国1786.59康奈尔大学美国1779.610东北大学日本1487.711美国农业部农业研究局美国1355.812中国农业科学院中国1355.513北海道大学日本1336.114国立农业研究中心日本12526.515武汉大学中国10732.4（2）重要研究机构论文产出的年度变化趋势1988～2021年重要研究机构发文量的年度变化趋势不一（图3-10），主要可分为四类，一是以中国科学院为代表的一类机构，在转基因水稻领域研究起步较晚，但是增势迅猛，这些机构主要来自于中国，除中国科学院外还包括浙江大学、华中农业大学、中国农业科学院和武汉图3-101988～2021年15个重要研究机构转基因水稻研究相关论文数量年度变化趋势大学；二是以日本国立农业生物资源研究所为代表的一类机构，研究起步早，增势较大但相对第一类比较平缓，包括东京大学、名古屋大学、美国农业部农业研究局；第三类机构是国际水稻研究所，在波动中呈显著下降趋势；第四类机构呈波动性变化，趋势不明显，包括有加利福尼亚大学、康奈尔大学、日本东北大学、北海道大学及国立农业研究中心。（3）重要研究机构2021～2021年的论文产出2021～2021年，重要研究机构发表的转基因论文数量及其排名见表3-4。在这三年各机构的转基因水稻研究相关论文产出比例高低不一。其中比例最高的是中国农业科学院，论文数占到了其1988～2021年转基因水稻研究相关论文总量的64.4%。在其他机构中，一部分机构产出比例较高，在30%以上，如浙江大学、华中农业大学、美国农业部农业研究局和北海道大学；一部分机构比例适中（21%～30%），如日本国立农业生物资源研究所、东京大学、名古屋大学和东北大学；还有一些机构这三年的论文产出比例偏低，如国际水稻研究所、加利福尼亚大学和康奈尔大学，比例均在20%或以下。表3-4重要研究机构2021～2021年转基因水稻研究相关论文数及占1988～2021年转基因水稻研究相关论文总数的百分比排名重要研究机构三年论文数总论文数三年论文产出百分比（%）1中国科学院22757039.82国立农业生物资源研究所16860627.73浙江大学11226941.64东京大学10635829.65中国农业科学院8713564.46华中农业大学7917844.47国际水稻研究所7640119.08名古屋大学6624526.99美国农业部农业研究局4313531.910北海道大学4313332.311武汉大学4210739.212加利福尼亚大学4019620.413国立农业研究中心4012532.014东北大学3614824.315康奈尔大学34177重要研究机构论文的被引频次图3-11为15个重要研究机构在1988～2021年发表的转基因水稻研究相关论文的总被引频次排名。根据被引频次的多少大体可以分成4个梯队：被引频次达到1万次以上的为第一梯队，包括国立农业生物资源研究所（日本）、康奈尔大学和国际水稻研究所，依次排在前3位，其中排在第1位的日本国家农业生物资源研究所的被引频次达到了16842次；被引频次达到6000～9000次的为第二梯队，包括中国科学院、加利福尼亚大学、东京大学和名古屋大学；美国农业部农业研究局、华中农业大学、浙江大学、东北大学（日本）和国立农业研究中心（日本）构成了总被引频次在2021～4000次的第三梯队；其余3个机构则构成了被引频次在2021次以下的第四梯队，包括北海道大学、中国农业科学院和武汉大学。图3-111988～2021年重要研究机构转基因水稻研究相关论文的总被引频次图3-12为15个重要研究机构在1988～2021年发表的转基因水稻研究相关论文的篇均被引频次，及其与世界同期转基因水稻研究相关论文篇均被引频次（19.4次）的比较。图3-12表明，康奈尔大学、加利福尼亚大学、美国农业部农业研究局、国立农业生物资源研究所（日本）、名古屋大学和国际水稻研究所的篇均被引频次显著高于世界篇均被引频次；东京大学和华中农业大学的篇均被引频次略高于世界篇均被引频次；中国科学院、北海道大学、浙江大学、中国农业科学院和武汉大学的的篇均被引频次低于世界篇均被引频次。在篇均被引频次显著高于世界篇均被引频次的机构中以美国的机构居多，有3个，并且占据了前3位；在篇均被引频次低于世界篇均被引频次的机构中，中国的机构占大多数，有4个。