核心问题：植物代谢工程常受内源代谢通路复杂调控的限制，难以高效引入和表达异源多步代谢通路；且传统稳定转基因方法耗时耗力。本研究旨在利用病毒载体在植物中快速表达完整异源类胡萝卜素合成通路，实现番茄红素等产物的非质体合成。
关键发现：在 TEVΔNIB-BIE 感染的本氏烟/烟草系统叶中，HPLC 检测到八氢番茄红素和番茄红素积累，番茄红素约占总类胡萝卜素含量的 10%，达到约 150 μg/g 干重。 等 4 条
核心问题：解析MEP途径的代谢调控机制，特别是影响异戊二烯生物合成及植物排放的调控节点，为异戊二烯排放模型和异戊二烯类化合物的代谢工程改造提供理论基础。
关键发现：全球植物每年排放约600 Tg异戊二烯 等 8 条
核心问题：解析植物血红素加氧酶（HO）基因家族在光敏色素发色团合成中的具体作用，尤其是 HO1 与 HO2 的功能分工。
关键发现：拟南芥基因组中存在4个血红素加氧酶（HO）基因 等 4 条
核心问题：探究拟南芥HMG CoA还原酶在异戊二烯生物合成中的调控作用，以及过表达该酶是否影响异戊二烯终产物的积累。
关键发现：转基因株系T43.06和T43.29的HMG CoA还原酶活性约为野生型的3倍（野生型1.14-1.21 nmol MVA h-1 mg-1，T43.06为3.10-3.15，T43.29为2.46-2.65） 等 6 条
核心问题：单萜生物合成的前体香叶基二磷酸(GPP)合酶在植物中的分子身份及其在细胞内的区室化分布长期不清楚；以往认为单萜仅在特化分泌结构中合成，对光合薄壁细胞中是否也能进行单萜合成缺乏认识。
关键发现：从拟南芥克隆的GPPS cDNA编码区长1266 bp，编码422个氨基酸，与拟南芥FPS的一致性为24.2%，与GGPPS的一致性为28.7% 等 9 条
核心问题：研究拟南芥GA20-氧化酶基因家族在赤霉素生物合成中的限速作用，并验证通过正义/反义表达调控GA含量及植物株高的可行性。
关键发现：过表达任一GA20-氧化酶cDNA使幼苗下胚轴约长50%（对照0.80 mm vs 等 3 条
核心问题：拟南芥中GDP-L-岩藻糖从头合成途径中3,5-表异构化和4-还原步骤的酶基因尚未被克隆和鉴定，导致该途径无法完整重建。
关键发现：GER1基因编码312个氨基酸的蛋白，预测分子量35.5 kDa，SDS-PAGE表观约35 kDa 等 8 条
核心问题：如何在拟南芥种子中合成并积累酮类胡萝卜素，提高其含量
关键发现：在拟南芥种子中特异性表达雨生红球藻β-胡萝卜素加氧酶，成功积累酮类胡萝卜素，主要产物为4-酮基叶黄素、金盏花黄质和角黄素 等 4 条
核心问题：植物代谢工程缺乏有效的计算模型指导，现有拟南芥代谢网络模型未考虑亚细胞区室化和组织特异性，且仅覆盖初级代谢，无法用于次级代谢相关目标产物的设计，需要构建全基因组规模、整合多组织与区室信息的代谢模型。
关键发现：初始模型包含1,363个反应和1,078个代谢物 等 8 条
核心问题：植物中广泛存在的古菌异戊烯基磷酸激酶（IPK）同源物在萜类代谢网络中的功能角色及其对萜类生物合成的调控机制尚不清楚。
关键发现：AtIPK定位于细胞质，与MVA途径及下游萜类基因共表达。AtMDD1和AtMDD2对MVAPP的催化效率（kcat/KM约1.2×10^5 s^-1·M^-1）比MVAP（约10^1 s^-1·M^-1）高约10^4倍。AtIPK对IP和DMAP的催化效率相近（kcat/KM分别为10.1×... 等 3 条
核心问题：如何通过遗传工程有效提高植物重要次生代谢产物（如萜类、油脂、维生素）的产量和品质，并理解单酶与多酶调控的局限性。
关键发现：植物合成30,000余种萜类 等 9 条
核心问题：在模式植物拟南芥中重构并功能隔离紫黄质循环（VAZ循环）之外的第二条叶黄素循环——叶黄素环氧化物循环（LxL循环），以解析其在光合作用能量捕获与光保护中的特定作用。
关键发现：在szl1+NoZEP1株系中，Lx含量为158.5±8.0 mmol/mol Chl，占L+Lx总量的78% 等 6 条
核心问题：解决植物在盐碱和干旱环境下存活率低的问题，通过基因工程提高作物耐盐耐旱性
关键发现：转基因拟南芥AVP1-1和AVP1-2的AVP1蛋白水平分别比野生型高1.6倍和2.4倍 等 9 条
核心问题：植物环阿屯醇合酶难以从粗提物中纯化，且植物中存在多种环氧角鲨烯环化酶，无法通过互补代谢突变克隆，需要一种不需纯化蛋白的克隆方法。
关键发现：从约10,000个酵母转化子中筛到1个阳性池，再分离到3个单菌落 等 5 条
核心问题：系统综述植物来源的单萜、倍半萜和二萜合成酶（萜类环化酶）的酶学机制、分子克隆、异源表达、序列相关性及系统发育关系，并探讨其生物学功能与生物技术应用。
关键发现：单萜约1000种、倍半萜超过7000种、二萜超过3000种 等 9 条
核心问题：克隆并鉴定催化非甲羟戊酸途径第一步反应的1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXPS）基因，以阐明植物质体中异戊二烯生物合成的新途径。
关键发现：薄荷DXPS cDNA（pDS29）包含2172 bp的ORF，去掉推测的质体转运肽后成熟蛋白约650个氨基酸、约71 kDa 等 5 条
核心问题：研究拟南芥中阿魏酸5-羟化酶（F5H）活性改变对木质素组成和结构的影响，验证F5H作为木质素单体组成关键调控点的作用。
关键发现：C4H-F5H转基因木质素中紫丁香基比例超过97%，愈创木基低于3%（粗估<3%，确定<5%）；Klason木质素含量：C4H-F5H约11%，野生型约17%，其他转基因约19%；木质素分离得率：fah1-2突变体17.4%，C4H-F5H 等 3 条
核心问题：克隆并鉴定拟南芥中编码4-二磷酸胞苷-2C-甲基-D-赤藓醇合酶（IspD）的基因，研究其在非甲羟戊酸途径中的催化功能与酶学性质。
关键发现：拟南芥ispD基因的ORF为909 bp，编码302个氨基酸 等 7 条
核心问题：确定植物质体 MEP 途径中 1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸合酶（DXS）是否是该途径的限速酶，以及其水平变化对质体异戊二烯生物合成的影响。
关键发现：DXS 过表达株系（S-2, S-14, S-17）的 DXS 蛋白水平为野生型的 132%-172%，抑制表达株系（S-7, A-6, A-18, CLA1/cla1）为 38%-77%。与野生型相比，过表达株系的叶绿素总量为 134%-142%，抑制表达株系为 65%-84%，cla1-1... 等 8 条
核心问题：青蒿素生物合成中Δ11(13)双键还原的分子机制及催化酶不明确，需要鉴定并克隆该还原酶基因，以阐明青蒿素合成途径。
关键发现：黄花蒿花蕾提取物中存在青蒿醛Δ11(13)还原酶活性，产物为(11R)-二氢青蒿醛。 等 7 条