溫 嵐

湖南開放大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，湖南長沙 410000

0 引言

專利作為創(chuàng)新成果，由于其獨占性可以為企業(yè)帶來顯著的競爭優(yōu)勢。專利信息包含著技術(shù)信息和法律信息，通過專利信息可以得知權(quán)利人的研發(fā)策略等相關(guān)情報，并客觀的評價其技術(shù)發(fā)展?jié)摿1]。專利信息分析簡稱專利分析，是對來自專利文獻中大量或個別的專利信息進行加工及組合，利用統(tǒng)計方法或者數(shù)據(jù)處理使這些信息具有縱覽全局及預(yù)測的功能，并通過專利分析使其由普通的信息上升為研發(fā)活動中具有重要價值的情報。目前關(guān)于我國奶牛產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的專利分析不多見，苗潤蓮等[2]通過對奶牛養(yǎng)殖相關(guān)專利分析，圍繞飼養(yǎng)技術(shù)研究了我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)的技術(shù)發(fā)展態(tài)勢及分布情況，而基于專利信息的奶牛品種選育或遺傳改良的相關(guān)研究未見報道。

與國外發(fā)達國家相比，當(dāng)前我國奶牛年均產(chǎn)奶量還有很大提升空間，要促進我國奶業(yè)更好更快地發(fā)展，應(yīng)從根本上解決奶牛育種問題。而奶牛育種不能依靠常規(guī)手段來提高群體遺傳水平，必須要通過分子育種技術(shù)結(jié)合常規(guī)育種手段，才能改變奶牛群體遺傳水平差、生產(chǎn)周期長、利用年限短、育種效率低的局面。1990年，美國與荷蘭合資的Gen Pharming Europe公司通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)成功培育出世界上首例人乳鐵蛋白轉(zhuǎn)基因牛，為之后轉(zhuǎn)基因的相關(guān)研究奠定了基礎(chǔ)。此后出現(xiàn)了許多動物轉(zhuǎn)基因新技術(shù)，如體細胞克隆技術(shù)、誘導(dǎo)多能性干細胞、慢病毒載體法、轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移法、RNA干擾介導(dǎo)的基因敲除法等，這些技術(shù)在抗病育種、乳品品質(zhì)改良、乳腺生物發(fā)生器等方面獲得了極大地應(yīng)用和發(fā)展[3]。

本文以奶牛新品種選育技術(shù)相關(guān)專利為研究對象，從專利數(shù)據(jù)分析和專利技術(shù)分析兩個角度，通過專利被引頻次、專利引證關(guān)系、申請人、權(quán)利要求數(shù)量和同族專利數(shù)量等信息篩選核心專利和重點專利，探明最新技術(shù)發(fā)展情況，旨在幫助我國育種工作者了解當(dāng)前奶牛分子育種的進程和脈絡(luò)，把握技術(shù)發(fā)展方向。

1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理

專利數(shù)據(jù)來源于國家知識產(chǎn)權(quán)局。數(shù)據(jù)清洗和分析工具主要使用Patenthub、Excel等。

檢索方式：采用篇關(guān)摘＋IPC分類號檢索，檢索式：（cets：（奶牛 OR 乳牛 OR cow）AND （ipc：（A01K67/027 OR C12N15/00 OR C12N5/00），檢索結(jié)果：216 條，剔除雜質(zhì)后最終獲得200 條專利數(shù)據(jù)用于分析。

IPC分類號A01K67/027對應(yīng)脊椎動物新品種，C12N5/00對應(yīng)細胞系和DNA突變，C12N15/00對應(yīng)蛋白質(zhì)片段或作用于肽鍵的酶。

2 分析方法

2.1 專利數(shù)據(jù)分析

考慮到研究樣本較小，不適合用聚類和關(guān)聯(lián)分析，因此，本文采用數(shù)據(jù)趨勢分析（包含專利申請趨勢分析和專利集中度趨勢分析）和技術(shù)構(gòu)成分析。

