1、合成异源六倍体小麦粒型和粒重性状变异分子基础的解析：

以 AABB 基因组基本相似，但是 DD 基因组存在显著差异的普通小麦 TAA10 和重新合成的异源六倍小麦 XX329 为材料，围绕粒型和粒重性状变异开展了系统研究。发现 XX329 粒重显著高于 TAA10，细胞学观察结果显示，XX329 在籽粒发育早期的种皮细胞和胚乳细胞的大小以及生长速率均显著高于 TAA10，是 XX329 的粒重较 TAA10 显著增加的重要原因之一 (BMC Plant Biol. 2018 )。以TAA10和XX329衍生的重组自交系群体为材料，进行粒重和粒型性状 QTL 定位。在 2DL 染色体上定位到一个千粒重主效  QTL (QTgw.cau-2D)，该区间内鉴定到一个与蔗糖代谢有关的粒重候选基因 TaGW7-2D。与 TAA10 相比，XX329 的 TaGW7-2D基因的启动子区域存在 13bp 插入序列。XX329 籽粒中 TaGW7-2D 基因表达水平显著高于 TAA10。TaGW7-2D 超表达株系千粒重较野生型明显提高。另外，发现来自 XX329 的等位变异在六倍体小麦中为稀有的等位变异，具有重要育种利用价值(Front Plant Sci. 2017 )。

2、不同倍性小麦根毛长度和侧根数目变异规律及其形成的分子基础研究：

以不同倍性的人工合成异源多倍体小麦及其亲本为材料研究发现，异源四倍体小麦根毛长度显著高于其二倍体亲本，表现出明显的多倍体优势。发现 TaRSL4 基因超表达株系根毛显著长于野生型。此外，超表达株系在营养胁迫条件下地上部生物量显著高于野生型，并且人工合成异源四倍体小麦在营养胁迫下的地上部生物量中亲优势值较正常条件明显提高，说明根毛长度的增加有利于小麦营养物质吸收，进而促进地上部生长 (New Phytol. 2016 )。发现天然四倍体小麦和人工合成六倍体小麦侧根数目表现出明显的多倍体优势。明确了 TaLBD16 基因在不同倍性小麦苗期根中的表达水平与侧根数目呈显著正相关，通过转基因实验证实 TaLBD16 基因为调控不同倍性小麦侧根数目变异的关键基因 (Plant J. 2018 )。

3、断穗基因 Btr1-A 的克隆、功能分析及进化轨迹研究：

利用野生一粒小麦和栽培一粒小麦衍生的群体克隆了断穗基因 Btr1-A。对 118 份不同类型的二倍体、四倍体小麦和六倍体小麦进行序列分析及断穗表型进行关联分析，发现六倍体小麦不断穗基因与不断穗的栽培二粒小麦单倍型一致，而与不断穗的栽培一粒小麦单倍型不同，说明野生一粒小麦和野生二粒小麦的断穗性状是独立驯化的，而六倍体小麦继承了栽培二粒小麦 A 基因组断穗基因的突变类型。Btr1-Ab 基因超表达植株均表现为断穗。此外，农艺性状调查表明转基因株系穗长减少，穗密度增加；颖壳较硬、不易脱粒。说明 Btr1-A 基因和另一小麦重要驯化基因 Q 一样，具有一因多效性 (Plant Cell Physiol. 2019 )。

4、小麦驯化和多倍化过程中基因印迹变异规律和可变剪接变异规律研究：

以二倍体、四倍体和六倍体小麦不同发育时期的胚乳为研究材料，从全基因组水平上分析了不同倍性小麦籽粒发育时期胚乳印迹基因数目、种类及其功能类别，为小麦多倍体形成过程中亲本等位基因调控种子发育提供了新线索 (The Plant Cell 2018 )。利用不同倍性小麦以及人工合成小麦及其亲本的叶片和根为材料，比较了二倍体小麦和四倍体小麦驯化前后的可变剪接基因的数目和种类，发现小麦驯化后可变剪接基因数目明显减少。利用 XX329 和 TAA10 为材料，分析了亚组互作对基因可变剪接的影响，结果显示 D 亚基因组的替换，造成 A/B 亚基因组上可变剪接改变。该研究为小麦驯化中基因可变剪接发挥的作用提供新的见解，并为多倍化过程中可变剪接的 function-sharing 模型提供新证据 (Plant Physiol. 2020 )。

