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技术 · 农业食品系统 / 作物生物技术

作物生物营养强化

通过育种和基因工程技术，使主要农作物自然积累更高水平的必需维生素和矿物质，从而解决全球隐性饥饿问题。

风险: 中 肥料与植物营养种子与遗传育种 US · EU · IN · CN 核实于 2026-06-24 · 8 来源 (0 独立来源)

1 · 带来什么

作物生物营养强化代表了一种可持续的、基于种子的战略，旨在解决全球微量营养素缺乏问题（通常被称为“隐性饥饿”）。相比于在加工阶段对食品进行强化（这需要持续的工业基础设施），生物营养强化将营养提升直接嵌入植物的基因中。利用传统育种、农艺实践和先进的基因编辑（例如 CRISPR），开发人员可以提高水稻、小麦、玉米和木薯等主粮作物中维生素原A、铁和锌的浓度。到 2026 年，全球生物营养强化市场强劲且不断扩大，谷物类几乎占该行业的 39%。由于农民可以年复一年地保留和重新种植其中许多种子而不会失去营养性状，因此单一的初始投资可以产生几十年的改善公共卫生的成果，同时为营养密集的成分打开新的高端市场。

作物生物营养强化的主要发展方向包括：

  1. 传统与标记辅助育种： 将高产优良品种与自然具备高微量营养素浓度的野生或地方品种近缘种进行杂交。
  2. 转基因与基因编辑强化： 利用精准的分子工具（如 CRISPR-Cas9）上调负责营养合成的代谢途径（例如西红柿中的花青素，水稻中的 β-胡萝卜素）。
  3. 农艺生物营养强化： 施用专门的富含微量营养素的肥料（通常通过叶面喷施或纳米技术），作物吸收后直接沉积在可食用的谷物或块茎中。
  4. 供应链与食品整合： 将生物营养强化的收成配制成商业消费包装食品 (CPG)，使食品制造商能够提出“天然营养密集”的声明。

行业价值链#

[性状发现] ──> [育种与编辑] ──> [种子繁育] ──> [作物种植]
                                  │
                          (营养物质上调)
                                  │
                                  ▼
[公共健康影响] <─── [食品加工] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
性状发现筛选全球基因库，寻找铁、锌或维生素基线水平异常高的种质。输入: 种质，代谢组学。
输出: 目标性状基因。
育种与编辑将目标基因整合到适应当地、高产的商业品种中，且不会导致减产。输入: 目标基因，优良品系。
输出: 营养强化品种。
种子繁育通过国家和私人种子网络扩大营养强化种子的生产。输入: 育种原种。
输出: 商业种子供应。
作物种植农民种植和管理营养强化作物；通常与专门的农艺投入相结合。输入: 种子，农艺方案。
输出: 收获的强化作物。
食品加工对作物进行碾磨和加工，同时确保在精炼过程中不会流失微量营养素。输入: 原料作物。
输出: 营养密集的面粉/原料。
分销与影响将最终产品分发给消费者，测量贫血和维生素A缺乏症的减少情况。输入: 强化食品。
输出: 改善的营养指标。

该行业的跨领域技术：

  • 高通量表型分析： 使用 X 射线荧光 (XRF) 无损、快速地测量数千粒种子的准确锌和铁含量。
  • CRISPR-Cas9： 精确编辑启动子区域，迫使植物在可食用组织中积累特定的抗氧化剂或维生素。
  • 纳米技术递送： 在叶面喷雾中使用锌或硒纳米颗粒，大幅提高植物的吸收效率。

