基因编辑育种技术在植物中的应用对于农业科技行业来说是又一里程碑式的演进，其中基因编辑食品及饲料作物的商业开发潜质，使我们看到了在食品与饲料原料端的新机遇，这对于世界不断增长的人口来说是意义重大的。但同样不可忽视的是，植物基因编辑育种技术在能源、材料、医药等方面的商业潜质以及给生活与生产带来改变也在逐渐显现。
植物基因编辑育种技术在不同的应用中沿着相应的路径影响着生活与生产
■ 基因编辑育种主要是通过可再生生物燃料的生产来在能源创新方面“发光发热”。生物燃料是化石燃料的替代品，是未来减少温室气体排放和遏制气候变化影响的关键。基因编辑技术能够使植物生产的脂肪、酒精和糖等可再生生物燃料原料打造更充分更可持续的供给源。
■在园艺应用上，园艺作物被认为包括种植用于审美享受的花卉和观赏植物，而不断开发具有多样性与可取性性状的遗传资源则被视为基因编辑育种用于改良园艺产品的重要价值导向。
■ 在新材料应用上，环境的可持续性更直接地促使基因编辑技术对塑料、纺织以及纤维等传统材料产业进行改造升级。尽管大多材料生产离不开石化原料，但高污染、高能耗、高排放等问题的解决却也势在必行。而基因编辑育种则为植物生产材料逐步替代传统化工材料提供了更绿色更可持续的解决方案。
■ 由于缺乏全基因组以及合适的转化和再生策略，很少有药用植物使用 CRISPR/Cas 基因组工具进行编辑。但近年来可以看到一些植物次生代谢途径（如生物碱、萜类化合物、黄酮类化合物、酚类、皂苷等）已采用基因编辑技术通过敲除、敲入、点突变、基因表达微调和靶向诱变进行工程改造，促进药品和保健品等的原料生产，进一步扩展了植物基因编辑育种的应用场景。
继食品与饲料之后，植物基因编辑育种在能源上的应用更受国外企业关注
在上图所示能源、新材料等多个应用方向上，目前共统计来自于美国、阿根廷、以色列等国家的植物基因编辑育种企业产品管线约有40余条，其中涉及能源应用的产品管线数量最多，占国外企业产品管线约23.6%，其次是新材料、林木和医药，分别占比15.0%、12.6%和8.7%。
以下是对多个应用方向产品管线具体信息的汇总：
抗逆同样是能源、新材料与园艺应用的改良重点，而医药应用更关注药用植物中的组成改良
在能源应用方向上，国外植物基因编辑育种的商业应用主要选择对亚麻荠、油菜以及大豆三种油料植物，在组成成分、真菌抗性以及产量性状上进行改良。且对几种作物在除草剂以及真菌的抗性进行增强的产品管线尤其多。
在新材料应用方向上，抗逆性状仍然是关键的改良性状，其中，我们留意到，国外企业研发人员正在开发干旱与寒冷耐受性增强的黄杨、红杉树等林木，未来将面向木质素基纤维材料、纺织品以及纸业等细分市场。另一方面，大麻、亚麻荠以及玉米等物种也被利用基因编辑技术开发其作为新材料原料的潜力，例如通过提升植物纤维的质量与产量，大麻可被用于植物基原料织物的生产；亚麻荠除了能够应用于能源方面以外，通过提升PHA含量，其还能作为一次性塑料的原料来源等等。
在医药应用方向上，大麻是植物基因编辑育种中最主要的药用植物。医用大麻市场现存的挑战在于大麻植物的品质不稳定以及大麻中活性化合物含量低的问题，品质性状当中的组成改良也就成为了植物基因编辑育种医药方向上的改良关键，可以看到目前国外已有像Canonic、PlantArcBio等企业利用基因编辑技术对大麻中的CBG、CBC等物质含量进行改良。
而在产品管线较少的园艺应用方向，主要是针对如火炬松等的观赏性树木在耐寒耐旱等抗逆性状中做出改良。
相比于能源、新材料与园艺应用，医药产品管线的发展进程相对走得更远
在各应用方向产品管线的发展阶段方面，能源和新材料当中的大部分产品管线目前尚处于前期研发阶段，同时存在小部分的产品管线目前已经在商业化的筹备过程当中；医药方面预商业化阶段的产品管线比重达81.8%，相对而言商业化进程相对走得更前；而园艺应用方向上的产品管线则基本处于前期研发阶段。
品种授权是能源与新材料应用主要的商业模式，医药产品管线则更多走向终端产品销售
在商业化路径的选择方面，能源、新材料以及园艺应用方向的产品管线大多数选择品种授权的商业模式。而在药用大麻占主导的医药应用方向，在部分主要国家医用大麻合法化的助推下，更多的企业选择深入大麻素相关药物产品的生产，以望开拓正在迅速增长的全球医用大麻药物市场。
综合以上，能源、新材料以及园艺是产品管线数量相对更多的应用方向，在改良性状的侧重上，三类应用均关注抗逆方面的性状改良，包括干旱、寒冷等非生物应激耐受性状，线虫、真菌等生物应激耐受性状，以及对于除草剂耐受性状。同时，三类应用在发展进程与商业模式的选择上也趋同，产品管线多数处于前期研发阶段，以及都倾向于选择品种授权推进商业落地。
相对特殊的医药应用产品管线，无论是在性状、发展阶段亦或是商业模式上都与其他应用存在不同。医药应用产品管线的开发者在品质类的性状上做出更多的研发，而受部分主要国家在政策等层面变革的影响，企业更多选择进行终端产品的生产销售，总体而言，医药应用的产品管线发展阶段也走得更前，多进入预商业化阶段。
数据来源说明：
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，欢迎大家的指正与补充。
