本研究组致力于探索植物种子（胚胎和胚乳）的发育生物学基础，研究合子胚受精激活的分子机理以及小分子多肽在植物干细胞调控过程中的作用。研究内容包括：

1.受精后合子激活的分子机理；

2.胚乳糊粉层和淀粉胚乳分化；

3.多肽激素与植物的信号转导；

主要学术贡献：提出了生长素的极性运输控制植物器官原基形成的理论，建立了植物界第一个细胞质分裂的突变体模型，阐明了控制胚乳细胞分裂所必需的一系列基因，发现AMP脱氨酶在受精卵激活过程中的关键作用，证实了控制干细胞分化的CLV3和CLE19基因是以小分子多肽激素形式参与信号传递。

1．花粉细胞命运决定与发育的分子生理机制

以突变体为材料，综合利用分子遗传学、细胞生物学、生理学技术手段，结合蛋白质组、基因组等组学数据分析，解析花粉细胞命运决定与发育的调控机制与分子网络，为作物雄性不育系创制和杂种优势利用提供分子元件以及理论与技术。

2．作物种子发育及优质性状形成的分子基础

利用从水稻种质资源中筛选的优异种质资源材料，通过遗传群体构建、表型鉴定及全基因组关联分析和数量性状位点定位，解析水稻籽粒灌浆、成熟、加工与外观品质性状的调控因子和分子网络，阐释灌浆与成熟期温度等环境因子影响品质性状的机制。同时，也启动了重要饲草苜蓿高产优质分子模块解析及高产优质性状的分子设计等研究。

本研究组主要从事水稻重要性状遗传和功能基因组学研究。现阶段主要包括以下内容的工作：

1.组蛋白乙酰化调控水稻生长发育的分子机理研究；

2.系统解析控制水稻粒型的分子模块和耦合组装；

3.一个新的控制水稻粒重QTL的功能分析。

1. 水稻种子储藏蛋白胞内转运与内质网胁迫应答机制

蛋白质分选与胞内运输是生物学的一个基本问题，其不仅在维持细胞的内稳态方面发挥着重要作用，还涉及到信号转导、器官发育等重要生命过程。与此同时，逆境下灌浆期种子会积累大量错误折叠和非折叠蛋白，产生内质网胁迫，进而影响种子产量和品质。利用遗传学、生物化学、分子和细胞生物学等方法，解析水稻种子储藏蛋白分选、胞内转运和储藏的遗传调控机制以及内质网胁迫应答机理，具有重要理论意义。同时对实现种子中外源有用蛋白定向运输、定点储藏、提高外源蛋白表达和累积水平具有重要应用价值。

2. 水稻淀粉代谢调控网络解析与种子储藏淀粉品质改良

水稻淀粉代谢是一个基本的生物学过程，受一系列酶的协同催化调控，不仅决定稻米的食味和加工品质，同时影响植株的生长发育和花粉育性。利用基因组学、分子生物学等技术手段，解析水稻瞬时淀粉代谢和储藏淀粉合成的调控因子，分析分子网络，研究遗传变异和表观变异规律，评估其在雄性不育系创制和种子储藏淀粉品质改良中的应用价值，培育用于种子精准设计的遗传材料。

3. 植物基因表达调控机制与保健功能性作物创制

通过对控制基因表达起关键调控作用的启动子、转录因子等诸因子的研究，揭示植物种子中内源和外源基因表达的遗传调控机制，建立外源基因高效稳定表达体系。利用该体系在水稻种子中特异性表达生理活性成分，生产重要重组蛋白，同时培育具有保健功效的水稻新品种，使人们在正常饮食中预防和减少疾病的发生，实现医食同源。对于增进人们健康、节省医疗费用等具有重大社会意义和经济效应。

1. 拟南芥种子休眠萌发分子遗传调控

种子休眠萌发是植物由生殖生长转变为营养生长的关键发育进程，关乎植物的生存与繁衍。课题组主要利用突变体和自然变异QTL等分子遗传手段研究拟南芥种子休眠萌发的调控机制，已研究报道了RDO4（HUB1）、 RDO2、SNL1/SNL2、RDO3(ETR1)、Sdr4L、FT等调控种子休眠萌发的分子机理，从表观遗传和植物激素等不同角度阐明了种子休眠萌发调控的分子通路。目前研究重点：DOG3的克隆和功能研究，种子储藏mRNA与种子休眠萌发，种子休眠萌发特异性调控分子网络解析等。

2. 作物抗穗发芽分子模块解析

穗发芽是影响作物产量及品质的气候灾害之一，主要发生在收获季节降雨多的地区。适度提高种子休眠水平是抑制穗发芽的关键，但目前对作物种子休眠形成的分子基础了解甚少。课题组主要利用小麦遗传群体和种质资源开展QTL连锁分析和全基因组关联分析，克隆调控小麦种子休眠的关键基因，为分子育种提供有效标记和优异基因资源。

3. 饲草燕麦耐盐碱分子元件解析

针对饲用燕麦生产中面临的生物量低、耐盐碱性差等问题，利用燕麦种质资源和遗传分离群体，通过全基因组关联分析、QTL连锁分析及组学等技术手段，解析饲用燕麦耐盐碱的分子元件，克隆饲用燕麦耐盐碱基因，发掘有效分子标记，培育携带耐盐碱分子元件且农艺性状优良的燕麦新材料。

1.植物激素（油菜素内酯，BR）信号转导与棉纤维发育；

2.棉花耐高温等重要农艺性状的分子改良。