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离职河北农科院后,他靠做分子育种获投数千万,客户含先正达、隆平高科等

史素云 05月23日 创业案例
将基因型分型的成本打下来。

数万年来,农作物经历了长时间的自然选择和无意识的人为选择,一直到19世纪末孟德尔理论的提出,才使杂交育种逐渐发展起来。过去的几十年杂交育种取得了显著成果,养活了日益增长的人口。

但是近年来传统育种模式遭遇瓶颈,遗传进展速度不断降低,亟需更高效的育种技术加速遗传进展,分子育种技术应运而生。

相对于传统育种,分子育种可以利用分子标记与决定目标性状基因紧密连锁的特点,通过检测分子标记,即可检测到目的基因的存在,达到选择目标性状的目的。利用分子育种,育种选择周期可以从原有的8-10年缩短至2-5年,通过对种子切片进行检测,能够筛选出需要淘汰的种子,从而减少90%的田间种植工作。

目前跨国种业公司已几乎全部使用分子育种,但我国头部种业公司分子育种使用比例仅有10%,中型公司该比例只有1%。

科研端,我国在畜牧和作物分子育种的基础研究领域取得了重大进展,突破了一系列重要科学问题和关键技术;技术端,高通量测序技术高速发展,测序成本以超摩尔定律的速度下降,使得分子育种技术具备了走向育种产业化应用的基础。

“很长一段时间以来,国内做科研的就是做科研,做育种的就是做育种,这两个并没有被很好地结合起来,分子育种一直都停留在实验室,即便是现在传统育种方式依旧是主流的育种方式。”据博瑞迪创始人张嘉楠介绍,育种是个“number game”,只有有足够规模的基础群体才能选出理想的个体,所以基因型分型的成本和通量问题一直是制约国内分子育种落地的关键。

博瑞迪成立于2017年,是一家专注于动植物分子检测和育种相关技术研发与应用的企业,主要提供高通量、低成本的精准基因型鉴定和分子检测技术服务。目前其通过自主研发与进口替代打通了现场采样、样本提取、基因型检测、数据分析、数据管理的全流程,并将基因型分型的成本降低了90%,成立以来其累计为国内350多个育种团队提供分子育种技术服务,包含隆平高科、先正达、海大集团等。

融资方面,2021年9月,博瑞迪获数千万人民币A轮投资,投资方为中信农业、允治资本。

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- 博瑞迪团队-

从基因型分型的问题切入

张嘉楠是学习生物技术出身,创业之前曾在河北农科院有过近7年的育种科研经验。

在这个过程中张嘉楠发现,育种与科研其实并没有很深的融合,“育种科研就是两层皮,科研就是发文章,而育种就是在田间地头‘用眼瞪、用牙咬’选品种。”

但在国外,分子育种早已是种业公司必备,多年前,拜耳、科迪华农业、先正达等就均已布局研发。
为什么国内外会有如此大的差距?核心是在育种模式上的差异。
国外有较多大的跨国种企,所占市场份额很高,市场较为集中,这些公司在育种上投入了大量的研发经费,以拜耳为例,其每年在育种研发上的投入都在20亿美元左右,而育种非常强调规模效应,这也就意味着公司规模越大,其投入边际效益作用越显著,在这种情况下,种业公司有非常多新的技术可以应用,其对于投入的成本便不再敏感。
但在国内育种单元则较为分散,资金本就不充裕,还被切分成了多份。国内的育种大都以科研单位为主,种业公司头部集中度也较低,这就导致每一家的经费都十分有限,但育种又强调规模,所以很少有公司愿意投入做研发。
目前国内育种经费大多由国家支持,据张嘉楠核算,如果不算人工成本,正常育成非玉米类的自交系品种,成本在200-500万元之间,时间需要8-10年,但这样一个品种的经销权转让费用只有20-30万元,“在这种情况下对于种子公司而言完全没必要投入大量时间与费用,而且也使得行业内滋生了很多小种业公司,整个中国种业市场中有5000-6000家公司,其中95%的企业没有自己的研发能力,这本质上就是一个经销市场。
然而分子育种对于种业的发展又有非常重要的意义,比如分子育种在帮助奶牛育种的过程中,可将其育种周期缩短4.5年,成本下降92%。
在国内种业发展较为落后的大背景下,张嘉楠发现基因型分型的成本和通量是制约国内分子育种落地的关键瓶颈。比如田间选配一个DH系除去科研人员的费用大约在40-50元,博瑞迪成立前,利用芯片检测一份玉米材料需要400元,如此大的价格差异让育种家对分子育种望而却步。
结合自己多年的经验与市场的痛点,2017年张嘉楠从基因型分型分问题切入创立了博瑞迪。博瑞迪是一家专注于动植物分子检测和育种相关技术研发与应用的企业,主要提供高通量、低成本的精准基因型鉴定和分子检测技术服务。

