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董扬:用基因组学研究发掘生物宝库

来源: 作者: 发布时间:2019-12-03 07:37

  科技立异70年·青稞力气

  年青、赋有生机,这是很多人对云南农业大学教授董扬的第一印象。现在,这位80后教授,正带领一支平均年龄26岁的科研团队破解全球葡萄遗传多样性和人工驯化机理。共有26国参加该研讨,处理数据量达40Tb,这也是迄今为止全球最大的植物遗传资源研讨项目之一。

  “有国家作后台,还有强有力的人才和技能作支撑,取得效果,指日可下!”近来,董扬在承受科技日报记者采访时说。

  曾是云南省最年青的教授

  1984年11月,董扬出生在陕西省宝鸡市。在武汉大学上学时,他运用课余时刻,来到我国科学院昆明动物研讨所(以下简称昆明动物所)实习。随后,他又在该所完结硕、博阶段的学习。

  读博时,董扬师从昆明动物所研讨员王文,从果蝇的经典遗传研讨下手,练足了实验室功夫,为后来从事基因组研讨打下了根底。

  “我没在国外留过学,一向深耕于云南这片膏壤。”采访中,董扬屡次表达了自己“遇上”云南的走运。2011年,博士结业后,他从大理动身,骑车经过怒江峡谷,进入西藏。在此期间,他领会到了生物的多样性,并深受牵动。由此,他决议把开掘这座宝库定为自己的研讨方向。所以,当年不到29岁的他,坚定地走上了科研之路,成为其时云南最年青的教授。

  然后,董扬结合云南特征,着手进行了一系列遗传资源研讨作业,并在药用植物基因组、山羊基因组等范畴,建起了从基因组学到功用基因组学的系列科研渠道。

  创制出基因组学的标志性技能

  读研时,董扬就触摸过山羊基因组研讨,这项研讨一向连续到他参加作业。

  “我国是世界第一大养羊国、第一大羊肉消费国和第一大羊绒生产国,但咱们的羊工业展开还比较落后,尤其是在育种技能上。”董扬说,因为山羊的育种周期长,所以要想完结山羊的快速育种,就必须取得高质量的基因组。

  董扬运用本乡资源,挑选了云南山羊种类——云岭黑山羊,并在2011年启动了基因组测序作业。这种羊通体漆黑,有很好的抗病性。

  在山羊基因组测序中,董扬团队运用新一代测序技能和最新DNA单分子光学作图技能,战胜测序中短读支架的限制,生生长超级支架,装配出的基因组挨近染色体水平,取得了首个不依赖于遗传图谱的大型基因组。一起,他们运用微量核糖核酸转录组技能,初次全面提醒了山羊绒囊、毛囊在转录层面的差异,判定了50多个与山羊绒构成密切相关的基因。

  此外,凭仗技能优势,董扬团队把本来需求10年至15年时刻完结的遗传图谱,缩至半年,相关效果宣布在《天然·生物技能》杂志上。业界评论称,该技能将成为基因组学展开的一项标志性技能。

  在此根底上,董扬又与国内高校、院所协作,完结了绒山羊的育种作业,使绒的产值、质量都得到敏捷提高。

  曲折多地调试第三代测序仪

  回忆过往,最让董扬难忘的,是研讨药用植物铁皮石斛基因组的阅历。“其时石斛工业很火,老百姓对这种草药寄予脱贫期望。但是,铁皮石斛基因组十分复杂,这个物种含有很多多糖,仅DNA提取就面对很大应战。而且,咱们用尽了一切第二代测序办法,都未到达十分好的拼装效果。”他说。

  其时,第三代测序技能刚进入我国,全国只要三台相关仪器。但它们终年处于修理状况,运用本钱还十分高,测序质量也不稳定。

  工欲善其事,必先利其器。董扬率队曲折于昆明、内蒙古等地,不断对第三代测序仪进行参数优化,调整仪器运转状况,还动用了“银河一号”的核算资源。终究,他们完结了测序作业,测序效果掩盖95%的全基因组和97%的基因编码区。

  “这一研讨效果,不仅为我国从基因水平剖析和拟定铁皮石斛规范供给了科学依据,还加快了相关根底研讨和使用开发的进展。”云南农业大学校长盛军说。

  经过进一步解析铁皮石斛的基因信息,董扬等人还发现了48000多个蛋白质编码基因,从基因水平证明了铁皮石斛基因组的复杂性。“经过完结这个项目,咱们团队积累了三代测序的经历,为尔后的作业打下了根底。”董扬说。

  尔后,董扬又率队先后展开了辣木、天麻、玛卡、灯盏花、三七、茶叶、丹参等一系列药用植物的基因组学研讨作业。

  “经过基因研讨,咱们让该范畴本来相对滞后的根底研讨水平得到了较大提高,并将科学效果与世界同行同享。”董扬说,世界各地的科学家也在运用这些基因组,去研讨物种形状的多样性,而且运用这些基因序列来改造物种性状、造福人类。

  我国科学院院士、华大基因研讨院院长杨焕明告知科技日报记者,董扬是一位十分好学且很有见地的青年科学家,已成为很多项目的领头人。他率队搞的药用植物4.0研讨方案,已到达世界前沿水平。

  “国力增强以及对根底科研的注重,让我国对世界科研的引领效果日益显着。世界同行对我国科学家的尊重和信赖,也让我倍感骄傲,我真是赶上了一个好时代!”董扬信任,未来在全世界基因组学研讨范畴,我国会发挥更强的引领效果。