干旱和病虫害是影响作物产量的两个主要因子。以模式植物拟南芥和小麦、水稻等主要作物为材料，采用生理生化、分子生物学和遗传学等综合研究手段，研究植物耐逆节水、抗病和高产机制，目标是培育抗逆高产的作物新品种。植物所有胚后发育器官均来自分生组织，作物产量三要素中亩穗数和穗粒数由分生组织程序化分化决定，以拟南芥和小麦为材料系统解析植物分生组织维持及分化的分子调控网络为作物高产提供理论基础，同时培育不同产量性状的小麦新种质。 

　　种质资源创新方面，开展了远缘杂交和分子染色体工程育种工作，将黑麦、偃麦草、冰草、欧山羊等有益基因或染色体片段导入栽培小麦，选育出一批产量、品质、抗性、水分养分利用效率显著提高的新材料、新品系和新品种。通过不同群体构建，解析小麦株型、产量、氮利用效率相关性状以及小麦抗白粉病的分子基础，为全基因组分子标记选育集高产、稳产、水肥高效于一体的复杂基因型提供理论依据。 

　　自2002年以来，获得省部级以上奖励10余项，其中，国家科技进步二等奖3项；发表多篇SCI论文，申请国家发明专利多项。