年輕、富有活力，這是很多人對(duì)云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授董揚(yáng)的第一印象。如今，這位80后教授，正帶領(lǐng)一支平均年齡26歲的科研團(tuán)隊(duì)破解全球葡萄遺傳多樣性和人工馴化機(jī)理。共有26國(guó)參與該研究，處理數(shù)據(jù)量達(dá)40Tb，這也是迄今為止全球最大的植物遺傳資源研究項(xiàng)目之一。

“有國(guó)家作后盾，還有強(qiáng)有力的人才和技術(shù)作支撐，取得成果，指日可待！”近日，董揚(yáng)在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪時(shí)說(shuō)。

曾是云南省最年輕的教授

1984年11月，董揚(yáng)出生在陜西省寶雞市。在武漢大學(xué)上學(xué)時(shí)，他利用課余時(shí)間，來(lái)到中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所（以下簡(jiǎn)稱昆明動(dòng)物所）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(lái)從事基因組研究打下了基礎(chǔ)。

“我沒(méi)在國(guó)外留過(guò)學(xué)，一直深耕于云南這片沃土。”采訪中，董揚(yáng)多次表達(dá)了自己“遇上”云南的幸運(yùn)。2011年，博士畢業(yè)后，他從大理出發(fā)，騎車經(jīng)過(guò)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)掘這座寶庫(kù)定為自己的研究方向。于是，當(dāng)年不到29歲的他，堅(jiān)定地走上了科研之路，成為當(dāng)時(shí)云南最年輕的教授。

而后，董揚(yáng)結(jié)合云南特色，著手進(jìn)行了一系列遺傳資源研究工作，并在藥用植物基因組、山羊基因組等領(lǐng)域，建起了從基因組學(xué)到功能基因組學(xué)的系列科研平臺(tái)。

創(chuàng)制出基因組學(xué)的標(biāo)志性技術(shù)

讀研時(shí)，董揚(yáng)就接觸過(guò)山羊基因組研究，這項(xiàng)研究一直延續(xù)到他參加工作。

“中國(guó)是世界第一大養(yǎng)羊國(guó)、第一大羊肉消費(fèi)國(guó)和第一大羊絨生產(chǎn)國(guó)，但我們的羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展還比較落后，尤其是在育種技術(shù)上?！倍瓝P(yáng)說(shuō)，由于山羊的育種周期長(zhǎng)，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(cè)序工作。這種羊通體烏黑，有很好的抗病性。

在山羊基因組測(cè)序中，董揚(yáng)團(tuán)隊(duì)使用新一代測(cè)序技術(shù)和最新DNA單分子光學(xué)作圖技術(shù)，克服測(cè)序中短讀支架的局限，生成長(zhǎng)超級(jí)支架，裝配出的基因組接近染色體水平，獲得了首個(gè)不依賴于遺傳圖譜的大型基因組。同時(shí)，他們利用微量核糖核酸轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，首次全面揭示了山羊絨囊、毛囊在轉(zhuǎn)錄層面的差異，鑒定了50多個(gè)與山羊絨形成密切相關(guān)的基因。

此外，憑借技術(shù)優(yōu)勢(shì)，董揚(yáng)團(tuán)隊(duì)把原本需要10年至15年時(shí)間完成的遺傳圖譜，縮至半年，相關(guān)成果發(fā)表在《自然·生物技術(shù)》雜志上。業(yè)界評(píng)論稱，該技術(shù)將成為基因組學(xué)發(fā)展的一項(xiàng)標(biāo)志性技術(shù)。

在此基礎(chǔ)上，董揚(yáng)又與國(guó)內(nèi)高校、院所合作，完成了絨山羊的育種工作，使絨的產(chǎn)量、質(zhì)量都得到迅速提升。

輾轉(zhuǎn)多地調(diào)試第三代測(cè)序儀

回顧過(guò)往，最讓董揚(yáng)難忘的，是研究藥用植物鐵皮石斛基因組的經(jīng)歷?！爱?dāng)時(shí)石斛產(chǎn)業(yè)很火，老百姓對(duì)這種草藥寄予脫貧厚望。然而，鐵皮石斛基因組非常復(fù)雜，這個(gè)物種含有大量多糖，僅DNA提取就面臨很大挑戰(zhàn)。而且，我們用盡了所有第二代測(cè)序方法，都未達(dá)到非常好的組裝效果?！彼f(shuō)。

當(dāng)時(shí)，第三代測(cè)序技術(shù)剛進(jìn)入中國(guó)，全國(guó)只有三臺(tái)相關(guān)儀器。但它們常年處于維修狀態(tài)，使用成本還非常高，測(cè)序質(zhì)量也不穩(wěn)定。

工欲善其事，必先利其器。董揚(yáng)率隊(duì)輾轉(zhuǎn)于昆明、內(nèi)蒙古等地，不斷對(duì)第三代測(cè)序儀進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，調(diào)整儀器運(yùn)行狀態(tài)，還動(dòng)用了“天河一號(hào)”的計(jì)算資源。最終，他們完成了測(cè)序工作，測(cè)序結(jié)果覆蓋95%的全基因組和97%的基因編碼區(qū)。

“這一研究成果，不僅為中國(guó)從基因水平分析和制定鐵皮石斛標(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(kāi)發(fā)的進(jìn)度?！痹颇限r(nóng)業(yè)大學(xué)校長(zhǎng)盛軍說(shuō)。

通過(guò)進(jìn)一步解析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)編碼基因，從基因水平證實(shí)了鐵皮石斛基因組的復(fù)雜性?！巴ㄟ^(guò)完成這個(gè)項(xiàng)目，我們團(tuán)隊(duì)積累了三代測(cè)序的經(jīng)驗(yàn)，為此后的工作打下了基礎(chǔ)?！倍瓝P(yáng)說(shuō)。

此后，董揚(yáng)又率隊(duì)先后開(kāi)展了辣木、天麻、瑪卡、燈盞花、三七、茶葉、丹參等一系列藥用植物的基因組學(xué)研究工作。

“通過(guò)基因研究，我們讓該領(lǐng)域原本相對(duì)滯后的基礎(chǔ)研究水平得到了較大提升，并將科學(xué)成果與國(guó)際同行共享。”董揚(yáng)說(shuō)，世界各地的科學(xué)家也在利用這些基因組，去研究物種形態(tài)的多樣性，并且利用這些基因序列來(lái)改造物種性狀、造福人類。

中國(guó)科學(xué)院院士、華大基因研究院院長(zhǎng)楊煥明告訴科技日?qǐng)?bào)記者，董揚(yáng)是一位非常好學(xué)且很有見(jiàn)地的青年科學(xué)家，已成為眾多項(xiàng)目的領(lǐng)頭人。他率隊(duì)搞的藥用植物4.0研究計(jì)劃，已達(dá)到世界前沿水平。

“國(guó)力增強(qiáng)以及對(duì)基礎(chǔ)科研的重視，讓中國(guó)對(duì)世界科研的引領(lǐng)作用日益明顯。國(guó)際同行對(duì)中國(guó)科學(xué)家的尊重和信任，也讓我倍感自豪，我真是趕上了一個(gè)好時(shí)代！”董揚(yáng)相信，未來(lái)在全世界基因組學(xué)研究領(lǐng)域，中國(guó)會(huì)發(fā)揮更強(qiáng)的引領(lǐng)作用。(科技日?qǐng)?bào)記者 趙漢斌)