轉(zhuǎn)基因水稻國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析

轉(zhuǎn)基因水稻國(guó)際發(fā)展態(tài)勢(shì)分析摘要水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全球近50%的人口以稻米為主食。在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)里，傳統(tǒng)的水稻育種方法為解決世界范圍內(nèi)的糧食危機(jī)做出了極大的貢獻(xiàn)。然而，隨著全球人口增長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化，人類(lèi)對(duì)稻米的需求成倍增長(zhǎng)，再加上資源嚴(yán)重短缺、生態(tài)環(huán)境惡化也正威脅著水稻生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展，在人口、資源、環(huán)境等剛性條件約束下，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效水稻新品種已成為確保全球糧食安全、改善人類(lèi)健康，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)研究的深入，基因的分離、克隆和重組技術(shù)以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的日趨成熟，遺傳轉(zhuǎn)化已成為水稻遺傳改良的一種有效手段。相比于傳統(tǒng)的育種技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)更為精確、更加高效，為保障糧食安全提供了新的技術(shù)途徑。本研究調(diào)研了代表性國(guó)家日本、中國(guó)、美國(guó)、印度、菲律賓以及重要國(guó)際組織國(guó)際水稻研究所轉(zhuǎn)基因水稻研究發(fā)展?fàn)顩r，并利用情報(bào)研究的方法和手段，基于轉(zhuǎn)基因水稻研究與發(fā)展創(chuàng)新流程，分析了代表基礎(chǔ)研究的研究論文，代表技術(shù)研發(fā)的專(zhuān)利文獻(xiàn)，以及代表生產(chǎn)研究的田間試驗(yàn)狀況，揭示了國(guó)際轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)過(guò)程中不同功能節(jié)點(diǎn)的領(lǐng)域布局、優(yōu)先方向、研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)等，進(jìn)而總結(jié)了國(guó)際轉(zhuǎn)基因水稻發(fā)展的狀況、特點(diǎn)和趨勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻科技創(chuàng)新的啟示和建議。報(bào)告形成如下結(jié)論：1.世界上轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)較為活躍，相關(guān)研究論文和專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，田間試驗(yàn)和生產(chǎn)應(yīng)用審批數(shù)量也逐漸增加；2.美國(guó)、日本、印度、韓國(guó)和我國(guó)在轉(zhuǎn)基因水稻基礎(chǔ)研究領(lǐng)域力量較強(qiáng)，國(guó)際農(nóng)業(yè)公司在轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)研究上占有重要地位，已初步形成對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)技術(shù)的壟斷；3.主要國(guó)家的轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)活動(dòng)既有共性又各具特點(diǎn)；美國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)主要集中在企業(yè)，印度研發(fā)力量分布廣泛，日本較為重視國(guó)產(chǎn)水稻的保護(hù)策略；4.我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)水平較高，研發(fā)機(jī)構(gòu)主要集中于大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)，企業(yè)研發(fā)力量有限，尚未建立起轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)業(yè)化合作關(guān)系；5.轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)領(lǐng)域基本趨于成熟，并有一定的擴(kuò)大趨勢(shì)，在新的技術(shù)方向還未有大的突破。水稻抗生物脅迫（稻瘟病、白葉枯病和抗紋枯病等）、抗非生物脅迫（鹽、旱、凍等）、品質(zhì)改良（提高淀粉品質(zhì)和含鐵量）外，應(yīng)對(duì)全球氣候變化、利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率等成為近幾年關(guān)注的熱點(diǎn)。報(bào)告提出相關(guān)建議：1.在我國(guó)政府的大力支持下，我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻方面已達(dá)到較高水平，面對(duì)轉(zhuǎn)基因研究的發(fā)展趨勢(shì)和國(guó)際公司的技術(shù)壟斷，我國(guó)應(yīng)大力加強(qiáng)水稻品質(zhì)資源的知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和開(kāi)發(fā)，并引導(dǎo)轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)由科研機(jī)構(gòu)向企業(yè)轉(zhuǎn)化；同時(shí)完善我國(guó)水稻科研機(jī)構(gòu)與國(guó)外大公司的合作機(jī)制，以防重要水稻品質(zhì)資源的外泄；2.繼續(xù)加強(qiáng)對(duì)基因組學(xué)、生物信息學(xué)等基礎(chǔ)研究的投入，為形成具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因水稻材料和方法奠定基礎(chǔ)；3.鑒于我國(guó)相關(guān)企業(yè)研發(fā)力量有限的狀況，應(yīng)加大對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)化的投入，鼓勵(lì)和引導(dǎo)企業(yè)開(kāi)展轉(zhuǎn)基因技術(shù)研究，構(gòu)筑起我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻一體化產(chǎn)業(yè)鏈條；4.由于水稻在我國(guó)糧食生產(chǎn)中具有重要的地位，因此我國(guó)在轉(zhuǎn)基因水稻產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中應(yīng)重視轉(zhuǎn)基因水稻安全管理體系建設(shè)，加強(qiáng)立法，并加大公眾宣傳；5.隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)稻米品質(zhì)的要求也越來(lái)越高，我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)除了關(guān)注高產(chǎn)外，還應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)品質(zhì)改良和生物反應(yīng)器（包括生產(chǎn)疫苗）等方面的研發(fā)。關(guān)鍵詞：水稻轉(zhuǎn)基因水稻基因工程文獻(xiàn)計(jì)量分析專(zhuān)利分析11引言1.1本研究的目的和意義水稻是世界上最重要的糧食作物之一，全球近50%的人口以稻米為主食。在過(guò)去的半個(gè)多世紀(jì)里，傳統(tǒng)的水稻育種方法在提高水稻產(chǎn)量、抗性和品質(zhì)等方面取得了巨大成功，為解決世界范圍內(nèi)的糧食危機(jī)做出了極大的貢獻(xiàn)。然而，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和自然環(huán)境的改變，水稻生產(chǎn)受到越來(lái)越多不利因素的影響，日益嚴(yán)重的病蟲(chóng)害、水資源的短缺和頻繁發(fā)生的旱災(zāi)等嚴(yán)重制約了水稻的高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)；而且世界人口的不斷增長(zhǎng)和耕地面積的減少也對(duì)水稻生產(chǎn)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。另外，隨著人們生活水平的提高，對(duì)稻米的品質(zhì)也提出了越來(lái)越高的要求。針對(duì)水稻生產(chǎn)面臨的上述挑戰(zhàn)，培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效水稻新品種已成為確保全球糧食安全、改善人類(lèi)健康，促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑之一。但由于稻屬種質(zhì)資源的限制及常規(guī)育種方法的局限性，給水稻進(jìn)一步的遺傳改良帶來(lái)一定困難。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)研究的深入，基因的分離、克隆和重組技術(shù)以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)的日趨成熟，遺傳轉(zhuǎn)化已成為水稻遺傳改良的一種有效手段。自從1988年ToriyamaK等和ZhangW等通過(guò)電擊介導(dǎo)法，獲得抗G418和抗卡那霉素的轉(zhuǎn)基因水稻植株以來(lái)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在水稻品種改良上得到了廣泛應(yīng)用。轉(zhuǎn)基因技術(shù)就是將外源基因通過(guò)生物、物理或化學(xué)手段導(dǎo)入受體生物中，以獲得外源基因穩(wěn)定遺傳和表達(dá)的遺傳改良體的方法。1983年美國(guó)華盛頓大學(xué)成功將卡那霉素抗性基因?qū)霟煵菁?xì)胞，同年4月美國(guó)威斯康星大學(xué)宣布成功將大豆基因轉(zhuǎn)入向日葵，這標(biāo)志著作物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的誕生。經(jīng)過(guò)20多年的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物研究目前已形成以?xún)?yōu)良新品種培育為目標(biāo)，綜合集成現(xiàn)代生物技術(shù)、工程技術(shù)等高新技術(shù)，按照從基礎(chǔ)研究、應(yīng)用研究、技術(shù)開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)研究到種植加工，最終形成轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的研究與發(fā)展創(chuàng)新流程進(jìn)行運(yùn)作管理的規(guī)?；?、程序化、高新技術(shù)化的現(xiàn)代科技產(chǎn)業(yè)體系（圖1-1）。轉(zhuǎn)基因研發(fā)過(guò)程包括基礎(chǔ)研究（基因組學(xué)/蛋白組學(xué)研究、基因/性狀鑒定等）、應(yīng)用研究（性狀優(yōu)化、開(kāi)發(fā)等）、技術(shù)開(kāi)發(fā)（品種篩選、放大、培育等）、生產(chǎn)研究（田間試驗(yàn)、改良品種）等功能節(jié)點(diǎn)。本研究利用情報(bào)研究的方法、技術(shù)和手段，分析了代表基礎(chǔ)研究的研究論文，代表技術(shù)研發(fā)的專(zhuān)利文獻(xiàn)，以及代表生產(chǎn)研究的田間試驗(yàn)狀況，揭示了轉(zhuǎn)基因研發(fā)過(guò)程中不同功能節(jié)點(diǎn)的領(lǐng)域布局、優(yōu)先方向、研究熱點(diǎn)與重點(diǎn)等，進(jìn)而總結(jié)了轉(zhuǎn)基因水稻發(fā)展的狀況、特點(diǎn)和趨勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上提出了針對(duì)我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻科技創(chuàng)新的啟示和建議。