1988~2021年世界转基因水稻研究相关论文篇均被引频次:19.4次图3-1219881988~2021年世界转基因水稻研究相关论文篇均被引频次:19.4次3.4.3国际重要研究机构研究主题的关联对比分析国际重要研究机构（15个）在转基因水稻研究领域的关联可视化图表明（图3-13），国际水稻研究所、中国科学院、中国农业科学院、加利福尼亚大学、浙江大学、美国农业部农业研究局、华中农业大学、日本国立农业生物资源研究所、日本国立农业研究中心和北海道大学等10个机构的研究主题关联度比较强，构成了一个关联网络，该网络有两个中心，分别是国际水稻研究所和日本国立农业生物资源研究所。康奈尔大学、武汉大学、东京大学、东北大学和名古屋大学等5个机构游离于上述网络之外，而且彼此之间也没有联系，表明各自的研究主题相对比较独立。图3-13基于研究主题（关键词）的研究机构关联可视化图3.5小结（1）1988～2021年间转基因水稻研究相关论文数量总体呈上升发展趋势。日本、美国、印度、韩国和我国是转基因水稻论文产出最高的国家；我国论文数量增长较快，2021～2021年的年度发文量跃居世界第一。（2）美国的转基因水稻研究相关论文产出占世界转基因水稻研究相关论文的比例在下降，日本、印度、韩国和我国的相应比例在上升，尤其是我国呈现直线上升态势。（3）在国家2021～2021年转基因水稻研究相关论文被引频次排名中，日本和美国分别位居第1和第2，其总被引频次遥遥领先于其他国家，中国排在第3；在篇均被引频次上，美国居于首位，远高于世界同期转基因水稻研究相关论文篇均被引频次，日本基本与世界篇均被引频次相当，中国、韩国和印度低于世界篇均被引频次。（4）在转基因水稻研发领域有一些发挥重要作用的研究机构，主要来自日本、美国和我国，另外还有一个国际组织——国际水稻研究所。在这些机构中，日本国立生物资源研究所的总论文产出排在第一位，其次是中国科学院和国际水稻研究所。（5）在重要机构2021～2021年转基因水稻研究相关论文被引频次排名中，国立农业生物资源研究所居于首位，其次是康奈尔大学和国际水稻研究所，中国科学院排在第4位；在篇均被引频次排名中，美国的3个机构占据了前3位，分别是康奈尔大学、加利福尼亚大学和美国农业部农业研究局，日本国立农业生物资源研究所排在第4位，这些机构的篇均被引频次均显著高于世界同期水稻研究相关论文的篇均被引频次。我国包括中国科学院在内的大部分机构的篇均被引频次低于世界平均水平。（6）自1988年以来，转基因水稻研发的主要目标性状是抗病、抗逆、抗虫、抗除草剂、高产、品质改良、改善生理机能及雄性不育等。其中抗病主要针对稻瘟病、白叶枯病和抗纹枯病等，抗逆主要针对的是盐、旱、冻等，在水稻品质改良方面研究最多的是提高淀粉品质和含铁量。另外光合效率、株高和花发育也是转基因水稻的改良目标。近三年出现了新的研发目标，即应对全球气候变暖培育耐高温品种、利用植物生物反应器生产疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率等。

4转基因水稻相关专利分析4.1数据来源及方法4.1.1数据来源本次分析数据主要来源于汤森-路透（ThomsonReuters）的德温特专利创新索引数据库（DerwentInnovationIndex，DII）。利用关键词和IPC（国际专利分类号）相组合的检索策略检索策略：TS=(((RICE*ORWILDRICE*ORORYZASativaL)AND(TRANSGEN*ORCLON*ORGENESORGENEORGEN*LOC*ORDNAFragment*ORPromotor*ORMolecularPromotor*ORDNAORNucleotide*ORGeneticallyModifiedPlantsORGMOORGMOSORPolynucleotideORPolynucleotidesorqtl*ORqualitativetrait*ORGMORGeneticallyModifiedORGeneticallyEngineeredorTransformed))AND(A01H*ORA01N-063*ORA01N-065*ORC07H*ORC07K*ORC12M*ORC12N*ORC12P*ORC12Q*))，在DII中共检索到3719条数据德温特专利创新索引的每一条记录描述了一个专利“家族”，每一条记录可能有一个或多个专利号码，这代表了这个专利“检索策略：TS=(((RICE*ORWILDRICE*ORORYZASativaL)AND(TRANSGEN*ORCLON*ORGENESORGENEORGEN*LOC*ORDNAFragment*ORPromotor*ORMolecularPromotor*ORDNAORNucleotide*ORGeneticallyModifiedPlantsORGMOORGMOSORPolynucleotideORPolynucleotidesorqtl*ORqualitativetrait*ORGMORGeneticallyModifiedORGeneticallyEngineeredorTransformed))AND(A01H*ORA01N-063*ORA01N-065*ORC07H*ORC07K*ORC12M*ORC12N*ORC12P*ORC12Q*))德温特专利创新索引的每一条记录描述了一个专利“家族”，每一条记录可能有一个或多个专利号码，这代表了这个专利“家族”的成员。为了区分，本文中对一个专利家族称为一项专利，对专利家族中的专利成员则使用“件”来表示。4.1.2分析方法利用汤森路透的专利分析工具——汤森数据分析家（ThomsonDATAAnalyzer，TDA）进行，从专利年度申请趋势、专利受理国家/地区、申请机构、技术领域、技术发展趋势以及相关机构的专利保护策略等角度对国际转基因水稻研究相关专利数据进行了统计与文本挖掘分析以下文中如果没有特别说明，全部按照专利优先权申请进行统计。专利优先权：按照《保护工业产权巴黎公约》，在缔约国提出专利申请时，专利申请人有权要求将首次申请日期作为其后同一主题申请专利的日期。首次申请日期称为优先权日。设立优先权日的意义在于为专利新颖性和创造性的判断提供时间基准。。并对DII专利数据中被引频次排名第1位的专利，利用汤森路透的Aureka以下文中如果没有特别说明，全部按照专利优先权申请进行统计。专利优先权：按照《保护工业产权巴黎公约》，在缔约国提出专利申请时，专利申请人有权要求将首次申请日期作为其后同一主题申请专利的日期。首次申请日期称为优先权日。设立优先权日的意义在于为专利新颖性和创造性的判断提供时间基准。4.2专利数据统计分析4.2.1转基因水稻相关专利数量年度变化图4-1为DII收录的转基因水稻相关专利申请数量年度变化情况。从整体上看，专利数量呈逐年上升趋势，其中2021年增长率最高，并且可以分成两个阶段：第一阶段从1981～2021年，尤其是1981～1989年，专利数量增长缓慢；第二阶段从2021年以后开始出现突变，然后进入了一个相对平稳的时期。如果考虑到专利时滞，2021年和2021年的专利数量不作分析仅供参考，从2021年以后，除了2021～2021年专利数量有所下降外，其它年份基本维持在300项以上，2021年最高为358项。图4-1转基因水稻年度专利申请趋势4.2.2受理专利申请最多的专利机构分析专利机构可能是某个国家的专利局，也可能是专利组织（如世界知识产权组织等），不同的机构实际上代表了专利权所覆盖的不同的地域范围。专利机构可能是某个国家的专利局，也可能是专利组织（如世界知识产权组织等），不同的机构实际上代表了专利权所覆盖的不同的地域范围。图4-2为受理转基因水稻相关专利数量排名前10位的专利机构，依次为：美国专利商标局（US）、世界知识产权局（WO）、欧洲专利局（EP）、澳大利亚专利局（AU）、中国知识产权局（CN）、日本专利局（JP）、韩国专利局（KR）、墨西哥专利局（MX）、印度专利局（IN）和巴西专利局（BR）以下同。，所受理的专利申请占全部专利申请的90%以上。从受理数量来看，大致可将上述专利机构划分为3个层次，区别在于高一层次的专利受理数量是低一层的2倍多：其中美国专利商标局受理的专利数量最多，为1976件，远远领先于其他专利机构，位于第一层次；日本专利局和中国知识产权局位于第二层次，受理专利数量在500～600件之间；剩余其它的专利局受理的数量相对较少，一般小于300以下同。图4-2受理转基因水稻相关专利量最多的前10个专利受理机构表4-1对上述10个专利机构的专利起始受理时间和最近3年的受理量进行了统计。可见，美国专利商标局、日本专利局和澳大利亚专利局受理转基因水稻相关专利申请的时间始于上世纪80年代初期，时间分别为1981年、1983年和1984年；中国知识产权局开始于1988年。