研究内容----植物细胞与染色体工程国家重点实验室

生物固氮是指微生物在固氮酶的作用下将空气中的氮气还原为氨的过程。改造利用生物固氮以减少农作物对工业氮肥的依赖对实现可持续农业发展和碳中和目标有着重要的意义。本课题组将围绕豆科植物-根瘤菌共生固氮的分子机理开展深入研究，以期揭示其中的精准调控机制，获得有重要价值的分子网络，为未来利用生物固氮替代化学氮肥以及作物精准设计育种提供理论基础。

1.解析豆科植物与根瘤菌共生固氮的分子机理

本课题组以豆科模式植物苜蓿、百脉根等为材料，利用分子遗传学、细胞生物学、基因组学和生物化学等手段，解析根瘤菌侵染植物、根瘤发生、类菌体中固氮微环境的建立与维持的分子机制；利用比较基因组学、系统生物学等手段了解豆科植物与根瘤菌共生固氮机制的进化规律。为未来改造生物固氮，创造能够自主固氮的粮食作物、蔬菜和水果提供理论依据。

2.分子设计辅助牧草育种

提高牧草固氮效率有利于推动农业减排，助力实现碳中和目标。本课题组以“牧草之王”苜蓿为研究材料，利用分子遗传学、基因组学和生物信息学等手段，对影响牧草固氮性状的调控网络进行解析，为牧草分子设计育种提供理论基础。