基本信息

张智洋，1994年生，湖南长沙人，现任湖南大学教授、“岳麓学者”、博士生导师、隆平农学院智能农业系主任，国家高层次人才青年项目入选者。长期从事植物多组学与智能设计育种研究，以第一作者或共同第一作者在Cell（2025）、Nature（2022）等顶尖期刊发表研究论文，多项成果入选中国农业科学重大进展与重大科学发现。

团队研究方向

陆地植物约有45万种，是陆地生态系统和人类社会发展的重要基础。在长期演化及与环境的持续互作中，植物积累了丰富的遗传变异，形成了涵盖形态结构、生长发育、生理功能和物质代谢的多层次性状。这些性状共同支撑植物对复杂环境的适应，也为作物改良、生物多样性保护和天然产物开发提供了丰富资源。

然而，人类对陆地植物多样性的系统认知仍十分有限，约95%的属、70%的科和51%的目尚无参考基因组。“植物星球计划”（PLANeT）以重建完整的陆地植物“生命之树”为牵引，旨在从地球尺度揭示植物多样性的形成与演化规律，挖掘植物遗传资源的功能潜力，建立贯通基础研究、资源保护与创新利用的植物科学新范式。计划将构筑面向未来的“数字植物方舟”，为认识生命演化、保护生物多样性以及应对粮食安全、人类健康和全球变化等重大挑战提供战略性科学支撑。

作为“植物星球计划”的参与团队，课题组以植物性状多样性的遗传基础和演化机制为研究主线，聚焦中国道地药材基原植物和非洲特有药用植物，重点研究创新性状的起源与演化、复杂性状的遗传机制，以及代谢性状的形成与功能。团队综合运用比较与进化基因组学、单细胞多组学、代谢组学、合成生物学和人工智能等技术，开展高质量基因组构建与比较分析、复杂性状遗传解析、功能基因与活性成分挖掘、生物合成途径解析及功能验证。通过解析遗传变异对基因调控网络和代谢通路的影响，揭示植物性状创新、环境适应和代谢多样化的分子机制与演化规律；进一步利用人工智能整合多组学、表型和环境数据，构建贯通遗传变异、基因功能与植物性状的关联解析和预测模型，推动植物遗传资源与天然产物资源的深度解析和精准利用，为植物种质创新、生物多样性保护及药用植物资源开发提供理论与技术支撑。

主要研究方向包括：

植物创新性状的起源与演化及复杂性状的遗传机制；

植物特异性代谢产物的发现与鉴定、生物合成与调控及功能验证；

多组学与人工智能驱动的功能基因挖掘、代谢网络解析与植物性状预测。

教育背景

 2020−2025中国农业科学院农业基因组研究所，生物信息学专业，博士研究生（导师：黄三文院士）

2017−2020 四川大学生命科学学院，生物信息学专业，硕士研究生（导师：刘建全教授）

2013−2017 华中农业大学植物科学技术学院，植物科学与技术专业，本科生（导师：章元明教授）

工作履历

2025.09−至今  湖南大学隆平农学院，教授

2025.12−至今  湖南大学隆平农学院智能农业系主任

奖励与荣誉

2022年度中国农业科学重大科学发现

2023年中国农业科学重大进展

2025年中国农业科学重大进展

科研项目

1. 国家自然科学青年科学基金项目（B类），主持，200万元，在研（2027-2029）

2. 国家自然科学青年科学基金项目（C类），主持，30万元，在研（2027-2029）

3. 湖南省自然科学青年科学基金（B类），主持，20万元，在研（2026-2028）

4. 岳麓山实验室人才引进，主持，20万元，在研（2026-2027）

5. 中国植物学会“青苗人才成长计划”，主持，8万元，在研（2025-2027）

部分学术成果

（#共同第一作者；*共同通讯作者）

1. Zhiyang Zhang#, Pingxian Zhang#, Yiyuan Ding#, Zefu Wang#, Zhaoxu Ma, ..., Tiina Särkinen, Sandra Knapp*, Loren H. Rieseberg*, Jianquan Liu*, Sanwen Huang*. (2025). Ancient hybridization underlies tuberization and radiation of the potato lineage. Cell. 代表作1；IF_（2024）=42.5；生物学一区。

该研究首次揭示了马铃薯组起源于900万年前的一次古杂交事件，其母本和父本分别为番茄组和类马铃薯组的祖先物种。不同亲本来源的等位基因重新组合促使了新器官薯块的形成。这种亲本镶嵌的遗传组合与薯块器官进一步加速了马铃薯物种爆发式的辐射分化，并与亲本建立生殖隔离，表现出超强杂种优势和超级适应性。该成果是“优薯计划”的又一新突破，作为当期Cell期刊重点推荐论文，并荣获《Cell》、《Nature》、《Science》、《新华社》、《路透社》等国内外40余家媒体采访报道。

