植物学
传统或经典的植物学主要包括植物形态解剖和系统分类学。前者从细胞、组织、器官及植物个体的生长发育过程上了解和研究植物；后者从植物的类群（分类）、起源与进化及亲缘关系上了解和研究植物。在传统植物学的基础上融合了现代生物科学各分支研究领域的成果和技术手段（主要是分子、化学、数学及计算机运用等），综合了生态学和生物多样性的基本理论和实践，发展成现代的广义植物学或叫植物生物学，即从分子、细胞、组织、器官、个体、种群和生态系统等不同层次上认识和研究植物的形态、构造、生理、分类、分布、遗传变异、起源进化及其与环境相互关系的一门自然科学。
版纳植物园的植物学研究主要是利用其独特而重要的区位优势，即地处广幅的东亚植物区与茂盛的东南亚热带植物交汇的核心地带，着重以热带植物为研究对象，从个体、种群和生态系统三个层次上研究植物的遗传变异、生理适应、繁殖对策、分部式样及与环境的相互关系，为热带植物引种驯化、森林生态系统研究、生物多样性保护、植物资源的开发与持续利用等奠定基础。
近年来，版纳植物园植物学各个研究方向均取得了较大的研究进展，研究领域从传统的宏观研究逐步扩展并深入到微观研究。为进一步促进植物学的发展，已从国内外引进一大批高水平的科技人员，通过几年的努力，许多研究成果在国内外重要学术刊物上发表，如《Nature》等刊物。
版纳植物园于2000年获准招收植物学硕士研究生，并于2002年开始招收学生；2006年又获准招收植物学博士学位研究生。截止2008年夏季，已招收、培养植物学专业博士、硕士研究生共计90多人，目前有植物学专业博士生导师6人，硕士生导师10人。植物学专业各研究方向及研究重点如下：
01 药用植物
瞄准重要的南药资源，开展其GAP标准化种植的技术关键和质量标准的研究，为中药现代化和地区生物资源可持续利用做贡献。
02 生物能源
用热化学和生物化学的方法将木质纤维素生物质（如木材和草类）转化为生物燃料、化学品、食品和材料等。同时，对催化剂的合成进行研究以提高生物质的转化效率，如用水热和共沉淀法合成金属和金属氧化物颗粒。在化学方法中，用水热技术来转化，因水热水作为一弱极性溶剂具有很高的氢和氢氧离子浓度，它能溶解和水解生物质，把生物质转化为糖类、酚类、氢气、液体燃料、材料（如颗粒和颜料）及其降解产物等。
生物转化过程：首先对生物质进行水热、机械粉粹、蒸汽爆破、酸/碱水解等预处理，之后通过生物化学转化为生物燃料和生物产品。同时，还对其它热化学转化技术进行研究，如快速热解来生产生物油和气体燃料；另一研究领域是生物柴油，即将版纳植物园种植的小桐子通过酶和化学方法脂化为生物柴油，而小桐子饼可进一步转化为动物饲料、生物肥料和生物燃料等。
03 民族植物学
研究原住民族利用和保护生物多样性的知识经验，及其面对现代环境和生物多样性变化的响应，并探讨原住民族传统知识在药物食品开发、生物多样性管理、植被恢复、环境建设中的应用。同时，将现代生态学原理与传统知识相结合，对具有重要战略意义和经济价值的资源植物生物学和繁育栽培技术开展基础研究和示范研究。
研究重点：典型原住民族利用和保护生物多样性的知识经验的系统总结；重要药用植物（如灯台树、龙血树、大黄藤等）的繁育栽培技术研究，以及由这些物种为主构建的混农林业示范模式。
04 植物系统与保护生物学
利用分子生物学的研究手段，通过DNA序列分析，对重要的热带、亚热带植物类群开展深入的分子系统学研究，同时整合比较形态学、细胞学、胚胎学等多学科证据，在确立单元类群的基础上，进行重要植物类群系统发育的重建和类群的分类修订，揭示这些类群在系统发育的相互关系；对重要稀有和濒危植物开展居群遗传结构的分析，探讨它们濒危的遗传原因，为重要植物类群的有效保护提供系统发育学和遗传学上的科学依据。
研究重点：樟科、木兰科、龙脑香科和姜科植物的系统学研究；分析濒危植物华盖木和焕镛木的居群遗传结构，探讨这些物种的濒危机制，并提出相应的保护策略。
05 植物进化生物学
以植物繁殖生物学和生态学为主要研究方向，以姜科等热带植物为主要研究类群，探讨植物繁育系统的多样性及其演化、植物繁殖过程中的动植物相互关系，以及动植物协同进化机制及其生态学效应；探讨姜科花柱卷曲异交机制的生态学和分子遗传学机理及进化途径，以及生态因子对植物繁殖性状的分子表达及形态建成的调控机制，从而为进一步研究被子植物繁育系统的多样性和演化奠定科学基础。
研究重点：国产姜科植物繁育系统的多样性与演化；热带北缘季节雨林群落水平上的植物繁殖生物学特性；姜科花柱卷曲性异交机制的起源、演化及分子遗传学背景。
06 植物分子遗传与基因工程
依托我国西南丰富的能源植物资源，发掘有重要应用价值的植物能源基因，开展在植物储存油累积过程中关键靶基因的调控机制研究。重点研究植物储存油TAG在Kennedy合成途径中GPDHc1、DGAT及GPAT等酶基因对储存油合成的调控和主效性的分子机制，并阐明这些基因在基因工程实践中的意义。
07 植物药学
发掘民族民间药用植物的传统知识，开展以生物学活性为导向的民族药用植物有效成分的化学提取、分离、鉴定，研究药用植物活性成分的产生、富积规律。应用组织培养、微生物发酵等生物技术大量获取活性化合物，建立民族药和功能食品的科学技术标准规范；研究特殊植物有机体之间的化学相互作用。
08 能源植物基因功能与基因工程
以可用于生产生物柴油的能源植物小油桐 (Jatropha curcas L.)为研究对象，开展其功能基因组与基因工程研究，培育高产、高油和抗逆的小油桐优良品种，将小油桐发展成为能源植物研究的模式材料。
研究重点：从小油桐种质资源中克隆鉴定与产量、品质和抗逆等性状相关的功能基因，建立高效稳定的小油桐基因转化系统，利用转基因技术提高小油桐的种子产量、含油量及其抗生物和非生物逆境的能力。
09 植物分子生物学
依托我国西南丰富的生物资源，发掘有重要应用价值的功能基因，开展植物抗逆种质资源的筛选研究，并阐明重要生命现象的关键功能基因的生物学功能。
研究重点：植物转录调控因子WRKY基因家族协调植物抗逆性形成和发育生长等方面信号转导建立的分子生物学机制；MicroRNA分子调控植物抗逆性的形成、花发育、以及调控植物的生态适应性等方面的分子生物学机制。
生态学
随着近年来研究手段的不断更新，生态学的研究尺度向微观已经拓展到分子水平，向宏观已经拓展到景观、区域乃至全球水平，它无论是在其自身的学科理论构建还是在其对社会经济发展的贡献上都体现出强大的生命力和广阔的应用前景。因此，这一学科在近几十年来已发展成为生命科学领域最为活跃的学科之一。
版纳植物园的生态学研究主要集中于热带、亚热带森林生态系统结构、功能和动态的研究。重点探讨物种多样性及其维持机制、森林群落的演替及更新规律、受损生态系统的修复机制和技术、重要物种相互作用以及协同进化的生态学机制及其分子机理，并将森林生态系统研究尺度逐步拓展到景观水平，为我国西部热带亚热带地区生态环境建设做出重要贡献。
随着全世界生态学领域的不断深入研究，版纳植物园的生态学研究也将在生态学学科理论发展的推动下不断进步，并在我国的西部大开发中发挥重要作用。因此，对于攻读生态学专业的博士、硕士研究生也提出了更高的要求。