从最近3年的受理量占专利机构总受理量的百分比来看，最高的是中国知识产权局，并且有1/3以上的专利是最近3年受理的；其次为韩国专利局，最近3年的专利受理量占全部受理量的28%。表4-1前10位的专利机构受理转基因水稻相关专利的起始时间及最近3年的受理量专利机构受理数（项）起始受理时间最近3年的受理量占总受理量的百分比美国专利商标局1976198110%of1976日本专利局597198310%of597中国知识产权局543198835%of543欧洲专利局232198620%of232加拿大专利局184199010%of184韩国专利局149202128%of149英国专利局11719866%of117澳大利亚专利局10319843%of103德国专利局6019927%of60法国专利局4219952%of42图4-3为前10位专利机构受理转基因水稻相关专利数量年度分布。可以看出，美国专利商标局于1981年就已经开始受理转基因水稻相关专利，开始受理的时间最早；1986年，受理量开始明显增多；2021年，受理量开始大幅度增加，远远超过其他专利机构；2021年，受理量达到413件。日本专利局于1983年开始受理转基因水稻相关专利申请，2021年，受理量开始增加，2021年和2021年受理量达到顶峰，均为63件；中国知识产权局从1988年开始受理转基因水稻相关专利的申请，从2021年开始，受理量开始大幅度增加，数量基本稳定在40件以上，并于2021年达到顶峰，为95件（由于时滞原因，数据可能不完整）。图4-3前10位专利机构受理转基因水稻相关专利数量年度分布表4-2列出了上述10个专利机构中排名前3位的申请机构。可以看出，除德国巴斯夫公司在美国专利商标局、德国巴斯夫在加拿大、日本国立农业生物资源研究所（NationalInstituteofAgrobiologicalSciences,NIAS）在澳大利亚以及德国拜耳在法国等申请水稻专利外，其他申请机构均以本国申请为主。表4-2前10位专利受理机构中的主要申请机构排名专利机构数量（件）主要申请机构情况名称申请数量国别1US1976杜邦公司494美国孟山都公司193美国巴斯夫公司153德国2JP597日本农业生物资源研究所168日本日本三井株式会社48日本日本烟草公司43日本3CN543浙江大学73中国华中农业大学51中国中国科学院遗传与发育学研究所35中国4EP232巴斯夫公司95德国拜耳作物科学公司28德国先正达公司10瑞士5CA184巴斯夫公司47德国杜邦公司23美国孟山都公司13美国6KR149韩国农村振兴厅19韩国韩国浦项工科大学13韩国首尔大学11韩国7GB117先正达公司34瑞士英国植物生物科学18英国剑桥大学8英国8AU103澳大利亚谷物研究与开发机构10澳大利亚澳大利亚科工组织9澳大利亚日本农业生物资源研究所9日本9DE60拜耳作物科学公司18德国巴斯夫公司8德国德国于利希研究中心3德国10FR42拜耳作物科学公司15德国法国国家农业研究院10法国BIOGEMMA6法国4.2.3申请机构分析依据DII专利数据对转基因水稻研究领域优先权专利申请量位居前10位的申请机构及申请数量进行了分析（图4-4）。可以看出，美国杜邦公司、德国巴斯夫公司、美国孟山都3家世界知名大公司位居前3位；日本国立农业生物资源研究所排在第4位；瑞士先正达和德国拜耳分别排在第5和第6位；中国的浙江大学和华中农业大学分别排在第7和第8位；排在第9位的是美国加州大学；排在第10位的是日本三井集团。从申请数量上看排在第1位的杜邦公司，其专利申请量为508项，远远领先于其他机构，是第2名巴斯夫（201项）的2倍多。另外，从申请机构所属国别上还可以看出，美国的转基因水稻相关专利申请机构主要是大公司（2家公司，1所大学）；德国为2家公司；日本主要是1家国立科研机构和1家公司；而我国则主要是2所大学，说明这4个国家中实施转基因水稻技术研发的主体是不同的。图4-4转基因水稻相关专利申请量位居前10位的申请机构这10个申请机构专利申请数量的年度分布见图4-5。从申请专利的起始时间看，孟山都公司起始于1985年，起始时间最早；其次为美国杜邦公司和日本国立农业生物资源研究所，起始时间均为1986年；中国的华中农业大学起始时间为1995年，浙江大学起始时间最晚，为2021年。从年度申请量上看，杜邦公司在2021～2021年，尤其是2021年，专利申请数量一直处于领先地位；其次为巴斯夫公司，其在2021年的申请量明显超过了杜邦公司。