圖1-1轉(zhuǎn)基因研究與發(fā)展創(chuàng)新流程參考自.tw/download/structure4/余祁暐/全球植物生技產(chǎn)業(yè)現(xiàn)況與趨勢(shì)(202111).pdf1.2本研究的主要方法和數(shù)據(jù)來(lái)源1.2.1主要研究方法本研究利用了定性調(diào)研和定量分析相結(jié)合的分析方法，其中定性研究方法主要包括信息跟蹤監(jiān)測(cè)、專(zhuān)題情報(bào)調(diào)研、歸納、總結(jié)等，定量分析方法涉及文獻(xiàn)計(jì)量分析、專(zhuān)利分析、統(tǒng)計(jì)分析等。此外，在分析過(guò)程中還利用了湯森-路透開(kāi)發(fā)的ThomsonDataAnalyzer（TDA）和Aureka專(zhuān)利分析工具。1.2.2主要數(shù)據(jù)來(lái)源科學(xué)研究論文檢索自湯森-路透（ThomsonReuter）的科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展版（SCI-E），專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)據(jù)檢索自湯森-路透的德溫特世界專(zhuān)利創(chuàng)新索引（DerwentInnovationsIndex，DII）。田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)自聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織發(fā)展中國(guó)家生物技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)（FAO-BioDeC）、美國(guó)農(nóng)業(yè)部動(dòng)植物檢疫局（USDA-APHIS）田間試驗(yàn)申請(qǐng)數(shù)據(jù)、歐洲委員會(huì)聯(lián)合研究中心轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境釋放數(shù)據(jù)以及日本農(nóng)林水產(chǎn)省田間試驗(yàn)數(shù)據(jù)。其它數(shù)據(jù)來(lái)自于聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）、經(jīng)濟(jì)與合作組織（OECD）報(bào)告及期刊論文等。2主要國(guó)家和國(guó)際組織轉(zhuǎn)基因水稻發(fā)展概況2.1日本日本政府對(duì)待轉(zhuǎn)基因技術(shù)態(tài)度較為積極，在近幾年出臺(tái)的很多大型計(jì)劃中都將轉(zhuǎn)基因技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展的技術(shù)之一，如《生命技術(shù)戰(zhàn)略大綱》、《創(chuàng)新25》、《農(nóng)林水產(chǎn)省研究基本計(jì)劃》、《21世紀(jì)新農(nóng)政2021》等，但由于日本民眾對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品態(tài)度消極，從而造成日本整體對(duì)待轉(zhuǎn)基因態(tài)度謹(jǐn)慎。日本農(nóng)林水產(chǎn)省在2021年1月發(fā)布的《關(guān)于推進(jìn)轉(zhuǎn)基因作物研討論會(huì)最終報(bào)告》中，制定了農(nóng)林水產(chǎn)省未來(lái)十年轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)展重點(diǎn)及其預(yù)期的研究成果。報(bào)告確定的日本未來(lái)轉(zhuǎn)基因研發(fā)重點(diǎn)主要集中在4個(gè)方面：抗多種病蟲(chóng)害、高產(chǎn)農(nóng)作物，抗環(huán)境脅迫農(nóng)作物，高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)農(nóng)作物，環(huán)境修復(fù)性植物。針對(duì)這四個(gè)重點(diǎn)課題，日本制定了詳細(xì)的2021～2021年研發(fā)路線圖（圖2-1～圖2-4），每個(gè)研發(fā)路線圖分別分為0-4五個(gè)階段（表2-1）。表2-1各研發(fā)階段代表的意義階段開(kāi)發(fā)階段階段0基因分離和功能鑒定（未獲得轉(zhuǎn)基因植株）階段1特征轉(zhuǎn)基因植株的獲得（在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行效果驗(yàn)證）階段2中期開(kāi)發(fā)階段（大田試驗(yàn)驗(yàn)證）階段3后期開(kāi)發(fā)階段（利用回交等方法生產(chǎn)種子）階段4商業(yè)化準(zhǔn)備階段（地域適用性試驗(yàn)、種苗登記等）注：在第二階段需要根據(jù)卡塔赫納法進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)，需要進(jìn)行隔離試驗(yàn)和一般試驗(yàn)場(chǎng)的評(píng)價(jià)，同時(shí)還要根據(jù)食品衛(wèi)生法和飼料安全法，對(duì)食品和飼料的安全性進(jìn)行審查。第二階段以后的野外試驗(yàn)中，需要按照《第一種適用規(guī)則承認(rèn)的轉(zhuǎn)基因作物栽培的實(shí)驗(yàn)方針》，努力防止和一般農(nóng)作物的雜交和混入措施。在日本轉(zhuǎn)基因作物中，轉(zhuǎn)基因水稻是研發(fā)投入力度最大的，主要集中在抗病蟲(chóng)害、抗倒伏、增產(chǎn)、品質(zhì)改良等方面。日本的轉(zhuǎn)基因水稻的研發(fā)能力處于世界前列，近幾年日本東京大學(xué)、日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所等機(jī)構(gòu)先后研發(fā)出了抗寒、低植酸、富鐵等以及可預(yù)防高血壓、抗柳杉過(guò)敏癥等轉(zhuǎn)基因水稻，并利用轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)乙肝球蛋白、風(fēng)濕病治療蛋白、抗寄生蟲(chóng)疫苗、護(hù)心輔酶等。圖2-1抗多種病蟲(chóng)害、高產(chǎn)性農(nóng)作物（飼料作物、生物質(zhì)能源用作物）的研發(fā)路線圖（a）抗多種病蟲(chóng)害高產(chǎn)水稻，飼料用；（b）超高產(chǎn)生物能源和飼料用作物的研發(fā)路線圖圖2-2抗環(huán)境脅迫農(nóng)作物（耐干旱小麥、水稻和旱稻）的研發(fā)路線圖圖2-3第三種高營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)水稻的研發(fā)路線圖圖2-4環(huán)境修復(fù)性植物（高積累鎘等的植物）的研發(fā)路線圖資料來(lái)源：www.s.affrc.go.jp/docs/commitee/gm/middle_summary/pdf/summary.pdf2.2中國(guó)由于水稻生產(chǎn)在保障我國(guó)糧食安全中具有重要地位，我國(guó)政府高度關(guān)注和重視包括轉(zhuǎn)基因水稻在內(nèi)的水稻生產(chǎn)和種植技術(shù)的進(jìn)步。上世紀(jì)80年代中期，我國(guó)在863計(jì)劃中部署了轉(zhuǎn)基因研究，之后又設(shè)立了“國(guó)家轉(zhuǎn)基因植物研究與產(chǎn)業(yè)化專(zhuān)項(xiàng)基金”。進(jìn)入21世紀(jì)，我國(guó)加大了對(duì)包括轉(zhuǎn)基因水稻在內(nèi)的相關(guān)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的支持，《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2021－2021年）》把轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專(zhuān)項(xiàng)確定為未來(lái)15年力爭(zhēng)取突破的16個(gè)重大科技專(zhuān)項(xiàng)之一，該專(zhuān)項(xiàng)計(jì)劃資金將近200億元。2021年5月13日，在由中國(guó)總理溫家寶主持的國(guó)務(wù)院常務(wù)會(huì)議上，原則通過(guò)了《促進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)加快發(fā)展的若干政策》。2021～2021年我國(guó)中央一號(hào)文件連續(xù)4年提到轉(zhuǎn)基因，關(guān)注點(diǎn)涉及加強(qiáng)轉(zhuǎn)基因食品質(zhì)量安全監(jiān)管，轉(zhuǎn)基因作物培育，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展等。2021年1月31日公布的2021年中央一號(hào)文件提出，國(guó)家將抓緊開(kāi)發(fā)具有重要應(yīng)用價(jià)值和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的功能基因和生物新品種，在科學(xué)評(píng)估、依法管理基礎(chǔ)上，推進(jìn)轉(zhuǎn)基因新品種產(chǎn)業(yè)化。在國(guó)家重點(diǎn)支持下，我國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研究自20世紀(jì)90年代以來(lái)發(fā)展迅速，目前我國(guó)在利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育抗蟲(chóng)、抗病、抗逆和其它類(lèi)型的水稻方面已達(dá)到了較高的水平，其中抗蟲(chóng)和抗病類(lèi)型的水稻已處于世界先進(jìn)水平。2021年11月27日，我國(guó)首次為華中農(nóng)業(yè)大學(xué)華恢1號(hào)和汕優(yōu)63兩種轉(zhuǎn)基因水稻品種頒發(fā)了轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)應(yīng)用安全證書(shū)，上述兩個(gè)品種均轉(zhuǎn)入具有Bt抗蟲(chóng)蛋白的基因cry1Ab/cry1Ac，可高抗鱗翅目害蟲(chóng)。該舉措受到了世界關(guān)注，并預(yù)測(cè)我國(guó)可能將成為世界上第一個(gè)開(kāi)放轉(zhuǎn)基因水稻大面積商業(yè)化種植的國(guó)家。2.3美國(guó)美國(guó)是轉(zhuǎn)基因技術(shù)和轉(zhuǎn)基因作物的發(fā)源地，同時(shí)也是全球最早進(jìn)行轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化種植的國(guó)家之一，自從1996年轉(zhuǎn)基因作物全球?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化種植以來(lái)，美國(guó)一直都是商業(yè)化種植規(guī)模最大的國(guó)家，每年的種植面積都占全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積的一半左右。在戰(zhàn)略上，美國(guó)對(duì)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)（以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為主）非常重視，早在1987年，美國(guó)農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國(guó)家戰(zhàn)略委員會(huì)和國(guó)家研究委員會(huì)就聯(lián)合完成調(diào)研報(bào)告《農(nóng)業(yè)生物技術(shù)——國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)力戰(zhàn)略》，1993年，美國(guó)聯(lián)邦科學(xué)、工程和技術(shù)協(xié)調(diào)委員會(huì)會(huì)同12個(gè)聯(lián)邦政府部門(mén)，聯(lián)合完成并向國(guó)會(huì)遞交了一份報(bào)告——《面向21世紀(jì)的生物技術(shù)計(jì)劃》，報(bào)告把農(nóng)業(yè)生物技術(shù)作為優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域。2021年底，美國(guó)的一個(gè)技術(shù)預(yù)見(jiàn)項(xiàng)目形成了2025年12大科技領(lǐng)域技術(shù)革新觀察，其中就有包括以轉(zhuǎn)基因技術(shù)為核心的工程農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。水稻在美國(guó)屬于小作物，水稻轉(zhuǎn)基因的研究稍遜于玉米、大豆、棉花、油菜等大宗作物，但仍取得了一些經(jīng)驗(yàn)和成效。美國(guó)分別于2021年和2021年通過(guò)了溫特里亞生物科學(xué)公司(VentriaBioscience)轉(zhuǎn)基因水稻LL62和拜耳生物技術(shù)公司抗除草劑轉(zhuǎn)基因水稻LL601商業(yè)化種植的安全審批。溫特里亞生物科學(xué)公司主要開(kāi)展利用轉(zhuǎn)基因水稻作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)蛋白質(zhì)、抗體等研究。