原標題：讓中國「領頭羊」早日走向世界——一位青年科學家的夢想與行動
「誰謂爾無羊？三百維群」，《詩經・小雅・無羊》中，生動描寫了3000多年前羊群繁盛的情景。羊是被人類最早馴化的家畜之一，與人類的密切關係可以追溯到1萬多年前。
延安市安塞區沿河灣鎮崖堯溝湖羊示範基地的湖羊。
在漫長的馴化過程中，羊的基因發生了哪些改變，使得它們可以不斷適應環境而生存？以羊為代表的反芻動物又是如何起源和進化的？科學家在這一領域的探索，取得了哪些成果？
7月6日，記者採訪了西北農林科技大學動科學院反芻動物遺傳與進化研究中心主任、動物遺傳學專家姜雨教授。今年37歲的姜雨，曾參與完成了世界上首次對綿羊、山羊基因組的測序、組裝及分析工作，並設計出適用於中國綿羊群體和山羊群體的基因晶片，為開展羊的遺傳學研究及分子育種提供了基本工具。
姜雨教授在高性能計算平臺介紹科研情況。
揭開羊的馴化秘密
2009年開始，姜雨參與到了國際合作項目——綿羊和山羊參考基因組組裝計劃。經過5年的分析研究，團隊首次完成了對綿羊、山羊基因組的測序、組裝及分析工作，並預測出一系列可能與反芻動物各種性狀相關的功能基因。
「可是野生山羊和家養山羊之間有數百萬個不同等位基因頻率的變異。即使參考基因組做出來了，我們也不知道在從野生到家養的轉變過程中，關鍵的基因組變異是什麼，其對應的關鍵功能變化又是什麼。這個問題驅使我們去獲取和分析更多的數據。」姜雨介紹。
2013年，姜雨從澳大利亞留學歸國後，來到西北農林科技大學，踏上了繼續尋找關鍵基因的漫漫徵途。採集、對比、實驗、分析、求證……這是一項系統龐大、程序繁雜的研究工程。在海量數據中，羊的馴化秘密也被一點點揭開。
團隊通過對世界各地的家養山羊、野生山羊，56個山羊化石及6個其他野羊物種進行基因組測序發現，山羊在馴化過程中最重要的基因改變不是角型基因，而是抗病基因和神經行為有關基因。「考慮到山羊在被馴化初期，其從自由活動的野生環境向群體密度高、糞便汙染嚴重的人為環境急劇轉變過程中，會遇到多種傳染性疾病。研究人員這時才覺得，比起容易發現的形態學改變，抗病能力增強應該是更重要的馴化改變。」姜雨介紹。
進一步研究發現，一個叫MUC6的基因在羊的馴化過程中特別重要，該基因編碼了胃腸道分泌的黏蛋白，會提高羊群的胃腸道抗寄生蟲能力。令人驚訝的是，該基因來自其他野羊種，並在七千年到六千年前迅速傳播至60%以上的家養山羊，最終在全世界家羊中固定下來。「以史前人類的交流和育種速度看，這樣的傳播速度快得令人難以想像，這也證明了人們對獲取具有抗病基因的健康動物的極度渴望。」姜雨說。
2020年5月20日，《科學進展》雜誌以封面論文報導了「山羊馴化基因的起源」的研究成果，揭示了山羊「強壯」的根源源於通過雜交獲得其他物種的MUC6基因，該基因與其他馴化基因一起，幫助山羊最早被成功馴化並廣泛傳播於世界各地。
這些成果讓姜雨和他的團隊跑在了這一領域基礎研究的前沿。
從基礎到應用
在姜雨看來，科學家的研究不只是為了滿足好奇心的探索，更是為了著眼未來，為產業發展提供科學支撐。
「人類用數十億隻山羊，歷經萬年，做了一個適者生存的實驗，這是人類了解哺乳動物如何抵禦疾病和改變神經行為的寶貴財富。」姜雨表示，「我們還將通過實驗和多種組學數據分析，深入了解數百個具有不同形態特徵、生產性狀、抗病性和環境適應性的山羊品種，從而為開展適應未來產業發展的動物分子育種工作打下堅實的基礎。」
「中國是綿羊和山羊飼養及羊肉消費大國，對其研究有助於培育出更優秀的新品種。科學研究與產業發展是相輔相成的，我們希望研究能為我國羊產業的發展作出貢獻，同時，產業的發展也會為研究的進一步開展提供更廣闊的舞臺。」姜雨表示。