图4-5转基因水稻相关专利申请量最多的前10位申请机构的专利年度分布注：NIAS-日本国立农业生物资源研究所4.3转基因水稻涉及的技术领域分析4.3.1研究布局分析（1）总体研究布局分析利用Aureka的Thememap功能，对转基因水稻技术领域的总体研究布局进行了分析（图4-6）。根据图4-6可以将转基因专利技术领域大体划分为4个大的研究方向（表4-3）。图中边缘部分及大陆架区域表示发明频率很低，可能隐藏着将来的主流技术，甚至是即将崛起的新的关键技术。图4-6转基因水稻相关专利总体景观图等高线显示专利文献聚类结果，山峰表示聚类后出现频率高，占有优势的主题词；黑点代表专利文献簇；实体（如山峰、黑点等）间的距离，代表不同技术主题词间的相关性和渗透性，两者距离越近，表示其间关系越密切，渗透越深入;图中的文字是基于专利数据集的题名和摘要进行聚类的结果。注：蓝色线内的专利多集中在水稻抗逆领域（包括抗非生物胁迫和抗/杀害虫等生物胁迫）；红色线内的专利多为转基因水稻基础研究，如多聚核苷酸序列的测定、多聚核苷酸寄主重组等；黄色线内的专利多集中在水稻品质改良等方面；黑色线内的专利表示可能会应用在转基因水稻中的一些基因或标准元件等。表4-3全球转基因水稻涉及的技术领域研究方向主要技术领域主要区域水稻抗逆领域（包括抗非生物胁迫和抗/杀害虫等生物胁迫等）抗环境胁迫（Stress:Tolerance:EnvironmentalStress）蓝色线内抗除草剂草甘膦（Glyphosate:Herbicide:Resistance）抗植物病害序列（Resistance:Disease:SeqID）抗虫或杀虫（Insect:Insecticidal:Resistant）抗病杀虫（Resistance:Disease:ControllingPests）杀虫活性DNA序列构建（SeqID:DNAConstruct:PesticidalActivity）cDNA文库片段（cDNA:Libraries:Fragments）基础性研究引物PCR检测（Primers:PCR:Detecting）红色线内重组子的选择鉴定（Selecting:Identifying:Recombinant）表达盒特征及杂交条件（Identity:ExpressionCassette:Hybridizationconditions）反义寡聚核苷酸结合探针（AntisenseOligonucleotide:Binding:Probe）多聚核苷酸宿主重组（Polynucleotide:Host:Recombinant）培养基选择（Culture:Medium:Selecting）雄性不育杂交（Sterile:Male:Hybrid）水稻品质改良等淀粉合成酶类（Starch:StarchSynthase:Enzyme）黄色线内疾病预防治疗（Treating:Disease:Preventing）人类疾病治疗（Treating:Human:Disease）叶片形态建成序列（SeqID:Construct:Leaf）动物饲料（Feed:Food:Animal）油脂品质改良（Fatty:Oil:Altered）酒精发酵加工（Fermentation:Ethonal:Process）可能会应用在水稻中的一些技术等玉米基因盒特征（Maize:Cassette:Identity）黑色线内马铃薯玉米糖（Potato:Maize:Sugar）（2）美国、日本和中国受理转基因水稻相关专利的技术领域

图4-7美国受理转基因水稻相关专利景观图图4-7、图4-8和图4-9分别显示的是美国（专利商标局）、日本（专利局）和中国（知识产权局）受理专利基因水稻专利景观图。从图4-7可以看出，美国受理的转基因水稻相关专利的技术领域主要包括：玉米糖（Corn:Sugar:Maize）、动物饲料（Food:Animal:Feed）、抗环境胁迫（Tolerance:Stress:ToleranceEnvironmentalStress）、控制害虫序列（Pest:Controlling:SeqID）、反义寡聚核苷酸抗体探针（AntisenseOligonucleotide:Antibody:Probe）、膳食油脂序列（SeqId:Oil:Meal）、籽油与耐性筛选（Seedoil:Screening:Tolerance）、食品淀粉改良（Strach:Food:Modified