以拟南芥和豆科植物为主要实验材料，开展植物发育和耐逆的分子机理研究，主要研究方向为：
1. 相素化修饰的生物学功能研究；
2. 大豆高产分子模块解析及分子模块育种；
3. 紫花苜蓿复杂性状解析及分子设计育种。
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研究方向：
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研究方向：
1.植物表皮发育和调控途径；
2.植物细胞形态建成；
3.细胞骨架与重力感应；
4.作物表皮发育和逆境。
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研究方向：
从事以抗盐为主线的植物抗逆机理及抗逆植物应用研究，包括：
1.盐生植物耐高盐的分子机理 以特定盐生植物盐角草（Salicornia）为材料，利用比较蛋白质组、转录组和基因组学方法，对盐应答相关蛋白和抗盐基因进行了系统的分离、鉴定和功能分析，揭示了盐角草蛋白共同参与植物的抗逆反应的动态调控网络以及盐渍生境下碳氮协同代谢的机理；克隆了多个耐盐基因，发现了耐盐相关基因提高植物抗病性的新功能，比较鉴别盐生植物和甜土植物来源的抗盐基因在表达调控和功能上的异同及相关机理；
2.植物抗逆性的细胞及基因工程 采用植物组织和细胞培养、突变体筛选，结合转基因技术，培育抗盐芹菜（Apium）、菾菜(Beta)、菜用蒲公英（Taraxacum）、番茄（Lycopersicum）等耐盐蔬菜新种质；
3.耐盐植物的筛选驯化 通过种质资源收集、耐盐品比、遗传稳定性分析，从现有栽培蔬菜和野生盐生植物类群中筛选具有作物潜力的种类，获得“海芦笋”（Salicornia）等耐海水蔬菜新种质；
4.抗盐耐海水蔬菜新品种选育和滩涂海水栽培集成应用 将抗盐蔬菜种质栽培与海水平衡营养及设施技术相结合，实现了用海水灌溉和海水无土栽培，并大规模种植的应用目标。
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研究方向：
本课题组以豆科饲草紫花苜蓿和模式植物蒺藜苜蓿为主要材料，聚焦于植物-微生物共生提升营养利用效率和耐逆性的分子机理，挖掘优异基因资源，为创制优质、高产、耐逆的苜蓿新种质提供基因和材料支撑。主要研究方向为：
1.解析环境因子-苜蓿-丛枝菌根真菌互作的分子调控网络；
2.探索根际微生物群体在苜蓿生长发育、养分利用和耐受逆境过程中的功能及作用机理。
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研究方向：
研究组将整合基础生物学（如遗传学、细胞生物学、生物化学和分子生物学、发育生物学、计算生物学、生物物理学等）和先进技术手段（如活体延时成像、高分辨率时空组学、计算建模、机器学习等），对饲草作物的关键生物性状（形态特征、营养分配、演化适应等）进行还原论解析，进而利用合成生物学等手段进行饲草作物设计育种。
研究组主要从三个角度开展饲草生物学研究和设计育种：
1. 饲草重要性状的系统解析和合成设计;
2. 饲草重要性状的多样性;
3. 饲草重要性状的可塑性。 -
研究方向：
1. 拟南芥种子休眠萌发分子遗传调控
种子休眠萌发是植物由生殖生长转变为营养生长的关键发育进程，关乎植物的生存与繁衍。课题组主要利用突变体和自然变异QTL等分子遗传手段研究拟南芥种子休眠萌发的调控机制，已研究报道了RDO4（HUB1）、 RDO2、SNL1/SNL2、RDO3(ETR1)、Sdr4L、FT等调控种子休眠萌发的分子机理，从表观遗传和植物激素等不同角度阐明了种子休眠萌发调控的分子通路。目前研究重点：DOG3的克隆和功能研究，种子储藏mRNA与种子休眠萌发，种子休眠萌发特异性调控分子网络解析等。
2. 作物抗穗发芽分子模块解析
穗发芽是影响作物产量及品质的气候灾害之一，主要发生在收获季节降雨多的地区。适度提高种子休眠水平是抑制穗发芽的关键，但目前对作物种子休眠形成的分子基础了解甚少。课题组主要利用小麦遗传群体和种质资源开展QTL连锁分析和全基因组关联分析，克隆调控小麦种子休眠的关键基因，为分子育种提供有效标记和优异基因资源。
3. 饲草燕麦耐盐碱分子元件解析
针对饲用燕麦生产中面临的生物量低、耐盐碱性差等问题，利用燕麦种质资源和遗传分离群体，通过全基因组关联分析、QTL连锁分析及组学等技术手段，解析饲用燕麦耐盐碱的分子元件，克隆饲用燕麦耐盐碱基因，发掘有效分子标记，培育携带耐盐碱分子元件且农艺性状优良的燕麦新材料。
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研究方向：
１. 植物代谢物的合成及其功能研究
植物合成并积累种类繁多的代谢物。这些代谢物在植物的生长发育、环境适应中发挥着重要作用；一些特殊的代谢物是重要药物和人体必需的重要营养成分。目前人们对植物代谢物及其合成途径和调控网络还了解甚少。我们以水稻、丹参等为主要研究材料，采用分子生物学以及包括代谢组学在内的分子系统生物分析方法系统地解析植物萜类及其它代谢物的生物合成途径及其调控机理，重点揭示代谢物和及其合成途径的生物学功能。
２. 植物代谢组学及其应用
植物合成的代谢物有20万至100万种之多，且结构与理化性质差异很大，从而使植物的代谢组学研究更具挑战性。我们使用先进的分析仪器，结合现代组学和系统生物的数据分析手段，进行植物代谢物的定性和定量分析；探索代谢组学在揭示植物科学、农业生产和环境安全等领域的应用前景。
３. 植物持久抗病性的分子机制研究
作物的持久抗病性在农业生产中具有重要的应用价值，如，小麦条锈病在我国小麦主产区发病严重，危害小麦产量。然而小麦的基因组庞大、复杂，严重阻碍了其功能基因组学的研究。我们利用基因组较小、具有全基因组序列的二穗短柄草为模式植物，全面解析麦类作物与麦类锈菌的互作机制，为麦类作物的持久抗病品种培育和农业可持续发展提供理论依据。
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研究方向：
1. 植物逆境信号应答蛋白质组学解析；
2. 植物重要关键基因克隆及其功能研究；
3. 杂交构树种质创新与产业化技术研发及其示范推广。