(2) 用基因芯片和CHIP-sequencing等技术在基因组水平上研究控制植物雄蕊形
态建成的关键转录因子的靶标基因，揭示其遗传调控网络。这些关键转录因子包括：TDR、PMD、AMS等抗体为中心的染色质免疫共沉淀全基因组测序和芯片分析，阐明其调控网络。
3、重要植物器官大小控制的分子基础
植物器官大小控制的分子基础是植物发育生物学中最为重要的课题之一，对植物器官大小控制机理深入研究已经成为植物科学领域中重要的前沿和新的增长点。本课题正是面对这一国际前沿领域，利用现代分子遗传学和生物化学、分子细胞生物学等为主要手段，利用模式植物丰富的突变体和完善的基因组学平台，围绕植物器官大小控制的分子机制这一关键的科学问题展开，旨在解析植物器官大小控制中的细胞学基础、器官多少与大小之间的相互关系及分子基础、对器官大小以及多少的分子调控机制和网络以及对内、外源发育信号响应的遗传和表观遗传学基础。
针对关键的科学问题，本项目将从细胞学变化和基因调控的层面入手，我们将开展以下三个方面的研究；
1） 解析植物种子器官大小控制的分子机制。揭示内源生长信号、环境信号等调节细胞分裂和细胞生长从而调控种子发育和大小的作用机制。
在植物种子器官大小的发育和控制的研究中，已经发现了一些重要的基因具有显著的作用，例如AP2、ARF2和ANT；但是这些基因控制种子器官大小的同时还会影响植物的育性。分离鉴定正常育性的大种子突变体不仅可以帮助理解种子大小控制的分子机理，而且具有重要应用价值。在这里我们拟在模式植物拟南芥中首次分离鉴定了正常育性的大种子突变体da1的基础上，重点分离鉴定da1的增强子和da1的抑制子，并通过鉴定与DA1相互作用的蛋白及其功能，鉴定DA1调控的基因网络和DA1途径中的新成员，阐明DA1在控制种子和器官大小方面的分子机理。具体内容包括：
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(1) 通过EMS诱变，筛选获得da1的增强子和抑制子；分离da1增强子或抑制
子基因，建立da1、增强子或抑制子突变体之间的遗传及基因间关系； (2) 获得并鉴定DA1相互作用蛋白（DA1 interacting protein， DIP）并对其
进行功能分析；希望可以鉴定出DA1的直接下游靶目标，从而进一步理解DA1作用的分子基础；
(3) 鉴定出da1-1突变体中差异表达的基因，研究这些基因在调控种子和器官大
小方面的功能，并建立DA1调控的基因网络；
(4) 比较不同生态型间种子和器官的大小，测序不同生态型间DA1基因的自然
变异，建立DA1基因的自然变异与种子和器官大小之间的关系，更好地理解DA1在控制种子和器官大小的功能；
(5) 通过基因芯片技术结合分子遗传学和生化方法，探索植物激素油菜素内酯
对种子性状、大小以及饱满程度的影响，并通过对突变体种子大小的突变以及恢复突变，鉴定受激素调控的参与调控种子发育的关键基因。 2） 解析地上器官叶和花大小控制的遗传基础。
已经有证据表明有些器官大小相关的突变体（例如，35S::ARGOS, 和bb）的种子大小正常，说明存在种子或器官特异的对大小进行调控的途径；而bpe突变体主要影响花的大小，ppd突变体主要影响叶子和角果，说明不同器官间也存在特有的调控途径。虽然arf2 突变体和异位表达ANT植株有减低的育性，但arf2 突变体和异位表达ANT植株的种子和器官（例如叶子）增大，说明一些大小调控途径是种子和器官共有的。
在前期鉴定ARGOS的基础上，我们针对器官大小调节的共同途径这一科学问题，拟利用遗传学、生物化学和反向遗传学的方法，进一步鉴定参与控制拟南芥地上器官叶和花大小的功能基因信号控制，解析激素和其它环境调控植物器官发育及大小的分子机制和信号途径。具体内容包括：
（1） 控制器官大小途径中组分的鉴定和研究。以器官的大小和细胞数目作为指
标，筛选ARGOS的抑制子，鉴定ARGOS下游的信号分子和其它影响器官大小的功能基因，并研究其功能，解析叶和花器官大小控制的分子基础。
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（2） 解析控制地上器官大小的信号途径。研究器官大小控制中的重要功能基因
和生长信号和环境信号的关系，揭示激素信号和其它环境信号生长素控制叶、花大小的细胞学机制分子。
（3） 探索器官大小控制中的关键基因的应用潜力。将对鉴定到的在拟南芥器官
大小控制中起重要作用的基因，将通过转基因的方法评估其在作物改良方面的应用潜力。
3） 研究植物重要器官大小、粗细和多少控制的分子基础，探索植物器官在大小、形状和数量之间补偿机理。
从突变体入手，我们拟重点研究模式植物拟南芥和水稻在营养生长过程中叶片器官的大小、形状以及茎器官分枝的多少的控制机理，分离调控叶片大小、形状和分枝数目的基因，探索它们之间补偿关系的细胞生物学和分子生物学基础。具体研究内容包括：
(1) 分离鉴定控制叶片大小或/和形状的拟南芥基因CUR2和CUR4的功能，鉴
定与CUR2和CUR4相互作用的蛋白，阐明这些突变体的叶片大小和形状控制的分子机理；
(2) 分离鉴定控制茎分枝增多的基因MCB1和茎粗发育控制基因DWT1的功能，
阐明基因工作的分子基础；
(3) 对本研究中克隆的一些重要的器官大小控制基因，研究和评价其在粮食和
经济作物改良中的应用潜力，为作物的改良提供基因资源。
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二、预期目标
1、总体目标
将利用拟南芥和水稻突变体材料和实验操作体系，综合遗传学、生物化学、细胞生物学、全基因组学和生物信息学等现代生物学研究手段和工具，研究高等植物重要器官发生、形态建成、器官大小的遗传与表观遗传调控机理，揭示植物生长发育与环境互作的信号调控网络，为产量性状的分子设计提供理论依据和基础。通过本项目的实施，预计将在以下几个方面取得突破：
(1) 阐明高等植物重要器官发生、形态建成和大小决定的遗传和表观遗传调控机
制和网络，取得一批重大原始创新性科学成果。
(2) 阐明植物开花、重要花器官形态建成和大小控制过程中关键因子的作用机理
和信号网络，发掘一批控制植物器官数目和大小的重要功能基因，为产量性状的分子设计提供依据。
(3) 通过项目的实施，培育和造就一批在国际上具有影响力、在国内具有引领作
用的优秀中青年研究人才，进一步提升我国在植物发育生物学的研究水平，使我们在该领域的研究进入国际领先行列。 2、五年预期目标
在已有的工作基础上，在植物器官特征决定、重要器官形态建成和器官大小控制的分子机理等方面取得突破性进展，使我国在植物器官发育的理论和应用研究进入国际前沿水平，具体目标包括：
(1) 揭示控制营养生长向生殖生长转变、单双子叶植物花器官进化与发育、种子
叶等器官大小控制的关键遗传和表观遗传因子及其调控网络，建立相关的新的理论和模型。
(2) 分离鉴定植物器官特征决定、形态建成和大小控制的关键基因20-30个，建立
相关调控网络1-2个，揭示激素等信号参与控制植物器官形成的遗传和表观遗传机制。
(3) 在国际著名学术刊物上发表有较大学术影响的论文，发表SCI论文30篇、累
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计影响因子达150以上。
(4) 培养学术带头人2人以上，研究生30－40人、博士后8人。
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