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分子植物卓越中心是中国科学院直属的独立事业法人科研机构，其前身是中国科学院上海植物生理生态研究所。1999年，原中国科学院上海植物生理研究所与原中国科学院上海昆虫研究所整合成立中国科学院上海植物生理生态研究所。2016年，植物生理生态研究所依托分子植物卓越中心，设立中国科学院直属科研机构。2019年，分子植物卓越中心获批独立事业法人资格。
分子植物卓越中心面向植物科学国际前沿，围绕农业可持续发展和生态环境安全的重大战略需求，开展前瞻性、战略性基础和应用基础研究。发挥植物、昆虫和合成生物学“三位一体”多学科优势，在植物遗传、代谢、发育、生理及其与环境互作等前沿领域开展系统研究；力争在作物杂种优势、作物碳氮高效、高碳汇植物创制、植物干细胞与再生、植物逆境应答和免疫机制等方面取得重大理论突破和技术革新，为保障国家粮食安全与生态安全提供理论基础和技术储备，强化创新源头供给。明确了以“植物碳氮高效”、“作物复杂性状调控的理论基础”和“植物与环境互作”作为主攻方向，“先进合成生物学”、“植物多维组学”和“数字植物与定量生物学”为新兴前沿方向和未来技术的整体布局。
分子植物卓越中心将以强化国家战略科技力量为导向，优化及提升在人才队伍、平台支撑、资源配置、体制机制等方面的布局，汇聚一流的创新资源，以期建成分子植物前沿科学研究杰出的人才高地、重大成果发源地和国际一流的现代植物科学研究中心。
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