2.2 專利技術(shù)分析

通過專利被引頻次、權(quán)利要求數(shù)量和同族專利數(shù)量等信息篩選核心專利和重點專利。

3 結(jié)果和分析

3.1 專利數(shù)據(jù)分析

3.1.1 專利數(shù)據(jù)趨勢分析

從圖1可見，奶牛育種相關(guān)專利數(shù)量極少，首件專利提出時間是1975年，申請人所在國為前蘇聯(lián)，此后的5 年沒有專利申請，直到1981年有4 件專利，此后專利申請呈現(xiàn)波動式上升，1993年達到10 件，專利申請量最多的兩年分別為2001年（16 件）和2003年（18 件），此后呈現(xiàn)明顯的回落趨勢。從專利申請趨勢可以看出，奶牛育種相關(guān)研究在21世紀初較活躍，這與脊椎動物分子育種的興起時間相當(dāng)，從近10 年的專利申請量較低可以推測奶牛分子育種的發(fā)展進展較慢。

圖1 1979—2022年奶牛育種相關(guān)專利申請趨勢

圖2反映了專利申請地域集中情況，全球國家在奶牛育種領(lǐng)域申請專利數(shù)量排名前三的分別是中國、日本和美國，占領(lǐng)了專利申請總量的47.5%。由此可見，中日美三國是主要的技術(shù)來源國。

圖2 各國和地區(qū)專利申請量

從圖3申請人排名來看，申請量前五的申請人有4 位來自美國，包含大學(xué)、企業(yè)和個人。專利申請量最多的是UNIV CALIFORNIA（加利福利亞大學(xué)），申請專利數(shù)量為8 件，專利進入國和地區(qū)包含澳大利亞、加拿大和歐盟，申請時間在1995—1998年。申請量第二的是PFIZER（輝瑞公司），于1993年在德國、奧地利、丹麥、西班牙和葡萄牙分別申請了專利?？梢?0世紀末美國在該領(lǐng)域向他國申請專利較為活躍。

圖3 專利申請人排名

3.1.2 數(shù)據(jù)構(gòu)成分析

按IPC小類進行分類，將專利技術(shù)構(gòu)成結(jié)合對應(yīng)的專利數(shù)量作餅圖（圖4），全球奶牛育種相關(guān)專利集中在C12N、A01K兩個類別，含有上述IPC分類號的專利占據(jù)了專利申請總量的50%。通過解讀分類號（表1）可以發(fā)現(xiàn)C12N表示遺傳工程或突變工程中涉及到的相關(guān)微生物或酶的組合物，以及轉(zhuǎn)基因技術(shù)涉及的DNA或RNA片段，A01K表示畜禽新品種的生產(chǎn)方法，在本研究中具體表現(xiàn)為奶牛的體外授精技術(shù)、繁育體系建立。

表1反映了奶牛育種領(lǐng)域主要申請國的專利技術(shù)分布，日本和美國在分子育種領(lǐng)域較活躍，我國在傳統(tǒng)育種和分子育種領(lǐng)域的活躍度相當(dāng)，且傳統(tǒng)育種略強。值得注意的是，在細胞系研究領(lǐng)域，日本表現(xiàn)尤為突出，總共申請了14 件專利，通過查看專利發(fā)現(xiàn)日本申請人在應(yīng)用奶牛細胞進行體外培養(yǎng)生產(chǎn)胞外酶方面較為領(lǐng)先。

圖4專利技術(shù)構(gòu)成餅圖

表1 主要申請國的專利技術(shù)分布

3.2 專利技術(shù)分析

3.2.1 高被引專利分析

專利被引次數(shù)是體現(xiàn)專利價值的重要指標。奶牛育種技術(shù)領(lǐng)域被引頻次排前三的專利均來自美國，部分信息如表2所示。

表2 高被引專利列表

其中排名第一的專利US5565186A為加利福利亞大學(xué)在1994年申請，該發(fā)明提供了一種用于檢測瘋牛病和布魯氏桿菌病的人工合成基因片段，同族專利數(shù)有13 件，雖然該專利與奶牛育種無直接關(guān)聯(lián)，但是該專利在后來持續(xù)被引用，最近一次引用時間為2017年，可見這一專利對后來的技術(shù)發(fā)展具有重要的啟示作用和參考價值；被引次數(shù)第二的專利US4443539A由厄普約翰公司在1981年申請，該專利提供了一種利用DNA重組技術(shù)在酵母中表達牛生長激素基因的方法，后來被該領(lǐng)域的美國科研人員廣泛引用；被引次數(shù)第三的專利US5227301A由麥吉爾大學(xué)在1989年申請，該專利發(fā)明了牛乳腺上皮細胞系，提供了一種體外篩選轉(zhuǎn)基因奶牛相關(guān)基因是否表達的方法。

