▲核心研究方向：

1、合成菌群构建及生物增效技术提升生态系统抗逆性及土壤健康

合成菌群(synthetic microbial community, SynComs)是基于生态学和合成生物学基本理论，人为地将2个或多个已知分类地位、功能特性等明确的不同微生物，在特定条件下以确定的比例进行混合，进而获得效率高、功能强、可控性好、易保存且便于应用的有机群体。SynComs的构建可以是从自然环境中分离得到的野生型菌株，也可以是通过基因改造得到的微生物，在明确菌群成员互作、菌群与寄主和环境互作以及菌群功能等方面有巨大的优势。课题组针对气候变化条件下非生物及生物胁迫频发、土壤地力不足、农业生产投入品量大效低、高品质农产品不足等问题，开展绿色投入品创新研究。进行不同生态条件下粮油蔬作物根际微生物群落组装及关键功能微生物物种挖掘，构建菌株种质资源库，合成功能菌群，解析合成菌群促进作物生长、提升产量、提高品质、增加肥料利用率、提升地力、增强土壤健康的机制，研发不同功能合成菌群生物增效产品并进行大面积示范推广，助力乡村振兴和绿色生态可持续发展。

合成菌群构建及生物增效技术应用效果

2、细菌-丛枝菌根真菌-植物互作

以RNAi作为支点，利用基因工程和宿主诱导的基因沉默技术，采用多组学联合分析方法探究sRNA串扰跨界调控丛枝菌根真菌、菌丝际细菌和宿主植物之间的互作关系，洞察代谢物、细菌迁移和功能基因表达特征，从RNAi视角揭示丛枝菌根真菌招募细菌促进植物生长的机制。

sRNA调控丛枝菌根真菌、细菌和宿主植物之间的互作关系

3、农田土壤微塑料积累及其生物膜的形成机制与生态效应

微塑料作为一种新型污染物，在集约化管理的农田土壤中普遍存在，其积累会改变土壤性质和生物多样性，进而影响土壤生态过程。课题组以典型农田土壤微塑料污染特征、微塑料生物膜微生物数量、群落组成特征及其生态功能为核心研究内容，明确典型农田土壤中微塑料的分布、组成、污染特征及其关键影响因子，解析微塑料生物膜的微生物丰度与群落组成特征，揭示农田土壤微塑料生物膜的微生物多样性及其形成机制，阐明土壤微塑料生物膜生态功能的调控机制。研究结果可为微塑料污染治理和土壤可持续管理提供理论依据。

微塑料污染下农田土壤外源碳对土壤原有有机碳的激发效应

4、AUX/IAA转录因子调控植物根系建成抵御非生物胁迫的分子机制

根系是植物感受非生物胁迫的直接器官，根系结构形态和植物抗非生物胁迫能力相关性高，AUX/IAA转录因子可调控植物根系的向地性生长从而吸取更多水分和养分以提高抗逆性。课题组利用RNA-Seq、Real-time PCR、植物转基因技术、Dual Luciferase Assay、酵母双杂交实验、EMSA凝胶电泳迁移技术等技术解析AUX/IAA转录因子调控马铃薯根系建成抵御非生物胁迫的分子机制。

AUX/IAA转录因子调控马铃薯根毛密度和长度抵御水分胁迫

5、低碳农业生态系统功能优化

针对当前国家粮食安全战略、全球极端气候天气及灾害频发、农业生态系统碳排放高、抗逆性低、偏生产力系数低等问题，进行植物种间互补及竞争作用、植物根际微生境生态系统优化和生态经济效益提升的长期定位实验，解析植物种间、植物-微生物、微生物-微生物之间互助竞争机制，研发生态经济效益高抗逆性强的的作物种植模式体系并进行示范推广应用。