該公司研發(fā)的含人類(lèi)基因的轉(zhuǎn)基因稻谷磨成粉，可提取人類(lèi)乳汁才有的溶解酵素和乳鐵傳遞蛋白，可作為治療發(fā)展中國(guó)家導(dǎo)致每年數(shù)百萬(wàn)兒童死亡的腹瀉、脫水和其它疾病的藥物。2.4印度印度是僅次于中國(guó)的世界第二大水稻生產(chǎn)國(guó)，由于水稻生產(chǎn)對(duì)印度的糧食安全至關(guān)重要，因此印度十分關(guān)注轉(zhuǎn)基因水稻的研究，主要集中在抗鹽堿、抗旱等非生物脅迫和抗病蟲(chóng)害。印度研發(fā)的抗旱轉(zhuǎn)基因水稻已完成第一階段溫室內(nèi)的安全評(píng)估試驗(yàn)，目前正在進(jìn)行控制下的田間試驗(yàn)，如果田間試驗(yàn)通過(guò)，可望在2021年11月進(jìn)行為期兩年的開(kāi)放式田間試驗(yàn)。此外，印度還正在進(jìn)行金稻（GoldenRice）、Bt水稻的轉(zhuǎn)基因水稻田間試驗(yàn)。近幾年，印度在開(kāi)發(fā)抗紋枯病、稻瘟病和鞘枯萎病轉(zhuǎn)基因水稻品種方面也取得了較大進(jìn)展，通過(guò)將水稻的tlp基因?qū)胗《人靖弋a(chǎn)品種ADT38、ASD16、IR50和PusaBasmatil（PB1），獲得了抗水稻紋枯病的品種；通過(guò)引入大麗花屬（Dahliamerckii）的抗病菌抵御素基因Dm-AMP1，印度Baroda大學(xué)的科學(xué)家開(kāi)發(fā)了可以抵抗稻瘟病菌和稻紋枯病的轉(zhuǎn)基因水稻品種。2.5菲律賓菲律賓國(guó)家水稻研究所（PhilRice）2021～2021年研發(fā)規(guī)劃中共包括4項(xiàng)研究計(jì)劃和29個(gè)重要項(xiàng)目，其中高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗重要病蟲(chóng)害水稻自交移栽品種培育計(jì)劃中包括了5項(xiàng)有關(guān)轉(zhuǎn)基因的研究，具體為：抗二化螟轉(zhuǎn)cry1a基因自交系培育；通過(guò)遺傳修飾提高自交系和回交系對(duì)細(xì)菌性白葉枯病的抗性（Xa21基因）；通過(guò)遺傳修飾提高水稻對(duì)二化螟的抗性（pin2基因）；通過(guò)遺傳修飾提高水稻對(duì)真菌病害的抗性（幾丁質(zhì)酶/葡聚糖酶基因）；利用標(biāo)記輔助方法聚合轉(zhuǎn)基因水稻和地方品種中抗細(xì)菌性白葉枯病和抗東格魯病毒病基因。目前，菲律賓國(guó)家水稻研究所利用金稻研發(fā)出了新一代的生物強(qiáng)化水稻，又稱(chēng)“三合一”水稻品種，該品種不僅把β-胡蘿卜素轉(zhuǎn)入地方水稻品種，并通過(guò)傳統(tǒng)育種技術(shù)將抗水稻tungro（水稻衰退桿狀病毒）及抗白葉枯病的基因一起轉(zhuǎn)移到了水稻中。由于親本之一是金稻，因此該水稻被視為轉(zhuǎn)基因水稻，該品種預(yù)計(jì)將很快進(jìn)行田間試驗(yàn)。此前，菲律賓于2021年還進(jìn)行了金稻的田間試驗(yàn)。2.6國(guó)際水稻研究所國(guó)際組織——國(guó)際水稻研究所的轉(zhuǎn)基因水稻研究主要集中在兩個(gè)方面，一是利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)分析水稻基因的多樣性和功能，二是開(kāi)發(fā)和提供新的轉(zhuǎn)基因水稻品種。目前國(guó)際水稻研究所正在利用基因工程技術(shù)鑒定水稻特定DNA區(qū)域的功能，包括耐淹沒(méi)、抗旱、耐高溫和耐鹽、抗東格魯病毒、抗白葉枯病、抗稻瘟病以及提高磷的利用效率等，目前已成功鑒定出了水稻抗淹基因。國(guó)際水稻研究所正在研究和開(kāi)發(fā)具有耐環(huán)境脅迫的轉(zhuǎn)基因水稻，包括抗旱、耐高溫和耐鹽；能夠提高光合作用、水和氮肥效率的C4水稻研究；增強(qiáng)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的水稻，包括更高的維生素A、蛋白質(zhì)和鐵含量等。3轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文分析3.1數(shù)據(jù)來(lái)源與分析工具本研究以湯森-路透的科學(xué)引文索引數(shù)據(jù)庫(kù)擴(kuò)展版（SCI-E）作為數(shù)據(jù)源，利用關(guān)鍵詞檢索式1：PY=(1988-1998)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)檢索式2：PY=(1999-2008)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)檢索式3：TS=(transformedORTransgeneORgeneticallymodifiedORgeneticallyengineeredORGMORbiotechORtransgenicORgeneORgenesORgenomeORDNAORQTLORquantitativetraitlocusORgenelocusORqualitativetraitORcloneORcloningORGoldenORsuperhighyield*ORPCRORRNAORgene-silencedOROverexpress*OROver-express*ORhigherexpressionORexpressionORmolecularmarkerORchromosome*)，綜合檢索式：1OR2AND3檢索式1：PY=(1988-1998)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)檢索式2：PY=(1999-2008)ANDTI=(riceORoryzasativaOROryzaSativaL)檢索式3：TS=(transformedORTransgeneORgeneticallymodifiedORgeneticallyengineeredORGMORbiotechORtransgenicORgeneORgenesORgenomeORDNAORQTLORquantitativetraitlocusORgenelocusORqualitativetraitORcloneORcloningORGoldenORsuperhighyield*ORPCRORRNAORgene-silencedOROverexpress*OROver-express*ORhigherexpressionORexpressionORmolecularmarkerORchromosome*)，綜合檢索式：1OR2AND3檢索時(shí)間為2009年12月25日。3.2轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的總體分析3.2.1論文量的變化趨勢(shì)與增長(zhǎng)速度自1988年首次獲得轉(zhuǎn)基因水稻ToriyamaK,ArimotoY,UchimiyaH,eta1.Transgenicriceplantsafterdirectgenetransferintoprotoplasts.Bio/Technology,1988,6:1072-1074以來(lái)，世界轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)論文在1988～2021年間總體呈上升發(fā)展趨勢(shì)（圖3-1），從1988年的29篇增長(zhǎng)到了2021年的822篇，年均增長(zhǎng)率年均增長(zhǎng)率計(jì)算公式：【(ToriyamaK,ArimotoY,UchimiyaH,eta1.Transgenicriceplantsafterdirectgenetransferintoprotoplasts.Bio/Technology,1988,6:1072-1074年均增長(zhǎng)率計(jì)算公式：【(末期數(shù)據(jù)/基期數(shù)據(jù))^（1/(n-1)）-1】×100%，n是指年數(shù)。圖3-11988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文發(fā)文量的年度變化趨勢(shì)3.2.2涉及的主要研究主題關(guān)鍵詞作為學(xué)術(shù)文獻(xiàn)的必備要素，能鮮明而直觀地表述文獻(xiàn)論述或表達(dá)的主題。分析1988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻論文涉及的37個(gè)高頻關(guān)鍵詞在論文作者提供的關(guān)鍵詞（author’skeywords）中出現(xiàn)頻率居于前70位的關(guān)鍵詞，頻率大于等于在論文作者提供的關(guān)鍵詞（author’skeywords）中出現(xiàn)頻率居于前70位的關(guān)鍵詞，頻率大于等于13。表3-11988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻SCI論文高頻詞及其表明的研究主題分類(lèi)轉(zhuǎn)基因水稻研究主題分類(lèi)高頻關(guān)鍵詞（英文）高頻關(guān)鍵詞（中文）轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)的技術(shù)研究轉(zhuǎn)化受體系統(tǒng)protoplasttransformation原生質(zhì)體轉(zhuǎn)化antherculture花藥培養(yǎng)pollen花粉轉(zhuǎn)化方法particlebombardment基因槍法農(nóng)桿菌介導(dǎo)法基因定位與克隆標(biāo)記類(lèi)型RFLPRFLP標(biāo)記RAPDRAPD標(biāo)記AFLPAFLP標(biāo)記EST表達(dá)序列標(biāo)簽DNA文庫(kù)技術(shù)bacterialartificialchromosome細(xì)菌人工染色體（BAC）基因定位群體及培育方法near-isogenicline近等基因系recombinantinbredlines重組近交系backcrossbreeding回交育種雜交制種技術(shù)hybridrice雜交水稻選擇標(biāo)記greenfluorescentprotein綠色熒光蛋白轉(zhuǎn)基因水稻的目標(biāo)性狀抗病diseaseresistance抗病性blastresistance抗稻瘟病bacterialblightresistance抗白葉枯病sheathblightresistance抗紋枯病抗逆abioticstress非生物脅迫salttolerance(ST)耐鹽性droughttolerance耐旱性coldtolerance耐凍性waterstress水分脅迫抗蟲(chóng)insectresistance抗蟲(chóng)性BttransgenicriceBt轉(zhuǎn)基因水稻抗除草劑herbicideresistance抗除草劑提高產(chǎn)量yieldtraits產(chǎn)量性狀品質(zhì)改良grainquality谷粒質(zhì)量starch淀粉iron鐵生理生化flowerdevelopment花發(fā)育plantheight株高dwarf矮稈photosynthesisefficiency光合效率不育cytoplasmicmalesterility胞質(zhì)雄性不育轉(zhuǎn)基因水稻生物安全geneflow基因漂移3.2.3近三年出現(xiàn)的新主題轉(zhuǎn)基因水稻論文近三年新出現(xiàn)的頻率較高出現(xiàn)頻率在4～8之間。的12個(gè)關(guān)鍵詞（表3-2）表明，（1）在研發(fā)抗稻瘟病水稻品種中開(kāi)始重點(diǎn)從稻瘟病菌本身入手進(jìn)行研究；（2）轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)的新目標(biāo)有應(yīng)對(duì)全球氣候變暖、利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率；（3）在轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)技術(shù)方面，最新引入了實(shí)時(shí)定量PCR、RNA干擾技術(shù)和激活標(biāo)記技術(shù)（是一種植物基因克隆與基因功能鑒定的重要方法）等；（4）新育成的NERICA出現(xiàn)頻率在4～8之間。表3-2近三年轉(zhuǎn)基因水稻論文中新出現(xiàn)的出現(xiàn)頻率較高的12個(gè)關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞編號(hào)關(guān)鍵詞（英文）關(guān)鍵詞（中文）1Magnaportheoryzae稻瘟病菌2quantitativereal-timePCR實(shí)時(shí)定量PCR3hightemperaturestress高溫脅迫4siRNA小RNA干擾5SAFOTEST一種轉(zhuǎn)基因食品檢測(cè)新技術(shù)6tryptaminepathway色胺路徑7vaccine疫苗8miRNA微小RNA9NERICANERICA水稻品種10nitrogenuseefficiency氮利用率11chlorophyll葉綠體12activation-tagging激活標(biāo)記3.2.4各年度研究主題的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度基于1988～2021年世界轉(zhuǎn)基因水稻的研究主題，分別對(duì)論文發(fā)表年、重要國(guó)家/地區(qū)及國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)進(jìn)行關(guān)聯(lián)對(duì)比分析，以反映各年度、各國(guó)家/地區(qū)及各機(jī)構(gòu)間的研究主題關(guān)聯(lián)強(qiáng)度，及其研究主題特征。