對一名從事基礎研究的青年科學家而言，這樣的認識恰恰來自對科研的執著和深入思考。
姜雨坦言，開始從事研究工作時，他也認為，科研就是在實驗室裡解決那些懸而未決、高高在上的科學難題，然後發出高質量論文。至於實際應用中的問題，自然有產業技術人員去解決。
2013年，姜雨從澳大利亞聯邦科學院家畜研究所博士後出站後，選擇來到西北農林科技大學。「我是研究羊的，西北農林科技大學集中了全國最頂尖的關於羊方面的專家、團隊，我沒有多想就來到了這裡。」姜雨說。
回國後，他才發現國內畜禽研究缺乏分子育種工具和資料庫，表型數據收集剛剛起步，給羊的遺傳育種研究和產業化帶來了困難。「動物育種要對其各個性狀進行很好的記錄和幾十年如一日的數據分析及持續選育，這是一個高度複雜的系統。」姜雨介紹，「就反芻類動物育種而言，我國科研人員在基礎領域的研究水平並不比國外差，但長期積累的有效數據不夠，經費投入不足、設備落後、人才匱乏等諸多因素，導致我國生產中使用的現代化肉羊和奶羊品種都還是國外進口的。」
與此同時，作為一所產學研緊密結合的大學，西北農林科技大學非常注重從實際需要出發，解決產業發展中的問題。在這個過程中，姜雨對羊產業的發展有了深入的理解，開始思考如何讓研究成果應用在畜牧行業的發展上，真正支撐產業的發展。
點亮未來之路
這段時間，姜雨團隊正在加快液態基因晶片的研發設計。「液態基因晶片採用試劑溶液的形式，由國內廠家生產。為了不影響科研，儘量不被『卡脖子』，或者少被『卡脖子』，我們唯有加快攻關。」他說。
晶片之痛唯有身處其中才能切身體會。事實上，幾年前，在構建參考基因組和研究群體遺傳結構的基礎上，姜雨團隊已經設計和定製了適用於中國綿羊群體和山羊群體的基因晶片，為進一步開展科學研究和羊的全基因組選擇育種提供了基本工具。「之前，這種晶片全部被國外壟斷，國內開展相關科研只能購買，一塊1200元。現在這種晶片一塊只有660元！而未來我們要把價格降到100元，到那時所有種羊才能都用得起。」姜雨介紹。
然而，光有基因晶片還很不夠。姜雨希望團隊能真正發揮基礎研究的優勢，不僅解決目前羊產業發展中的共性問題，更重要的是面向未來產業發展，用科技支撐產業轉型升級，使中國的羊產業真正走向產業價值鏈的最頂端。
「在反芻類家畜研究中，我國在基礎領域不比國外差，但是在應用領域的全產業鏈研究落後於國外，從而導致我國牛羊產業的整體實力和全球競爭力明顯不足。」姜雨介紹。
在牛、羊、豬、雞等重要畜禽中，羊是陝西乃至我國最有希望走向產業價值鏈頂端的代表。一方面，西方發達國家特別重視牛、豬、雞的產業發展，從育種到養殖加工已經形成了完善的產業鏈，早早就完成了從散養到集約化養殖的轉變，其產業發展水平遠遠領先於我們。而在羊領域，國內國外都處在農場散戶養殖為主的階段。
另一方面，由於特殊的國情，羊產業在中國面臨著必須轉型升級的問題。「比如，在澳、新等國家，地廣人稀，羊依然以牧場放養為主。我國的國情決定了，未來我們必須走集約化養殖的路子。我們首先要選育出適合集約養殖的品種，還要解決營養、抗病等一系列問題。這些問題，是我們的特殊需要，沒有人會幫我們思考，只有靠我們自己的科學家去一一解決。」他說。
「我們現在要解決的科學技術問題，必須是服務於10年後產業發展需要的（羊的分子育種周期在10年左右），否則科技支撐產業發展就無從談起。我希望政府能夠給予面向產業發展的前瞻性研究多一些支持，也希望我們的科研人員能夠打破領域限制，從基礎到產業協同創新，共享數據，讓中國『領頭羊』早日走向世界！」姜雨呼籲。
編輯：秦秦