低碳农业生态系统功能优化

6、吊蔓小西瓜养分高效利用研究

针对当前我国设施西瓜优质轻简化栽培技术需求，研究高品质设施西瓜养分高效利用规律，研发设施西瓜优质轻简化栽培配方肥料，并进行示范推广。

▲主要在研科研项目：

(1) AM真菌RNAi系统跨界调控菌丝际微生物驱动碳氮磷周转的机制，国家自然科学基金面上项目，2025-2028年，50万元，在研；

(2) 农田土壤微塑料积累及其生物膜的形成机制与生态效应，国家自然科学基金青年基金，2025-2028年，30 万元，在研；

(3) 利用生物增效剂提升粮油菜种植区地力与产能，浙江省农业厅科技引领型项目，2025-2027年，150万元，在研；

(4) 吊蔓小西瓜养分高效利用研究，浙江省科技专项，2024-2028，100万元，在研；

(5) 生物增效产品研发及技术集成应用，温州市科技专项，2024-2028年，1000万元，在研；

(6) 低碳农业生态系统功能优化研究，太阳成集团tyc33455ccwww科研启动经费，2024-2028年，在研。

▲近年代表性论文：

(1) Yantai Gan; Chang Liang; Qiang Chai; Reynald L. Lemke; Con A. Campbell; Robert P. Zentner; Improving farming practices reduces the carbon footprint of spring wheat production, Nature Communications, 2014, 5

(2) Qiang Chai; Thomas Nemecek; Chang Liang; Cai Zhao; Aizhong Yu; Jeffrey A. Coulter; Yifan Wang; Falong Hu; Li Wang; Kadambot H. M. Siddique; Yantai Gan; Integrated farming with intercropping increases food production while reducing environmental footprint, Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 2021, 118(38)

(3) Xiaolin Yang; Jinran Xiong; Taisheng Du; Xiaotang Ju; Yantai Gan; Sien Li; Longlong Xia; Yanjun Shen; Steven Pacenka; Tammo S. Steenhuis; Kadambot H. M. Siddique; Shaozhong Kang; Klaus Butterbach-Bahl; Diversifying crop rotation increases food production, reduces net greenhouse gas emissions and improves soil health, Nature Communications, 2024, 15(1)

(4) Wang L, Yan X, Li Y, et al. PRP4KA phosphorylates SERRATE for degradation via 20S proteasome to fine-tune miRNA production in Arabidopsis. Science Advances, 2022,8(12): eabm8435

(5) Shang B, Wang L, Yan X, et al. Intrinsically disordered proteins SAID1/2 condensate on SERRATE for dual inhibition of miRNA biogenesis in Arabidopsis. Proceedings of the National Academy of Sciences, USA, 2023,120(14): e2216006120.

(6) Li Y, Sun D, Ma Z, Yamaguchi K, Wang L, Zhong S, et al. Degradation of SERRATE via ubiquitin-independent 20S proteasome to survey RNA metabolism. Nature plants, 2020.

(7) Chang Liu; Daniel Plaza-Bonilla; Jeffrey A. Coulter; H. Randy Kutcher; Hugh J. Beckie; Li Wang; Jean-Baptiste Floc’h; Chantal Hamel; Kadambot H.M. Siddique; Lingling Li; Yantai Gan; Diversifying crop rotations enhances agroecosystem services and resilience, Advances in Agronomy, 2022, (02)

(8) Li Wang, Peina Lu, Shoujiang Feng, Chantal Hamel, Dandi Sun, K.H.M. Siddique, Yantai Gan. Strategies to improve soil health by optimizing the plant–soil–microbe–anthropogenic activity nexus, Agriculture, Ecosystems and Environment, 2023, 359:108750.

(9) Li Wang, Xuesong Luo, Hao Liao, Wenli Chen, Dan Wei, Peng Cai, Qiaoyun Huang. Ureolytic microbial community is modulated by fertilization regimes and particle-size fractions in a Black soil of Northeastern China. Soil Biology and Biochemistry, 2018

(10) Li Wang, Xuesong Luo, Xiang Xiong, Wenli Chen, Xiuli Hao, Qiaoyun Huang. Soil aggregate stratification of ureolytic microbiota affects urease activity in an inceptisol. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2019.