5、多倍体小麦耐盐性优势的表观遗传调控机制研究：

以不同倍性小麦为研究材料，进行了耐盐性比较和鉴定，发现与四倍体小麦相比，六倍体小麦的耐盐性显著增强。TaHAG1 基因表达水平与不同倍性小麦耐盐性高度正相关。TaHAG1 超表达株系耐盐性显著提高，而 RNAi 株系耐盐性显著降低。转录组分析表明 TaHAG1 主要通过 ROS 合成和代谢途径参与小麦耐盐性调控。通过 DPI 及 H₂O₂ 处理证实，盐胁迫后不同倍性小麦中H₂O₂含量与Na⁺含量成反比，说明盐胁迫下 TaHAG1 通过调控 ROS合成，调节小麦体内离子平衡，进而参与多倍体小麦耐盐性调控。

6、西藏半野生小麦起源与高原适应性研究：

西藏小麦长期生长在高海拔地区，为适应低温、强光、低氧等恶劣环境，基因组可能发生广泛的变异。我们获得了第一个高质量的西藏半野生小麦参考基因组。通过比较藏  1817  与中国春基因组序列，发现西藏半野生小麦基因组中光合系统的大量基因发生了丢失。进一步对 74 份西藏半野生小麦和 35 份西藏地方种进行了重测序，发现两者之间亲缘关系紧密，遗传多样性存在瓶颈效应，从全基因组层面揭示了西藏半野生小麦脱驯化于西藏地方品种。通过关联分析鉴定到了重要的脱驯化位点，位于 3D 染色体上的 0.8 Mb 片段缺失和 5A 染色体 Q 基因的 161 bp 插入与西藏半野生小麦断穗性状密切相关，为西藏半野生小麦脱驯化提供了进一步的证据。通过比较西藏高海拔小麦和低海拔小麦的重测序数据，发现高海拔小麦的基因组发生了广泛重塑，鉴定了 1905 个基因组区域在高低海拔小麦中发生了明显的分化，相关基因富集在光合作用、DNA 修复等相关途径中。此外，该研究提出了一个以 TaHY5 -like 基因为核心的高原适应性调控网络，解析了西藏小麦的高原适应性分化的遗传基础，为进一步发掘西藏半野生小麦优异等位基因提供了基因组信息 (Nat Commun. 2020 )。

近 5 年，在 The Plant Cell、New Phytologist、Plant Physiology、Plant Journal 等杂志发表学术论文 20 余篇。所取得的研究结果促进了我们对小麦多倍体适应性优势的理解，得到本领域国际同行的广泛认同，进一步提升了我国在该领域的国际影响力，同时为建立新的异源多倍体育种理论体系和关键技术提供了新的科学依据。

1、克隆小麦圆粒基因 TaSG-D1 ：

印度圆粒小麦是普通六倍体小麦的一个亚种，具有籽粒圆形、株高半矮化、茎秆坚韧、叶片直立和穗型紧凑等独特表型特点。我们利用核生 2 号（大粒）和农大 4332（圆粒）构建的 RIL 群体及剩余杂合系衍生的次级分离群体最终将圆粒基因 TaSG-D1 定位在分子标记 3DS-68 和 3DS-94 之间，该区间为 1.01Mb。通过分析双亲基因组重测序数据，发现双亲只在 TraesCS3D01G137200 基因的第九个外显子上有一个 SNP 差异。该基因编码一个包含 TREE 结构域的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶糖原合酶激酶 3 (STKc_GSK3)，双亲之间的 SNP 变异导致了 TREE 结构域的氨基酸改变 (TREK) 。遗传分析发现该基因为不完全显性遗传并具有多效性，同时控制粒型，株高及穗型等多个性状。等位分析发现，印度圆粒小麦可能是由于普通小麦 TaSG-D1  基因的 TREE 结构域的自然突变产生的，并且这种自然突变可能发生在普通小麦驯化之后 (The Plant Cell 2020 )。