版纳植物园生态学硕士研究生的培养始于1986年。1998年版纳植物园进入了中国科学院知识创新基地，随着科研实力的不断增强、研究条件的不断改善，为实现高层次人才培养的目标，2001年又获准招收生态学专业博士研究生，并于2003年3月开始招生。截止2008年夏季，已招收、培养生态学专业博士硕士研究生共计300多人，目前有生态学专业博士生导师9人，硕士生导师11人。生态学专业各研究方向及研究重点如下：
01 植物生理生态
利用植物生理学的方法和技术，研究热带亚热带受保护的重要陆地生态系统中生态格局与过程的形成机理，植物自然更新、共存的生理生态学机理，重要保护植物、不同生态习性植物、特殊功能类群植物（如藤本、附生植物）对生长条件的适应性。同时研究极端生境下植物的生理生态过程，以及环境胁迫（干旱、低温）因素对树木和藤本植物水分传导的影响。利用树木年代学技术，研究树木的生长历史、森林的干扰历史和树木增补过程，以及气候变化。
主要研究内容：喀斯特山地植物生理生态适应性；低温对热带和亚热带植物光合作用和水分传导的影响；热带、亚热带森林植物功能形状与群落集合。
02 进化生态
（1）研究热带、亚热带森林生态系统中食果动物和其被取食植物之间的关系，探讨植物果实性状如何影响食果动物取食行为和发育，以及动物对植物种子散布对幼苗空间分布格局的影响，进而了解食果动物和被取食植物之间的可能的协同进化关系。从动植物关系方面揭示森林生物多样性的维持机制。
研究重点：不同地理条件下动物关系的“马赛克”效应对物种分化及和盘托出多样性维持的影响；食果动物和植物果实性状的协同进化；森林不同演替阶段物种防卫策略差异及其生理、分子基础。
（2）以热带和亚热带生态系统中重要的生物类群为主要研究对象，探讨重要生物类群间在系统发育进化过程中的互惠共生、共栖、寄生、竞争等相互关系，揭示它们之间的协同进化机制。同时对重要经济植物的传粉机理与优良品种的遴选和培育（从传粉和授粉形成优良种源方面）开展支持研究，为推动地方经济发展做贡献。
研究重点：榕树和榕小蜂、蜜蜂和花媒植物相互作用的生态学、行为学研究，它们相互间的生物化学信息传递、遗传信息传递及协同进化机理。
（3）应用分子生物学的原理与技术和微电子跟踪技术，研究生物的个体发育与环境系统相互作用的生态机理及其分子机制，通过认识基因、DNA、蛋白质等生物活性分子的活动规律，解释重要生态学现象发生的规律性；探讨森林植物在生理代谢过程中以蛋白质为分子基础所表现出的特定生态适应功能及其基因调控机理；植物在遗传变异过程中以核酸为分子基础所表现出的特定生态进化功能及其基因调控机理等。
03 环境教育
以人类与环境的关系为核心展开的，是保护生态学、环境管理、教育学、心理学等多学科交叉的新领域，其目标就是通过教育、交流、活动参与以及园林和保护区的规划设计、管理和对公众开放来增加环境知识，提高环境意识，协调人与环境的关系。
04 生物入侵生态
研究我国热带、亚热带地区外来植物（包括人为引进植物）的生态适应性，评估这些物种对当地生态系统的潜在入侵性，探讨植物入侵的机理和防治技术，建立外来植物入侵风险的评价体系。
研究重点：版纳植物园部分引种植物的生理生态学特性研究，并评估这些物种的入侵潜力；地区性入侵植物（如紫茎泽兰等）的生态适应性研究。
05 化学生态
该研究方向集中探讨花蜜中化学物质与访花昆虫之间的相互关系，以及这种相互关系在维持自然群落和物种演化中的意义。目前研究主要包括两个方面：
（1）花蜜中化学物质分化的生态和进化意义。该研究是从群落水平上探讨同花期植物之间的花蜜分化，以及这种分化在传粉方面的相互作用。（2）访花昆虫对花蜜中次生代谢物质抗性机制。该研究涉及到昆虫解毒酶如葡萄糖氧化酶、细胞色素单加氧酶和尿酸等的功能和演化。
06 恢复生态
