遗传资源方向
    农业的任何一个进步都依赖于遗传资源的发掘和升级。“野败”不育系的发现成就了中国杂交水稻；Bt菌作为生物农药广泛的使用，成为绿色农业的标志；Bt毒素基因用于转基因植物，更是现代生物技术的伟大成就。
    我的研究方向之一就是植物和微生物遗传资源的发掘和创新。利用物理、化学手段诱变建立水稻突变体库，鉴定水稻突变体；利用中国丰富的野生豆资源，建立大豆遗传群体，构建遗传图谱，改良大豆产量、品质及抗性等性状；利用中国国土多样的生态地理特性，大规模收集土样，分离芽孢菌、鉴定Bt菌株，建立中国芽孢菌和Bt菌株库。

功能基因方向
    一个基因一个产业。显然，利用现代生物技术手段可将同一个基因，用于不同的产业，形成多个产业。基因，这个属于全人类的资源，由于知识产权的保护而被限制在少数人获得利益。单一基因的过度使用，其负面的效应已日益彰顕，例如，Bt基因过度用于转基因作物，从而使靶标昆虫发生改变或产生抗性。
    我的研究方向之一就是利用遗传学、生物化学、分子生物学知识和技术，从植物和微生物资源中鉴定和分离功能基因。我们已经从水稻中鉴定出一些重要功能基因、完成了EUI 基因的克隆；鉴定了大豆、棉花抗病基因，用比较基因组学手段图位法克隆了大豆胞囊线虫抗性相关基因；从Bt 菌株中鉴定和分离新型Bt毒素蛋白基因以及同源基因， 并开展基因的表达和功能研究。

性状设计育种方向
    利用转基因、MAS等手段实现植物性状的定向设计是植物育种的重要进步。把重要性状（基因或QTL）增加到现有的品种中可以加速遗传改良的进程，促使育成品种在生产上持续应用。
    我的研究方向之一就是发展分子选择的手段和策略，为常规育种家提供改良复杂性状的设计育种方案。我们建立了基于基因组区间定向选择的策略，完成了水稻外观性状的分子改良，为复杂性状改良的分子育种提供了案例。我们用转基因手段，对重要品种进行有价值性状的加入，实现品种的性状增加和提升，持续应用于生产。为此，我们有兴趣研制多种植物表达构件，转化水稻、玉米、棉花、大豆、油菜、苜蓿及林木等植物，培育转基因种质，提供给育种家。