2、抽穗期相关基因 FT-A1 的克隆：

团队利用 5029 和农大 4332 构建的 RIL 群体，对 7A 染色体上定位到稳定的 QTL 位点 (QTsn/Hd.cau-7A) 进行了进一步研究，最终将 QTsn/Hd.cau-7A 定位在标记 Kukri_c38390_218 和 BS00097659_51 之间。在区间内克隆了一个已知的抽穗期相关基因 FT-A1，通过分析双亲 FT-A1 基因的启动子和基因区的序列，发现与 5029 相比，4332 在第三个外显子上有一个碱基的替换 (T-G)，可能是导致该位点小穗数和抽穗期产生差异的原因 (TAG 2020)。

3、粒重和穗粒数 QTL 的定位：

团队利用包含 191 个家系的 RIL 群体，在 6A 染色体上定位到一个既影响粒重也影响穗粒数的 QTL，定位区间为 0.538 cM，效应评价表明该位点在优异近等基因系里能增加千粒重 8.33%，但穗粒数减少了 3.05%。在该区间内有一个已报道的基因 TaGW2。基因序列分析发现，粒重高的材料在基因的 5' 端有 114 bp 的缺失，该缺失能够影响启动子活性继而下调基因表达 (TAG 2018 )。

4、粒重QTL QTgw.cau-4A 的精细定位：

加密了农大 3338 和京冬 6 号衍生的 DH 群体的遗传连锁图谱，在利用 5 个携带 QTgw.cau-4A 区间不同杂合片段的 BC₃F₃ 杂合单株衍生的 BC₃F_3:4分离群体并将 QTgw.cau-4A 精细定位至 4 A 上约 8.6 Mb 的区间。利用 660K SNP 芯片扫描 5 套 BC₃F_4:5 近等基因系，发现每套 NILs 的背景一致性都在 97% 以上。依据 5 套 NILs 在 QTgw.cau-4A 区间差异 SNP 的分布进一步将 QTL 区间缩小至约 7.6 Mb ，该区间内中国春参考基因组注释了 129 个基因，其中 35 个基因在中国春籽粒发育不同时期不同组织表达。对 NILs 进行籽粒灌浆动态分析，结果表明 NIL (4A+) 后期灌浆速率显著高于 NIL (4A+) ，可能是 NIL (4A+) 千粒重显著增加的重要原因之一 (TAG 2018, 2019 )。

5、粒重 QTLQTgw.cau-4B 的效应分析：

利用 6 个近等基因系验证了一个控制小麦千粒重的 QTL QTgw.cau-4B 的遗传效应，并将该 QTL 区段分解为 QTgw.cau-4B.1 和 QTgw.cau-4B.2 。其中，QTgw.cau-4B.1 粒重效应为 Rht1 的一因多效。利用3个携带不同杂合片段的BC₃F₄交换单株衍生的 BC₃F_4:5  分离群体对 QTgw.cau-4B.2 区段进行了精细定位。构建了两套 QTgw.cau-4B.2 位点近等基因系（4B.2-和4B.2+），进行一年两点表型评价，发现与近等基因系（4B.2-）相比，近等基因系（4B.2+）显著增加了千粒重及籽粒大小。利用小麦 660K SNP 芯片将 QTgw-4B.2 定位于4B染色体 536.58 - 586.46 Mb 间。利用近等基因系进行了授粉后 10 天籽粒转录组分析，发现差异表达基因在细胞周期调控、细胞分裂及淀粉生物合成等途径发生了显著富集，可能与近等基因系间粒重差异存在密切关系 (TAG 2020 ) 。

