研究領域包括植物基因組學、蔬菜分子生物學和分子育種，主要致力於構建蔬菜全基因組設計和育種的理論和方法體系，開辟“從基因組到新品種”的技術路徑。回國後，先後主持科技部、農業部、國家自然科學基金項目10余項，擔任國家“973”項目“主要蔬菜重要品質性狀形成的遺傳機制與分子改良”首席科學家。2012獲國家傑出青年科學基金資助。* * *發表SCI論文38篇，期刊級論文40余篇，SCI論文累計影響因子280。其中，第壹通訊作者在Nature、Nature Genetics、Plant Journal、Genetics、MPMI等雜誌發表SCI論文17篇。2005年獲中國國家留學基金委“優秀留學人員國家獎學金”，2011獲科技部“國家科技進步二等獎”，2012獲中國園藝學會“華耐園藝科學技術獎”。
在世界植物基因組學領域有較大影響。作為國際黃瓜基因組計劃的首席科學家，他也是國際馬鈴薯基因組測序協作組的執行委員會成員和國際茄科基因組研究協作組的聯合主席。組織了植物基因組進化大會(2011，荷蘭阿姆斯特丹)和國際茄科和葫蘆科基因組2011協會(Sol&: ICUGI 2011，日本築波)。2009年，他應邀在康奈爾大學Boyce-Thompson植物研究所、加州大學戴維斯分校和威斯康星大學做了關於黃瓜和馬鈴薯基因組研究的報告。2011受邀在美國植物生物學年會上做“馬鈴薯和黃瓜基因組學研究進展”的報告(ASPB 2011)。他是《綜合植物生物學雜誌》、《國際植物育種雜誌》和《農業生物技術雜誌》的編輯。