纵观食品产业链条,现有食品系统与不断变化消费者需求之间的不对称性愈发凸显,从育种到种植到加工再到零售最后到消费者手中,各环节脱节十分严重,目前行业里的大部分玩家甚至还停留在「低质量竞争」状态,被低效益的行业“内卷”所裹挟。
而创建一个反应更灵敏、更健康的食品系统,需要一个整合的模型来实现“从一开始就更好”的理念,其中的核心与关键就在于“种子的创新”,以”消费趋势与种子相联动“作为这样一个食品系统的基础,从源头创新实现产业价值链的跨越。
具象来说,即是解决“如何利用种子创新为供应链与消费者提供价值?”的问题。利用种子的遗传多样性,比如提高蛋白质含量,提高风味水平,便于机械化流程,实现用更少的农药获得更好的营养来源等。
知耕坚信,源头的创新必定会成为未来整个农业食品、科技产业新动能增加的爆发点,而基因编辑就是一个极佳的切入点。本期将针对基因编辑如何变革食品原料创新与大家分享国外部分食品应用方向产品管线的研发布局。
数据说明
知耕对相关数据信息可获取的共计20余家国外植物基因编辑育种应用方向企业进行跟踪研究,基于各个企业的招股说明书、商业计划书、企业年报、官网等公开信息和调研访谈等渠道,创建了关于植物基因编辑育种的应用产品管线数据库,对各产品管线具体信息进行集成与梳理。需要说明,相关数据信息来源于企业自愿公开资源,但企业出于对自身商业利益的保护,会选择不对某些产品管线细节进行公开披露,因此本篇内容难免会存在一些数据缺口,欢迎知耕朋友们的指正与补充。
食品应用是国外植物基因编辑育种产业的重头戏
知耕在针对国外食品原料创新的产品管线研究当中,共统计来自于美国、阿根廷、以色列、日本等国家的植物基因编辑企业产品管线将近120余条,其中涉及食品应用方向的产品管线就有90余条,所占比重达73.2%。
以下是这90余条食品应用方向产品管线的具体信息汇总:
注:表格信息由知耕根据公开资料整理,由于篇幅限制,更多食品方向管线信息可前往公众号后台获取
改良性状与人类营养健康和环境可持续问题紧密联系
■ 植物基因编辑性状分类说明
■ 品质性状改良备受国外植物基因编辑育种企业关注
据所统计国外食品应用方向产品管线的信息显示,对品质性状(组成改良、颜色/风味/外观改良、储藏性能等)进行改良的产品管线所占比重最大,达39.5%,其次是对抗逆性状(生物应激耐受、非生物应激耐受和除草剂耐受)进行改良的产品管线,占比37.8%,品质和抗逆这两大类性状的改良占据国外食品应用方向产品管线的将近80%。其余20%左右的食品产品管线,主要是对产量、繁殖工具(生殖/开花特性)、以及其他性状的改良,其中产量性状产品管线占比相对较大,占13.4%,其他性状当中主要是对氮利用以及工业利益相关性状的改良,如促进水稻对氮的吸收以及增加咖啡作物的溶解度等。
■ 品质性状改良更多地对组成成分进行改良,改良物质多样性丰富,储藏性能、颜色/风味/外观方面的改良也有较多布局
品质性状改良是国外食品应用方向产品管线布局最多的一大类性状,依据对不同层级性状的定义划分,我们将品质性状拆解为组成改良、储藏性能、颜色/风味/外观改良以及其他性状。其中组成成分改良迎合了人们对于食物营养需求的不断升级,受到了众多国外食品方向相关植物基因编辑育种企业的关注。通过对数据进行统计,我们发现,对植物组成成分的改良占据品质性状的改良超过60%,占据了国外总体食品产品管线超过四分之一。另外,约有35%的食品产品管线是选择对植物的储藏性能、颜色/风味/外观等进行改良。
组成改良是为提高食品更高的质量或更好的工业用途而修改的物质含量,在这里我们对组成改良这一类性状做了更深入的解析,总体而言,组成成分对于物质含量的修改主要分为迎合终端应用场景需求的有益物质的增加,例如增加亚麻荠当中有益于人体健康的Omega-3的含量,另外是对未迎合消费需求/加工便利等目的的不利物质的减少,相对而言产品管线不多,占组成改良产品管线的五分之一,如减少木薯当中可能造成慢性中毒的氰苷的含量。
在增加物质含量的队列当中,主要有蛋白质、脂类、维生素、淀粉和膳食纤维等,其中与人体营养强化紧密相关的蛋白质与脂类物质含量的增加尤其受到国外企业的追捧,此外,其他的还包括GABA和8-戊烯酰柚皮素等有益物质含量也吸引部分企业布局。而在减少物质含量的队列当中,国外现已有对尼古丁、萜烯、丙烯酰胺、木质素、植酸、咖啡因等物质含量进行改良的产品管线,其他减少组成含量的管线还以便利加工流程为导向,例如去除樱桃当中的果核以减少加工步骤。
■ 传播范围广、危害性强的植物生物胁迫性状以及对于除草剂耐受相关性状受到国外基因编辑育种企业的关注
作物抗逆性状直接影响与生产作物相关的产量和成本,目前正在研发与商业化进程当中的植物基因编辑抗逆性状产品管线可以划分为生物应激耐受性状、非生物应激耐受性状与除草剂耐受性状,其中生物应激耐受性状与除草剂应激耐受性状产品管线占据比重大致均等,而非生物应激耐受性状的产品管线则相对较少,占比24.1%。