以我国西南地区热带、亚热带退化山地生态系统为对象，探讨人类胁迫条件下生态系统的演替规律、它们的受损过程与响应机制；开展生态系统健康（稳定性、多样性、抗逆性、生产力、恢复力与可持续性等）诊断及其评价指标体系的研究。同时，通过对退化生态系统恢复与重建关键技术、生物多样性保护技术的组装和集成，建立退化生态系统恢复、重建的示范模式，为当地的生态环境建设与区域经济持续发展作贡献。
研究重点：西南地区石漠化山地生态系统的退化原因、驱动力和演替特征；典型退化生态系统中重要植物类群（包括构成群落各层次的植物类群、附生植物和层间植物等）对外来干扰的敏感性、抗逆性、恢复潜力研究，并利用我国西南地区丰富的物种资源，提出适合于不同类型退化生态系统植被恢复的有效方法、途径及优化配置模式。
07 景观生态
以野外考察、遥感、地理信息系统和全球定位系统技术为主要手段，研究不同时空尺度景观的空间格局、生态过程与动态变化，以及生物多样性和生态系统功能，进行区域景观格局变化与全球变化、区域景观评价与生态安全、自然保护区/区域生态规划与生态建设、模型应用与空间统计等研究。
08 植物生态
研究热带、亚热带森林生态系统的结构、功能和动态，探讨物种多样性的格局以及生态系统过程，揭示生态系统的自我维持机制和生态系统服务功能；同时开展全球变化背景下的森林生态系统长期监测。探讨森林的合理利用与持续管理模式，为推动地区经济发展和生态环境建设做出积极贡献。
研究重点：森林生态系统受干扰程度的定量化评价方法、物种入侵预警体系；季节雨林的碳通量；热带山地水热分配格局与山地森林的生态系统过程。
09 生态气候与森林水文
该研究方向主要从事森林生态系统变化（包括热带森林、亚热带森林及人工林）对区域气候的影响、森林生态环境对全球气候变化的响应、森林小气候形成机制和变化规律、季节雨林的碳通量、二氧化碳等温室气体排放吸收和平衡规律、森林水文功能形成机制（水循环、产汇流，大气降水/土壤水/地下水转换关系）及其演变规律（包括人类活动对森林水文功能影响）等方面的研究。
10 环境生态
以土壤为研究对象，研究营养元素及污染元素的生物地球化学循环，主要研究内容包括：大气酸及氮沉降对生态系统的影响及评价，碳、氮、水循环及其对全球变化的响应，土壤面源污染，土壤质量评价，土地资源调查，植被演替、植被恢复/退化与土壤的关系，环境异质性与生物多样性等。
11 土壤生态
研究热带亚热带土壤生物之间的相互关系及其与生物地球化学过程的相互关系，探讨土壤生物多样性格局、土壤食物链的结构和功能、地上和地下生态学过程对土壤呼吸及养分生物地球化学循环的调控机制，揭示土壤生物过程对全球环境变化的响应对策，为合理地利用土壤、土地资源提供理论依据和实践指导。
研究重点：亚热带山地常绿阔叶林地下生态学过程对全球气候变化的调控机制，以及亚热带森林土壤养分的保留机制；建立热带森林土壤动物对植物凋落物分解的定量化模型；阐明古茶园复合种植体系维持土壤肥力和生态系统稳定性的机制。
12 土壤微生物生态
从分子生物学层面研究微生物群落和环境之间的相互关系，探索调控微生物多样性、空间分布和群落动态变化的因素和机理，从而评估微生物群落结构对外界干扰（例如，土地利用方式的改变和气候变化)的反应变化和恢复潜力，提供降低生态风险策略的科学依据。
研究重点：中国西南地区的橡胶种植对进入源头溪流的凋落叶种类、养分水平和冲失土壤颗粒物数量的影响。研究当凋落叶种类由复合转为单一、养分输入增加时，微生物多样性是否会降低；固体悬浮颗粒在溪流水体及其沉淀底泥中，好氧/缺氧内外界面下生存的微生物和碳转化之相互关系，以评估橡胶种植对热带溪流微观生态的影响。
