農業作物稻和棉花基因專利預警平臺構建初探

董博 張陸軍 孔謙 許昌有 李健 魏文康

摘要 專利預警屬于利用專利預警平臺實現對風險的檢測、識別、診斷和評價的風險管理。本論文收集了中國、美國、歐洲專利局以及WIPO專利數據庫中稻和棉花的基因專利，利用著錄項和技術項等進行組合，繪制專利地圖。通過對專利地圖的對比、分析和研究，做出預測和判斷，從而得到可利用的技術水平、動態、發展趨勢等情報，為行業制定經營戰略、專利戰略、選定開發目標等服務，也為政府相關主管部門提供決策依據。

關鍵詞 農業作物稻;棉花基因;專利預警

中圖分類號：D9 文獻標識碼：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 專利預警、預警平臺、預警戰略及意義

狹義的專利預警是指企業在產品“走出去”的過程中評估專利侵權風險并采取防范措施，盡可能降低侵權訴訟可能性的機制。廣義的專利預警是指企業在生產、經營全過程中進行專利情報分析，提前對專利風險進行警示和主動防范的機制。后者的含義不光包括產品進出口和參展的過程中降低法律風險性，而且還滲透了上游的研發過程和企業的資本運作中。研發過程中的專利預警措施包括創新路線的選擇、涉嫌侵權方案的規避、高質量專利申請文件的撰寫等，資本運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整合等[1]。

相應的專利預警平臺或稱為專利預警平臺系統，是指企業在研發時設立數據庫，了解同一領域、不同國家和地區的專利申請狀況，通過多項專利指標布圖，判斷競爭對手（國家或公司）在某一技術領域的專利件數比例，專利技術的類型，專利技術發展的側重和趨勢，繪制成圖表，不僅可以了解同業者的發展方向，避免重合，同時還可在同業者現有專利基礎上進行改進，形成自己的專利產品，從而迅速搶占一些專利空白地帶[2]。

而專利預警戰略是指利用專利預警平臺實現對風險的檢測、識別、診斷和評價，企業的預控對策人員根據預警分析的信息，組織準備制度標準規章，對危機進行日常監控和提出對策。本質上專利預警戰略是企業風險管理的一種。專利預警最大的特點在于它的指引作用，通過搜集、整理、加工數據庫中的專利信息，將專利信息的相關著錄項目，如申請日、發明人、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動態、發展趨勢的對比等重要信息，為日后的專利工作提供指引，如為企業進行特定領域的專利研發、國家制定專利戰略、停止對某些過時的專利技術的研發、避開外國的強勢領域、開發從屬專利等，都具有重要意義[3]。

對于農作物產業而言，通過對專利預警平臺的解讀，可以發現各種專利戰略布局中一切可能的空白點，加緊研發，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域，占據壟斷地位。此外，還可以對大型研發項目的合理性進行驗證，對技術可行性進行調查，快速找準潛在合作者，建立交叉許可技術聯盟;密切跟蹤競爭者，避免專利侵權及訴訟的發生[4]。

對于國家制定科技政策而言，需要通過專利預警平臺保護我國的農作物產業，避免一些專利戰爭的發生。有些跨國公司在其產品進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”;或者有意放任國內某些企業使用其知識產權，一旦這些企業發展起來，跨國公司就依法提起訴訟，高額索賠。因此，從國家層面來講，要加強專利預警平臺建設，發現重要產業專利缺失的預警警報，通過立法和政策手段，積極主動創新技術，掌握自主知識產權，這樣才能掌握技術市場的話語權，徹底改變簡單加工、浪費資源的增長模式，最終建設成為創新型國家。

水稻和棉花作為我國主要的糧食作物和經濟作物，在世界及我國國民經濟中占重要地位。同時兩者也是農業技術的重要研究對象和知識產權布局重點。下面對二者的基因專利預警平臺的構建進行初步探討。分析的數據來自中國國知局、美國專利局、歐專局和WIPO的近20年的公開專利數據，檢索的關鍵詞為稻（Rice or paddy ORPaddy rice OR Oryza sativa OR Oryza AND seq）和棉花（Cotton OR Gossypium hirsutum AND seq），檢索區域為專利文獻的獨立權利要求。

2 稻相關基因專利預警平臺的構建

專利數量最多的年份是2011年，達到峰值53件，這一年由于浙江大學有48件稻基因技術的專利申請，所以呈現突然性的增高;發明人最多的年份是2013年（圖1）。

目前，稻基因技術領域的專利件數和發明人數趨勢是：總體上呈逐步發展趨勢，稻基因技術的發展正處于蓬勃發展時期。隨著稻基因組的進一步研究，基因功能得到鑒定，稻的基因專利會有更多增長。2017年后的專利申請由于存在18個月的公開期限，或由于PCT申請還未進入國家階段，所以不能完全反映當年的專利申請數量，專利動向圖在2017年后的走向比較可靠。

