植物与微生物群落关系密切。这些群落构成植物微生物组，对于植物健康十分重要。然而，植物同时也受到许多有害微生物的攻击。但对植物而言，问题在于这些微生物朋友和敌人常常十分相似。所以，一个基本的问题就是植物如何区分有益和有害的微生物来更好地在自然界中存活和繁殖。我们的主要目标是利用分子遗传学、基因组学和进化生物学的手段阐明植物和微生物在分子和全局水平上的相互作用。我们的研究对象包括十字花科模式植物拟南芥和禾本科植物玉米，以及植物病原细菌、真菌和植物微生物组。如果您有兴趣加入我们的实验室或开展合作，欢迎与我们联系！

植物免疫系统进化

进化生物学家费奥多西·多布然斯基曾说过：“如果不从进化论思考问题，一切生物学现象都毫无意义。” 植物的先天免疫系统和环境微生物共同进化。我们将从转录组的角度探究植物免疫系统的进化以及植物防御激素的生物合成和信号转导。

植物病原菌致病性

成功的植物病原菌通过分泌叫做效应因子的毒性蛋白来抑制植物的免疫反应。这些效应因子分布在质外体或被转运到植物细胞内而靶向不同的亚细胞结构。效应因子的作用机制多样：它们可以修饰病菌的表面，使植物防卫分子失活或者改变寄主植物的生理代谢来促进致病性。另外，一些植物病原菌可以产生植物激素或类似物干扰植物激素介导的免疫反应。我们旨在解析效应因子的功能来理解植物病原真菌玉米黑粉菌和病原细菌丁香假单胞番茄变种的毒性机制。

植物微生物组

植物进化出先天免疫系统不仅控制病原微生物而且也影响对促进植物健康的微生物组的结构和功能。我们研究植物和微生物组之间的相互作用。关键的问题包括：植物如何控制微生物组的功能？植物如何区分微生物组中不同的成员？又有哪些植物和细菌的遗传学决定因素可以导致植物和细菌之间形成兼容并且有益的互作呢？我们利用分离自拟南芥和玉米的合成细菌菌群来回答以上问题。特别是，我们也将充分利用我们学校丰富的玉米遗传学材料。

植物免疫

植物进化出先天免疫系统来抗击微生物病原菌。我们研究植物免疫系统对抗植物病原菌的机制，着重研究植物防御激素如水杨酸、茉莉酸和乙烯以及丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）。近年来，我们也通过对拟南芥和病原细菌丁香假单胞的互作进行转录组和蛋白组分析，揭示了植物免疫系统通过影响细菌代谢途径（包括蛋白翻译和铁摄取）和毒力来控制病菌在植物体内的生长。根据这些研究我们也提出了一些将来可以验证的假设。

植物能够抑制入侵细菌的生长，但其机制尚不清楚。而且，这种防御常常以牺牲植物生长为代价。我们发现一个进化上保守的植物蛋白可以作为“分子剪刀”切割一个高度保守并且对毒力十分重要的细菌蛋白，直接抑制细菌生长。人工过表达这个“分子剪刀”可以提高植物的抗病性但是不激发和免疫激活相关的植物生长阻滞。因此，我们的发现揭示了一种可以提高植物对病原菌的抗性但又不对植物产量产生影响的策略。

为对抗局部的病菌侵染，植物能够在远端叶片产生抗病性，这种现象被称为系统获得性抗性（SAR）。我们旨在研究SAR的分子机制。在自然状态下，多种多样的微生物和植物以及微生物产生的化学物质（包括SAR相关化合物）共存并相互作用。我们将研究在这些条件下植物如何产生SAR。

植物对物理和生物胁迫反应的权衡策略（trade-off）是指植物在应对单一胁迫时优先对该胁迫产生响应，以此提高植物的适应性。但在自然界中，植物常常会同时面对两种不同类型的胁迫。然而，权衡策略并不能解释植物在面对多种胁迫时的交互应答机制是否以及如何对植物有益。我们讲探讨植物如何应对多重胁迫环境。