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技术 · 农业食品系统 / 作物生物技术

多年生谷物

开发和商业化无需每年重新种植的谷物作物，提供连续的根系生长以实现深层碳固存和土壤稳定。

风险: 中 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

多年生谷物代表了全球农业的根本性重塑，从依赖每年耕作的系统过渡到可以年复一年留在土壤中的作物。通过建立深层、持久的根系，像 Kernza（中间偃麦草）和多年生稻等多年生作物能够大幅减少水土流失、将氮素渗漏降至最低，并显著增强碳固存。与每年春季需要大量合成肥料、燃料和劳动力的年生植物不同，多年生谷物在一次种植后可以保持 3 到 5 年的高产。虽然这些作物的早期世代在种子大小和可收获产量方面面临着与其高度驯化的年生对应物相比的挑战，但高级基因组作图和加速育种迅速缩小了这一差距。即使在全球 10% 的可耕地上采用多年生谷物，也能从根本上将农业从净碳排放源转变为巨大的碳汇。

多年生谷物的主要发展方向包括：

  1. 从头驯化 (De Novo Domestication)： 提取野生多年生物种（如中间偃麦草）并通过几代育种以获得更大的种子体积、抗落粒性和更高的产量。
  2. 远缘杂交 (Wide Hybridization)： 将高产年生作物（如现代小麦或水稻）与野生多年生近缘种杂交，从而将多年生性状转移到主要粮食作物中。
  3. 农艺优化： 为无需耕作的田地开发全新的田间管理系统，用于收获、杂草控制和养分施用。
  4. 供应链商业化： 建立专门的制粉、加工和消费品管道（例如酿造和烘焙），以适应多年生谷物独特的营养和物理特征。

行业价值链#

[种质收集] ──> [基因组育种] ──> [田间农艺] ──> [收获与制粉]
                                  │
                          (土壤固碳)
                                  │
                                  ▼
[消费品] <─── [供应链整合] <─────┘

价值链层级#

层级描述关键输入/输出
种质收集从全球种子库中获取各种野生多年生草本植物和地方品种以进行性状评估。输入: 野生种子，遗传数据库。
输出: 育种原种。
基因组育种使用分子标记跟踪和选择种子大小、抗落粒性和多年生等性状。输入: 育种种子，基因组工具。
输出: 优良多年生品种。
田间农艺建立种植密度、间作（例如与豆类）和多年管理的最佳实践。输入: 优良种子，农艺试验。
输出: 农业协议。
收获与制粉改造传统的联合收割机和制粉设备，以处理更小、更坚韧的多年生谷物。输入: 收获的谷物。
输出: 面粉，全谷物。
供应链整合汇集早期采用者的收成，并为食品买家建立一致的质量标准。输入: 研磨后的谷物，食品品牌。
输出: 商业谷物供应。
消费品配制和营销突出谷物生态效益的啤酒、面包和谷物食品。输入: 商业谷物。
输出: 零售食品和饮料。

该行业的跨领域技术：

  • 基因组选择 (GS)： 对数千株植物的基因组进行测序，在它们还是幼苗时预测其成熟性状。
  • 同位素示踪： 使用稳定同位素精确测量多年生根系在土壤剖面深处沉积了多少碳。
  • 食品挤压与加工： 修改食品工程技术，以利用 Kernza 等新型谷物独特的面筋和淀粉曲线。

2 · 替代什么 4 · 按行业匹配

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
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
D2E–以抗病鱼虾品系（QTL 和基因组选择、SPF/SPR 亲本）替代抗生素、福尔马林和池塘化学品
替代: 育苗和养成阶段预防性和群体预防性使用抗生素；福尔马林等化学药浴；疫病暴发后使用的池塘消毒剂
BREED

3 · 如何实施 6 步

  1. 1
    基因组选择
    研究人员利用广泛的全基因组关联分析 (GWAS) 来选择中间偃麦草或水稻的育种品系。
  2. 2
    多年田间试验现场应用与服务
    选定的品系种植在不同的农业气候区。与年生植物不同，这些试验必须进行 3 到 5 年。
    谁能完成这一步 自动匹配
    Origin Agritech (NASDAQ: SEED) 中国
    工业规模
    “Trait development: first-generation insect resistance and herbicide-tolerance (PEST/WEED) traits, with field trials and subsequent incorporation into elite inbred lines and partner …”
  3. 3
    原种扩繁
    一旦建立稳定、高产的品种，农业初创公司或大学推广部门就会扩繁原种以生产足够的商业种植量。
  4. 4
    农场种植发酵与培养
    农民使用改装的免耕播种机播种。在接下来的几年里，农场管理从整地播种转向精准的杂草管理和交错收获。
    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
    “Manufacturing: Single plant in Haridwar, Uttarakhand, equipped with bioreactors, aseptic …”
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “TideMotion® Bioreactors”
    Advanced Enzyme Technologies (NSE) 印度
    ✓ ISO 9001 500 m3
    “Technology: microbial fermentation with ~500 m3 fermentation capacity; 15+ patents; developed/upscaled probiotic production technologies.”
  5. 5
    汇总与制粉
    收获的谷物通常比年生小麦更小。专门的聚合设施对谷物进行脱壳、清洁和研磨，以满足食品级标准。
  6. 6
    消费品制造合同生产（CMO/CDMO）

    快速消费品 (CPG) 公司将多年生面粉或全谷物配制成优质产品，利用谷物的生态故事吸引具有气候意识的消费者。

    谁能完成这一步 自动匹配
    CellMEAT 韩国
    ✓ ISO 9001 200 tons/year 工业规模
    “CMO [”
    Esco Aster 新加坡
    ✓ ISO 9001 5,000 L 工业规模
    “Esco Aster (Singapore) is a cGMP contract research, development and manufacturing organization (CRDMO/CDMO) and bioinnovation venture accelerator that helps clients and …”
    Ajinomoto 日本
    工业规模
    “It remains highly active, focusing on its 2030 roadmap through business model transformation and expansion in CDMO services and high-value-added materials.”