本技術領域專利最多的國家或地區為中國，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中，中國和美國擁有的專利申請最多（圖2）。

從公司或研究機構稻相關相對研發能力比較分析圖可以看出，在該技術領域，專利擁有數量在前5名的公司依次為浙江大學、華中農業大學、National Insitute of Agrobiological Sciences、Monsanto Company、SYNGENTA LTD。中國的稻基因專利主要集中在科研院所和大學中，其中浙江大學由于2011年有48項申請而排在第一位，華中農業大學在國內申請人中位列第二。而國外申請人則是科研機構和公司并重，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，瑞士先正達公司（SYNGENTA LTD）位于第五位。孟山都公司和先正達公司擁有較多的基本專利，在世界種植業市場占有很大比例。我國雖然專利數量占優，但是還未形成產業化優勢，這個問題值得人們研究。

美國是世界上最早研發轉基因水稻的國家，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，隨后數量迅速增加，1997年以后，申請量直線上升。中國在水稻領域的技術處于世界先進水平。

外國公司稻相關基因專利進入中國的很少，相對來說，日本偏多。日本公司進入中國的專利內容偏向于轉座子、啟動子、抗鹽、雄性不育、改善品質等方面。

在公開的專利中，浙江大學公司的C部專利最多，占所有類別專利數量總和的17.87%。浙江大學主要研究抗白葉枯病、細菌性條斑病等細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基因領域進行研究。華中農大在抗性上如抗病、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到豐產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、細菌性條斑病、胡麻葉斑病等（圖3）。

稻基因技術專利主要集中在利用基因工程技術導入外源基因方面。這些外源基因的技術要素中占比最大的是導入品質性狀改良基因，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）有關基因，不育相關基因、花粉特異表達不育基因，特異性啟動子、轉錄因子等基因，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;最后是導入抗病性狀基因，如C12N15/31等，還有一些是抗除草劑基因、導入抗逆基因、導入抗蟲基因、導入豐產性狀改良基因的專利。從導入外源基因的技術發展方向上可以確定今后轉基因水稻專利技術的重點，根據轉基因水稻生產的實際應用情況以及轉基因水稻技術發展趨勢，可確認轉基因水稻的核心技術是導入提高品質、數量形狀基因、抗除草劑基因和抗蟲、抗病基因的技術（圖4）。

相應的導入外源基因方法專利中涉及的最常用的技術方法集中在載體介導轉化的農桿菌介導法方面，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技術的植物再生/改良基因型過程的方法或植物細胞和組織，如A01H1/00、C12N5/04。

比較美國和中國的專利，從技術要素上來看，美國研發力量主要集中于抗病、蟲、抗除草劑基因和品質形狀改良基因，在抗逆基因技術上發展不快。但是在花色等與生理生長有關基因，藥用蛋白、抗體等基因，特異性啟動子、轉錄因子等，不育基因、花粉特異表達不育四個方面有較多專利。中國的研發力量主要集中在抗病、抗蟲、抗逆基因和豐產形狀改良上，抗除草劑專利非常少。在花色等與生理生長有關基因、藥用蛋白、抗體等基因，特異性啟動子、轉錄因子等，不育基因，花粉特異表達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的專利。豐產性狀改良上有通過改善水稻株型實現高產的目的，如改良水稻分蘗角度、葉片卷曲及葉傾角大小、分蘗或分枝的數量等等。

3 棉花相關基因專利預警平臺

棉花相關基因專利數量最多的年份是2011年，2014年與2011年的數量十分接近;發明人最多的年份是2014年，其次是2011年。從專利歷年分布圖可以看到，目前該項技術領域的專利趨勢呈現出周期性的特點，專利數量在2011—2016年呈現出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出一定的周期性特征（圖略）。

在棉花專利技術領域，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%。在棉花基因技術專利數量方面，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略（圖略）。

在該技術領域，專利擁有數量在前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。國外在棉花研究領域多為企業和公司，中國都是科研院所和學校，排名第一、第三和第五的均是美國公司和學校。排名第一位的孟山都公司（Monsanto Company）是一家在業界有名的農業公司，主要業務范圍包括種子和基因研究、農業生產力研究。種子和基因研究是孟山都全球種子和生物技術業務，包括了生物技術、育種和基因研究的基因技術平臺，農業生產力是由植保產品、家用草坪和園藝除草劑和畜牧業產品組成。孟山都在中國的產品主要有迪卡系列玉米、保鈴棉、迪卡系列向日葵、農達除草劑等。根據綠色和平的調查，當前世界上絕大多數轉基因作物研發的相關技術都已經被孟山都等少數公司控制，而且這些生物巨頭已經通過專利技術和國際公約攻陷了一些國家的糧食控制權[5]?，F在阿根廷國內種植的大豆，99%以上是孟山都公司的轉基因大豆。阿根廷的農民不僅要為這些轉基因大豆付出額外的費用，還可能陷入法律訴訟的泥沼。孟山都公司實際上已經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的二次開發，圍堵這些大公司的專利進攻，盡量形成交叉許可，維護國家權益。此外，其棉花領域最早的專利申請時間是1992年，研發時間近20年。

