董阳利用基因组学研究开发生物宝库

2019-12-02 16:37 来源:和讯科技

70年科技创新青稞力量

年轻活力,这是许多人对云南农业大学董阳教授的第一印象。现在,这位80后的教授正领导一个平均年龄为26岁的研究团队来破解全球葡萄遗传多样性和人工驯化的机制。共有26个国家参与了这项研究,处理数据量为40Tb,这也是迄今为止世界上最大的植物遗传资源研究项目之一。

"有了国家的支持,有了强有力的人才和技术的支持,成就指日可待!"最近,董阳在接受《科学技术日报》记者采访时说。

是云南省最年轻的教授

董洋1984年11月出生于陕西省宝鸡市。在武汉大学学习期间,他利用业余时间来到中国科学院昆明动物研究所(以下简称昆明动物研究所)实习。后来,他在该研究所完成了研究生和博士学业。

读博客时,董阳在实验室接受了昆明动物研究所研究员王文的培训,从果蝇的经典基因研究开始,为后来的基因组研究奠定了基础。"我从未出国留学,一直在云南深耕."在采访中,董阳多次表达了他在“会见”云南的运气。2011年,毕业后,他从大理出发,骑车穿过怒江峡谷前往西藏。在此期间,他经历了生物学的多样性,并深受感动。因此,他决定探索这座宝库作为他的研究方向。结果,不到29岁的他坚定地走上了科研之路,成为当时云南最年轻的教授。

随后,董阳结合云南特点,开始了一系列的遗传资源研究工作,并在药用植物基因组、山羊基因组等领域建立了从基因组学到功能基因组学的一系列科研平台。

当董阳创造了具有里程碑意义的基因组学技术时,他接触到了山羊基因组研究,这项研究一直持续到他参与这项工作。中国是世界上最大的绵羊国家、最大的羊肉消费国和最大的羊绒生产国,但我国的绵羊产业发展仍然相对落后,尤其是在育种技术方面董阳说,由于山羊的繁殖周期长,要实现山羊的快速繁殖,必须获得高质量的基因组。

董阳利用当地资源选择云岭黑山羊品种——,并于2011年开始基因组测序。这种羊完全是黑色的,具有良好的抗病能力。

在山羊基因组测序中,董阳的团队利用新一代测序技术和最新的脱氧核糖核酸单分子光学作图技术,克服了测序中短阅读支架的局限性,成长为超级支架。组装基因组接近染色体水平,获得了第一个独立于遗传图谱的大基因组。同时,他们利用微小核糖核酸转录组技术首次揭示了羊绒囊和毛囊在转录水平上的差异,鉴定出50多个与羊绒形成密切相关的基因。

此外,董阳的团队凭借其技术优势,将原本需要10到15年的基因图谱缩减到半年,相关结果发表在《自然·生物技术》杂志上。业内人士评论说,这项技术将成为基因组学发展的里程碑式技术。

在此基础上,董阳与国内高校合作完成绒山羊的育种工作,迅速提高了绒山羊的产量和质量。

多次委托第三代测序仪。

回首往事,董阳永远不会忘记他研究药用植物铁皮石斛基因组的经历。“当时石斛产业非常受欢迎,老百姓(603883,古巴)对这种草药寄予厚望,希望它能摆脱贫困。然而,铁皮石斛的基因组非常复杂。该物种含有大量多糖,仅提取脱氧核糖核酸就面临巨大挑战。此外,我们已经用尽了所有第二代测序方法,并且没有取得非常好的组装结果。”他说。

当时,第三代测序技术刚刚进入中国,国内只有三种相关仪器。但是,它们一年到头都处于维护状态,使用

通过进一步分析铁皮石斛的遗传信息,董阳等人还发现了48000多个蛋白质编码基因,从基因水平证实了铁皮石斛基因组的复杂性。“通过完成这个项目,我们的团队积累了三代测序经验,并为今后的工作奠定了基础。”董阳说。

此后,董阳和他的团队先后对辣木、天麻、玛咖、灯盏细辛、三七、茶叶和丹参等一系列药用植物进行了基因组学研究。通过基因研究,我们大大提高了相对落后的基础研究水平,并与国际同行分享了科学成果董阳说,全世界的科学家也在利用这些基因组来研究物种形态的多样性,并利用这些基因序列来转化物种特征,造福人类。

中国科学院院士、华大基因(古坝300676)研究所所长杨胡安明对《科学日报》表示,董阳是一位年轻的科学家,非常好学,见解深刻,已经成为许多项目的领导者。他的团队领导的4.0药用植物研究项目已经达到世界领先水平。中国日益增强的国力和对基础科学研究的重视使其在世界科学研究中的主导作用日益明显。国际同事对中国科学家的尊重和信任也让我感到自豪。我真的赶上了一个好时代!”董阳相信,未来中国将在世界基因组学研究领域发挥更大的主导作用。