酪氨酸，苯丙氨酸和色氨酸是植物体内的三种芳香族氨基酸。这三种氨基酸不仅仅是蛋白质合成所必不可少的基本组成单元，也是种类繁多的次生代谢物和一些植物激素的前体。例如植物激素中的生长素，水杨酸以及次生代谢物木质素，花青素等都是芳香族氨基酸的衍生物。这些芳香族氨基酸的衍生物对于植物生长发育，抵抗各种逆境胁迫非常的重要。据统计，大约有百分之三十来自光合作用的碳都用来合成芳香族衍生的代谢物。目前已知三种芳香族氨基酸都是由发生在叶绿体的莽草酸途径合成。但合成途径的相关基因功能以及调控不是非常清楚。我们前期的工作发现了一个拟南芥芳香族氨基酸合成降低的突变体（raa），有明显的发育表型。利用正向遗传学的筛选，目前得到了多个该突变体的表型恢复突变体。进一步通过测序得到基因信息，发现并鉴定参与拟南芥芳香族氨基酸合成及调控的基因。
人工合成遗传信息载体染色体是实现人工生命的首要目标，这已经成为合成生物学乃至生命科学的发展前沿。我们利用合成生物学的方法，开展植物人工染色体的设计与组装，在低等植物中构建高等植物特有的次生代谢通路，研究高等植物特有的代谢物在植物进化中的作用。木质素是高等植物特有细胞壁组分，低等植物例如苔藓类植物没有木质素的合成。目前的研究认为，早期的植物之所以矮小是因为不具备长距离运输水的能力，而且没有足够的机械支撑力来使植物长高却不倒塌。我们拟利用人工染色体技术合成所有参与木质素合成以及调控的基因，转入同源重组效率较高的小立碗藓中，研究木质素的存在是否可以加速苔藓类植物在株高方面的进化。
苯丙烷类化合物是芳香族氨基酸苯丙氨酸的衍生物，包括木质素、类黄酮、香豆素、木脂素等。苯丙烷途径的代谢产物在植物防御、结构支撑和生长发育等方面起着重要的作用。我们以拟南芥作为模式植物来解析植物中的苯丙烷代谢途径，鉴定参与拟南芥苯丙烷途径代谢产物的生物合成、修饰以及调控相关的基因。