植物在生长过程中常面临干旱、高盐、营养缺乏等环境胁迫，这些胁迫严重制约作物产量和农业可持续发展。中国农业大学“植物响应环境胁迫的信号转导及基因表达调控机理”创新研究群体，从基因、生理生化反应及细胞活动等层面，系统探索植物适应环境胁迫的机理。

群体学术带头人、中科院院士武维华指出，我国淡水和土地资源匮乏，耕地盐渍化、荒漠化加剧，磷钾矿产资源不足，导致作物生产面临严峻的环境胁迫问题。干旱、盐碱、磷钾亏缺等非生物胁迫已成为制约农业可持续发展的关键因素。过去半个多世纪的研究表明，植物的抗逆性状受遗传基因控制，因此培育抗逆新品种是提高作物产量、缓解土地资源匮乏的有效途径。

该群体依托中国农业大学植物生理学与生物化学国家重点实验室（2002年成立），自2005年获国家自然科学基金委资助以来，重点研究植物感受及响应逆境胁迫的细胞信号转导分子机制、基因表达转录调控机制，以及抗逆/高效相关基因的克隆与功能。经过6年攻关，在多个方面取得重要进展：

1. 植物响应低钾胁迫的分子调控网络：团队从1996年开始筛选磷钾高效及耐盐突变体，2006年发现调控钾营养性状的关键机制。他们证明拟南芥根细胞钾离子通道AKT1的活性受蛋白激酶CIPK23正向调控，而CIPK23上游受钙信号感受器CBL1和CBL9正向调控。过量表达CIPK23、CBL1或CBL9可增强AKT1活性，显著提高植株对低钾胁迫的耐受性。基于此，他们提出了包括CBL1/9、CIPK23和AKT1的钾吸收分子调控理论模型，为改良植物钾营养性状提供了理论依据。

2. 植物激素ABA信号转导分子机理：ABA（脱落酸）是植物响应干旱等胁迫的关键激素，群体深入解析了其信号转导途径，揭示了相关蛋白激酶和磷酸酶在调控气孔关闭和胁迫响应中的作用。

3. 钙依赖型蛋白激酶（CDPKs）功能分析：CDPKs作为钙信号的重要解码器，参与多种胁迫响应。群体鉴定了多个CDPKs的功能，阐明了其在调控离子转运和基因表达中的角色。

4. 细胞骨架与微管结合蛋白功能：发现新的植物微管结合蛋白，揭示其在维持细胞结构和响应胁迫中的动态调控机制。

5. 基因转录调控分子机理：获得多个ROS1基因的抑制因子，克隆了相关基因，发现DNA复制伴随表观遗传修饰的复制，保证了遗传信息稳定性和表观修饰动态变化。此外，在WRKY转录因子调控PHO1基因表达、转录因子调控拟南芥花器官脱落等方面取得进展。

6. 逆境相关新基因的克隆与功能：建立干旱相关突变体筛选体系，获得多个抗旱突变体，详细研究了其中两个，揭示了其在干旱胁迫响应中的重要作用和分子机理。

这些研究成果不仅深化了对植物抗逆分子机制的理解，也为通过基因工程培育抗逆作物品种提供了重要靶点和理论支撑，对保障粮食安全和农业可持续发展具有重要意义。