農(nóng)業(yè)作物稻和棉花基因?qū)＠A(yù)警平臺構(gòu)建初探

董博 張陸軍 孔謙 許昌有 李健 魏文康

摘要 專利預(yù)警屬于利用專利預(yù)警平臺實現(xiàn)對風(fēng)險的檢測、識別、診斷和評價的風(fēng)險管理。本論文收集了中國、美國、歐洲專利局以及WIPO專利數(shù)據(jù)庫中稻和棉花的基因?qū)＠?，利用著錄項和技術(shù)項等進(jìn)行組合，繪制專利地圖。通過對專利地圖的對比、分析和研究，做出預(yù)測和判斷，從而得到可利用的技術(shù)水平、動態(tài)、發(fā)展趨勢等情報，為行業(yè)制定經(jīng)營戰(zhàn)略、專利戰(zhàn)略、選定開發(fā)目標(biāo)等服務(wù)，也為政府相關(guān)主管部門提供決策依據(jù)。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)作物稻;棉花基因;專利預(yù)警

中圖分類號：D9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095–3305（2020）08–0–04

Abstract Patent early warning is a risk management that uses the patent early warning platform to realize the detection， identification， diagnosis and evaluation of risks. This thesis collects the genetic patents of rice and cotton in the patent databases of China， the United States， the European Patent Office， and WIPO， and combines the description items and technical items to draw the patent map. Through the comparison， analysis and research of patent maps， predictions and judgments can be made， so as to obtain the available technical level， dynamics， development trends and other information to formulate business strategies， patent strategies， select development goals for the industry and provide the basis for decision-making of relevant government departments.

Key words Agricultural crop; Rice; Cotton gene; Patent early warning

DOI：10.19383/j.cnki.nyzhyj.2020.08.004

1 專利預(yù)警、預(yù)警平臺、預(yù)警戰(zhàn)略及意義

狹義的專利預(yù)警是指企業(yè)在產(chǎn)品“走出去”的過程中評估專利侵權(quán)風(fēng)險并采取防范措施，盡可能降低侵權(quán)訴訟可能性的機(jī)制。廣義的專利預(yù)警是指企業(yè)在生產(chǎn)、經(jīng)營全過程中進(jìn)行專利情報分析，提前對專利風(fēng)險進(jìn)行警示和主動防范的機(jī)制。后者的含義不光包括產(chǎn)品進(jìn)出口和參展的過程中降低法律風(fēng)險性，而且還滲透了上游的研發(fā)過程和企業(yè)的資本運(yùn)作中。研發(fā)過程中的專利預(yù)警措施包括創(chuàng)新路線的選擇、涉嫌侵權(quán)方案的規(guī)避、高質(zhì)量專利申請文件的撰寫等，資本運(yùn)作過程則涉及對專利價值的評估、專利投資入股和專利資產(chǎn)整合等[1]。

相應(yīng)的專利預(yù)警平臺或稱為專利預(yù)警平臺系統(tǒng)，是指企業(yè)在研發(fā)時設(shè)立數(shù)據(jù)庫，了解同一領(lǐng)域、不同國家和地區(qū)的專利申請狀況，通過多項專利指標(biāo)布圖，判斷競爭對手（國家或公司）在某一技術(shù)領(lǐng)域的專利件數(shù)比例，專利技術(shù)的類型，專利技術(shù)發(fā)展的側(cè)重和趨勢，繪制成圖表，不僅可以了解同業(yè)者的發(fā)展方向，避免重合，同時還可在同業(yè)者現(xiàn)有專利基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，形成自己的專利產(chǎn)品，從而迅速搶占一些專利空白地帶[2]。

