（1）  植物耐铝毒分子调控机制

土壤酸化（pH ≤ 5.5）是全球范围内严重威胁农业生产和粮食安全的重要因素之一，约占全球全球可耕地面积的50%以上。在我国，酸性土壤遍布14个省区，约占全国总耕地面积的1/5。气候变化以及农业生产中不良的耕作方式如化肥的滥施等，均增加了土壤的酸化面积并加剧了土壤的酸化程度。铝（Al）作为地壳中含量最丰富的金属元素，在酸性条件下以三价铝离子（Al³⁺）形态释放进入到土壤溶液中，通过抑制植物根系生长，进而对植物的生长发育造成严重影响，成为酸性土壤上植物生长的最主要限制因素之一。本课题组以拟南芥和大豆为材料，重点从分子水平围绕植物如何响应和传递铝胁迫信号，进而通过分子应答机制调控铝毒害胁迫开展研究。以期为从分子水平上阐明植物铝胁迫分子信号调控路径和耐铝分子机制，挖掘植物耐铝关键基因，利用现代生物技术手段改良植物营养遗传性状，培育适应酸性土壤生长的作物新品种提供科学理论依据。

（2）  养分吸收利用与大豆发育调控

土壤养分为植物的生长发育提供了所必需的无机盐和有机物，它们通过植物的根系被吸收并运输到植物体的各个部分，进而维持和保证植物的正常生长和发育。养分的缺乏和失衡极易造成植物的生长障碍和发育缺陷。大豆作为极其重要的油料和经济作物之一，其生长发育和产量受到各种环境因素的影响。本课题组利用实验室创建的突变体库，对大豆发育和产量性状与养分吸收利用的关系，以及分子调控机制开展研究。从养分分子设计层面，挖掘高产优质大豆优良性状控制关键基因，进而通过改良大豆遗传性状培育优异新品种。

（3）  大豆根瘤固氮分子调控机制

大豆是重要的粮食和油料作物，大豆根瘤菌能够通过固氮作用为大豆的生长发育提供氮素营养，如何让根瘤菌更好地发挥共生固氮作用，进而提升大豆产量，是目前科研人员正密切关注的科学问题之一。本课题组利用实验室创建的突变体库，结合正反向遗传学手段以及各种分子生物学手段，对根瘤形成和固氮的分子调控机制开展研究。为分子设计培育高效固氮的高产优质大豆品种提供科学依据。