[科学技术]董莎萌：用大数据“治疗”马铃薯癌症

科技创新70年青稞动力

“太糟糕了。马铃薯的叶和茎上布满了病斑。大约2000英亩的农田可能被收割。罪魁祸首是晚疫病，也被称为马铃薯癌。”不久前，董莎萌非常担心贵州省桂阳市西丰县南桥村的土豆田“遭遇战”。

为了缓解“疫情”，南京农业大学植保学院的教授、博士生导师及其学生连夜对“发病”的马铃薯进行采样分析，破解了病原菌基因组，筛选出了两个抗病性较好的马铃薯，推荐给当地农民。"明年，那里的农民可以种植这些抗病品种。"董莎萌说。

这只是董莎萌接手的众多“案例”之一。38岁的董莎萌就像植保行业的“外科医生”，在全国范围内“追逐”马铃薯晚疫病的疫区；像植保领域的“码农”一样，他开发了马铃薯晚疫病大数据监测系统，研究我国晚疫病的发病率和流行规律。

最近，董莎萌在世界上首次在三维水平上提取、计算和分析了大量的作物病原信息，并高精度地预测和模拟了病原的病原类型。

死后三年画基因组图

打开南京农业大学马铃薯晚疫病卵菌菌株的生化培养箱，布满菌丝的培养皿映入眼帘。在这个资源库中，有超过450个晚疫病代表性菌株，这些菌株是由董莎萌的团队在12年中收集的。他们有的来自英国、荷兰、法国，有的来自黑龙江、福建、安徽、贵州等我国马铃薯主产区。

“中国的马铃薯产量居世界第一，国家实施了马铃薯主食战略，晚疫病是马铃薯的头号‘杀手’。如果了解我国晚疫病的发病和流行规律，可以让农民少用农药，少指导。养殖精准，大丰收。”穿着白大褂在实验室里走着，董莎萌走得很快。

由于对晚疫病的认识不足和研究工具有限，我国学者对晚疫病的发病机制和成灾机制尚不十分清楚。但在2017年夏天的一个晚上，董莎萌迎来了一个精彩时刻。

当晚10点，董莎萌和学生绘制的第一张晚疫病国际三维表观基因组图出来了。在此之前，他们研究了将近三年。

该图源于董莎萌2014年设计整合的晚疫病基因组三维大数据监测系统。“以前国内外研究人员在分析致病疫霉的dna时，只能从二维角度监测基因序列是否发生了变化。然而，三维系统可以看到每个基因序列的空和结构信息。”他说。

生物学和计算科学的研究一度让董莎萌陷入黑暗。“2015年前后，我觉得很痛苦。团队在做生物研究，做大数据分析需要理解算法。”董莎萌说。

为了弥补算法的不足，董莎萌开始了“学习霸权模式”，每天泡在实验室十几个小时，一边自学编程和算法，一边给专家和同行写信求助，“但被拒之门外”。即使在午夜，董莎萌办公室的灯也一直亮着。

最后，他将传统计算机只能在20多天内完成的晚疫病致病性数据分析减少到2天。目前，实验室的数据库中已保存了70多份中国菌株的2D基因组图谱，致病疫霉的三维表观基因组图谱已增加到15个。

一听说疫情，就去了疫区

出鞋、外套、gps定位器、大量取样袋...这些东西塞满了董莎萌的办公室。有一次他听说哪里有晚期疫情，就拿着这些“神器”说要离开。

“如果我们赶上了疾病，我们可能会错过最好的取样机会，如果我们延迟的话。”有一次，他上午10点接到电话，下午4点出现在安徽省界首市。

在中国，马铃薯晚疫病的发病率接近40%，每年造成的损失超过70亿元。晚疫病已逐渐成为制约我国马铃薯产业发展的主要瓶颈。

近年来，为了收集尽可能多的菌株，董莎萌先后来到黑龙江、内蒙古、福建、安徽、云南、贵州、重庆、陕西、甘肃、宁夏、浙江等马铃薯产区。

大部分爆发晚疫病的疫区分布在沟壑中。有一次，董莎萌带着学生去宁夏固原市采样，下飞机赶公交车，挤农用车，挤鸡鸭，折腾了快两天，终于到了晚疫区。

更糟糕的是，收集的晚疫病菌株没有成功分离，收集的结果没有一个是有效的。今年5月，在湖南，该小组连续四天进行实地采样，但最终失败。

“遇到不好的情况，只能硬来。”当他无助的时候，董莎萌说他会一个人在操场上散步来缓解压力。“最痛苦的时候，从下午4点到9点，他一直在脑子里分析失败的原因。”。

在脆弱的一面，董莎萌会小心翼翼地“隐藏”。在同学们眼里，“董老师总是满腔热情，只要找准了什么，就一定会坚持下去”。最让大家感兴趣的是，他花了4年时间在30多个机构寻找导致2008年西南地区马铃薯晚疫病爆发的菌株样本。