該專著指出了國際上壹些著名出版物對孢粉形態描述的錯誤，開創了壹種恢復孢粉形態的新方法。修正了花粉由三棱向三棱進化的傳統觀點，認為至少在玄參科和豆科植物中存在由三棱向三棱進化的趨勢。玄參科的起源和傳播向國際植物學權威提出挑戰，認為玄參科是壹個古老的科，起源於泛大陸分裂之前，並不是所有南半球的類群(如Hebe)都是從北半球遷移過來的。在《中國植物誌》(英文版《中國植物誌》)中，主持完成了玄參科、鴨跖草科、芍藥科。
從20世紀80年代開始從事芍藥科(屬)的研究。在美國地理學會的幫助下，我和助手幾乎走遍了中國牡丹生長的所有山脈(包括西藏、橫斷山、天山和阿爾泰山)，弄清了中國和亞洲芍藥科的分類和生物學特征，推測了芍藥的祖先和起源證據。在國內外著名期刊上發表芍藥科研究論文近20篇。2002年，1999，2001和2002年，他和他的助手們去高加索、法國、意大利、瑞士、西班牙、希臘、土耳其和地中海島嶼考察那裏的芍藥屬植物，並把研究範圍擴大到全世界。在瑞典留學後，我逐漸專註於生物系統學和細胞分類學的研究。回國後，我建立了實驗條件和研究小組。對毛茛科、桔梗科和百合科進行了實驗研究，並引入了遺傳學、細胞學和生物統計學，在該領域發表了數十篇論文。在細胞分類學領域，《遺傳》是壹篇引起國際同行關註的論文，不僅揭示了不同倍性的分布規律和不同細胞類型間的雜交，還提出了同壹物種內同壹細胞類型可能起源於不同地方的論點。在核型進化方面，植物學家盲從植物進化領域的國際權威斯特賓斯的觀點，認為核型從對稱進化到不對稱，已經成為壹種教條。根據我自己的研究，雖然這是壹個大趨勢，但在某些群體中確實存在相反的趨勢，即由不對稱向對稱的演變。
《植物細胞分類學》，1990出版，總結分析了80年代中期以前國際上在該領域的研究成果，並融入了本人的研究和見解，是世界上第壹部該領域的專著。自上世紀90年代以來，他專註於指導博士生，建設植物分子系統學實驗室，帶領青年學者承擔國家和中科院重大項目。
國家自然科學基金八五重大項目“中國重大瀕危植物保護生物學”(1993-1997)匯集了壹批來自高校和科研院所的優秀中青年學者，首次分別從種群生態學、生殖生物學和遺傳多樣性三個方面對10進行研究。
這項研究促進了中國群體遺傳學、保護遺傳學和生殖生態學的發展。2000年起，作為科技部973項目首席科學家，主持項目“長江流域生物多樣性變化、可持續利用與區域生態安全”。20世紀90年代中期，開始了稻屬系統和進化的研究。與宋歌共同主持中國科學院“九五”重大項目“壹些重要瀕危植物的進化生物學研究”(1997-2000)。圍繞野生稻的研究，與宋歌等人合作，繪制了野生稻全部23個種的系統發育關系，揭示了壹些多倍體的起源，特別是將野生稻的壹個長期未確定的基因組命名為k
與張達明研究員和李常寶博士合作，利用原位雜交技術令人信服地發現了藥用野生稻復合體基因組與四倍體起源的關系。在種群水平上，與、高立誌、謝、張壽洲和錢偉合作，揭示了我國3種野生稻的瀕危狀況、遺傳多樣性和空間分布，以及影響遺傳多樣性的生態因子，為制定野生稻保護策略提供了堅實的科學依據。在《美國國家科學院院刊》(PNAS)等國際權威學術期刊上發表多篇文章，使我國占據了水稻生物學研究的國際前沿。