）、产量控制突变（yield:Control:Virant）、耐环境胁迫序列（Stress:Tolerance:SeqID）、cDNA文库探针（cDNA:Libraries:Probe）、计算机鉴定系统（Computer:Identifying:System）、形态建成的生理机制（Morphological:Physiological:Metabolism）、亲本雄性不育（Male:MaleSterile:Parent）、抗线虫序列（Nematode:Capable:SeqId）、抗除草剂序列（Conferringresisitance:HerbicideResistance:SeqId）、RNA调控抑制（RNA:Modulating:Inhibiting）、基因表达盒的默认决定参数（Determined:ExpressionCassette:DefaultParameters）等。图4-8日本受理转基因水稻相关专利景观图从图4-8可以看出，日本专利局受理的转基因水稻相关专利的技术领域主要包括：获得抗病性（Resistance:Disease:Regenerating）、增加合成酶类型（Synthase:Type:increased）、温度响应启动子（Temperature:Transgenic:Promoter）、标记扩增引物（Marker:Amplifying:Primer）、繁殖能力控制筛选（Controlling:Selecting:RegeneratingAbility）、源自遗传工程的启动子（Promoter:Derived:GeneticEngineering）、抗条纹病（Oligonucleotide:Extracted:StripeDisease）、抑制作物病害（Inhibition:Resistance:Crops）、抑止繁殖材料繁殖（Inhibiting:Regeneration:PropagativeMaterial）、RNA转录的再生植株（RegeneratingPlant:RNA:Transcription）、转录抑制因子（Peptide:Transcription:TranscriptionInhibitoryFactor）、雄性不育的获得（Male:MaleSterility:Obtd）、原生质培养优化（Protoplast:Cultured:Pref.）、愈合组织培养基（Culture:Medium:Callus）、病害预防治疗（Treating:Preventing:Disease）、杂交严谨性序列的删除替换（SeqId:HybridizingStringent:DeletionSubstitution）、多聚核苷酸的插入增加和替换删除等（Polynucleiotide:InsertionAddition:SubstitutionDeletionInsertion）等。从图4-9可以看出，中国受理的转基因水稻相关专利的技术领域主要包括：由水稻胚乳cDNA文库构建的生物芯片（Biochip:RiceAlbumencDNA:cDNALibraryObtained）、水稻胚乳基因芯片技术（GeneChip:Technique:RiceEndosperm）、胚乳启动子（Endosperm:Promoter:Producing）、杂交水稻恢复系（Line:HybridRice:LineRestorerLine）、雄性不育杂交系（Sterile:Line:Hybridzing）、可育转基因水稻（Fertility:Encoding:Sativa）、抗病基因序列（GeneEncoding:Transforming:Resistance）、分子遗传比较（Molecular:Genetic:Marker）、品质育种中的选择（Selecting:Breeding:Quality）、抗寒筛选（DetectedTemplate:StripBandSize:ScreeningColdResistant）、抗性相关基因片段（Fragment:Resistance:Related）、载体终止子构建（Constructing:Terminator:Vector）、细胞载体编码（Encoding:Vector:Cell）、抗逆基因编码（Tolerance:Encoding:Stress）、增产序列（Yield:BpSeq:Increasing）、调控谷粒的氨基酸（Grain:Controlling:Amino）、遗传工程诱导启动子（Promoter:Induced:Engineering）、胚乳分支酶（Content:BranchingEnzyme:Endosperm）等。