4 · 谁来交付

匹配的供应商 (自动匹配)

Lantmännen瑞典生产商运营中
Equinom以色列未分类运营中
Inpasa巴西生产商运营中

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
The Land Institute🇺🇸 美国Kernza、多年生高粱从头驯化与远缘杂交research
Yunnan University🇨🇳 中国多年生稻 (PR23)野生近缘种渐渗research
General Mills🇺🇸 美国消费品供应链整合与市场拉动commercial
Patagonia Provisions🇺🇸 美国Kernza 啤酒与食品再生产品配方commercial
Sustain-A-Grain🇺🇸 美国种子分销农艺支持与汇总commercial
SLU🇸🇪 瑞典多年生小麦近缘种农业生态田间优化research

5 · 法规与市场准入

进入俄罗斯/欧亚经济联盟: SEED · 俄罗斯农业部（国家登记册）/ 国家品种委员会（Gossortkomissia，品种试验）
国家品种试验2–3个季节
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

美国是多年生谷物商业化的中心，这主要受到雄厚的慈善研究支持以及具有前瞻性消费品牌的积极采用的推动。

Kernza先驱、企业支持、再生供应#

  • 土地研究所 (The Land Institute)： 这一领域无可争议的先驱，通过数十年的开源育种推动了 Kernza 和多年生高粱的驯化。
  • 品牌采用： General Mills 和 Patagonia Provisions 等大公司对市场进行了大量补贴，将 Kernza 融入谷物食品和精酿啤酒中以产生市场拉动力。
  • 扩展基础设施： 像 Sustain-A-Grain 这样的初创公司提供了关键的中间层，将优良种子分发给农民并汇总收获。
欧盟

欧盟侧重于将多年生谷物整合到受严格监管的可持续农业系统中，强调生物多样性和气候适应能力，而非单纯的产量。

NUCNet、传统谷物、农业生态学#

  • 合作研究： 像瑞典农业科学大学（SLU）和英国詹姆斯·赫顿研究所（The James Hutton Institute）等机构正在领导 NUCNet 等泛欧网络。
  • 农业生态学重点： 欧洲的研究强烈强调在多混作（例如与三叶草或紫花苜蓿间作）中种植多年生谷物，以消除对合成氮的需求。
  • 供应链联盟： Axfoundation 等组织直接与研究人员和面包师合作，测试多年生小麦近缘种的商业生存能力和消费者接受度。
中国

中国在多年生谷物的田间规模化成功部署方面引领世界，尤其侧重于粮食安全和减少水稻种植中的劳动力投入。

多年生稻、劳动力减少、国家支持#

  • 云南大学： 通过将栽培的亚洲稻与非洲多年生近缘种杂交，开发了全球公认的多年生稻23（PR23）。
  • 商业部署： PR23 目前在中国南方数万公顷的土地上种植，一次种植可实现多次收获，大幅降低了农民的劳动力成本。
  • 粮食安全指令： 中央政府大力支持这些举措，因为它们能稳定边际土地的产量，同时防止土壤退化和养分流失。

6 · 资金：招标与资助

资助CHIPS 研发办公室（CRDO）广泛机构公告（BAA）
National Institute of Standards and Technology · 美国
2029年9月30日
1080 天
资助以创新生物技术恢复土壤健康、提高农业竞争力和韧性
European Commission · 欧盟
2027年4月8日
174 天
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
资助农业与食品研究计划竞争性资助：教育与劳动力发展
National Institute of Food and Agriculture · 美国
2026年12月31日
76 天
资助合作研究设施或研究资源设施建设（C06，不允许临床试验）
National Institutes of Health · 美国
2028年1月25日
466 天

7 · 技术栈与创新

从野生杂草向可行的商业主粮的转变在很大程度上依赖于分子遗传学，从而将几千年的传统驯化压缩到短短十年中。

  1. 基因组选择与标记辅助育种：
    • 对野生多年生植物的基因组进行测序，以识别负责根茎持久性和越冬存活率的特定基因座。
    • 使用高通量 DNA 筛选幼苗的抗落粒种子头，无需等待植物成熟数年。
  2. 农艺数据建模：
    • 部署土壤传感器以跟踪氮通量和深层土壤碳沉积，证明多年生系统的生态投资回报率（ROI）。
  3. 食品科学与流变学：
    • 分析新型谷物的蛋白质结构以制定专门的制粉配置文件，使其即使不同于标准年生小麦也能被有效地烘焙或酿造。

来源 8 · 0 独立来源 · 8 生产商网站

生产商自有网站 8

  1. Land institute 生产商 核实于 2026-03-22 · 未保存链接
  2. Yunnan university 生产商 核实于 2026-06-24 · 未保存链接
  3. Slu 生产商 核实于 2026-05-13 · 未保存链接
  4. James hutton institute 生产商 核实于 2026-06-17 · 未保存链接
  5. General mills 生产商 核实于 2026-01-27 · 未保存链接
  6. Patagonia provisions 生产商 核实于 2026-06-18 · 未保存链接
  7. Sustain a grain 生产商 核实于 2026-01-27 · 未保存链接
  8. Icrisat 生产商 核实于 2026-05-14 · 未保存链接