3.2.2 重點專利分析

權(quán)利要求作為確定專利保護范圍的主要依據(jù)，是專利信息的最核心部分，包含了絕大部分技術(shù)信息。通過篩選權(quán)利要求，確定了五件重點專利。

按權(quán)利要求數(shù)量排序，排名前五的專利如表3所示，其中美國3 件（為同族專利），日本2 件（為相關(guān)專利），從技術(shù)分類看，美國采用基因工程技術(shù)，日本采用傳統(tǒng)雜交育種技術(shù)。

表3 重點專利列表

專利CN1930287A權(quán)利要求項數(shù)高達77 條，通過分析可將其分為四組，其中1~19條保護質(zhì)粒，第20條保護遺傳構(gòu)建體轉(zhuǎn)染至哺乳動物細胞中的方法，第21~49條保護轉(zhuǎn)基因哺乳動物，第50~77條要求保護制造非人轉(zhuǎn)基因哺乳動物的方法，通過上述分析，可以清晰看出該專利的保護范圍和權(quán)利要求間的關(guān)系。

專利JP2018501815A權(quán)利要求皆為方法權(quán)利要求，包括維持雜交種繁殖力和群體遺傳力的方法，具體包含奶牛F0代父本的獲取，以及將多個不同雜交胚胎植入F1母體內(nèi)的步驟等，是比較典型的雜交育種方法專利。

3.2.3 技術(shù)趨勢分析

為便于分析，本研究檢索所得專利按IPC分為5 個技術(shù)大類，分別是生物化學(xué)C12，農(nóng)業(yè)A01，獸醫(yī)學(xué)A61，有機化學(xué)C07和測試技術(shù)G01，通過前文的技術(shù)領(lǐng)域分析和主技術(shù)申請趨勢圖（圖5）可見，奶牛育種領(lǐng)域相關(guān)專利集中在生物化學(xué)和農(nóng)學(xué)領(lǐng)域，隨著兩個領(lǐng)域技術(shù)的快速發(fā)展，奶牛育種不斷取得新的進展。結(jié)合申請時間分析，農(nóng)學(xué)領(lǐng)域?qū)＠暾堅?998—2004年期間表現(xiàn)活躍，生物化學(xué)領(lǐng)域在1993年最多，值得注意的是專利權(quán)人PFRIZER（輝瑞公司）在這一年向德國、奧地利、丹麥、歐盟、西班牙和葡萄牙等國家分別提交了專利申請。

圖5 1979-2021年奶牛育種領(lǐng)域?qū)＠骷夹g(shù)申請趨勢

4 討論

我國專利法對動物新品種不予以保護，因此在動物品種改良和種質(zhì)資源創(chuàng)新領(lǐng)域的專利多以保護方法或中間物（如基因片段、質(zhì)粒和精液等）為目的；同時，由于專利的特征是以公開換取保護，所以某些關(guān)鍵技術(shù)涉及商業(yè)秘密，并不適合以專利的形式進行保護；本研究的研究對象僅為奶牛，因此檢索到的目標專利數(shù)量較少。

種業(yè)振興要激勵育種創(chuàng)新，引進與自主培育相結(jié)合是提高我國奶牛種質(zhì)資源創(chuàng)新能力的有效路徑。近年來，隨著種業(yè)科技重大項目等重大專項的實施，在我國育種學(xué)家的不斷努力下，通過胚胎引進或精液引進的手段，不斷拓展和優(yōu)化育種目標，建立快繁體系，提高胚胎生產(chǎn)能力，在奶牛品種改良方面取得了可喜成績[4，5]。尤其是在奶牛分子育種方面的研究已經(jīng)取得比較大的進展，功能基因與產(chǎn)乳及相關(guān)性狀和分子標記方面獲得了重大突破[6]。如中國農(nóng)業(yè)大學(xué)圍繞基因敲除、分子標記、模式動物、基因編輯等領(lǐng)域布局了專利，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所以口蹄疫病毒的靶向干擾為重點布局了專利[6，7]。未來要加強新一代自主可控的基因編輯工具的研發(fā)應(yīng)用，加強奶牛種業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)[8]。

5 結(jié)論

奶牛育種領(lǐng)域的專利申請量較小，申請時間集中在20世紀末至21世紀初期；中國、美國和日本是最大的技術(shù)來源國，整體研究進展和專利申請量明顯強于其他國家；美國申請人以高校和企業(yè)為主，傾向于到國外布局專利，我國申請人以科研院所為主，暫未到海外布局專利。