科技創(chuàng)新70年·青稞力量
年輕有活力，這是許多人對(duì)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授董揚(yáng)的第一印象?，F(xiàn)在，這位80后教授帶領(lǐng)平均年齡26歲的科學(xué)研究團(tuán)隊(duì)解讀世界葡萄遺傳的多樣性和人工馴化機(jī)理。共有26個(gè)國家參與該研究，處理數(shù)據(jù)量達(dá)到40Tb，這也是迄今為止世界上最大的植物遺傳資源研究項(xiàng)目之一。
有國家支持，有強(qiáng)大的人才和技術(shù)支持，取得成果，指日可待！最近，董揚(yáng)在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說。
曾是云南最年輕的教授
1984年11月，董揚(yáng)出生于陜西寶雞市。武漢大學(xué)上學(xué)時(shí)，他利用課余時(shí)間來中科院昆明動(dòng)物研究所實(shí)習(xí)。隨后，他又在該所完成碩、博階段的學(xué)習(xí)。
讀博時(shí)，董揚(yáng)師從昆明動(dòng)物所研究員王文，從果蠅的經(jīng)典遺傳研究入手，練足了實(shí)驗(yàn)室功夫，為后來從事基因組研究打下了基礎(chǔ)。
我從未在國外留學(xué)，一直深耕云南這片沃土。在采訪中，董揚(yáng)多次表達(dá)了云南的幸運(yùn)。2011年，博士畢業(yè)后，他從大理出發(fā)，騎自行車經(jīng)過怒江峽谷，進(jìn)入西藏。在此期間，他領(lǐng)略到了生物的多樣性，并深受觸動(dòng)。由此，他決定把發(fā)掘這個(gè)寶庫作為自己的研究方向。于是，當(dāng)年未滿29歲的他，踏上了科研之路，成為了當(dāng)年云南最年輕的教授。
之后，董揚(yáng)結(jié)合云南特色，著手研究一系列遺傳資源，在藥用植物基因組、山羊基因組等領(lǐng)域建立了從基因組學(xué)習(xí)功能基因組學(xué)的一系列科研平臺(tái)。
制作基因組學(xué)的象征性技術(shù)
讀研時(shí)，董揚(yáng)接觸過山羊基因組的研究，該研究一直持續(xù)到他參加工作。
中國是世界上最大的養(yǎng)羊國、最大的羊肉消費(fèi)國和最大的羊絨生產(chǎn)國，但我們羊產(chǎn)業(yè)的發(fā)展還很落后，特別是在育種技術(shù)上?！倍瓝P(yáng)說，由于山羊的育種周期長，所以要想實(shí)現(xiàn)山羊的快速育種，就必須獲得高質(zhì)量的基因組。
董揚(yáng)利用本土資源，選擇了云南山羊品種——云嶺黑山羊，并在2011年啟動(dòng)了基因組測序工作。這種羊通體烏黑，抗病性好。
在山羊基因組測序中，董揚(yáng)團(tuán)隊(duì)使用新一代測序技術(shù)和最新的DNA單分子光學(xué)制圖技術(shù)，克服了測序中短讀支架的局限性，生成了超級(jí)支架，組裝的基因組接近染色體水平，獲得了不依賴遺傳圖譜的第一個(gè)大型基因組。同時(shí)，他們利用微核糖核酸轉(zhuǎn)錄群技術(shù)，首次全面揭示了羊絨毛囊、毛囊在轉(zhuǎn)錄層面的差異，鑒定了50多個(gè)與羊絨形成密切相關(guān)的基因。
另外，憑借技術(shù)優(yōu)勢，董揚(yáng)團(tuán)隊(duì)將原本需要10-15年時(shí)間完成的遺傳圖像，縮短至半年，相關(guān)成果發(fā)布在《自然生物技術(shù)》雜志上。據(jù)業(yè)界評(píng)論，該技術(shù)將成為基因組學(xué)發(fā)展的象征性技術(shù)。
在此基礎(chǔ)上，董揚(yáng)與國內(nèi)高中、大學(xué)合作，完成山羊育種工作，迅速提高山羊產(chǎn)量、質(zhì)量。
調(diào)整第三代序列計(jì)
回顧過去，董揚(yáng)最難忘的是研究藥用植物鐵皮石斛基因組的經(jīng)驗(yàn)。當(dāng)時(shí)石斛產(chǎn)業(yè)很受歡迎，平民對(duì)這種草藥寄予了消除貧困的期待。但是鐵皮石斛基因組很復(fù)雜，這種物種含有大量的糖分，僅用DNA提取就面臨著很大的挑戰(zhàn)。而且，我們用盡了所有的第二代測序方法，沒有達(dá)到非常好的組裝效果。他說。
當(dāng)時(shí)，第三代測序技術(shù)剛進(jìn)入中國，全國只有三臺(tái)相關(guān)儀器。但是，多年處于維護(hù)狀態(tài)，使用成本非常高，序列質(zhì)量也不穩(wěn)定。
如果工做好那件事，首先要利用那個(gè)器皿。董揚(yáng)率隊(duì)在昆明、內(nèi)蒙古等地輾轉(zhuǎn)，不斷優(yōu)化第三代序列測量儀，調(diào)整儀器運(yùn)行狀態(tài)，使用天河一號(hào)的計(jì)算資源。最終，他們完成了序列測量，序列測量結(jié)果復(fù)蓋了95%的全基因組和97%的基因代碼區(qū)。
這項(xiàng)研究成果，不僅為中國從基因?qū)用娣治龊椭朴嗚F皮石斛標(biāo)準(zhǔn)提供了科學(xué)依據(jù)，還加快了相關(guān)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用開發(fā)的進(jìn)度。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)校長盛軍說。
通過對(duì)鐵皮石斛鐵皮石斛的基因信息，董揚(yáng)等人還發(fā)現(xiàn)了48000多個(gè)蛋白質(zhì)代碼基因，從基因?qū)用孀C明了鐵皮石斛基因組的復(fù)雜性。通過完成這個(gè)項(xiàng)目，我們的團(tuán)隊(duì)積累了三代測序的經(jīng)驗(yàn)，為之后的工作奠定了基礎(chǔ)。董揚(yáng)說。
之后，董揚(yáng)又率隊(duì)開展了辣木、天麻、瑪卡、燈泡花、三七、茶、丹參等一系列藥用植物的基因組學(xué)研究。
通過基因研究，我們大大提高了該領(lǐng)域原本相對(duì)滯后的基礎(chǔ)研究水平，并與國際同行分享了科學(xué)成果。董揚(yáng)說，世界各地的科學(xué)家也利用這些基因組，研究物種形態(tài)的多樣性，利用這些基因序列改造物種的性狀，給人帶來利益。
中國科學(xué)院院士、華大基因研究院院長楊煥明告訴科學(xué)技術(shù)日?qǐng)?bào)記者，董揚(yáng)是一位非常學(xué)習(xí)、有目共睹的青年科學(xué)家，成為許多項(xiàng)目的領(lǐng)導(dǎo)者。他率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)制定的藥用植物4.0研究計(jì)劃已經(jīng)達(dá)到了世界前沿水平。
國力增強(qiáng)和重視基礎(chǔ)科研，使中國對(duì)世界科研的領(lǐng)導(dǎo)作用越來越明顯。國際同行對(duì)中國科學(xué)家的尊重和信賴也讓我感到驕傲，我真的趕上了好時(shí)代！董揚(yáng)相信未來在世界基因組學(xué)研究領(lǐng)域，中國將發(fā)揮更強(qiáng)的領(lǐng)導(dǎo)作用。
