在長期的演化過程中，植物獲得了復雜而精巧的機制調(diào)控可塑性生長能力，以增強其對多變復雜環(huán)境的適應性。激素對于植物的新陳代謝、生長發(fā)育和繁衍生息等各種生命活動起重要調(diào)節(jié)作用。闡明植物激素的感知及其調(diào)控植物生長發(fā)育和防御反應的機制，是植物生物學的前沿領(lǐng)域。

　　“植物激素作用的分子機理”重大研究計劃（以下簡稱“重大計劃”）對這一領(lǐng)域進行了重點部署。通過該重大計劃的實施，我國科學家取得了多項重大成果。在重大計劃的資助下，清華大學生命科學學院教授謝道昕課題組在植物科學領(lǐng)域率先闡明了茉莉素和獨腳金內(nèi)酯這兩類重要植物激素的受體感知機制，系統(tǒng)地闡述了茉莉素調(diào)控植物生長發(fā)育和防御反應的信號傳導機制；在生命科學領(lǐng)域首次揭示了新型的“配體—受體”不可逆識別規(guī)律。

　　茉莉素對于植物的生命活動起重要的調(diào)控作用，不僅調(diào)控植物對病蟲和非生物逆境的防御反應，還調(diào)控植物育性和衰老等多種生長發(fā)育過程。植物如何感知茉莉素是半個多世紀以來一直懸而未決的重大科學問題。謝道昕課題組發(fā)現(xiàn)了一種被命名為“COI1”的蛋白是茉莉素的受體，這對茉莉素信號轉(zhuǎn)導的研究具有深遠影響。

　　對于茉莉素信號傳導過程，謝道昕課題組闡明了一系列關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子所組合產(chǎn)出的各種蛋白復合體在茉莉素途經(jīng)中的重要作用，從而揭示了茉莉素調(diào)控植物抗病抗蟲反應、雄性不育、葉片衰老、花色素苷積累和表皮毛形成的分子機制。中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所發(fā)現(xiàn)，茉莉素途徑的核心轉(zhuǎn)錄因子MYC2通過與轉(zhuǎn)錄中介體亞基MED25的互作實現(xiàn)與RNA聚合酶的“溝通交流”，從而特異性地調(diào)控茉莉素響應基因的表達。他們還揭示了轉(zhuǎn)錄因子利用“降解促進激活”調(diào)控防御反應這一在生物界保守的新機制。

　　作為一種適應性生長機制，茉莉素在激活防御反應的同時也調(diào)控諸多生長發(fā)育過程，然而，植物抗性和生長發(fā)育之間常存在負相關(guān)。謝道昕課題組發(fā)現(xiàn)了茉莉素介導植物防御反應的重要調(diào)控因子JAV1，遺傳操作JAV1可以顯著提高植物抗蟲抗病性、但不影響植物生長發(fā)育，揭示了一種新的植物體平衡生長發(fā)育與防御反應過程的分子機制。李傳友課題組對蕃茄基因Spr8進行遺傳操作也可以打破植物抗性和生長發(fā)育之間的負相關(guān)，揭示了植物—病原菌互作的新機理。這些研究成果在植物保護方面具有重要應用前景，為開辟病蟲害治理提供了新的策略。

　　茉莉素與其他植物激素之間還具有既協(xié)同又拮抗的相互作用。李傳友課題組發(fā)現(xiàn)茉莉素通過差異性地調(diào)控生長素合成和極性運輸促進側(cè)根發(fā)生，同時抑制主根生長，這一過程還改變了根尖干細胞的結(jié)構(gòu)和功能。茉莉素與赤霉素互作調(diào)節(jié)植物表皮毛形成和植物育性。研究人員還發(fā)現(xiàn)，茉莉素途徑轉(zhuǎn)錄因子MYC2與乙烯途徑轉(zhuǎn)錄因子EIN3的互作介導了茉莉素與乙烯拮抗反應的分子機制。這些研究闡述了茉莉素與其它激素互作調(diào)控植物抗性反應和生長發(fā)育的分子機制。

　　上述系列成果受到國際同行的高度關(guān)注。2014年，《植物細胞報告》雜志（PlantCellReport）發(fā)表長篇綜述專文總結(jié)謝道昕和李傳友團隊的系統(tǒng)性工作，指出“這些杰出的研究既加深了人們對茉莉素調(diào)控植物發(fā)育和適應性機理的認識，又具有重要的應用前景”。