主要从事植物分子遗传学、分子进化及分子育种研究。其主要研究成果为：构建了国际上第一套野生二粒小麦分子图谱；首先提出并系统地论述了主基因分子标记辅助选择之有效性和准确性术语；率先在分子水平上发现了负干扰（negative crossover interference）及模糊连锁（guasi-linkage）等遗传现象，结果发表于基因组学领域的最高国际刊物《Genome Research》；在国际上首次对小麦有关驯化的数量性状进行了QTL分析，研究结果发表于国际上极著名的《PNAS》；率先应用SSR开展了小麦抗条锈病基因(YrH52 & Yr15)的分子绘图研究； 作为主要骨干参与了由美国NSF资助的小麦基因组学研究项目，将近1000个EST定位于特定小麦染色体物理区段，并协调和汇总了小麦第一染色体组EST研究； 将小麦抗俄国蚜虫（Russian wheat aphid）基因（Dn2, Dn4）、抗条锈病基因（Yr5, Yr15）、抗花叶病毒基因（Wsm1）、抗大麦黄矮病毒基因（Bdv2）以及高蛋白质含量基因（HGPC）成功导入多个美国小麦品种中；在国内外重要学术期刊上发表论文近60篇。