而專利預(yù)警戰(zhàn)略是指利用專利預(yù)警平臺實現(xiàn)對風(fēng)險的檢測、識別、診斷和評價，企業(yè)的預(yù)控對策人員根據(jù)預(yù)警分析的信息，組織準(zhǔn)備制度標(biāo)準(zhǔn)規(guī)章，對危機(jī)進(jìn)行日常監(jiān)控和提出對策。本質(zhì)上專利預(yù)警戰(zhàn)略是企業(yè)風(fēng)險管理的一種。專利預(yù)警最大的特點在于它的指引作用，通過搜集、整理、加工數(shù)據(jù)庫中的專利信息，將專利信息的相關(guān)著錄項目，如申請日、發(fā)明人、公開日、IPC分類號、國別等信息錄入一張圖表（如Excel表）中，通過圖表分析，可以直觀地看出可利用的技術(shù)動態(tài)、發(fā)展趨勢的對比等重要信息，為日后的專利工作提供指引，如為企業(yè)進(jìn)行特定領(lǐng)域的專利研發(fā)、國家制定專利戰(zhàn)略、停止對某些過時的專利技術(shù)的研發(fā)、避開外國的強(qiáng)勢領(lǐng)域、開發(fā)從屬專利等，都具有重要意義[3]。

對于農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)而言，通過對專利預(yù)警平臺的解讀，可以發(fā)現(xiàn)各種專利戰(zhàn)略布局中一切可能的空白點，加緊研發(fā)，并在上面部署各種類型的專利，從而防止競爭對手搶占該市場領(lǐng)域，占據(jù)壟斷地位。此外，還可以對大型研發(fā)項目的合理性進(jìn)行驗證，對技術(shù)可行性進(jìn)行調(diào)查，快速找準(zhǔn)潛在合作者，建立交叉許可技術(shù)聯(lián)盟;密切跟蹤競爭者，避免專利侵權(quán)及訴訟的發(fā)生[4]。

對于國家制定科技政策而言，需要通過專利預(yù)警平臺保護(hù)我國的農(nóng)作物產(chǎn)業(yè)，避免一些專利戰(zhàn)爭的發(fā)生。有些跨國公司在其產(chǎn)品進(jìn)入中國市場之前首先到我國搶注專利，形成專利包圍圈，即所謂的“專利圈地”;或者有意放任國內(nèi)某些企業(yè)使用其知識產(chǎn)權(quán)，一旦這些企業(yè)發(fā)展起來，跨國公司就依法提起訴訟，高額索賠。因此，從國家層面來講，要加強(qiáng)專利預(yù)警平臺建設(shè)，發(fā)現(xiàn)重要產(chǎn)業(yè)專利缺失的預(yù)警警報，通過立法和政策手段，積極主動創(chuàng)新技術(shù)，掌握自主知識產(chǎn)權(quán)，這樣才能掌握技術(shù)市場的話語權(quán)，徹底改變簡單加工、浪費(fèi)資源的增長模式，最終建設(shè)成為創(chuàng)新型國家。

水稻和棉花作為我國主要的糧食作物和經(jīng)濟(jì)作物，在世界及我國國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。同時兩者也是農(nóng)業(yè)技術(shù)的重要研究對象和知識產(chǎn)權(quán)布局重點。下面對二者的基因?qū)＠A(yù)警平臺的構(gòu)建進(jìn)行初步探討。分析的數(shù)據(jù)來自中國國知局、美國專利局、歐專局和WIPO的近20年的公開專利數(shù)據(jù)，檢索的關(guān)鍵詞為稻（Rice or paddy ORPaddy rice OR Oryza sativa OR Oryza AND seq）和棉花（Cotton OR Gossypium hirsutum AND seq），檢索區(qū)域為專利文獻(xiàn)的獨(dú)立權(quán)利要求。

2 稻相關(guān)基因?qū)＠A(yù)警平臺的構(gòu)建

專利數(shù)量最多的年份是2011年，達(dá)到峰值53件，這一年由于浙江大學(xué)有48件稻基因技術(shù)的專利申請，所以呈現(xiàn)突然性的增高;發(fā)明人最多的年份是2013年（圖1）。