此部分先對(duì)論文發(fā)表年進(jìn)行分析，對(duì)重要國(guó)家/地區(qū)及國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)的分析見(jiàn)其它部分。基于研究主題的年度關(guān)聯(lián)可視化圖（圖3-2）顯示，2021～2021年的研究主題間具有較強(qiáng)的相關(guān)性，關(guān)聯(lián)程度較高，構(gòu)成了一個(gè)大的研究網(wǎng)絡(luò)。1996、2021和2021年的研究主題的關(guān)聯(lián)程度也較高，并獨(dú)立于上述大網(wǎng)絡(luò)之外不遠(yuǎn)處，而1990～1995年各自獨(dú)立地散在圖的一側(cè)，彼此之間以及與其它年份都沒(méi)有聯(lián)系。所以，總體表明研究主題的相關(guān)性在隨著年代而變化，基本上可以劃分為三個(gè)階段：1990～1995年間彼此幾乎不相關(guān)，1996～2021年（不含2021年）相關(guān)性較強(qiáng)，構(gòu)成一個(gè)研究小網(wǎng)絡(luò)，2021～2021年研究主題關(guān)聯(lián)化程度高，構(gòu)成了一個(gè)錯(cuò)綜復(fù)雜的大網(wǎng)絡(luò)。表明在轉(zhuǎn)基因水稻研究領(lǐng)域，研究主題間的關(guān)聯(lián)性在加強(qiáng)，愈來(lái)愈趨于穩(wěn)定。圖3-2基于研究主題（關(guān)鍵詞）的時(shí)間關(guān)聯(lián)可視化圖3.3國(guó)際重要國(guó)家/地區(qū)的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文分析3.3.1論文產(chǎn)出及其年度變化趨勢(shì)（1）重要國(guó)家/地區(qū)的論文總量1988～2021年發(fā)表轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量最多的前10個(gè)國(guó)家/地區(qū)依次是日本、中國(guó)、美國(guó)、印度、韓國(guó)、菲律賓菲律賓之所以進(jìn)入了前10名是因?yàn)閲?guó)際水稻研究所的總部設(shè)在菲律賓，該所發(fā)表的論文占菲律賓發(fā)文量的95%，見(jiàn)下文分析。、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣。其中日本的發(fā)文量最多，達(dá)2285篇，占世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總量的30.2%；中國(guó)的發(fā)文量為1757篇，占世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總量的23.23%；美國(guó)的發(fā)文量是1403菲律賓之所以進(jìn)入了前10名是因?yàn)閲?guó)際水稻研究所的總部設(shè)在菲律賓，該所發(fā)表的論文占菲律賓發(fā)文量的95%，見(jiàn)下文分析。（2）重要國(guó)家/地區(qū)論文量的年度變化趨勢(shì)1988～2021年重要國(guó)家/地區(qū)發(fā)表的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量逐年呈上升增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。中國(guó)增勢(shì)最為迅猛，年度發(fā)文量分別于2021年和2021年超過(guò)了美國(guó)和日本，2021～2021年年度發(fā)文量一直處于領(lǐng)先地位（圖3-4）。1988年，中國(guó)、日本和美國(guó)發(fā)表轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文分別為0、7和9篇；2021年中國(guó)、日本和美國(guó)的發(fā)文量分別達(dá)到了294、214和129篇。美國(guó)和日本在轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)方面是起步較早的國(guó)家。圖3-31988～2021年發(fā)表轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量最多的前10個(gè)國(guó)家/地區(qū)圖3-41988～2021年重要國(guó)家/地區(qū)發(fā)表的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量的年度變化趨勢(shì)（3）重要國(guó)家/地區(qū)2021～2021年的發(fā)文量及占各國(guó)/地區(qū)總發(fā)文量的比例2021～2021年，重要國(guó)家/地區(qū)在轉(zhuǎn)基因水稻領(lǐng)域的研究普遍比較活躍，發(fā)表的相關(guān)論文的數(shù)量占1988～2021年發(fā)表論文總量的比例較高（圖3-5）。尤其是中國(guó)和韓國(guó)2021～2021年發(fā)表的相關(guān)論文分別占到了各國(guó)論文總量的40%以上，因此二者近三年的發(fā)文量較1988～2021年的發(fā)文總量排名都向前移動(dòng)了一位，分別排在了第一位（799篇）和第四位（215篇），第二和第三名分別是日本和美國(guó)。1988年就有轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文發(fā)表的日本、美國(guó)和英國(guó)在2021～2021年的論文數(shù)所占的比例在23%～27%之間。德國(guó)、印度、中國(guó)臺(tái)灣和法國(guó)這三年的論文數(shù)所占的比例在30%～35%之間。圖3-5重要國(guó)家/地區(qū)2021～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)占各自1988～2021年轉(zhuǎn)基因研究相關(guān)論文總數(shù)的百分比3.3.2重要國(guó)家/地區(qū)的論文產(chǎn)出占世界相應(yīng)論文產(chǎn)出的比例變化由圖6可見(jiàn)，1988～2021年日本轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)占世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)的比例一直在波動(dòng)中保持著較高的水平（20%以上），2021～2021年期間曾達(dá)到30%以上。美國(guó)1988年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)占世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)的比例高達(dá)31%，此后一直在波動(dòng)中趨于下降，從1989～2021年的20%以上，下降到了2021~2021年的20%以下，并在2021年降為16%。中國(guó)從1988年占世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總量的比例為0直線上升到2021年的36%。印度和韓國(guó)的這一比例分別從1988年的3%和0均上升到2021年的9%。其他國(guó)家/地區(qū)的這一比例除英國(guó)顯著下降外，變化均不顯著，在低比例范圍內(nèi)波動(dòng)（圖3-6）。圖3-61988～2021年重要國(guó)家/地區(qū)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量占世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量的比例變化趨勢(shì)3.3.3重要國(guó)家/地區(qū)論文的被引頻次截止到數(shù)據(jù)采集時(shí)間2021年12月25日，日本和美國(guó)在1988～2021年發(fā)表的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的總被引頻次位居第1和第2名，分別約達(dá)4.4萬(wàn)次和4.2萬(wàn)次，其和占世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總被引頻次（約14.7萬(wàn)次）的59%，遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家，分別是排在第3位的中國(guó)（約2萬(wàn)次）的兩倍多。其他國(guó)家的被引頻次均在1萬(wàn)次以下（見(jiàn)圖3-7）。圖3-71988～2021年重要國(guó)家/地區(qū)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的總被引頻次論文數(shù)在500篇以上的國(guó)家日本2285篇、中國(guó)1757篇、美國(guó)1403、印度582篇、韓國(guó)503篇。的篇均被引頻次排名中，美國(guó)居于首位，為30.5次，隨后依次是日本（19.6次）、韓國(guó)（15.6次）、中國(guó)（11.4次）和印度（10.8次）。與論文數(shù)排名相比，美國(guó)和中國(guó)的位置發(fā)生了較大的變化，前者從第3位上升到第1名，而后者從第2日本2285篇、中國(guó)1757篇、美國(guó)1403、印度582篇、韓國(guó)503篇。1988~2021年世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次1988~2021年世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次:19.4次圖3-81988-2021年重要國(guó)家/地區(qū)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的篇均被引頻次相對(duì)于世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次的位置3.3.4重要國(guó)家/地區(qū)研究主題的關(guān)聯(lián)對(duì)比分析重要國(guó)家/地區(qū)（10個(gè)）在轉(zhuǎn)基因水稻研究領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)可視化圖（圖3-9）顯示，中國(guó)、日本、美國(guó)、印度、韓國(guó)和菲律賓在研究主題上具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)度，構(gòu)成了一個(gè)研究網(wǎng)絡(luò)，其中中國(guó)處于這個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心位置。英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)和中國(guó)臺(tái)灣各自呈散點(diǎn)游離于該網(wǎng)絡(luò)之外，尤其是中國(guó)臺(tái)灣距離其他國(guó)家非常遠(yuǎn)，關(guān)聯(lián)強(qiáng)度極弱，表明這4個(gè)國(guó)家/地區(qū)的研究主題相對(duì)比較獨(dú)立。圖3-9基于研究主題（關(guān)鍵詞）的國(guó)家/地區(qū)關(guān)聯(lián)可視化圖各國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文出現(xiàn)的高頻詞（前三位）表明，抗稻瘟病轉(zhuǎn)基因水稻是日本、美國(guó)、印度、韓國(guó)、德國(guó)和法國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻的研發(fā)重點(diǎn)，中國(guó)臺(tái)灣的研究重點(diǎn)在改善水稻淀粉品質(zhì)和提高水稻的耐鹽性。中國(guó)、印度、菲律賓和英國(guó)則體現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因水稻的相關(guān)技術(shù)研究，如中國(guó)和印度在基因定位與克隆中采用的標(biāo)記技術(shù)主要是微衛(wèi)星標(biāo)記，英國(guó)采用的轉(zhuǎn)基因方法主要是基因槍法。從可反映轉(zhuǎn)基因水稻目標(biāo)性狀的特色關(guān)鍵詞來(lái)看，日本主要集中在改良水稻的耐凍性、鐵含量、耐熱性及食用品質(zhì)；中國(guó)主要集中在抗褐飛虱水稻、超級(jí)雜交稻、高賴(lài)氨酸水稻、高氮利用率水稻及改良水稻烹飪品質(zhì)等方面；美國(guó)主要關(guān)注抗除草劑水稻研發(fā)；韓國(guó)和菲律賓分別關(guān)注耐冷和抗洪水稻研發(fā)。