凌宏清博士领导的研究组的研究方向是植物营养分子生物学和麦类作物分子遗传学。

主要研究内容：

1. 植物营养分子生物学 

植物营养分子生物学是近年来在植物营养学基础上发展起来的一门新型学科，拟在分子水平上揭示植物吸收、转运、同化与代谢各种营养元素的分子机制。为培育养分高效型农作物新品种提供理论依据和基因资源，对减少农业生产中的化肥投入，降低农产品成本，保护自然资源和减少环境污染具有重要理论和社会意义。本课题组主要开展植物磷、铁营养分子生物学研究；分离与磷、铁吸收代谢相关的基因，揭示其在控制磷铁吸收、转运与代谢中的生物学功能以及它们之间的网络调控关系。

植物高效吸收利用铁的分子调控机制：由于铁离子具有活跃的三价与二价的价态变化，是细胞内氧化还原反应所必需的组分，在细胞呼吸、光合作用和金属蛋白的催化反应过程中发挥重要作用，是重要的电子传递体。因此，铁在原核和真核生物的生命活动中具有不可替代的功能。尽管铁在地壳中的含量丰富，但因主要以Fe³⁺的形式存在，在中性和碱性土壤中的溶解度极低，不能被直接吸收利用，从而引起许多生物的生存受到铁匮乏胁迫。植物缺铁会导致叶绿素合成减少，光合速率降低，严重缺铁时叶绿素合成停止，新叶变黄，生物量大幅度下降。农作物缺铁不仅影响产量和品质，造成经济损失，而且也影响人类对铁的获取，导致缺铁性疾病的发生，如Wilson、Pakinson、Menken、贫血病（anemia）等。本课题组利用模式植物拟南芥和番茄为材料，研究“机理 I”型植物（所有双子叶植物和非禾本科单子叶植物）的铁高效吸收利用分子调控机制。从番茄和拟南芥中鉴定和分离了控制铁吸收的调控基因（FER，FIT，AtbHLH38和AtbHLH39）、参与铁吸收的基因
（LeFRO1，AtFROs）及铁利用基因（CHLN）等。证明番茄FER以及它在拟南芥中的同源基因FIT是控制“机理I”植物铁高效吸收的关键调控基因，在细胞内它与AtbHLH38或AtbHLH39互作，形成异源二聚体直接调控铁吸收基因IRT1和FRO2的转录，从而控制铁的吸收。目前正在对这些已分离调控基因的其他生物学功能及调控的网络关系进行深入分析，同时利用正向和反向遗传学方法鉴定和分离更多参与铁吸收、转运和利用新基因，揭示其“机理I”植物高效吸收利用铁的分子机理。

植物磷高效的分子机制研究：磷是作物生长发育的一种大量营养元素，磷肥的利用效率非常低，当季磷肥利用率仅在10%－20%左右。磷肥的低效利用，使农业面源污染成为水系富营养化、土壤酸化与重金属污染最重要的因素，严重威胁我国生态安全与可持续发展。另外，磷矿是不可再生资源，磷矿在世界范围内濒临枯竭。在自然界中不同植物以及同种作物的不同品种对磷的吸收、利用存在明显差异。在国家“973”和“863”等项目的支持下，本实验室目前正在利用正向和反向遗传学方法鉴定和分离磷吸收代谢关键基因及QTLs，研究其生物学功能，拟揭示磷吸收代谢的分子机制，为培养磷高效农作物新品种提供理论依据和新基因资源。

2. 麦类作物分子遗传学 

小麦是我国和世界上的主要粮食作物，由于各种生物和非生物因子的胁迫，严重制约着小麦生产。本课题组从分子遗传学水品上对小麦重要农艺性状（面粉烘烤品质，产量性状，养分高效利用以及抗病性等）开展研究。用李振声院士培育的高产小麦品种小偃54构建了一个含有约一百万个克隆的小麦六倍体基因组BAC文库，为用图位克隆分离小麦重要农艺性状基因奠定了技术平台，从普通小麦中用图位克隆法分离了小麦叶锈病抗病基因LR1。目前正在克隆一个控制小麦子房数量的基因。