2 · 替代什么 6 · 按行业匹配

D1E3以植物生物刺激素（海藻提取物、蛋白水解物、腐植酸和黄腐酸）替代为应对胁迫而额外施用的矿物氮和合成植物生长调节剂
替代: 为帮助作物渡过干旱、高温或移栽胁迫而“保险性”追施的矿物氮和叶面 NPK；以提高抗逆性（而非防倒伏）为目的的部分合成植物生长调节剂用量（如矮壮素、多效唑）
AGROCHEM
D2E–以抗病作物品种（分子标记辅助育种、抗性基因聚合、同源转基因）替代常规杀菌剂喷施方案
替代: 在感病品种上全季施用保护性杀菌剂——如马铃薯晚疫病喷施代森锰锌/百菌清/甲霜灵10–20次，葡萄霜霉病和白粉病喷施铜制剂和合成药剂8–15次，谷物锈病采用三唑类方案
SEED
D3E2以抗虫（Bt）作物品种——棉花、玉米、大豆、茄子——替代针对棉铃虫、钻蛀螟和果实蛀虫的广谱杀虫剂喷施
替代: 针对鳞翅目害虫（棉铃虫、红铃虫、玉米螟/蛀茎夜蛾、草地贪夜蛾、茄果螟）反复喷施有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯
GM
D1E–以沼渣、堆肥、蚯蚓粪和虫粪制成的有机肥和有机-无机复混肥替代部分矿物 NPK
替代: 大田和园艺作物施用的部分矿物 NPK（尿素、磷酸二铵/磷酸一铵、钾肥）；在有机质低的土壤上只施矿物肥
AGROCHEM
D1E2以抗病家畜遗传——基因组选择、适应性品种、基因编辑抗 PRRS 猪——替代常规抗生素、杀螨剂和反复群体治疗
替代: PRRS 等病毒病后针对继发感染的群体预防性抗生素；对易感蜱牛频繁药浴杀螨；易感畜群一刀切驱虫和乳房炎治疗
BREED
D1E2以回收磷（从生物污水处理和消化液中回收的鸟粪石等磷酸盐）替代含镉磷矿制成的肥料
替代: 部分以开采磷矿制成的磷酸二铵/磷酸一铵/过磷酸钙；污水厂用铁盐和铝盐化学除磷（使磷无法回到农业）
AGROCHEM

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    种质评估
    研究人员筛选全球种子库，寻找含有异常高水平目标营养素（例如小麦中的锌）的野生或传统品种。
  2. 2
    分子育种菌株与细胞系
    使用标记辅助选择 (MAS) 或直接基因编辑将高营养性状转移到适应特定当地气候的现代高产作物品种中。
    谁能完成这一步 自动匹配
    IPL Biologicals 印度
    ✓ ISO 9001 9,238.79 MT 工业规模
    “Research capabilities: Identifies potent microbial strains from soil, infected insects, plants, and composts; validates and registers products with the Central Insecticide Board of …”
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Platform and capabilities: end-to-end support from discovery to market approvals, with services spanning cell line creation, GMP/MO handling, CMC/PD/AD, MSAT …”
    Simple Planet 韩国
    工业规模
    “• Expertise in securing critical cell lines and utilizing SCDP (Suspension Cell Differentiation Development Platform).”
    Absolute 印度
    工业规模
    “PHARMA: Biology-led APIs and peptides to improve scalability and accessibility of therapeutics, leveraging strain engineering, gene editing, and precision fermentation.”
  3. 3
    田间表型分析
    在田间条件下种植杂交品系，以确保营养积累的增加不会对作物的产量、抗病性或耐旱性产生负面影响。
  4. 4
    营养成分分析
    使用液相色谱和 XRF 对收获的谷物进行分析，以确保目标微量营养素的浓度足够高，从而为人类带来生理益处。
  5. 5
    种子注册与审批注册与认证
    稳定下来的生物营养强化品种需接受国家监管审查。对于转基因作物（如黄金大米），这涉及严格的多年安全和环境评估。
    俄罗斯/欧亚经济联盟注册： GM — 俄罗斯联邦消费者权益保护和公益监督局（转基因食品）/ 俄罗斯联邦兽医和植物卫生监督局（转基因饲料）
  6. 6
    农户推广与种植

    获得批准的种子由农业推广服务机构进行扩繁，并出售或分发给农民。由此产生的高营养密度收成直接整合到当地的食品系统中。

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Syngenta Group China / Sinochem Agro中国生产商运营中
Cibus美国研究机构运营中
CIMMYT墨西哥研究机构运营中
IITA尼日利亚研究机构运营中

已列供应商

Cibus · CIMMYT · Syngenta Group China / Sinochem Agro

服务与供货目录 1 · 付费服务

分析与检测服务

领先企业与机构（摘自简报）

企业 / 机构国家关键产品 / 平台技术特点2026 状态
HarvestPlus🇺🇸 美国全球种子计划分发富含锌/铁/维生素 A 的主粮research
CIMMYT🇲🇽 墨西哥生物强化玉米/小麦锌的常规育种research
IRRI🇵🇭 菲律宾黄金大米维生素 A 原渐渗research
Syngenta🇨🇭 瑞士黄金大米知识产权/性状企业农业生物技术支持commercial
BASF🇩🇪 德国微量营养素解决方案农艺生物强化commercial
Norfolk Plant Sciences🇬🇧 英国紫色番茄高花青素转基因commercial