图4-9中国受理转基因水稻相关专利景观图4.3.2技术领域分析国际专利分类号（IPC）包含了专利的技术信息，通过对转基因水稻相关专利进行基于IPC的统计，可以了解专利的技术领域、技术重点。表4-4列出了转基因水稻研究领域专利申请的前10位技术分类。可以看出，本领域专利主要集中在C12N类（微生物或酶；其组合物；繁殖，保藏或维持微生物；变异或遗传工程等），其次是关于新植物或获得新植物的方法的A01H。表4-4转基因水稻相关专利申请位居前10位的技术（根据IPC小类）序号IPC分类号专利数量（件）技术领域1C12N3361微生物或酶；其组合物；繁殖，保藏或维持微生物；变异或遗传工程；培养基2A01H2574新植物或获得新植物的方法；通过组织培养技术的植物再生3C07K1071肽4C07H1025糖类；及其衍生物；核苷；核苷酸；核酸5C12Q863包含酶或微生物的测定或检验方法；其所用的组合物或试纸；这种组合物的制备方法；在微生物学方法或酶学方法中的条件反应控制6C12P628发酵或使用酶的方法合成所需要的化合物或组合物或从外消旋混合物中分离旋光异构体7A01N350人体，动植物体或其局部的保存；杀生剂，例如，作为消毒剂，作为农药，作为除莠剂；害虫驱避剂或引诱剂；植物生长调节剂8A61K265医用、牙科用或梳妆用的配制品9G01N220借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料10C12R155与涉及微生物之C12C至Q或S小类相关的引得表从技术领域分布的年度变化来看（图4-10），C12N类和A01H类相关专利不仅申请的时间较早，而且申请量也一直保持较高的状态。从时间上看，C12N技术领域的专利申请量最高值出现在2021年；A01H技术领域的专利申请量最高值出现在2021年。图4-10转基因水稻相关专利技术领域年度分布为进一步揭示技术细节，表4-5列出了根据IPC小组进行的技术分类统计。可以看出，突变或基因工程用于植物细胞（C12N-015/82）是专利申请的重点，其次是被子新植物及其获得方法（A01H-005/00）。此外，除C12Q-001/68（包含酶或微生物的测定或检验方法；其组合物；这种组合物的制备方法；包括核酸）和C07K-014/415（具有多于20个氨基酸的肽；促胃液素；生长激素释放抑制因子；促黑激素；其衍生物——来自植物）申请活动分别始于1988年和1989年外，其它8个专利技术领域的相关专利申请活动均开始较早，约从上世纪80年代中前期开始，并一直持续到现在。从各技术领域最近3年的申请量占总量的比例发现，C07K-014/415、A01H-001/00和C12N-015/09相对比较活跃，一般在16%以上。表4-5专利申请量位于前10位的专利技术及其申请情况（根据IPC小组）IPC分类数量（件）技术领域申请活动

持续时间最近3年的申请量占总量的比例C12N-015/822109突变或基因工程用于植物细胞1984-202112.8%of2109A01H-005/002021新植物或获得新植物的方法；通过组织培养技术的植物再生——有花植物，即被子植物1984-202112.5%of2021A01H-001/001316新植物或获得新植物的方法；通过组织培养技术的植物再生——改良基因型过程1984-202117.3%of1316C12N-015/291106未分化的人类、动物或植物细胞，如细胞系、组织；它们的培养或维持；其培养基——植物细胞或组织1984-202114.8%of1106C12N-015/091046DNA重组技术1985-202116.1%of1046C12N-005/10962新植物或获得新植物的方法；通过组织培养技术的植物再生——有花植物，即被子植物的种籽1985-20219.3%of962C07H-021/04906含有两个或多个单核苷酸单元的化合物，具有以核苷基的糖化物集团连接的单独的磷酸酯基或多磷酸酯基——以脱氧核糖基作为碳化物集团1984-20218.5%of902C12N-005/04838未分化的人类、动物或植物细胞，如细胞系、组织；它们