目前，稻基因技術(shù)領(lǐng)域的專利件數(shù)和發(fā)明人數(shù)趨勢是：總體上呈逐步發(fā)展趨勢，稻基因技術(shù)的發(fā)展正處于蓬勃發(fā)展時期。隨著稻基因組的進(jìn)一步研究，基因功能得到鑒定，稻的基因?qū)＠麜懈嘣鲩L。2017年后的專利申請由于存在18個月的公開期限，或由于PCT申請還未進(jìn)入國家階段，所以不能完全反映當(dāng)年的專利申請數(shù)量，專利動向圖在2017年后的走向比較可靠。

本技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠疃嗟膰一虻貐^(qū)為中國，共有239件專利，占43.45%;其次是美國，為142件專利，占25.82%;PCT申請有113件專利，占20.55%;歐洲專利有56件，占10.18%。表明在稻基因工程技術(shù)中，中國和美國擁有的專利申請最多（圖2）。

從公司或研究機(jī)構(gòu)稻相關(guān)相對研發(fā)能力比較分析圖可以看出，在該技術(shù)領(lǐng)域，專利擁有數(shù)量在前5名的公司依次為浙江大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、National Insitute of Agrobiological Sciences、Monsanto Company、SYNGENTA LTD。中國的稻基因?qū)＠饕性诳蒲性核痛髮W(xué)中，其中浙江大學(xué)由于2011年有48項申請而排在第一位，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)在國內(nèi)申請人中位列第二。而國外申請人則是科研機(jī)構(gòu)和公司并重，日本National Institute Of Agrobiological Sciences的申請量位居第三，美國的孟山都公司（Monsanto Technology）排在第四位，瑞士先正達(dá)公司（SYNGENTA LTD）位于第五位。孟山都公司和先正達(dá)公司擁有較多的基本專利，在世界種植業(yè)市場占有很大比例。我國雖然專利數(shù)量占優(yōu)，但是還未形成產(chǎn)業(yè)化優(yōu)勢，這個問題值得人們研究。

美國是世界上最早研發(fā)轉(zhuǎn)基因水稻的國家，1977年就有專利申請，1984年開始大量增長。中國是1985年開始有專利申請，隨后數(shù)量迅速增加，1997年以后，申請量直線上升。中國在水稻領(lǐng)域的技術(shù)處于世界先進(jìn)水平。

外國公司稻相關(guān)基因?qū)＠M(jìn)入中國的很少，相對來說，日本偏多。日本公司進(jìn)入中國的專利內(nèi)容偏向于轉(zhuǎn)座子、啟動子、抗鹽、雄性不育、改善品質(zhì)等方面。

在公開的專利中，浙江大學(xué)公司的C部專利最多，占所有類別專利數(shù)量總和的17.87%。浙江大學(xué)主要研究抗白葉枯病、細(xì)菌性條斑病等細(xì)菌性病害基因抗菌肽、抗稻瘟病和紋枯病真菌性病害基因，也在花色等與生理生長有關(guān)基因領(lǐng)域進(jìn)行研究。華中農(nóng)大在抗性上如抗病、抗干旱、抗鹽，抗凍、抗蟲上有較多專利申請;通過改善水稻株型從而達(dá)到豐產(chǎn)方面也有較多專利申請;在抗病上主要研究抗白葉枯病、稻瘟病、細(xì)菌性條斑病、胡麻葉斑病等（圖3）。