1、创立了小麦高效准确的评价体系，筛选有重要育种利用价值的抗逆资源：

对 1353 份小麦材料进行了耐热性鉴定，筛选出 117 份有重要育种利用价值的耐热种质资源，创制出 “农大 3097 ”等优异耐热亲本资源 15 份，培育出以农大 5181 为代表的 6 个耐热高产小麦新品种；同时对小麦的抗旱性进行了分析，筛选出抗旱材料 17 份。

2、发掘小麦耐热 QTL / 基因开发分子标记，解决了小麦耐热分子育种难以跟踪的问题：

利用小麦 90K 芯片对具有代表性的 688 份小麦材料进行了耐热性状的关联分析，检测到 3 个与热感指数关联的 QTL 位点，分布在 4B、5A 和 5D 染色体上，解释表型变异的范围为 1.87-4.73%，针对 6A 染色体上主效 QTL（QTgw.cau-6A.1 ）开发了紧密连锁的功能分子标记。以486份普通冬小麦为材料，结合小麦 90K 芯片基因分型结果和多年多点表型鉴定对 6 个小麦品质相关性状进行了全基因组关联分析。结果发现 175 个环境稳定的显著 SNP，单个位点能解释约 3%-13% 的品质性状表型变异，其中与蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、吸水率、稳定时间和籽粒硬度有关的分别有 10、9、4、14、15 和 12 个。以上研究有效地解决了耐热相关 QTL / 基因的精确检测与追踪问题，促进了小麦耐热性改良分子标记选择育种的实施(TAG 2020 )。

3、克隆小麦逆境胁迫关键基因，为利用分子设计育种进行耐热性遗传改良提供了优异基因资源：

利用耐热抗旱性有差异的小麦材料建立了小麦高温干旱胁迫前后的基因差异表达谱，阐明了高温干旱以及共同胁迫响应基因的表达变化规律，特别是发现部分同源基因表达模式在高温干旱胁迫后存在明显的分化；首次从全基因组水平上鉴定了 200 和 3576 个高温和干旱响应的可变剪接基因，4056 个高温干旱共同胁迫响应的可变剪接基因。发现了小麦部分同源基因在响应高温干旱胁迫时可变剪接模式发生了分化，证明了可变剪接基因 TaBZIP60 通过内质网胁迫途径影响小麦耐热性，为小麦耐热分子机制研究提供了新的重要线索。首次明确了组蛋白修饰基因 TaGCN5 在调控小麦耐热性中的重要作用，它通过直接调控 HSFA3 和 UVH6 的组蛋白乙酰化状态影响其转录水平，进而影响 HSP 等热激蛋白的表达，参与调控小麦耐热性，开辟了通过表观遗传调控进行小麦耐热性遗传改良的新途径。报道了小麦中 TaWRKY51 超表达株系侧根数目增加，通过转录组分析发现 TaWRKY51 基因超表达株系中乙烯合成途径中的关键基因（TaACS2, TaACS7, TaACS8）表达受到明显抑制，发现 TaWRKY51 通过直接抑制乙烯合成途径关键基因 TaACS2 的表达，进而减少乙烯合成促进小麦侧根发生，最终影响抗旱性。同时课题组还查明了 eIF5B 和 TaOPR3 通过调控翻译途径和茉莉酸途径参与小麦耐热响应。

近5年，在 The Plant Cell、Plant Biotechnology Journal、Plant Journal、TAG 等国内外著名杂志发表文章 13 篇，受邀在《 Wheat Production in Changing Environments 》书中撰写了 “Wheat Responses and Tolerance to High Temperature” 章节，在《 Molecular Breeding in Wheat, Maize and Sorghum： Strategies for improving abiotic stress tolerance and yield 》书中撰写 “Molecular breeding for improving heat stress tolerance in wheat” 章节，在《中国农业科学》杂志上发表综述文章 “小麦耐热的生理遗传研究进展”。获得国家技术发明二等奖 1 项，教育部技术发明一等奖 1 项。

