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农业生产中，高温、干旱等逆境胁迫是造成农作物减产的主要因素。叶绿体作为植物细胞中特有的细胞器，不仅是光合作用发生的场所,也是植物应对和适应逆境胁迫的重要调控单元。同时，叶绿体（以及其它相关质体）也是植物最重要的代谢中心，负责多种脂类、氨基酸、植物激素、色素的合成与降解，与许多重要的植物生物学过程和农艺性状有直接关联。而这些叶绿体功能的建立和维系，都依赖于叶绿体蛋白动态平衡（如蛋白转运、降解）的调控...
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室：藜麦生物学与育种研究组
藜麦 农艺性状 基因解析 高产育种
2023/3/23
藜麦(Chenopodium quinoa Willd.)是一年生苋科藜属双子叶草本作物，也是天然盐生植物，在南美安第斯山区域有5000-7000年的种植食用历史。由于历史原因，藜麦是一种未被完全驯化、完全利用的粮食作物。最近因其独特的全营养及极强的耐逆（旱、盐、低温）特性，被誉为超级作物，联合国大会更是将2013年设为“国际藜麦年”，预期藜麦可在消除饥饿、营养不良和贫困活动中发挥重要作用。
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室：植物系统生物学研究组
植物 系统生物学 光合改良 光合作用
2023/3/23
提高光能利用效率是进一步大幅度提高产量的关键途径。当前作物光能利用效率一般小于1%，远远低于C3和C4植物的光能利用效率的理论最大值。长期以来，研究组致力于探索提高光能利用效率的新途径。
光合作用效率与植物生物量密切相关，然而，其调控机理仍然有待于阐明。本课题组围绕着光合循环电子传递对光合作用的调控机制、模式光合生物蓝藻二氧化碳浓缩机制开展研究，主要集中在三个方面：1）光合循环电子传递的调控机理；2）CO2吸收与运转调控机理；3）调控电子传递与碳同化关键蛋白的结构与功能。
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室论文列表。
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室专利列表
光合作用是植物的一种典型的受精细调控的复杂性状。作为重要的植物生命活动，光合作用的改造在未来作物改良理论与实践中具有巨大潜力。光的感知、信号传导、基因表达调控、细胞生化反应及光合产物运输等过程形成复杂网络，并通过关键转录因子连结着植物激素以及其它环境响应机制。C4途径是一种光诱导而运行的高效率光合作用。C4叶片具有特殊的“花环状结构”，通过叶绿体超微结构分化，物质和能量代谢区域化，形成CO2浓缩机...
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室：糖信号研究组
糖信号 水稻 叶绿体 性状基因
2023/3/23
糖不仅是生物体物质与能量代谢的基础，也是重要的信号源。糖（营养）信号参与了植物几乎所有的生长发育过程、调控了数千个基因的表达、与植物激素等信号途径密切互作。水稻是不仅是重要的主粮作物，也是单子叶植物的模式。我们实验室通过分子遗传学、植物生理学等手段，揭示糖（营养）信号调控植物生长发育和基因表达的分子机理，克隆水稻叶绿体发育以及产量、品质和养分效率相关的重要基因或QTL，研究其功能。目前，实验室研究...
研究植物和环境相互作用的机制， 特别是在太空微重力环境下植物的响应和适应。目前，实验室研究集中在这些方面： 1）认识微重力刺激在细胞中转导的信号通路。2）植物适应微重力环境中的过程和途径。3）认识微重力对植物生长发育的影响。
已知的生物都是在1g的地球重力环境中进化而来，其生长、发育和生命活动的各个方面均与地球重力环境相适应。当地球植物飞向太空后，微重力会严重地影响到植物的生长发育和代谢活动，那么，在太空中生长的植物的内在生理和遗传机制会怎样适应地球上从未有过的（微）重力新环境呢？为了回答这个问题，本研究组先后利用国家载人航天工程项目“神舟四号”、“神舟八号”飞船和“天宫二号”空间实验室，以及“实践八号”和“实践十号”...
由于二氧化碳排放量的增加，地球温室效应的加剧，导致高温胁迫日益成为我国及世界现代农业生产体系所面临的严峻挑战。叶绿体是植物细胞进行光合作用的场所，也是高温逆境因子作用的敏感位点。高温胁迫导致叶绿体类囊体膜结构发生显著的改变，从而对光合作用和植物其他生理过程产生显著伤害。植物在高温胁迫条件下的热激反应是启动体内大量热激转录因子（HSF）和热激蛋白（HSP)基因的转录，而对于启动这些热激响应基因表达的...
中国科学院植物生理生态研究所光合作用与环境生物学开放实验室是2008年通过将光合作用研究室与环境生物学研究室合并建立。光合作用实验室是殷宏章先生在1956年建立的我国第一个光合作用研究实验室；先后有殷宏章院士、施教耐院士、沈允钢院士在该室开展研究工作，在光合作用诸多研究领域中做出卓越贡献。原环境生物学实验室集中于逆境生物学及空间生物学研究。
中国科学院分子植物科学卓越创新中心（简称“分子植物卓越中心”，下同）是中国科学院直属的独立事业法人科研机构，其前身是中国科学院上海植物生理生态研究所。1999年，原中国科学院上海植物生理研究所与原中国科学院上海昆虫研究所整合成立中国科学院上海植物生理生态研究所。2016年，植物生理生态研究所依托分子植物卓越中心，设立中国科学院直属科研机构。2019年，分子植物卓越中心获批独立事业法人资格。
2020年5月11日，Nat Struct & Mol Biol 在线发表了中国科学院分子植物科学卓越创新中心张鹏研究组和刘宏涛研究组的合作研究成果，题为“The oligomeric structures of plant cryptochromes”。研究工作报道了玉米和拟南芥蓝光受体CRY蛋白PHR结构域处于激活状态的寡聚体三维结构，揭示了植物蓝光受体CRY光激活的分子机制。隐花色素CRY是...