稻基因技術(shù)專利主要集中在利用基因工程技術(shù)導(dǎo)入外源基因方面。這些外源基因的技術(shù)要素中占比最大的是導(dǎo)入品質(zhì)性狀改良基因，主要包括在C12N15/29小組中;其次是藥用蛋白、抗體、疫苗等基因，如生理生長（花色、激素以及矮化等）有關(guān)基因，不育相關(guān)基因、花粉特異表達(dá)不育基因，特異性啟動子、轉(zhuǎn)錄因子等基因，這些主要包含在C12N15/52、C12N9/00、C12N15/53、C12N15/53、C07K14/00、C07K14/415、C12N5/04、C12N15/63等中;最后是導(dǎo)入抗病性狀基因，如C12N15/31等，還有一些是抗除草劑基因、導(dǎo)入抗逆基因、導(dǎo)入抗蟲基因、導(dǎo)入豐產(chǎn)性狀改良基因的專利。從導(dǎo)入外源基因的技術(shù)發(fā)展方向上可以確定今后轉(zhuǎn)基因水稻專利技術(shù)的重點，根據(jù)轉(zhuǎn)基因水稻生產(chǎn)的實際應(yīng)用情況以及轉(zhuǎn)基因水稻技術(shù)發(fā)展趨勢，可確認(rèn)轉(zhuǎn)基因水稻的核心技術(shù)是導(dǎo)入提高品質(zhì)、數(shù)量形狀基因、抗除草劑基因和抗蟲、抗病基因的技術(shù)（圖4）。

相應(yīng)的導(dǎo)入外源基因方法專利中涉及的最常用的技術(shù)方法集中在載體介導(dǎo)轉(zhuǎn)化的農(nóng)桿菌介導(dǎo)法方面，這些專利包括在C12N15/09、C12N15/00等中。還有一些專利是涉及通過組織培養(yǎng)技術(shù)的植物再生/改良基因型過程的方法或植物細(xì)胞和組織，如A01H1/00、C12N5/04。

比較美國和中國的專利，從技術(shù)要素上來看，美國研發(fā)力量主要集中于抗病、蟲、抗除草劑基因和品質(zhì)形狀改良基因，在抗逆基因技術(shù)上發(fā)展不快。但是在花色等與生理生長有關(guān)基因，藥用蛋白、抗體等基因，特異性啟動子、轉(zhuǎn)錄因子等，不育基因、花粉特異表達(dá)不育四個方面有較多專利。中國的研發(fā)力量主要集中在抗病、抗蟲、抗逆基因和豐產(chǎn)形狀改良上，抗除草劑專利非常少。在花色等與生理生長有關(guān)基因、藥用蛋白、抗體等基因，特異性啟動子、轉(zhuǎn)錄因子等，不育基因，花粉特異表達(dá)不育方面也有較多專利。還有極少的減少水稻植株對氮的利用的專利。在抗性上有抗病、蟲、鹽、高溫、低溫、干旱、鋁毒等，還有耐低水平微量元素如磷營養(yǎng)的專利。豐產(chǎn)性狀改良上有通過改善水稻株型實現(xiàn)高產(chǎn)的目的，如改良水稻分蘗角度、葉片卷曲及葉傾角大小、分蘗或分枝的數(shù)量等等。

3 棉花相關(guān)基因?qū)＠A(yù)警平臺

棉花相關(guān)基因?qū)＠麛?shù)量最多的年份是2011年，2014年與2011年的數(shù)量十分接近;發(fā)明人最多的年份是2014年，其次是2011年。從專利歷年分布圖可以看到，目前該項技術(shù)領(lǐng)域的專利趨勢呈現(xiàn)出周期性的特點，專利數(shù)量在2011—2016年呈現(xiàn)出1個高峰，2017—2019年相對處于低谷，可見棉花專利的申請量變化還是呈現(xiàn)出一定的周期性特征（圖略）。

在棉花專利技術(shù)領(lǐng)域，申請量最多的是美國，共有54件專利，占36.73%;其次是PCT程序的專利，共計52件，占35.37%;中國共有33件專利，占22.45%。在棉花基因技術(shù)專利數(shù)量方面，中國與國外相差不大，但是要注意對外國大公司的基本專利實施專利防御戰(zhàn)略（圖略）。