生物应激耐受性状是指植物对来自于生物的胁迫所具备的抵抗力,如线虫、真菌、细菌、病毒等生物体。在统计当中,国外企业在这一类性状的改良中更多针对植物对于线虫与真菌的抵抗能力进行改良,且更多集中于对各种真菌的抵抗力,例如减少因尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense.)引起的“香蕉艾滋”——巴拿马病,以及由其他真菌引起的大斑病、白粉病等等。
增强植物对于干旱环境的抵抗能力是目前国外的改良重点,在这一类性状占据非生物应激抗逆性状改良的管线超一半的比重。其他非生物应激耐受改良则是对气候气温胁迫抵抗力的改良。
除草剂应激耐受改良方面,国外已有对2类除草剂(咪唑啉酮(“IMI”)和磺酰脲(“SU”))、10类除草剂(草甘膦)、羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)等类型除草剂的耐受性改良进行布局,其中,我们了解到,羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)抑制类除草剂的抗性杂草较少,是由于HPPD基因的抗性进化缓慢。因而,采用基因编辑技术创制的抗HPPD抑制剂作物,将具有巨大的商业应用潜力。以色列PlantArcBio公司正在培育一种提升对HPPD除草剂耐受性的大豆品种,目前正处于预商业化阶段,预计在未来将通过品种授权的商业化路径将该品种推向中下游种业食品饲料能源等多个行业领域。
商业模式分析
依据不同企业对不同基因编辑育种产品管线培育生产加工深入程度不同,以及实现经济效益的方式差异,我们将国外企业主要的商业模式划分为三大类,分别是品种授权、原料销售以及终端产品销售。整体而言,国外对于三种商业模式的选择,涉及品种授权的产品管线占据比例最大,达62.4%,其次是原料销售与终端产品销售,分别占比36.6%和21.5%。
■ 国外企业产品管线商业化进程动态考量模式的选取与结合
在统计范围内的企业并不完全是框定某种模式即进行商业推进,而是动态考量多方面因素,灵活调整采取一种或结合多种商业模式来实现商业化,也就是说,随着产品与自身发展的演进,企业会逐步对产品管线进行由研发到终端的产业链纵深整合。
在众多的考量因素当中,我们认为,这样的经营策略与企业自身的发展阶段存在联系。对于植物基因编辑初创企业来说,维持生存是首先需要考虑的,而到了需要开发更多利益增量的成长阶段,则会逐步将管线向下游产业延伸,以追求利润规模的扩张。
此外,融资能力也将影响企业对商业模式的选择。基因编辑育种作为一个资金与技术密集型行业,对于效益产出尚不显著,融资能力尚不充分的初创企业而言,技术为基础的平台、品种授权等商业路径将会是更合理的选择。而资本环境良好,融资能力较强的企业,如Calyxt,22nd Century Group等企业则有条件实现技术授权服务以及生产应用不同模式的融合并行。
在所统计产品管线中,有71%的产品管线以单一模式推进商业化,其中大部分选择以品种授权的方式实现,导致这一现象的原因可能与植物基因编辑行业新兴,企业多为初创阶段企业有关。
■ 不同商业模式对于改良性状的选择有所不同
在对企业商业模式进行调查的过程当中我们发现,不同的企业商业模式对于不同性状的选择会有所侧重。
在终端产品销售以及原料销售的商业模式下,往往以对植物进行组成改良的产品管线居多,均占据超过60%的比重。相对而言抗逆与产量性状在这两类商业模式线下则会偏少,占比不超过10%。而在品种授权类的商业模式下,情况则有所不同,这一模式下,对产量性状、三类抗逆性状以及组成改良性状进行改良的产品管线各自占比相对均衡。
迎合市场与环境需求的细分领域热度不断延续
植物基因编辑在食品行业更细分领域的应用方面,我们发现植物基蛋白、食用油以及生鲜蔬果是目前国外的热门领域,比重分别为47%,37%以及16%,且目前这些热度不断的食品细分赛道均同样让我们看到当前减少农业资源的使用以维持环境可持续,满足人类所需的营养与健康需求的大趋势所在。
到2029年,农业食品市场体量将达到5万亿美元,而肉类替代品市场的价值预计将以26%的年复合增长率增长,达到1400亿美元;而到2030年,全球消费者对生鲜,尤其是蔬果类的消费预计将达到5万亿欧元......,各领域市场规模的不断增长驱动着来自市场的需求成为植物基因编辑产品管线布局的关键,知耕认为,企业在确定选品的过程中,应当明晰当前市场痛点与深层次的需求,专注于解决消费者刚需。而另一方面对于环境可持续的需求也影响着对于改良性状的选择,从而影响整体管线格局。而商业化模式的选择不仅应与企业的发展阶段、融资能力等关键因素相适配,改良性状、目标市场等因素差异也对模式的选择产生影响。
往期链接
知耕快报 |胍水解酶;线粒体碱基编辑器;动物细胞无血清培养基;禾元生物获5.56亿元Pre-IPO轮融资;印度农业基因编辑裁决
知耕快报 | 基于温度时空控制的无细胞合成;国产基因编辑工具获美国专利授权;倍谙基获2亿元B++轮融资
知耕快报 | CRISPR-CasX结构改造;抗菌肽数据库;茅台宣布进入种业;植物源乙烯和丙烯计划;齐禾生科获逾亿元种子轮融资
知耕快报 | 无外源DNA基因编辑克隆猪;丰乐种业拟控股天豫兴禾;态创生物获过亿美元A+轮融资;英国基因编辑技术监管新进展