排名第二的瑞士先正達公司（Syngenta Participations AG）也是全球最大的農業科技公司之一，總部設于瑞士巴塞爾，2000年由世界著名的瑞士諾華農業公司和英國捷利康農化公司合并而成，主要包括農作物保護和種子營銷兩部分，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）的棉花專利申請數量也都位于前三的位置，可以看出，這些公司均對專利相當重視，也都有相應的專利戰略來支撐產業發展。

外國公司專利進入中國的很少，孟山都公司和先正達公司申請的都是關于抗蟲的專利。

我國應多關注上述五家公司的研究動態，密切跟蹤他們發表的論文或文章。

從圖5中分析的專利所屬IPC分類可看出：該領域專利主要集中在C分類中。孟山都公司的專利內容多與改善棉花的纖維品質有關，也有抗蟲、耐除草劑的基因專利。瑞士先正達公司的專利內容也多為改善棉纖維品質及啟動子方面。中國的專利內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、抗性方面（圖5）。

4 稻和棉花基因專利預警平臺的啟示

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對生物產業知識產權保護帶來了巨大的挑戰，給我國生物產業的發展帶來了巨大的經濟損失。例如，美國孟山都公司違背了知情同意的準則，利用我國野生大豆品種，從美國農業部（USDA）種質庫里獲得中國野生大豆種質材料PI407305，并運用分子生物技術進行檢測和分析研究，發現了與控制大豆高產性狀密切相關的基因。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項權利要求，申請范圍涵蓋了所有含有這些標記基因的大豆及其后代，具有相關高產性狀的育種方法及所有引入該標記基因的作物。該專利大多數權利要求獲得批準授權，這意味著孟山都公司對使用這種標記基因的所有大豆的研究生產具有專利壟斷權，將對中國的大豆研究和生產造成巨大的侵害[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行保護和研究，發現其中有市場價值的基因及功能并申請專利，加緊相關配套法規特別是專利法的完善，使我國的特有生物資源轉變成知識產權戰略上的堅固城池，促進這些基因專利技術的產業化，使其發揮應有的市場價值，促進我國經濟社會的發展。

4.2 農作物基因專利池的構建

構建我國特有的基因及功能專利的專利池是，促進農業基因技術快速發展的重要手段。例如，農業生物技術領域的金水稻事件是人們對基因專利中的專利叢（patent thickets，指研發中不同的權利人對同一專利產品各自擁有獨立的專利權，而這些專利權間存在復雜的嵌套和許可問題，從而加大了產品研發的難度，降低了專利成果的利用率）現象進行協商，從而提供專利池這種保護模式的、富有啟發意義的案例。經過了遺傳學修飾，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材料轉移到發展中國家進行進一步培育，進而將該性狀導入這些發展中國家消費的本土品種中。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，為了實現對這些專利的應用，Potrykus經過與69個關鍵專利持有者的洽談，達成了一項協議，允許Potrykus在發展中國家免費轉讓許可權，并有權進行子許可。他們自發建立了一個人道主義委員會來協助金水稻相關的管理和決策。到目前為止，Potrykus公司已經向亞洲發展中國家的有關機構授予了大約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對專利叢問題，有效促進農作物基因專利的產業化發展[7]。

參考文獻

[1] 張勇.專利預警[M].北京：知識產權出版社，2015

[2] 李國春.中國企業專利預警系統的構建研究[D].天津：天津大學，2007.

[3] 裴韶光，劉建權，田剛領.新背景下企業實施知識產權戰略的幾點探討[J].經濟研究導刊，2011（14）：32–33.

[4] 周中林.中國農業龍頭企業技術創新戰略類型選擇探析[J].湖南農業大學學報（社會科學版），2007，8（3）：22–25.

[5] 王曉滸，陳小霞，劉曉斌.生物技術發明專利態勢分析[J].科學觀察，2008（2）：19–25.

[6] 曹然然.對中國農業植物品種權保護的法律思考[J].黑龍江八一農墾大學學報，2012（5）：89–92，103.

[7] 李升偉.專利池及其在遺傳學領域的應用[J].生物技術世界，2007（1）：67–70.

責任編輯：黃艷飛