1.团队负责人：
团队成员：
3．研究方向：
方向一：植物环境适应背后的分子机制
研究内容：30多年来，我们对植物细胞的观察发现了两个有趣的现象：第一是植物线粒体基因组的低拷贝性，即细胞中大多数线粒体不携带DNA，平均十个线粒体共享一套基因组信息；第二是被子植物在系统演化中出现了较高比例的质体基因组父系传递。有趣的是这两个现象的背后分别隐含着线粒体和质体基因组与细胞核基因组之间的大面积核质冲突。植物依靠上述两个现象克服了独特的核质冲突而演化至今。动物中未见上面的现象和相应的核质冲突，说明植物细胞在陆生生长过程中经历的逆境胁迫远强于动物细胞，致使其线粒体和质体基因组发生了更多的遗传变异，从而与细胞核的共进化更为复杂。本实验室后续将针对上面两个现象背后的分子机制进行深入的研究。
方向二：药用特色植物的生物合成调控与种质创新
云南是我国生物多样性最丰富的地区之一，拥有大量珍稀药用植物，如三七、天麻、重楼、蒲公英等，其活性成分（如皂苷、生物碱、黄酮、天麻素等）在医药和保健品领域具有重要价值。研究这些药用植物的生物合成与调控机制，解析关键代谢通路及调控网络，有助于通过基因工程手段提高目标成分产量。同时，结合种质创新技术，可培育优质、高产、抗逆的新种质资源。此外，云南高原环境下的逆境胁迫（如干旱、低温）显著影响药用植物的次生代谢，研究其响应机制可为抗逆品种选育提供理论依据。未来研究方向聚焦：① 药用植物合成生物学与异源表达体系的构建；② 多组学整合分析挖掘关键功能基因；③ CRISPR/Cas9等基因编辑技术定向改良药用性状；④ 逆境胁迫与药用成分合成的互作机制。该研究对云南特色药用植物的资源保护与可持续利用具有重要意义。
方向三：植物发育的分子机制
新性状和(新)适应性的进化是生物表型多样化形成的关键，也是生物从简单到复杂进化的基础。花作为被子植物的一个关键创新性状，在被子植物的多样化形成和维持过程中有重要作用。花和被子植物的起源以及快速演化问题也被达尔文称为“恼人之谜”。在前期研究中，我们发现植物从简单到复杂，从水生到陆生过程中，一些代谢途径（例如MEP和MVA途径）的逐渐形成和多样化可能在植物的水陆转化过程中有重要作用。例如，MEP途径中间代谢物MEcPP 介导的叶绿体逆行信号参与了早期陆生植物小立碗藓对热胁迫的耐受性和生长调控（图1A, B）。
花器官这一结构的出现，从进化角度看是典型的性状创新，阐明花器官结构多样性形成的机制对于理解被子植物和花多样性的演化至关重要。在花器官中，由萼片或花瓣形成的距也在植物的多样化和适应性中发挥重要作用(图1C)，大彗星兰拥有的长距和非洲长喙天蛾长长的喙便是这种协同进化和相互适应的经典案例。有些植物拥有一个距（例如，大彗星兰和凤仙花等），有些植物拥有多个距（例如，耧斗菜），但距是如何进化出来的？控制它的身份和数目决定的基因是什么仍然不是很清楚？在前期我们在凤仙花中获得了一些单距、双距和三距的植物材料，所以，我们将用这些材料来解析凤仙花中距的身份和数量决定的科学问题（图1D）。本方向将以早期陆生植物小立碗藓和地钱以及西南地区特色植物作为实验体系，从分子生物学角度探究植物（新）性状或适应性的产生机制及进化范式，从而进行特色植物/作物的性状改良和智能植物设计。
图1植物的进化发育（图C改自Li等人的文章）
4.团队成果：
（1）承担项目
国家磷资源开发利用工程技术研究中心开放基金，利用磷矿伴生钙镁矿物材料高效去除富营养化水体中磷的研究
国家自科科学基金 ，基因工程改造蜜环菌提高天麻4-羟基苯甲醇和天麻素含量研究（31960071）
国家自然科学基金：S-亚硝基化介导SlMYB86调控番茄硝酸盐胁迫抗性的分子机制（32260753）
国家自然科学基金：凤仙花科滇水金凤距发育的分子机制研究(32460059)
（2）发表论文专著
Zhang Q and Sodmergen (2010) Why does biparental plastid inheritance revive in angiosperms?J Plant Res123: 201-206.
Wang DY, Zhang Q, Liu Y, Lin ZF, Zhang SX, Sun MX, Sodmergen (2010)The levels of male gametic mitochondrial DNA are highly regulated in angiosperms with regard to mitochondrial inheritance.Plant Cell22: 2402-2416.