核心是把成本打下来

在张嘉楠看来,现阶段还处在AI育种的数据积累阶段, “目前人类除了在牛上有大规模的数据积累以外,其他物种领域仍严重缺乏数据,包括基因型和表型数据,没有基础再好的算法和技术也难有用武之地,所以现在对于育种行业来说最先需要解决的应该是数据积累问题。”

而之所以没有数据积累,主要还是因为基因型与表型测定成本太高。

然而表型过于个性化,不同品种之间都会有一套专属体系,不同物种的基因型检测手段更为统一,而且博瑞迪团队并非机械或图像识别背景,所以张嘉楠便选择了从降低基因型测定的成本入手。

通过制定从样本获取到上机测序的一整套基因型获取方案、自主研发技术体系以及国产替代实验室设备,博瑞迪将基因型检测的成本已降低了90%。

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- 全面国产化生物育种检测平台 -

具体来讲,在基因型获取方案上,博瑞迪从如何标准化取样、规范化送至实验以及以最快速度处理样品到在实验室中如何规模化操作再到如何工程化做数据分析,完成了一整套方案的规划。

在核心技术上,博瑞迪将捕获测序技术应用至育种领域。过去在基因测序上多使用固相芯片,这种技术本身并不灵活,而且进口价格较高,博瑞迪基于二代测序研发了更适合农业应用的捕获测序技术,据张嘉楠介绍,这项技术在医疗中已经有了较为成熟的应用,比如肿瘤检测、癌症早筛、遗传病等领域。除了最开始1年进行技术研发外3年来博瑞迪始终坚持对技术体系进行深度优化,不断提高参数、简化流程,追求极致成本。
随着成本的不断降低,张嘉楠意识到,检测通量就成为了分子育种的下一个瓶颈,现有的实验室设备体系,多为医学或者科研准备,没有适应农业超大规模检测的平台。2019年起,博瑞迪就联系国内多家自动化设备厂商共同针对农业样本特点开发了一系列自动化检测设备,来满足农业育种产业化的需求。同时博瑞迪还组建了一支具有丰富IT和生物经验的信息化团队来应对日益增长的样品和自动化处理需求。
目前博瑞迪客户主要有科研单位与产业客户,其中国内一二线科研单位已基本实现覆盖;产业客户按植物方向与动物方向做区分,植物方向已经与隆平高科、先正达、大北农生物技术中心、瑞丰生物、隆平生物等头部企业建立合作,动物方向从去年开始布局,目前正与海大集团、大北农等建立合作。
据张嘉楠介绍,动、植物领域对于公司的要求不同。
动物领域产业化程度较高,“这些公司很多已经有习惯的运作体系,并不是技术好就能使其应用,而且要能满足产业化对于周期、成本、数据分析多方面的需求。”,博瑞迪用了两年时间测试、推广,才逐步打入了动物领域。
在植物领域,真正考验的则是技术的成本能否为育种家所接受。与动物相比,植物是遗传学上更为优质的研究材料,所以不同于动物育种由企业完成,植物育种都由全国大大小小的科研单位完成,因为本身就存在科研诉求,所以植物育种单位更愿意尝试新技术,然而又因为植物的单体价值更低,育种单位对成本极为在意。
这就为整个行业创建了较高的进入门槛,张嘉楠预测,未来基因型分型将是一个集中度较高的市场,“无论在植物侧还是动物侧真正的产业化客户其实并不多,植物侧真正有育种研发能力的公司只有一两百家;而在动物领域虽然有几千家育种公司,但大部分小厂都是通过育种顾问的形式来育种,而全国的育种顾问也不过百人。在客户市场本身没那么分散的情况下,先发优势极为重要,新公司进入市场将会面临更大的考验。”
本文是小饭桌原创文章,作者:史素云,如需转载请注明出处。
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