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: AGROCHEM · 俄罗斯农业部（Minselkhoz）
约1–2年，含登记试验
仅供参考，非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国

美国通过利用先进的基因编辑技术和消费者对功能性健康食品的强劲需求，推动了生物营养强化的技术和商业前沿。

基因编辑、功能性食品、全球资金#

  • HarvestPlus： 该 CGIAR 项目总部位于美国，仍然是全球生物营养强化种子开发和分发的协调者。
  • 生物技术创新者： 像 Cibus 这样的公司利用先进的精准育种和 CRISPR 技术，专门针对北美食品系统开发营养谱增强的作物。
  • 慈善支持： 美国的大型实体（如比尔及梅琳达·盖茨基金会）为在发展中国家扩大生物营养强化提供了主要的资金引擎。
欧盟

欧盟对生物营养强化的方法受到对基因工程高度预防性监管立场的深刻影响，促使创新转向传统育种、农艺学以及严格控制的转基因审批。

英国营养强化中心、非转基因重点、从农场到餐桌#

  • 生物营养强化中心： 在英国，专门的中心连接学术界和工业界，培育了 Norfolk Plant Sciences 极度富含花青素的紫色西红柿等创新产品。
  • 农业化工巨头： 先正达 (Syngenta) 和巴斯夫 (BASF) 等公司投入大量资金，将农艺生物营养强化产品整合到其更广泛的可持续农业组合中。
  • 监管转变： 虽然历史上反对转基因生物，但欧盟最近关于新基因组技术 (NGTs) 的辩论正在缓慢为 CRISPR 营养强化作物进入欧洲市场打开通道。
中国

中国将生物营养强化视为其国家粮食安全和公共卫生战略的关键支柱，正在迅速扩大主要谷物的研究以解决全民营养缺口。

国家研究、铁/锌水稻、大规模采用#

  • 中国农业科学院 (CAAS)： 领导了大规模的国内计划，培育富含铁和锌的水稻和小麦，以适应中国人的饮食习惯。
  • 精准育种拨款： 大量国家资金被分配用于营养吸收途径的基因图谱绘制，允许快速渗入高产杂交水稻。
  • 农艺指令： 将农艺生物营养强化（微量营养素喷施）整合到数百万公顷的标准化合作社农业实践中。

6 · 资金：招标与资助

资助以多样化作物和价值链创新提高农民收益和韧性
European Commission · 欧盟
2027年9月23日
342 天
资助加强植物健康：应对新出现的植物有害生物风险
European Commission · 欧盟
2027年4月8日
174 天
资助推进全球健康
Bureau of Global Health Security and Diplomacy · 美国
2027年2月14日
121 天
资助提高有机作物育种竞争力：重点培育适合间作的品种
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天
资助提高生物基产业循环性：升级再造和回收利用，提升价值和环境效益
European Commission · 欧盟
2027年9月22日
341 天

7 · 技术栈与创新

生物营养强化依赖于精密分析工具和分子遗传学的融合，以在不破坏植物核心代谢的情况下准确提高营养水平。

  1. CRISPR 与启动子编辑：
    • 科学家无需插入外源基因，而是使用 CRISPR 编辑自身基因的启动子区域，“调高”植物自身维生素的产生。
    • 使肠道中通常与铁和锌结合的抗营养因子（如植酸）失活，防止人类无法吸收。
  2. X 射线荧光 (XRF)：
    • 利用台式和手持式 XRF 光谱仪在几秒钟内量化种子中的矿物质浓度，极大地加速了育种周期。
  3. 农艺纳米技术：
    • 设计纳米级氧化锌肥料，能够更有效地穿透叶片角质层，在收获前直接提高籽粒锌水平。

来源 8 · 0 独立来源 · 8 生产商网站

生产商自有网站 8

  1. Harvestplus 生产商 核实于 2026-06-15 · 未保存链接
  2. Cimmyt 生产商 核实于 2026-06-15 · 未保存链接
  3. Irri 生产商 核实于 2026-05-20 · 未保存链接
  4. Syngenta 生产商 核实于 2026-06-13 · 未保存链接
  5. Basf 生产商 核实于 2026-05-24 · 未保存链接
  6. Cibus 生产商 核实于 2026-06-08 · 未保存链接
  7. Norfolk plant sciences 生产商 核实于 2026-06-19 · 未保存链接
  8. Caas 生产商 核实于 2026-06-24 · 未保存链接