禾谷類作物的胚乳是人類糧食和動物飼料的主要來源，也為工業產品提供大量原材料。禾谷類作物胚乳發育和營養物質累積與糧食的產量和品質直接相關，其分子機制研究是國際植物發育生物學領域中的重要課題，對于保障國家糧食安全和人民身體健康具有重要意義。   　　中國科學院植物研究所劉春明研究組致力于水稻胚乳發育和營養物質累積的調控研究。研究組探究了水稻穎果和胚乳發育過程中每一細胞類型的形態、細胞分化和細胞程序化死亡時間節點；從分子遺傳學水平解析了灌漿過程的調控機制；揭示了胚乳細胞通過能量穩態和DNA去甲基化調控糊粉層厚度的機理；利用遺傳誘變與篩選獲得糊粉層增厚的高營養水稻種質資源，并通過與香型紫米品種雜交創制了高營養中紫系列紫米新品種。近日，研究組就禾谷類作物胚乳發育和營養物質累積等研究撰寫綜述文章，系統總結了過去30余年禾谷類作物胚乳發育和貯藏物質積累的分子調控研究，闡析了糊粉層和淀粉胚乳分化、灌漿過程中糖運輸和卸載的可能機制，提出了以細胞質膜完整性喪失、胞間糖自由流動為基礎的“自由貿易”淀粉合成工廠模型，并對該領域面對的重要科學問題和未來發展方向提出了見解。   　　相關研究成果在線發表在Annual Review of Plant Biology上。研究工作得到國家重點研發計劃、中科院戰略性先導科技專項和國家自然科學基金的支持。