本方向面向国家发展设施农业的重大需求，紧密跟踪国际学科发展前沿，围绕蔬菜产量、品质形成的关键生物学过程，以现代生物技术为手段，系统深入研究设施蔬菜对温度、光照、CO₂、病虫生物、连作障碍等非生物/生物环境响应中的生物学基础及其调控机制；解析蔬菜株型、根系构型、果实发育及品质形成等重要农艺性状的生长发育过程及调控机制；挖掘利用重要调控基因，研发轻简自控无土栽培技术、盐碱水淡化技术、光环境调控、CO₂环境调控、新型激素调控等适于我国国情的设施蔬菜智能高效栽培栽培技术；构建形成系统的调控理论和技术体系，为我国蔬菜高质量可持续发展提供理论和技术支撑。

本方向研究成果先后在Nature Communications、PNAS、Plant Cell等SCI刊物发表论文300余篇，获授权发明专利60余件，获得国家科技进步奖二等奖和国家自然科学奖二等奖各1项、省部一等奖4项。团队教师均入选国家级人才，其中中国工程院院士1名，长江学者2人次，国家杰青2人次，国家万人1人次，国家四青人才4人次。指导研究生获全国百篇优博论文2篇，提名论文2篇，多名毕业生入选国家级人才。

本方向主要研究内容包括：

        1. 蔬菜温/光/CO₂环境响应机制及调控

        2. 蔬菜病虫害及连作障碍发生机制及防控

        3. 蔬菜株型/果实发育等生长发育机制及调控

        4. 蔬菜关键代谢途经及品质形成机制及调控

        5. 蔬菜无土栽培/环境调控等技术研发与应用

自主研发的轻简自控SAS无土栽培系统