3.4國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文分析3.4.1論文產(chǎn)出及其年度變化趨勢(shì)（1）重要研究機(jī)構(gòu)的論文產(chǎn)出1988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量排名前15位的研究機(jī)構(gòu)中，日本的國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所排在第一位，共發(fā)表論文606篇，占同期日本轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的26.5%；中國(guó)科學(xué)院排在第二位，發(fā)文570篇，占同期中國(guó)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的32.4%；排在第三位的是國(guó)際水稻研究所國(guó)際水稻研究所是一個(gè)自主的、非贏利性的、國(guó)際性的水稻研究機(jī)構(gòu)，是國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商組織下屬的15個(gè)農(nóng)業(yè)研究中心之一，總部設(shè)在菲律賓。，發(fā)文量401篇，占菲律賓發(fā)文總量的95%國(guó)際水稻研究所是一個(gè)自主的、非贏利性的、國(guó)際性的水稻研究機(jī)構(gòu)，是國(guó)際農(nóng)業(yè)研究磋商組織下屬的15個(gè)農(nóng)業(yè)研究中心之一，總部設(shè)在菲律賓。在這15個(gè)重要研究機(jī)構(gòu)中，日本的機(jī)構(gòu)最多，占6個(gè)席位，其次是中國(guó)，占5個(gè)席位，美國(guó)占有3個(gè)席位。菲律賓則由于國(guó)際水稻研究所的總部設(shè)在那里而相當(dāng)于占有1個(gè)席位。表3-31988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量排名前15位的研究機(jī)構(gòu)排名機(jī)構(gòu)名稱(chēng)所屬?lài)?guó)家論文數(shù)量（篇）占所屬?lài)?guó)家轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的比例（%）1國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所日本60626.52中國(guó)科學(xué)院中國(guó)57032.43國(guó)際水稻研究所菲律賓40195.04東京大學(xué)日本35815.35浙江大學(xué)中國(guó)26910.76名古屋大學(xué)日本24514.07加利福尼亞大學(xué)美國(guó)19612.68華中農(nóng)業(yè)大學(xué)中國(guó)1786.59康奈爾大學(xué)美國(guó)1779.610東北大學(xué)日本1487.711美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局美國(guó)1355.812中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院中國(guó)1355.513北海道大學(xué)日本1336.114國(guó)立農(nóng)業(yè)研究中心日本12526.515武漢大學(xué)中國(guó)10732.4（2）重要研究機(jī)構(gòu)論文產(chǎn)出的年度變化趨勢(shì)1988～2021年重要研究機(jī)構(gòu)發(fā)文量的年度變化趨勢(shì)不一（圖3-10），主要可分為四類(lèi)，一是以中國(guó)科學(xué)院為代表的一類(lèi)機(jī)構(gòu)，在轉(zhuǎn)基因水稻領(lǐng)域研究起步較晚，但是增勢(shì)迅猛，這些機(jī)構(gòu)主要來(lái)自于中國(guó)，除中國(guó)科學(xué)院外還包括浙江大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和武漢圖3-101988～2021年15個(gè)重要研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量年度變化趨勢(shì)大學(xué)；二是以日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所為代表的一類(lèi)機(jī)構(gòu)，研究起步早，增勢(shì)較大但相對(duì)第一類(lèi)比較平緩，包括東京大學(xué)、名古屋大學(xué)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局；第三類(lèi)機(jī)構(gòu)是國(guó)際水稻研究所，在波動(dòng)中呈顯著下降趨勢(shì)；第四類(lèi)機(jī)構(gòu)呈波動(dòng)性變化，趨勢(shì)不明顯，包括有加利福尼亞大學(xué)、康奈爾大學(xué)、日本東北大學(xué)、北海道大學(xué)及國(guó)立農(nóng)業(yè)研究中心。（3）重要研究機(jī)構(gòu)2021～2021年的論文產(chǎn)出2021～2021年，重要研究機(jī)構(gòu)發(fā)表的轉(zhuǎn)基因論文數(shù)量及其排名見(jiàn)表3-4。在這三年各機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文產(chǎn)出比例高低不一。其中比例最高的是中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，論文數(shù)占到了其1988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總量的64.4%。在其他機(jī)構(gòu)中，一部分機(jī)構(gòu)產(chǎn)出比例較高，在30%以上，如浙江大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局和北海道大學(xué)；一部分機(jī)構(gòu)比例適中（21%～30%），如日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所、東京大學(xué)、名古屋大學(xué)和東北大學(xué)；還有一些機(jī)構(gòu)這三年的論文產(chǎn)出比例偏低，如國(guó)際水稻研究所、加利福尼亞大學(xué)和康奈爾大學(xué)，比例均在20%或以下。表3-4重要研究機(jī)構(gòu)2021～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)及占1988～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文總數(shù)的百分比排名重要研究機(jī)構(gòu)三年論文數(shù)總論文數(shù)三年論文產(chǎn)出百分比（%）1中國(guó)科學(xué)院22757039.82國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所16860627.73浙江大學(xué)11226941.64東京大學(xué)10635829.65中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院8713564.46華中農(nóng)業(yè)大學(xué)7917844.47國(guó)際水稻研究所7640119.08名古屋大學(xué)6624526.99美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局4313531.910北海道大學(xué)4313332.311武漢大學(xué)4210739.212加利福尼亞大學(xué)4019620.413國(guó)立農(nóng)業(yè)研究中心4012532.014東北大學(xué)3614824.315康奈爾大學(xué)34177重要研究機(jī)構(gòu)論文的被引頻次圖3-11為15個(gè)重要研究機(jī)構(gòu)在1988～2021年發(fā)表的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的總被引頻次排名。根據(jù)被引頻次的多少大體可以分成4個(gè)梯隊(duì)：被引頻次達(dá)到1萬(wàn)次以上的為第一梯隊(duì)，包括國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所（日本）、康奈爾大學(xué)和國(guó)際水稻研究所，依次排在前3位，其中排在第1位的日本國(guó)家農(nóng)業(yè)生物資源研究所的被引頻次達(dá)到了16842次；被引頻次達(dá)到6000～9000次的為第二梯隊(duì)，包括中國(guó)科學(xué)院、加利福尼亞大學(xué)、東京大學(xué)和名古屋大學(xué)；美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、東北大學(xué)（日本）和國(guó)立農(nóng)業(yè)研究中心（日本）構(gòu)成了總被引頻次在2021～4000次的第三梯隊(duì)；其余3個(gè)機(jī)構(gòu)則構(gòu)成了被引頻次在2021次以下的第四梯隊(duì)，包括北海道大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和武漢大學(xué)。圖3-111988～2021年重要研究機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的總被引頻次圖3-12為15個(gè)重要研究機(jī)構(gòu)在1988～2021年發(fā)表的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的篇均被引頻次，及其與世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次（19.4次）的比較。圖3-12表明，康奈爾大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局、國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所（日本）、名古屋大學(xué)和國(guó)際水稻研究所的篇均被引頻次顯著高于世界篇均被引頻次；東京大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的篇均被引頻次略高于世界篇均被引頻次；中國(guó)科學(xué)院、北海道大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院和武漢大學(xué)的的篇均被引頻次低于世界篇均被引頻次。在篇均被引頻次顯著高于世界篇均被引頻次的機(jī)構(gòu)中以美國(guó)的機(jī)構(gòu)居多，有3個(gè)，并且占據(jù)了前3位；在篇均被引頻次低于世界篇均被引頻次的機(jī)構(gòu)中，中國(guó)的機(jī)構(gòu)占大多數(shù)，有4個(gè)。1988~2021年世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次:19.4次圖3-1219881988~2021年世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次:19.4次3.4.3國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)研究主題的關(guān)聯(lián)對(duì)比分析國(guó)際重要研究機(jī)構(gòu)（15個(gè)）在轉(zhuǎn)基因水稻研究領(lǐng)域的關(guān)聯(lián)可視化圖表明（圖3-13），國(guó)際水稻研究所、中國(guó)科學(xué)院、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、加利福尼亞大學(xué)、浙江大學(xué)、美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所、日本國(guó)立農(nóng)業(yè)研究中心和北海道大學(xué)等10個(gè)機(jī)構(gòu)的研究主題關(guān)聯(lián)度比較強(qiáng)，構(gòu)成了一個(gè)關(guān)聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)有兩個(gè)中心，分別是國(guó)際水稻研究所和日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所?？的螤柎髮W(xué)、武漢大學(xué)、東京大學(xué)、東北大學(xué)和名古屋大學(xué)等5個(gè)機(jī)構(gòu)游離于上述網(wǎng)絡(luò)之外，而且彼此之間也沒(méi)有聯(lián)系，表明各自的研究主題相對(duì)比較獨(dú)立。圖3-13基于研究主題（關(guān)鍵詞）的研究機(jī)構(gòu)關(guān)聯(lián)可視化圖3.5小結(jié)（1）1988～2021年間轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文數(shù)量總體呈上升發(fā)展趨勢(shì)。日本、美國(guó)、印度、韓國(guó)和我國(guó)是轉(zhuǎn)基因水稻論文產(chǎn)出最高的國(guó)家；我國(guó)論文數(shù)量增長(zhǎng)較快，2021～2021年的年度發(fā)文量躍居世界第一。