在該技術(shù)領(lǐng)域，專利擁有數(shù)量在前5名的公司依次為：Monsanto Company、Syngenta Participations AG、E.I.du Pont de Nemours and Company、Bayer Bioscience N.V.、Texas Tech University。國外在棉花研究領(lǐng)域多為企業(yè)和公司，中國都是科研院所和學(xué)校，排名第一、第三和第五的均是美國公司和學(xué)校。排名第一位的孟山都公司（Monsanto Company）是一家在業(yè)界有名的農(nóng)業(yè)公司，主要業(yè)務(wù)范圍包括種子和基因研究、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力研究。種子和基因研究是孟山都全球種子和生物技術(shù)業(yè)務(wù)，包括了生物技術(shù)、育種和基因研究的基因技術(shù)平臺，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力是由植保產(chǎn)品、家用草坪和園藝除草劑和畜牧業(yè)產(chǎn)品組成。孟山都在中國的產(chǎn)品主要有迪卡系列玉米、保鈴棉、迪卡系列向日葵、農(nóng)達(dá)除草劑等。根據(jù)綠色和平的調(diào)查，當(dāng)前世界上絕大多數(shù)轉(zhuǎn)基因作物研發(fā)的相關(guān)技術(shù)都已經(jīng)被孟山都等少數(shù)公司控制，而且這些生物巨頭已經(jīng)通過專利技術(shù)和國際公約攻陷了一些國家的糧食控制權(quán)[5]?，F(xiàn)在阿根廷國內(nèi)種植的大豆，99%以上是孟山都公司的轉(zhuǎn)基因大豆。阿根廷的農(nóng)民不僅要為這些轉(zhuǎn)基因大豆付出額外的費(fèi)用，還可能陷入法律訴訟的泥沼。孟山都公司實際上已經(jīng)壟斷了阿根廷的大豆市場和大豆種子的銷售，從中獲取了巨額利潤。我國一定要注重對棉花基因技術(shù)的二次開發(fā)，圍堵這些大公司的專利進(jìn)攻，盡量形成交叉許可，維護(hù)國家權(quán)益。此外，其棉花領(lǐng)域最早的專利申請時間是1992年，研發(fā)時間近20年。

排名第二的瑞士先正達(dá)公司（Syngenta Participations AG）也是全球最大的農(nóng)業(yè)科技公司之一，總部設(shè)于瑞士巴塞爾，2000年由世界著名的瑞士諾華農(nóng)業(yè)公司和英國捷利康農(nóng)化公司合并而成，主要包括農(nóng)作物保護(hù)和種子營銷兩部分，其最早的棉花專利申請時間是1999年，研發(fā)時間超過10年。

世界排名前三的種子公司（孟山都、杜邦、先正達(dá)）的棉花專利申請數(shù)量也都位于前三的位置，可以看出，這些公司均對專利相當(dāng)重視，也都有相應(yīng)的專利戰(zhàn)略來支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

外國公司專利進(jìn)入中國的很少，孟山都公司和先正達(dá)公司申請的都是關(guān)于抗蟲的專利。

我國應(yīng)多關(guān)注上述五家公司的研究動態(tài)，密切跟蹤他們發(fā)表的論文或文章。

從圖5中分析的專利所屬IPC分類可看出：該領(lǐng)域?qū)＠饕性贑分類中。孟山都公司的專利內(nèi)容多與改善棉花的纖維品質(zhì)有關(guān)，也有抗蟲、耐除草劑的基因?qū)＠?。瑞士先正達(dá)公司的專利內(nèi)容也多為改善棉纖維品質(zhì)及啟動子方面。中國的專利內(nèi)容偏向于基因和該基因的抗性功能如抗氧化、防早衰、抗厭氧、抗病蟲害等，以及啟動子的研究。從中可以看出，未來棉花的研究可能集中于改善棉纖維品質(zhì)、抗性方面（圖5）。

