主要從事蔬菜遺傳育種及蔬菜生物技術研究，利用反義基因技術創建的耐貯藏轉基因番茄，1997年獲得我國首例農業生物轉基因安全評價“可商品化生產”審批書，1999年獲農業部科技進步二等獎。育成的耐貯藏雜交壹代番茄新品種“華番壹號”，成為我國第壹例審定的農業轉基因品種，2002年獲湖北省科技進步壹等獎。
主持國家自然科學基金、國家863計劃、國家發改委、“948”等科研項目30余項。在蔬菜營養品質基因組學、植物逆境的分子生物學和基因克隆鑒定、茄科作物基因組研究等方面取得成果。在番茄文庫構建、特異啟動子的克隆，標記基因的剔除載體系統等取得進展，為蔬菜分子育種提供物質和技術支撐。先後獲得部省級科技進步獎勵4項，授權發明專利2項，申請專利5項，審定品種3項。發表論文和專著80余篇，其中SCI收錄論文15篇。
在國內外學術刊物上了表論文130余篇，其中SCI論文40余篇，出版專著4部，農業部鑒定成果1項，審定品種6項，發明專利4項，是學校蔬菜學科的主要帶頭人，在蔬菜生物技術與遺傳育種方面研究頗深，成果突出，創建了我國首例被國家批準可商品化生產的農業轉基因產品，被譽為“我國果蔬耐貯藏育種的範例”。利用圖位克隆方法分離並鑒定了番茄多細胞表皮毛形成的關鍵基因(Wo)，Wo通過蛋白互作的方式促進細胞周期相關基因—SlCycB2的表達，從而促使細胞從G2期向M期的轉換，最終促進表皮毛的形成。該機制的發現對於揭示植物細胞命運調控的多樣性具有十分重要的價值。同時，由於Wo基因純合後會導致番茄胚胎的敗育，因此該基因的分離對於揭示番茄胚胎發育的機理也具有重要意義。研究論文發表在國際頂級學術雜誌《美國科學院院刊》上，園藝界專家認為這是至目前為止我國園藝作物基礎研究水準最高的科學研究工作。參與國際茄科植物基因組計劃—番茄基因組測序及番茄進化機理的研究論文應Nature《自然》雜誌之約已投稿該刊。先後主持國家863計劃項目、國家973項目課題，國家自然科學基金項目、省（部）級科研項目、國際合作項目等50項。