（2）美國(guó)的轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文產(chǎn)出占世界轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文的比例在下降，日本、印度、韓國(guó)和我國(guó)的相應(yīng)比例在上升，尤其是我國(guó)呈現(xiàn)直線上升態(tài)勢(shì)。（3）在國(guó)家2021～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文被引頻次排名中，日本和美國(guó)分別位居第1和第2，其總被引頻次遙遙領(lǐng)先于其他國(guó)家，中國(guó)排在第3；在篇均被引頻次上，美國(guó)居于首位，遠(yuǎn)高于世界同期轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文篇均被引頻次，日本基本與世界篇均被引頻次相當(dāng)，中國(guó)、韓國(guó)和印度低于世界篇均被引頻次。（4）在轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)領(lǐng)域有一些發(fā)揮重要作用的研究機(jī)構(gòu)，主要來(lái)自日本、美國(guó)和我國(guó)，另外還有一個(gè)國(guó)際組織——國(guó)際水稻研究所。在這些機(jī)構(gòu)中，日本國(guó)立生物資源研究所的總論文產(chǎn)出排在第一位，其次是中國(guó)科學(xué)院和國(guó)際水稻研究所。（5）在重要機(jī)構(gòu)2021～2021年轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)論文被引頻次排名中，國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所居于首位，其次是康奈爾大學(xué)和國(guó)際水稻研究所，中國(guó)科學(xué)院排在第4位；在篇均被引頻次排名中，美國(guó)的3個(gè)機(jī)構(gòu)占據(jù)了前3位，分別是康奈爾大學(xué)、加利福尼亞大學(xué)和美國(guó)農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)研究局，日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所排在第4位，這些機(jī)構(gòu)的篇均被引頻次均顯著高于世界同期水稻研究相關(guān)論文的篇均被引頻次。我國(guó)包括中國(guó)科學(xué)院在內(nèi)的大部分機(jī)構(gòu)的篇均被引頻次低于世界平均水平。（6）自1988年以來(lái)，轉(zhuǎn)基因水稻研發(fā)的主要目標(biāo)性狀是抗病、抗逆、抗蟲(chóng)、抗除草劑、高產(chǎn)、品質(zhì)改良、改善生理機(jī)能及雄性不育等。其中抗病主要針對(duì)稻瘟病、白葉枯病和抗紋枯病等，抗逆主要針對(duì)的是鹽、旱、凍等，在水稻品質(zhì)改良方面研究最多的是提高淀粉品質(zhì)和含鐵量。另外光合效率、株高和花發(fā)育也是轉(zhuǎn)基因水稻的改良目標(biāo)。近三年出現(xiàn)了新的研發(fā)目標(biāo)，即應(yīng)對(duì)全球氣候變暖培育耐高溫品種、利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)疫苗、提高水稻的氮利用率和光合效率等。

4轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利分析4.1數(shù)據(jù)來(lái)源及方法4.1.1數(shù)據(jù)來(lái)源本次分析數(shù)據(jù)主要來(lái)源于湯森-路透（ThomsonReuters）的德溫特專(zhuān)利創(chuàng)新索引數(shù)據(jù)庫(kù)（DerwentInnovationIndex，DII）。利用關(guān)鍵詞和IPC（國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)）相組合的檢索策略檢索策略：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中共檢索到3719條數(shù)據(jù)德溫特專(zhuān)利創(chuàng)新索引的每一條記錄描述了一個(gè)專(zhuān)利“家族”，每一條記錄可能有一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)利號(hào)碼，這代表了這個(gè)專(zhuān)利“檢索策略：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*))德溫特專(zhuān)利創(chuàng)新索引的每一條記錄描述了一個(gè)專(zhuān)利“家族”，每一條記錄可能有一個(gè)或多個(gè)專(zhuān)利號(hào)碼，這代表了這個(gè)專(zhuān)利“家族”的成員。為了區(qū)分，本文中對(duì)一個(gè)專(zhuān)利家族稱(chēng)為一項(xiàng)專(zhuān)利，對(duì)專(zhuān)利家族中的專(zhuān)利成員則使用“件”來(lái)表示。4.1.2分析方法利用湯森路透的專(zhuān)利分析工具——湯森數(shù)據(jù)分析家（ThomsonDATAAnalyzer，TDA）進(jìn)行，從專(zhuān)利年度申請(qǐng)趨勢(shì)、專(zhuān)利受理國(guó)家/地區(qū)、申請(qǐng)機(jī)構(gòu)、技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)以及相關(guān)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利保護(hù)策略等角度對(duì)國(guó)際轉(zhuǎn)基因水稻研究相關(guān)專(zhuān)利數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)與文本挖掘分析以下文中如果沒(méi)有特別說(shuō)明，全部按照專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)：按照《保護(hù)工業(yè)產(chǎn)權(quán)巴黎公約》，在締約國(guó)提出專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)，專(zhuān)利申請(qǐng)人有權(quán)要求將首次申請(qǐng)日期作為其后同一主題申請(qǐng)專(zhuān)利的日期。首次申請(qǐng)日期稱(chēng)為優(yōu)先權(quán)日。設(shè)立優(yōu)先權(quán)日的意義在于為專(zhuān)利新穎性和創(chuàng)造性的判斷提供時(shí)間基準(zhǔn)。。并對(duì)DII專(zhuān)利數(shù)據(jù)中被引頻次排名第1位的專(zhuān)利，利用湯森路透的Aureka以下文中如果沒(méi)有特別說(shuō)明，全部按照專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)申請(qǐng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。專(zhuān)利優(yōu)先權(quán)：按照《保護(hù)工業(yè)產(chǎn)權(quán)巴黎公約》，在締約國(guó)提出專(zhuān)利申請(qǐng)時(shí)，專(zhuān)利申請(qǐng)人有權(quán)要求將首次申請(qǐng)日期作為其后同一主題申請(qǐng)專(zhuān)利的日期。首次申請(qǐng)日期稱(chēng)為優(yōu)先權(quán)日。設(shè)立優(yōu)先權(quán)日的意義在于為專(zhuān)利新穎性和創(chuàng)造性的判斷提供時(shí)間基準(zhǔn)。4.2專(zhuān)利數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析4.2.1轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量年度變化圖4-1為DII收錄的轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量年度變化情況。從整體上看，專(zhuān)利數(shù)量呈逐年上升趨勢(shì)，其中2021年增長(zhǎng)率最高，并且可以分成兩個(gè)階段：第一階段從1981～2021年，尤其是1981～1989年，專(zhuān)利數(shù)量增長(zhǎng)緩慢；第二階段從2021年以后開(kāi)始出現(xiàn)突變，然后進(jìn)入了一個(gè)相對(duì)平穩(wěn)的時(shí)期。如果考慮到專(zhuān)利時(shí)滯，2021年和2021年的專(zhuān)利數(shù)量不作分析僅供參考，從2021年以后，除了2021～2021年專(zhuān)利數(shù)量有所下降外，其它年份基本維持在300項(xiàng)以上，2021年最高為358項(xiàng)。圖4-1轉(zhuǎn)基因水稻年度專(zhuān)利申請(qǐng)趨勢(shì)4.2.2受理專(zhuān)利申請(qǐng)最多的專(zhuān)利機(jī)構(gòu)分析專(zhuān)利機(jī)構(gòu)可能是某個(gè)國(guó)家的專(zhuān)利局，也可能是專(zhuān)利組織（如世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織等），不同的機(jī)構(gòu)實(shí)際上代表了專(zhuān)利權(quán)所覆蓋的不同的地域范圍。專(zhuān)利機(jī)構(gòu)可能是某個(gè)國(guó)家的專(zhuān)利局，也可能是專(zhuān)利組織（如世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)組織等），不同的機(jī)構(gòu)實(shí)際上代表了專(zhuān)利權(quán)所覆蓋的不同的地域范圍。圖4-2為受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量排名前10位的專(zhuān)利機(jī)構(gòu)，依次為：美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局（US）、世界知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（WO）、歐洲專(zhuān)利局（EP）、澳大利亞專(zhuān)利局（AU）、中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局（CN）、日本專(zhuān)利局（JP）、韓國(guó)專(zhuān)利局（KR）、墨西哥專(zhuān)利局（MX）、印度專(zhuān)利局（IN）和巴西專(zhuān)利局（BR）以下同。，所受理的專(zhuān)利申請(qǐng)占全部專(zhuān)利申請(qǐng)的90%以上。從受理數(shù)量來(lái)看，大致可將上述專(zhuān)利機(jī)構(gòu)劃分為3個(gè)層次，區(qū)別在于高一層次的專(zhuān)利受理數(shù)量是低一層的2倍多：其中美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局受理的專(zhuān)利數(shù)量最多，為1976件，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他專(zhuān)利機(jī)構(gòu)，位于第一層次；日本專(zhuān)利局和中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局位于第二層次，受理專(zhuān)利數(shù)量在500～600件之間；剩余其它的專(zhuān)利局受理的數(shù)量相對(duì)較少，一般小于300以下同。圖4-2受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利量最多的前10個(gè)專(zhuān)利受理機(jī)構(gòu)表4-1對(duì)上述10個(gè)專(zhuān)利機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利起始受理時(shí)間和最近3年的受理量進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)?？梢?jiàn)，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局、日本專(zhuān)利局和澳大利亞專(zhuān)利局受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)的時(shí)間始于上世紀(jì)80年代初期，時(shí)間分別為1981年、1983年和1984年；中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局開(kāi)始于1988年。從最近3年的受理量占專(zhuān)利機(jī)構(gòu)總受理量的百分比來(lái)看，最高的是中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，并且有1/3以上的專(zhuān)利是最近3年受理的；其次為韓國(guó)專(zhuān)利局，最近3年的專(zhuān)利受理量占全部受理量的28%。