4 稻和棉花基因?qū)＠A(yù)警平臺的啟示

4.1 重視物種多樣性資源的利用

我國的生物多樣性舉世矚目，對應(yīng)的基因資源也十分豐富。但是，近年來國外對我國基因資源的剽竊已經(jīng)對生物產(chǎn)業(yè)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)帶來了巨大的挑戰(zhàn)，給我國生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。例如，美國孟山都公司違背了知情同意的準(zhǔn)則，利用我國野生大豆品種，從美國農(nóng)業(yè)部（USDA）種質(zhì)庫里獲得中國野生大豆種質(zhì)材料PI407305，并運(yùn)用分子生物技術(shù)進(jìn)行檢測和分析研究，發(fā)現(xiàn)了與控制大豆高產(chǎn)性狀密切相關(guān)的基因。1998年10月1日，孟山都公司向美國專利局提交了一項名為“高產(chǎn)大豆及其栽培和檢測方法”的專利申請，該申請共含有64項權(quán)利要求，申請范圍涵蓋了所有含有這些標(biāo)記基因的大豆及其后代，具有相關(guān)高產(chǎn)性狀的育種方法及所有引入該標(biāo)記基因的作物。該專利大多數(shù)權(quán)利要求獲得批準(zhǔn)授權(quán)，這意味著孟山都公司對使用這種標(biāo)記基因的所有大豆的研究生產(chǎn)具有專利壟斷權(quán)，將對中國的大豆研究和生產(chǎn)造成巨大的侵害[6]。

這些事實提醒人們要加緊對我國特有的生物基因資源進(jìn)行保護(hù)和研究，發(fā)現(xiàn)其中有市場價值的基因及功能并申請專利，加緊相關(guān)配套法規(guī)特別是專利法的完善，使我國的特有生物資源轉(zhuǎn)變成知識產(chǎn)權(quán)戰(zhàn)略上的堅固城池，促進(jìn)這些基因?qū)＠夹g(shù)的產(chǎn)業(yè)化，使其發(fā)揮應(yīng)有的市場價值，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展。

4.2 農(nóng)作物基因?qū)＠氐臉?gòu)建

構(gòu)建我國特有的基因及功能專利的專利池是，促進(jìn)農(nóng)業(yè)基因技術(shù)快速發(fā)展的重要手段。例如，農(nóng)業(yè)生物技術(shù)領(lǐng)域的金水稻事件是人們對基因?qū)＠械膶＠麉玻╬atent thickets，指研發(fā)中不同的權(quán)利人對同一專利產(chǎn)品各自擁有獨(dú)立的專利權(quán)，而這些專利權(quán)間存在復(fù)雜的嵌套和許可問題，從而加大了產(chǎn)品研發(fā)的難度，降低了專利成果的利用率）現(xiàn)象進(jìn)行協(xié)商，從而提供專利池這種保護(hù)模式的、富有啟發(fā)意義的案例。經(jīng)過了遺傳學(xué)修飾，使之呈黃色，因此該基因工程改造的水稻被稱為金水稻。Potrykus想將金水稻的遺傳學(xué)材料轉(zhuǎn)移到發(fā)展中國家進(jìn)行進(jìn)一步培育，進(jìn)而將該性狀導(dǎo)入這些發(fā)展中國家消費(fèi)的本土品種中。但是，金水稻所包含的70個專利分別屬于32個不同的公司和大學(xué)，為了實現(xiàn)對這些專利的應(yīng)用，Potrykus經(jīng)過與69個關(guān)鍵專利持有者的洽談，達(dá)成了一項協(xié)議，允許Potrykus在發(fā)展中國家免費(fèi)轉(zhuǎn)讓許可權(quán)，并有權(quán)進(jìn)行子許可。他們自發(fā)建立了一個人道主義委員會來協(xié)助金水稻相關(guān)的管理和決策。到目前為止，Potrykus公司已經(jīng)向亞洲發(fā)展中國家的有關(guān)機(jī)構(gòu)授予了大約20個主要專利許可。金水稻案例證明：在私營和公共組織的合作下，可以以單個專利許可的形式建立一種非營利的、人道主義的專利池來應(yīng)對專利叢問題，有效促進(jìn)農(nóng)作物基因?qū)＠漠a(chǎn)業(yè)化發(fā)展[7]。

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責(zé)任編輯：黃艷飛