2. Yao Zhou#, Zhiyang Zhang#, Zhigui Bao#, Hongbo Li, Yaqing Lyu, ..., Shizhong Xu, Zhiwu Zhang, Doug Speed, Sanwen Huang*. (2022). Graph pangenome captures missing heritability and empowers tomato breeding. Nature. 代表作2；IF_（2022）=64.8；综合性一区；共同第一作者排名第二。

该研究利用图泛基因组构建了迄今最完整的番茄遗传变异图谱，并对番茄自然群体中的基因表达和代谢性状进行大规模的全基因组关联分析，相对于传统的线性基因组，遗传力提高了24%。首次全面详细的解析“丢失的遗传力”主要由于结构变异引起，并结合多位点模型，解决了遗传异质性导致的全基因组关联分析效力低的问题。这项工作是对图泛基因组概念最全面的分析，是基因组学与数量遗传学的深度结合，并将基因组时代推动到图泛基因组，成为基因组分析和作物基因组育种的标准。该成果入选2022年度中国农业科学院重大科学发现，并荣获2023中国农业科学重大进展。

3. Zhiyang Zhang#, Yang Chen#, Junlin Zhang, Xinzhi Ma, Yiling Li, ..., Matthew S. Olson, Stephen P. DiFazio, Dongshi Wan, Jianquan Liu, Tao Ma*. (2020). Improved genome assembly provides new insights into genome evolution in a desert poplar (Populus euphratica). Molecular Ecology Resources. IF_（2020）=7.1；生物学一区。

4. Wenlu Yang#, Deyan Wang#, Yiling Li#, Zhiyang Zhang#, Shaofei Tong, ..., Lawrence B. Smart, Jianquan Liu*, Stephen P. DiFazio*, Matthew S. Olson*, Tao Ma*. (2021). A general model to explain repeated turnovers of sex determination in the Salicaceae. Molecular Biology and Evolution. IF_（2021）=8.8；生物学一区。

5. Lin Cheng#, Nan Wang#, Zhigui Bao#, Qian Zhou, ..., Zhiyang Zhang, ..., William J. Lucas, Erik Garrison, Nils Stein, Thomas Städler, Yongfeng Zhou, Sanwen Huang*. (2025). Leveraging a phased pangenome for haplotype design of hybrid potato. Nature. IF_（2024）=48.5；综合性一区。

6. Zhigui Bao#, Canhui Li#, Guangcun Li#, Pei Wang, ..., Zhiyang Zhang, ..., Christian W. B. Bachem, Suomeng Dong, Chunzhi Zhang, Sanwen Huang*, Qian Zhou*. (2022). Genome architecture and tetrasomic inheritance of autotetraploid potato. Molecular Plant. IF_（2022）=27.5；生物学一区。

7. Zefu Wang#, Minghui Kang#, Jialiang Li, Zhiyang Zhang, Yufei Wang, Chunlin Chen, Yongzhi Yang, Jianquan Liu*. (2022). Genomic evidence for homoploid hybrid speciation between ancestors of two different genera. Nature Communications. IF_（2022）=17.7；综合性一区。

8. Mingcheng Wang#, Lei Zhang#, Zhiyang Zhang, Mengmeng Li, ..., Stephen P. DiFazio, Matthew S. Olson, Tongming Yin, Jianquan Liu, Tao Ma*. (2020). Phylogenomics of the genus Populus reveals extensive interspecific gene flow and balancing selection. New Phytologist. IF_（2020）=10.2；生物学一区。

人才招聘与研究生招生

课题组长期招聘助理教授、全职博士后和科研助理，并招收博士（2名/每年）、硕士研究生（2名/每年）。团队以人工智能赋能植物科学研究，融合多组学、生物信息学、分子生物学与智慧农业技术，欢迎生物信息学、人工智能、合成生物学、生物学、计算机、化学及农学等专业背景的青年人才加入。

课题组将提供生物信息学、人工智能和分子实验等系统训练，以及与国内外优秀团队合作、深造和职业发展的机会。

招生专业及要求

硕士研究生：植物学学术型硕士、智慧农业技术专业硕士；本科专业不限，需对人工智能、生物信息学或合成生物学感兴趣。

博士研究生：植物学理学博士、智慧农业技术专业博士；需具备生物信息学、人工智能、智慧农业或合成生物学相关研究基础。

欢迎有志于植物科学与人工智能交叉研究的青年人才加入团队。

联系方式：zhangzhiyang@hnu.edu.cn