表4-1前10位的專(zhuān)利機(jī)構(gòu)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的起始時(shí)間及最近3年的受理量專(zhuān)利機(jī)構(gòu)受理數(shù)（項(xiàng)）起始受理時(shí)間最近3年的受理量占總受理量的百分比美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局1976198110%of1976日本專(zhuān)利局597198310%of597中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局543198835%of543歐洲專(zhuān)利局232198620%of232加拿大專(zhuān)利局184199010%of184韓國(guó)專(zhuān)利局149202128%of149英國(guó)專(zhuān)利局11719866%of117澳大利亞專(zhuān)利局10319843%of103德國(guó)專(zhuān)利局6019927%of60法國(guó)專(zhuān)利局4219952%of42圖4-3為前10位專(zhuān)利機(jī)構(gòu)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量年度分布?？梢钥闯?，美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局于1981年就已經(jīng)開(kāi)始受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利，開(kāi)始受理的時(shí)間最早；1986年，受理量開(kāi)始明顯增多；2021年，受理量開(kāi)始大幅度增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其他專(zhuān)利機(jī)構(gòu)；2021年，受理量達(dá)到413件。日本專(zhuān)利局于1983年開(kāi)始受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)，2021年，受理量開(kāi)始增加，2021年和2021年受理量達(dá)到頂峰，均為63件；中國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局從1988年開(kāi)始受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的申請(qǐng)，從2021年開(kāi)始，受理量開(kāi)始大幅度增加，數(shù)量基本穩(wěn)定在40件以上，并于2021年達(dá)到頂峰，為95件（由于時(shí)滯原因，數(shù)據(jù)可能不完整）。圖4-3前10位專(zhuān)利機(jī)構(gòu)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利數(shù)量年度分布表4-2列出了上述10個(gè)專(zhuān)利機(jī)構(gòu)中排名前3位的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)。可以看出，除德國(guó)巴斯夫公司在美國(guó)專(zhuān)利商標(biāo)局、德國(guó)巴斯夫在加拿大、日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所（NationalInstituteofAgrobiologicalSciences,NIAS）在澳大利亞以及德國(guó)拜耳在法國(guó)等申請(qǐng)水稻專(zhuān)利外，其他申請(qǐng)機(jī)構(gòu)均以本國(guó)申請(qǐng)為主。表4-2前10位專(zhuān)利受理機(jī)構(gòu)中的主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)排名專(zhuān)利機(jī)構(gòu)數(shù)量（件）主要申請(qǐng)機(jī)構(gòu)情況名稱(chēng)申請(qǐng)數(shù)量國(guó)別1US1976杜邦公司494美國(guó)孟山都公司193美國(guó)巴斯夫公司153德國(guó)2JP597日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所168日本日本三井株式會(huì)社48日本日本煙草公司43日本3CN543浙江大學(xué)73中國(guó)華中農(nóng)業(yè)大學(xué)51中國(guó)中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育學(xué)研究所35中國(guó)4EP232巴斯夫公司95德國(guó)拜耳作物科學(xué)公司28德國(guó)先正達(dá)公司10瑞士5CA184巴斯夫公司47德國(guó)杜邦公司23美國(guó)孟山都公司13美國(guó)6KR149韓國(guó)農(nóng)村振興廳19韓國(guó)韓國(guó)浦項(xiàng)工科大學(xué)13韓國(guó)首爾大學(xué)11韓國(guó)7GB117先正達(dá)公司34瑞士英國(guó)植物生物科學(xué)18英國(guó)劍橋大學(xué)8英國(guó)8AU103澳大利亞谷物研究與開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)10澳大利亞澳大利亞科工組織9澳大利亞日本農(nóng)業(yè)生物資源研究所9日本9DE60拜耳作物科學(xué)公司18德國(guó)巴斯夫公司8德國(guó)德國(guó)于利希研究中心3德國(guó)10FR42拜耳作物科學(xué)公司15德國(guó)法國(guó)國(guó)家農(nóng)業(yè)研究院10法國(guó)BIOGEMMA6法國(guó)4.2.3申請(qǐng)機(jī)構(gòu)分析依據(jù)DII專(zhuān)利數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻研究領(lǐng)域優(yōu)先權(quán)專(zhuān)利申請(qǐng)量位居前10位的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)及申請(qǐng)數(shù)量進(jìn)行了分析（圖4-4）。可以看出，美國(guó)杜邦公司、德國(guó)巴斯夫公司、美國(guó)孟山都3家世界知名大公司位居前3位；日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所排在第4位；瑞士先正達(dá)和德國(guó)拜耳分別排在第5和第6位；中國(guó)的浙江大學(xué)和華中農(nóng)業(yè)大學(xué)分別排在第7和第8位；排在第9位的是美國(guó)加州大學(xué)；排在第10位的是日本三井集團(tuán)。從申請(qǐng)數(shù)量上看排在第1位的杜邦公司，其專(zhuān)利申請(qǐng)量為508項(xiàng)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于其他機(jī)構(gòu)，是第2名巴斯夫（201項(xiàng)）的2倍多。另外，從申請(qǐng)機(jī)構(gòu)所屬?lài)?guó)別上還可以看出，美國(guó)的轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)機(jī)構(gòu)主要是大公司（2家公司，1所大學(xué)）；德國(guó)為2家公司；日本主要是1家國(guó)立科研機(jī)構(gòu)和1家公司；而我國(guó)則主要是2所大學(xué)，說(shuō)明這4個(gè)國(guó)家中實(shí)施轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)研發(fā)的主體是不同的。圖4-4轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量位居前10位的申請(qǐng)機(jī)構(gòu)這10個(gè)申請(qǐng)機(jī)構(gòu)專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量的年度分布見(jiàn)圖4-5。從申請(qǐng)專(zhuān)利的起始時(shí)間看，孟山都公司起始于1985年，起始時(shí)間最早；其次為美國(guó)杜邦公司和日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所，起始時(shí)間均為1986年；中國(guó)的華中農(nóng)業(yè)大學(xué)起始時(shí)間為1995年，浙江大學(xué)起始時(shí)間最晚，為2021年。從年度申請(qǐng)量上看，杜邦公司在2021～2021年，尤其是2021年，專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量一直處于領(lǐng)先地位；其次為巴斯夫公司，其在2021年的申請(qǐng)量明顯超過(guò)了杜邦公司。圖4-5轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)量最多的前10位申請(qǐng)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)利年度分布注：NIAS-日本國(guó)立農(nóng)業(yè)生物資源研究所4.3轉(zhuǎn)基因水稻涉及的技術(shù)領(lǐng)域分析4.3.1研究布局分析（1）總體研究布局分析利用Aureka的Thememap功能，對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)領(lǐng)域的總體研究布局進(jìn)行了分析（圖4-6）。根據(jù)圖4-6可以將轉(zhuǎn)基因?qū)＠夹g(shù)領(lǐng)域大體劃分為4個(gè)大的研究方向（表4-3）。圖中邊緣部分及大陸架區(qū)域表示發(fā)明頻率很低，可能隱藏著將來(lái)的主流技術(shù)，甚至是即將崛起的新的關(guān)鍵技術(shù)。圖4-6轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利總體景觀圖等高線顯示專(zhuān)利文獻(xiàn)聚類(lèi)結(jié)果，山峰表示聚類(lèi)后出現(xiàn)頻率高，占有優(yōu)勢(shì)的主題詞；黑點(diǎn)代表專(zhuān)利文獻(xiàn)簇；實(shí)體（如山峰、黑點(diǎn)等）間的距離，代表不同技術(shù)主題詞間的相關(guān)性和滲透性，兩者距離越近，表示其間關(guān)系越密切，滲透越深入;圖中的文字是基于專(zhuān)利數(shù)據(jù)集的題名和摘要進(jìn)行聚類(lèi)的結(jié)果。注：藍(lán)色線內(nèi)的專(zhuān)利多集中在水稻抗逆領(lǐng)域（包括抗非生物脅迫和抗/殺害蟲(chóng)等生物脅迫）；紅色線內(nèi)的專(zhuān)利多為轉(zhuǎn)基因水稻基礎(chǔ)研究，如多聚核苷酸序列的測(cè)定、多聚核苷酸寄主重組等；黃色線內(nèi)的專(zhuān)利多集中在水稻品質(zhì)改良等方面；黑色線內(nèi)的專(zhuān)利表示可能會(huì)應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因水稻中的一些基因或標(biāo)準(zhǔn)元件等。表4-3全球轉(zhuǎn)基因水稻涉及的技術(shù)領(lǐng)域研究方向主要技術(shù)領(lǐng)域主要區(qū)域水稻抗逆領(lǐng)域（包括抗非生物脅迫和抗/殺害蟲(chóng)等生物脅迫等）抗環(huán)境脅迫（Stress:Tolerance:EnvironmentalStress）藍(lán)色線內(nèi)抗除草劑草甘膦（Glyphosate:Herbicide:Resistance）抗植物病害序列（Resistance:Disease:SeqID）抗蟲(chóng)或殺蟲(chóng)（Insect:Insecticidal:Resistant）抗病殺蟲(chóng)（Resistance:Disease:ControllingPests）殺蟲(chóng)活性DNA序列構(gòu)建（SeqID:DNAConstruct:PesticidalActivity）cDNA文庫(kù)片段（cDNA:Libraries:Fragments）基礎(chǔ)性研究引物PCR檢測(cè)（Primers:PCR:Detecting）紅色線內(nèi)重組子的選擇鑒定（Selecting:Identifying:Recombinant）表達(dá)盒特征及雜交條件（Identity:ExpressionCassette:Hybridizationconditions）反義寡聚核苷酸結(jié)合探針（AntisenseOligonucleotide:Binding:Probe）多聚核苷酸宿主重組（Polynucleotide:Host:Recombinant）培養(yǎng)基選擇（Culture:Medium:Selecting）雄性不育雜交（Sterile:Male:Hybrid）水稻品質(zhì)改良等淀粉合成酶類(lèi)（Starch:StarchSynthase:Enzyme）黃色線內(nèi)疾病預(yù)防治療（Treating:Disease:Preventing）人類(lèi)疾病治療（Treating:Human:Disease）葉片形態(tài)建成序列（SeqID:Construct:Leaf）動(dòng)物飼料（Feed:Food:Animal）油脂品質(zhì)改良（Fatty:Oil:Altered）酒精發(fā)酵加工（Fermentation:Ethonal:Process）可能會(huì)應(yīng)用在水稻中的一些技術(shù)等玉米基因盒特征（Maize:Cassette:Identity）黑色線內(nèi)馬鈴薯玉米糖（Potato:Maize:Sugar）（2）美國(guó)、日本和中國(guó)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域

