春化作用分子机理研究：利用小麦春化-脱春化特异生理响应的实验系统，1994年在小麦中克隆了春化相关基因，通过反义基因技术证明了已克隆的春化相关基因在开花过程中的重要控制作用和对花器官发育的重要影响，提出了植物接受春化器官是茎尖周围幼叶的新观点。

水稻、拟南芥器官发生的分子机理：利用基因芯片和蛋白组学等高通量大规模筛选技术，开展水稻中控制不定根和次生根发生和开花的功能基因和减数分裂基因作用机理的研究，分析植物细胞应答环境信号的分子细胞生物学机理。在拟南芥中重点研究发育过程中干细胞分化和器官发生的控制机理。