Rozhodující děje buněčné morfogeneze (tvarového rozrůznění) jsou řízeny evolučně konzervovanými komplexy složenými z mnoha proteinů, dosud podrobně studovanými zejména u kvasinek. U rostlin, vzhledem k přítomnosti buněčné stěny, hraje zvláště významnou úlohu lokalizovaná exocytóza,  tedyfúze intracelulárních váčků s plasmatickou membránouLze ji s výhodou studovat na modelových buněčných typech, které vykazují intenzivní polarizovaný, zejména vrcholový růst, jako jsou pylové láčky a kořenové vlášení.

Jedním z centrálních regulátorů buněčné morfogeneze eukaryot jsou malé GTPázy příbuzné protoonkogenu Ras. Podrobné evolučně-fylogenetické analýze těchto proteinů se v laboratoři vedené Dr. Viktorem Žárským a doc. Fatimou Cvrčkovou (Katedra experimentální biologie rostlin) věnoval zejména Marek Eliáš, který ve výzkumu příbuzné tématiky pokračuje dále se svou skupinou studentů na Katedře botaniky. Výzkum rostlinných malých GTPáz a jejich regulátorů a efektorů, prováděný ve velmi těsné spolupráci s Laboratoří buněčné biologie Ústavu experimentální botaniky AV ČR, vedl mimo jiné k hlubšímu pochopení funkce Rho GDP disociačního inhibitoru, který je dosud často považován za pouhý negativní regulátor GTPáz, přitom má klíčovou roli v jejich polarizaci (ve spolupráci s laboratoří prof. Liama Dolana, nyní Univerzita v Oxfordu).

Klíčovým příspěvkem laboratoře pro rozvoj buněčné a vývojové biologie rostlin je zejména objev a další charakterizace rostlinného komplexu exocyst, který určuje, kam v rámci buněčných povrchů budou "přistávat" a vylévat svůj obsah membránové sekretorické váčky, což zásadním způsobem ovlivňuje polaritu a tvar buňky. Původně byl komplex exocyst popsán pouze v buňkách kvasinek a živočichů, a jeho nález v rostlinných buňkách otvírá cestu k pochopení některých obecných zákonitostí buněčné morfogeneze sdílených přinejmenším většinou eukaryotních organismů. Výzkum v této oblasti byl m.j. součástí evropského RTN projektu TIPNET zaměřeného na studium buněčné polarity u rostlin a projektu ve spolupráci s kolegy z USA (laboratoř prof. Johna Fowlera na Oregonské státní univerzitě), podporovaného NSF a programem MŠMT ČR KONTAKT. Nyní je tým zapojen do právě začínajícího ITN projektu PLANTORIGINS věnovaného interdisciplinárnímu (paleobotanika, buněčná a  vývojová biologie rostlin) studiu evolučních počátků suchozemských rostlin.

Buněčná polarita a morfogeneze jsou projevem integrovaného souboru procesů, řízených řadou signálních drah, které nejsou omezeny pouze na funkce zprostředkované malými GTPázami a jejich efektory. Významnou roli zde hraje zejména cytoskelet. Další témata výzkumu Laboratoře buněčné morfogeneze rostlin proto zahrnují také studium forminů – rozsáhlé genové rodiny proteinů podílejících se na organizaci cytoskeletu, zejména F-aktinu (ve spolupráci se skupinou prof. Patricka Husseyho, Univerzita v Durhamu). Skupina se zabývá též studiem role metabolismu vybraných membránových fosfolipidů (především funkce fosfolipázy D a fosfatidové kyseliny; u rostlin jsme jako první prokázali její podíl na regulaci buněčné polarity) a  NADPH oxidázy lokalizované v plazmalemě ve vztahu k buněčné polaritě a morfogenezi rostlin.