農(nóng)作物的優(yōu)良性狀，如萌發(fā)率高、結實率高以及抗逆性強等，是保障和提高作物產(chǎn)量的重要因素，決定農(nóng)業(yè)經(jīng)濟效益，關系著國家糧食安全。因此，研究農(nóng)作物優(yōu)良性狀形成機理具有重要的科學和實踐意義。植物生長與農(nóng)作物優(yōu)良性狀形成密切相關，如幼苗生長決定植物抗逆性、胚軸生長決定植物種子破土能力、花粉管生長決定植物結實率等。細胞骨架（包括微管和微絲骨架），作為細胞支架，是支撐細胞形態(tài)的必需因子。蔗糖轉運蛋白將蔗糖從源端（主要是葉片）運輸?shù)綆於耍ǜ炔课唬?，保障細胞生長的營養(yǎng)。因此，細胞骨架和蔗糖轉運蛋白在植物生長過程中起到必不可少的作用。然而，由于細胞骨架結構小，蔗糖轉運是一個動態(tài)變化過程等原因，造成相關研究技術較難。2007年以前，細胞骨架和蔗糖轉運蛋白與農(nóng)作物優(yōu)良性狀形成機理的聯(lián)系還未建立。本項目以細胞骨架和蔗糖轉運蛋白為研究對象，針對重要農(nóng)作物性狀，開展了一系列生長調控機制研究，以期在農(nóng)作物優(yōu)良性狀形成過程中植物生長調節(jié)機理研究領域中提供新的研究方向和重要的科學證據(jù)，同時為農(nóng)作物增產(chǎn)和培育優(yōu)良品種提供重要的理論依據(jù)。主要取得了如下研究成果。（1）與植物抗逆性相關的幼苗生長機理中，證明了2種細胞骨架、2種微管結合蛋白和3種蔗糖轉運蛋白的作用及其機制。①揭示了在逆境下微管和微絲骨架的動態(tài)過程，并且證明其動態(tài)是幼苗生長關鍵調節(jié)過程，從而決定植物抗逆性；②微管結合蛋白MAP18和MAP65-2通過調節(jié)微管動態(tài)，影響幼苗生長和植物抗逆性；③蔗糖轉運蛋白At-SUC2、AtSUC4、AtSUC9通過調節(jié)幼苗生長過程中蔗糖含量，從而提高植物抵抗逆境的能力。（2）與植物種子破土能力相關的胚軸生長機理中，發(fā)現(xiàn)了微管骨架和3種微管結合蛋白，并闡明作用機制。①MDP25通過調節(jié)微管不穩(wěn)定性，MDP40通過植物激素油菜素內酯的調節(jié)，WDL3通過穩(wěn)定微管，從而3種微管結合蛋白調控擬南芥下胚軸伸長；②微管骨架通過調節(jié)植物激素赤霉素含量，調節(jié)水稻胚軸生長。（3）與植物結實能力相關的花粉管生長機理中，鑒定了2種微管結合蛋白，并闡明作用機制。①馬鈴薯微管結合蛋白SB401通過與微管和微絲的相互作用，在植物花粉管細胞伸長過程中起重要作用；②微管結合蛋白MDP25受Ca2+調控，通過切割花粉管亞頂端的微絲而改變其排列和動態(tài)，進而調控花粉管細胞伸長過程。本項目在國內外期刊上發(fā)表40余篇論文，其中SCI收錄20余篇，以第一或者通訊作者在《Plant Cell》（IF:9.653）上發(fā)表了4篇。8篇代表作累計影響因子為59.528，引用287次。所列19篇主要文章總影響因子為124.245，引用570次。此外，本項目研究成果被生物學國際頂級期刊廣泛引用和高度評價。例如，8篇代表作曾被《Cell》（IF:28.71）《Annual Review of Plant Biology》（IF:22.1）等期刊多次引用；代表作1自網(wǎng)上發(fā)表以來，連續(xù)數(shù)月為該雜志排名前10的訪問文章，目前已被《Cell》等多次引用；代表作4，5，6，7分別連續(xù)4年被植物學報“中國植物科學若干領域重要研究進展”文章中列為重要研究結果，同時給予高度評價。

本項目由沈陽農(nóng)業(yè)大學汪澈教授主持，獲2019年度遼寧省自然科學三等獎。