1.植物基因表达调控机制通过对控制基因表达起关键调控作用的启动子、转录因子等诸因子的研究，揭示植物种子中内源和外源基因表达的遗传调控机制。同时克隆植物种子特异性高强度表达启动子，探索基因高效稳定表达的机制，提高基因在植物种子中的表达和积累水平，为应用转基因方法获得高科技附加值作物新品种及分子农场研究奠定理论基础。
2.水稻种子储藏蛋白胞内转运机制 蛋白质分选与胞内运输是生物学的一个基本问题，其不仅在维持细胞的内稳态方面发挥着重要作用，还涉及到信号转导、器官发育等重要生命过程。利用遗传学、反向遗传学、生物化学、分子和细胞生物学等方法，解析水稻种子储藏蛋白胞内转运、修饰和储藏的遗传调控机制，具有重要理论意义。同时对实现种子中外源有用蛋白定向运输、定点储藏、提高外源蛋白表达和累积水平具有重要应用价值。
3.植物生物反应器与保健功能性作物创制 通过外源基因高效稳定表达体系，在水稻种子中特异性表达生理活性成分，利用种子生物反应器生产重要重组蛋白，同时培育具有保健功效的水稻新品种，使人们在正常饮食中预防和减少疾病的发生，实现医食同源。对于增进人们健康、节省医疗费用等具有重大社会意义和经济效应。此工作得到国家转基因生物新品种培育重大专项和国家高技术研究发展计划（863）的资助。