年輕、富有活力，這是很多人對云南農(nóng)業(yè)大學教授董揚的第一印象。如今，這位80后教授，正帶領一支平均年齡26歲的科研團隊破解全球葡萄遺傳多樣性和人工馴化機理。共有26國參與該研究，處理數(shù)據(jù)量達40Tb，這也是迄今為止全球最大的植物遺傳資源研究項目之一。

“有國家作后盾，還有強有力的人才和技術作支撐，取得成果，指日可待！”近日，董揚在接受科技日報記者采訪時說。

曾是云南省最年輕的教授

1984年11月，董揚出生在陜西省寶雞市。在武漢大學上學時，他利用課余時間，來到中國科學院昆明動物研究所（以下簡稱昆明動物所）實習。隨后，他又在該所完成碩、博階段的學習。

讀博時，董揚師從昆明動物所研究員王文，從果蠅的經(jīng)典遺傳研究入手，練足了實驗室功夫，為后來從事基因組研究打下了基礎。

“我沒在國外留過學，一直深耕于云南這片沃土。”采訪中，董揚多次表達了自己“遇上”云南的幸運。2011年，博士畢業(yè)后，他從大理出發(fā)，騎車經(jīng)過怒江峽谷，進入西藏。在此期間，他領略到了生物的多樣性，并深受觸動。由此，他決定把發(fā)掘這座寶庫定為自己的研究方向。于是，當年不到29歲的他，堅定地走上了科研之路，成為當時云南最年輕的教授。

而后，董揚結合云南特色，著手進行了一系列遺傳資源研究工作，并在藥用植物基因組、山羊基因組等領域，建起了從基因組學到功能基因組學的系列科研平臺。

創(chuàng)制出基因組學的標志性技術

讀研時，董揚就接觸過山羊基因組研究，這項研究一直延續(xù)到他參加工作。

“中國是世界第一大養(yǎng)羊國、第一大羊肉消費國和第一大羊絨生產(chǎn)國，但我們的羊產(chǎn)業(yè)發(fā)展還比較落后，尤其是在育種技術上?！倍瓝P說，由于山羊的育種周期長，所以要想實現(xiàn)山羊的快速育種，就必須獲得高質量的基因組。

董揚利用本土資源，選擇了云南山羊品種——云嶺黑山羊，并在2011年啟動了基因組測序工作。這種羊通體烏黑，有很好的抗病性。

在山羊基因組測序中，董揚團隊使用新一代測序技術和最新DNA單分子光學作圖技術，克服測序中短讀支架的局限，生成長超級支架，裝配出的基因組接近染色體水平，獲得了首個不依賴于遺傳圖譜的大型基因組。同時，他們利用微量核糖核酸轉錄組技術，首次全面揭示了山羊絨囊、毛囊在轉錄層面的差異，鑒定了50多個與山羊絨形成密切相關的基因。

此外，憑借技術優(yōu)勢，董揚團隊把原本需要10年至15年時間完成的遺傳圖譜，縮至半年，相關成果發(fā)表在《自然·生物技術》雜志上。業(yè)界評論稱，該技術將成為基因組學發(fā)展的一項標志性技術。

在此基礎上，董揚又與國內高校、院所合作，完成了絨山羊的育種工作，使絨的產(chǎn)量、質量都得到迅速提升。

輾轉多地調試第三代測序儀

回顧過往，最讓董揚難忘的，是研究藥用植物鐵皮石斛基因組的經(jīng)歷?！爱敃r石斛產(chǎn)業(yè)很火，老百姓對這種草藥寄予脫貧厚望。然而，鐵皮石斛基因組非常復雜，這個物種含有大量多糖，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序方法，都未達到非常好的組裝效果?！彼f。

當時，第三代測序技術剛進入中國，全國只有三臺相關儀器。但它們常年處于維修狀態(tài)，使用成本還非常高，測序質量也不穩(wěn)定。

工欲善其事，必先利其器。董揚率隊輾轉于昆明、內蒙古等地，不斷對第三代測序儀進行參數(shù)優(yōu)化，調整儀器運行狀態(tài)，還動用了“天河一號”的計算資源。最終，他們完成了測序工作，測序結果覆蓋95%的全基因組和97%的基因編碼區(qū)。

“這一研究成果，不僅為中國從基因水平分析和制定鐵皮石斛標準提供了科學依據(jù)，還加快了相關基礎研究和應用開發(fā)的進度?！痹颇限r(nóng)業(yè)大學校長盛軍說。

通過進一步解析鐵皮石斛的基因信息，董揚等人還發(fā)現(xiàn)了48000多個蛋白質編碼基因，從基因水平證實了鐵皮石斛基因組的復雜性?！巴ㄟ^完成這個項目，我們團隊積累了三代測序的經(jīng)驗，為此后的工作打下了基礎。”董揚說。

此后，董揚又率隊先后開展了辣木、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研究工作。

“通過基因研究，我們讓該領域原本相對滯后的基礎研究水平得到了較大提升，并將科學成果與國際同行共享。”董揚說，世界各地的科學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改造物種性狀、造福人類。

中國科學院院士、華大基因研究院院長楊煥明告訴科技日報記者，董揚是一位非常好學且很有見地的青年科學家，已成為眾多項目的領頭人。他率隊搞的藥用植物4.0研究計劃，已達到世界前沿水平。

“國力增強以及對基礎科研的重視，讓中國對世界科研的引領作用日益明顯。國際同行對中國科學家的尊重和信任，也讓我倍感自豪，我真是趕上了一個好時代！”董揚相信，未來在全世界基因組學研究領域，中國會發(fā)揮更強的引領作用。(科技日報記者 趙漢斌)