圖4-7美國(guó)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利景觀圖圖4-7、圖4-8和圖4-9分別顯示的是美國(guó)（專(zhuān)利商標(biāo)局）、日本（專(zhuān)利局）和中國(guó)（知識(shí)產(chǎn)權(quán)局）受理專(zhuān)利基因水稻專(zhuān)利景觀圖。從圖4-7可以看出，美國(guó)受理的轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域主要包括：玉米糖（Corn:Sugar:Maize）、動(dòng)物飼料（Food:Animal:Feed）、抗環(huán)境脅迫（Tolerance:Stress:ToleranceEnvironmentalStress）、控制害蟲(chóng)序列（Pest:Controlling:SeqID）、反義寡聚核苷酸抗體探針（AntisenseOligonucleotide:Antibody:Probe）、膳食油脂序列（SeqId:Oil:Meal）、籽油與耐性篩選（Seedoil:Screening:Tolerance）、食品淀粉改良（Strach:Food:Modified）、產(chǎn)量控制突變（yield:Control:Virant）、耐環(huán)境脅迫序列（Stress:Tolerance:SeqID）、cDNA文庫(kù)探針（cDNA:Libraries:Probe）、計(jì)算機(jī)鑒定系統(tǒng)（Computer:Identifying:System）、形態(tài)建成的生理機(jī)制（Morphological:Physiological:Metabolism）、親本雄性不育（Male:MaleSterile:Parent）、抗線蟲(chóng)序列（Nematode:Capable:SeqId）、抗除草劑序列（Conferringresisitance:HerbicideResistance:SeqId）、RNA調(diào)控抑制（RNA:Modulating:Inhibiting）、基因表達(dá)盒的默認(rèn)決定參數(shù)（Determined:ExpressionCassette:DefaultParameters）等。圖4-8日本受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利景觀圖從圖4-8可以看出，日本專(zhuān)利局受理的轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域主要包括：獲得抗病性（Resistance:Disease:Regenerating）、增加合成酶類(lèi)型（Synthase:Type:increased）、溫度響應(yīng)啟動(dòng)子（Temperature:Transgenic:Promoter）、標(biāo)記擴(kuò)增引物（Marker:Amplifying:Primer）、繁殖能力控制篩選（Controlling:Selecting:RegeneratingAbility）、源自遺傳工程的啟動(dòng)子（Promoter:Derived:GeneticEngineering）、抗條紋?。∣ligonucleotide:Extracted:StripeDisease）、抑制作物病害（Inhibition:Resistance:Crops）、抑止繁殖材料繁殖（Inhibiting:Regeneration:PropagativeMaterial）、RNA轉(zhuǎn)錄的再生植株（RegeneratingPlant:RNA:Transcription）、轉(zhuǎn)錄抑制因子（Peptide:Transcription:TranscriptionInhibitoryFactor）、雄性不育的獲得（Male:MaleSterility:Obtd）、原生質(zhì)培養(yǎng)優(yōu)化（Protoplast:Cultured:Pref.）、愈合組織培養(yǎng)基（Culture:Medium:Callus）、病害預(yù)防治療（Treating:Preventing:Disease）、雜交嚴(yán)謹(jǐn)性序列的刪除替換（SeqId:HybridizingStringent:DeletionSubstitution）、多聚核苷酸的插入增加和替換刪除等（Polynucleiotide:InsertionAddition:SubstitutionDeletionInsertion）等。從圖4-9可以看出，中國(guó)受理的轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域主要包括：由水稻胚乳cDNA文庫(kù)構(gòu)建的生物芯片（Biochip:RiceAlbumencDNA:cDNALibraryObtained）、水稻胚乳基因芯片技術(shù)（GeneChip:Technique:RiceEndosperm）、胚乳啟動(dòng)子（Endosperm:Promoter:Producing）、雜交水稻恢復(fù)系（Line:HybridRice:LineRestorerLine）、雄性不育雜交系（Sterile:Line:Hybridzing）、可育轉(zhuǎn)基因水稻（Fertility:Encoding:Sativa）、抗病基因序列（GeneEncoding:Transforming:Resistance）、分子遺傳比較（Molecular:Genetic:Marker）、品質(zhì)育種中的選擇（Selecting:Breeding:Quality）、抗寒篩選（DetectedTemplate:StripBandSize:ScreeningColdResistant）、抗性相關(guān)基因片段（Fragment:Resistance:Related）、載體終止子構(gòu)建（Constructing:Terminator:Vector）、細(xì)胞載體編碼（Encoding:Vector:Cell）、抗逆基因編碼（Tolerance:Encoding:Stress）、增產(chǎn)序列（Yield:BpSeq:Increasing）、調(diào)控谷粒的氨基酸（Grain:Controlling:Amino）、遺傳工程誘導(dǎo)啟動(dòng)子（Promoter:Induced:Engineering）、胚乳分支酶（Content:BranchingEnzyme:Endosperm）等。圖4-9中國(guó)受理轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利景觀圖4.3.2技術(shù)領(lǐng)域分析國(guó)際專(zhuān)利分類(lèi)號(hào)（IPC）包含了專(zhuān)利的技術(shù)信息，通過(guò)對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利進(jìn)行基于IPC的統(tǒng)計(jì)，可以了解專(zhuān)利的技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)重點(diǎn)。表4-4列出了轉(zhuǎn)基因水稻研究領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)的前10位技術(shù)分類(lèi)?？梢钥闯?，本領(lǐng)域?qū)＠饕性贑12N類(lèi)（微生物或酶；其組合物；繁殖，保藏或維持微生物；變異或遺傳工程等），其次是關(guān)于新植物或獲得新植物的方法的A01H。表4-4轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)位居前10位的技術(shù)（根據(jù)IPC小類(lèi)）序號(hào)IPC分類(lèi)號(hào)專(zhuān)利數(shù)量（件）技術(shù)領(lǐng)域1C12N3361微生物或酶；其組合物；繁殖，保藏或維持微生物；變異或遺傳工程；培養(yǎng)基2A01H2574新植物或獲得新植物的方法；通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生3C07K1071肽4C07H1025糖類(lèi)；及其衍生物；核苷；核苷酸；核酸5C12Q863包含酶或微生物的測(cè)定或檢驗(yàn)方法；其所用的組合物或試紙；這種組合物的制備方法；在微生物學(xué)方法或酶學(xué)方法中的條件反應(yīng)控制6C12P628發(fā)酵或使用酶的方法合成所需要的化合物或組合物或從外消旋混合物中分離旋光異構(gòu)體7A01N350人體，動(dòng)植物體或其局部的保存；殺生劑，例如，作為消毒劑，作為農(nóng)藥，作為除莠劑；害蟲(chóng)驅(qū)避劑或引誘劑；植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑8A61K265醫(yī)用、牙科用或梳妝用的配制品9G01N220借助于測(cè)定材料的化學(xué)或物理性質(zhì)來(lái)測(cè)試或分析材料10C12R155與涉及微生物之C12C至Q或S小類(lèi)相關(guān)的引得表從技術(shù)領(lǐng)域分布的年度變化來(lái)看（圖4-10），C12N類(lèi)和A01H類(lèi)相關(guān)專(zhuān)利不僅申請(qǐng)的時(shí)間較早，而且申請(qǐng)量也一直保持較高的狀態(tài)。從時(shí)間上看，C12N技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量最高值出現(xiàn)在2021年；A01H技術(shù)領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)量最高值出現(xiàn)在2021年。圖4-10轉(zhuǎn)基因水稻相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域年度分布為進(jìn)一步揭示技術(shù)細(xì)節(jié)，表4-5列出了根據(jù)IPC小組進(jìn)行的技術(shù)分類(lèi)統(tǒng)計(jì)?？梢钥闯?，突變或基因工程用于植物細(xì)胞（C12N-015/82）是專(zhuān)利申請(qǐng)的重點(diǎn)，其次是被子新植物及其獲得方法（A01H-005/00）。此外，除C12Q-001/68（包含酶或微生物的測(cè)定或檢驗(yàn)方法；其組合物；這種組合物的制備方法；包括核酸）和C07K-014/415（具有多于20個(gè)氨基酸的肽；促胃液素；生長(zhǎng)激素釋放抑制因子；促黑激素；其衍生物——來(lái)自植物）申請(qǐng)活動(dòng)分別始于1988年和1989年外，其它8個(gè)專(zhuān)利技術(shù)領(lǐng)域的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)活動(dòng)均開(kāi)始較早，約從上世紀(jì)80年代中前期開(kāi)始，并一直持續(xù)到現(xiàn)在。從各技術(shù)領(lǐng)域最近3年的申請(qǐng)量占總量的比例發(fā)現(xiàn)，C07K-014/415、A01H-001/00和C12N-015/09相對(duì)比較活躍，一般在16%以上。表4-5專(zhuān)利申請(qǐng)量位于前10位的專(zhuān)利技術(shù)及其申請(qǐng)情況（根據(jù)IPC小組）IPC分類(lèi)數(shù)量（件）技術(shù)領(lǐng)域申請(qǐng)活動(dòng)

持續(xù)時(shí)間最近3年的申請(qǐng)量占總量的比例C12N-015/822109突變或基因工程用于植物細(xì)胞1984-202112.8%of2109A01H-005/002021新植物或獲得新植物的方法；通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生——有花植物，即被子植物1984-202112.5%of2021A01H-001/001316新植物或獲得新植物的方法；通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生——改良基因型過(guò)程1984-202117.3%of1316C12N-015/291106未分化的人類(lèi)、動(dòng)物或植物細(xì)胞，如細(xì)胞系、組織；它們的培養(yǎng)或維持；其培養(yǎng)基——植物細(xì)胞或組織1984-202114.8%of1106C12N-015/091046DNA重組技術(shù)1985-202116.1%of1046C12N-005/10962新植物或獲得新植物的方法；通過(guò)組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生——有花植物，即被子植物的種籽1985-20219.3%of962C07H-021/04906含有兩個(gè)或多個(gè)單核苷酸單元的化合物，具有以核苷基的糖化物集團(tuán)連接的單獨(dú)的磷酸酯基或多磷酸酯基——以脫氧核糖基作為碳化物集團(tuán)1984-20218.5%of902C12N-005/04838未分化的人類(lèi)、動(dòng)物或植物細(xì)胞，如細(xì)胞系、組織；它們