Ju Y, Guo L, Cai Q, Ma F, Zhu QY, Zhang Q, Sodmergen (2016)Arabidopsis JINGUBANG is a negative regulator of pollen germination that prevents pollination in moist environments.Plant Cell28: 2131-2146.
Ma F, Qi H, Hu YF, Jiang QR, Zhang LG, Xue P, Yang FQ, Wang R, Ju Y, Uchida H, Zhang Q,Sodmergen (2018)The mitochondrial endonuclease M20 participates in the down-regulation of mitochondrial DNA in pollen cells.Plant Physiology178: 1537-1550.
Zhang LG, Ma J, Shen ZR, Wang B, Jiang QR, Ma F, Ju Y, Duan GX, Zhang Q, Su XD, Sodmergen (2022) Low copy numbers for mitochondrial DNA moderates the strength of nuclear-cytoplasmic incompatibility in plants.Journal of Integrative Plant Biology65: 739-754.
Zhang LG, Ma F, Duan GX, Ju Y, Yu TQ, Zhang Q, Sodmergen (2024) MIKC*-type MADS transcription factors control JINGUBANG expression and the degree of pollen dormancy in Arabidopsis.Plant Physiology197: kiae576.
Xing Zhao, Jinlong Cai, Peng Xu, Zeyi Zhou, Caixia Guo, Hongjun Nian, Kunzhi Li*(2025)NAA enhances armillaria gallica growth by modulating nitrogen metabolism through AgZFP48,International Journal of Biological Macromolecules,140032
Yaqi Bi, Fuyan Jiang, Yudong Zhang, Ziwei Li, Tianhui Kuang, Ranjan K. Shaw, Muhammad Adnan, Kunzhi Li*, Xingming Fan*(2024) Identification of a novel marker and its associated laccase gene for regulating ear length in tropical and subtropical maize lines.Theoretical and Applied Genetics137: 294.
Xing Zhao, Xueting Yang, Yunfang Li, Hongjuan Nian, Kunzhi Li*(2023)14-3-3 proteins regulate the HCHO stress response by interacting with AtMDH1 and AtGS1 in tobacco and Arabidopsis.Journal of Hazardous Materials.458:132036.
Liu J, Wang C, Kong L, Yang Y, Cui X, Li K, Nian H*(2023). Rho2 involved in development, stress response and pathogenicity of Fusarium oxysporum.World J Microbiol Biotechnol39(10): 272.
Wen Z, Liu J, Li Y, Liu S, Nian H*(2022). Transcription factor Crz1 from Cryptococcus humicola conferred aluminum resistance and interacted with calcineurin.Curr Microbiol79(5):138.
Senlin Zeng, Xudong Sun, Jiali Zhai, Xixian Li, García-Caparrós Pedro, Hongjuan Nian, Kunzhi Li, Huini Xu(2024). SlTrxh functions downstream of SlMYB86 and positively regulates nitrate stress tolerance via S-nitrosation in tomato seedling.Horticulture Research
Xiaojun Pu†, Xiumei Dong†, Qing Li, Zexi Chen and Li Liu* (2021). An update on the function and regulation of MEP and MVA pathways and their evolutionary dynamics. 2021.Journal of Integrative Plant Biology63(7): 1211-1226.
Xiaojun Pu†, Zhuo Yang†, Yongjun Lin, Yaling Song, Zexi Chen, Silin Chen, Hong Yang, Liu Duan*, Li Liu*(2025). Integration of HDS and HSFA1 Functions in MEcPP-Mediated Thermotolerance and Growth Regulation in Physcomitrium Patens.Plant, Cell & Environment(in press).
Xiaojun Pu, Lina Liu, Ping Li, Heqiang Huo, Xiumei Dong, Kabin Xie, Hong Yang and Li Liu*(2019). A CRISPR/LbCas12a-based method for highly efficient multiplex gene editing in Physcomitrella patens.The Plant Journal100, 863-872.
Chen YL, Zhang L, Zhang H, Chen L, Yu D*(2021). ERF1 delays flowering through direct inhibition of FLOWERING LOCUS T expression in Arabidopsis.Journal of Integrative Plant Biology63: 1712-1723.
Xu Li+, Zhen Wang+, Sifan Sun+, et al(2024). IbNIEL-mediated degradation of IbNAC087 regulates JA-dependent salt and drought tolerance in sweet potato.Journal of Integrative Plant Biology66(2):176-195.
Lamei Zheng, Bojing Li, Genfa Zhang, Yijun Zhou, Fei Gao*(2024). Jasmonate enhances cold acclimation in jojoba by promoting flavonol synthesis.Horticulture Research11(7):uhae125.