1、小麦加工品质关键基因/位点的挖掘：

以 486 份不同来源的普通小麦为材料，利用小麦 90K 芯片基因分型结果和小麦加工品质相关性状多年多点表型进行全基因组关联分析，共发现 175 个在多环境下稳定的 SNP，单个位点能解释约 3%-13% 的品质性状表型变异，这些 SNP 与蛋白质含量、湿面筋含量、淀粉含量、吸水率、稳定时间和籽粒硬度相关。以普通小麦 XX329 和 TAA10 衍生的 198 个 RIL 群体为材料，利用 Illumina 90K 芯片和 SSR 标记对全面粉 SDS-沉降值进行 QTL 定位分析，在 1D 染色体上检测到控制加工品质的环境稳定的 QTL 位点 Qsed.cau-1D，解释表型变异的 18.22% (TAG 2020 )。

2、小麦加工品质性状遗传网络构建：

围绕加工品质形成的遗传网络和高分子谷蛋白表达调控机理，我们鉴定出高分子量谷蛋白基因（ TaGLU-1Dy ）的上游调控转录因子 TaGAMyb，TaNAC019 和组蛋白乙酰转移酶 GCN5，为小麦加工品质遗传改良提供了重要的基因资源。我们发现 TaGAMyb 招募 TaGCN5 结合在 TaGLU-1Dy 基因的启动子区，进而通过影响 TaGLU-1Dy 启动子区 H3K9 和 H3K14 的乙酰化水平参与其表达调控 (Plant Journal, 2015 )。筛选到一个与 TaGAMyb 互作的转录因子 TaNAC019，敲除 TaNAC019 基因导致高分子量谷蛋白和淀粉含量显著降低，并且在自然群体中鉴定出一个优良的等位变异类型 TaNAC019-3BI ，通过回交转育证实 TaNAC019-3BI 可以用于提高谷蛋白含量，具有很好的潜在育种利用价值 (The Plant Cell, 2021 ) 。这些研究结果不仅在转录水平上丰富了对谷蛋白基因表达调控机理的认识，而且证实表观遗传调控在这一过程中也起重要作用，为从谷蛋白调控因子角度进行小麦品质的遗传改良提供了理论依据。

3、小麦品质性状稳定性的遗传基础：

高温、干旱、收获前阴雨导致的穗发芽会严重影响小麦品质，由于逆境条件下储藏物质积累不足或分解导致沉降值降低、面团稳定时间变短、加工品质严重裂化，严重的籽粒完全不能用于面食品的加工。以 486 份不同来源的普通小麦为材料，采用全基因组关联分析策略在正常和延迟播种条件下挖掘控制品质稳定性的遗传位点，发现有 43 个 SNP 可能与小麦品质稳定性有关。我们从小分子 RNA 角度入手，解析了一个小麦籽粒特异表达的 miR9678 通过影响穗发芽抗性影响小麦品质性状稳定性的分子机制。首先，采用转基因策略，获得了小麦 miR9678 的超表达株系，发现转基因株系的籽粒萌发率较野生型显著降低，进而导致穗发芽抗性显著提高；其次，miR9678 可以介导一个下游靶基因长片段非编码 RNA 发生断裂，该长片段非编码 RNA 从断点开始每 21 nt 会被二次切割产生一系列 siRNA，也称作 phasiRNAs；转基因实验也证实，提高 phasiRNA 的表达水平也显著抑制小麦籽粒的萌发速率。最后，我们提出并明确了一个小麦新的控制籽粒萌发速率和穗发芽分子模式，即 miR9678 可以剪切长片段非编码 RNA，并产生一系列 phasiRNA，最终通过影响赤霉素合成基因的表达导致赤霉素代谢及其调控途径的改变，进而控制籽粒的萌发速率和穗发芽(The Plant Cell, 2018 )。这些研究成果不仅在理论上进一步丰富了对小麦穗发芽调控机理的认识，在应用上有可能通过该途径进行小麦抗穗发芽的分子遗传改良，进而为提高小麦品质稳定性开辟了新思路。

近5年，在 The Plant Cell、Plant Journal、Journal of Agricultural and Food Chemistry、TAG 等杂志发表 SCI 论文 9 篇；相关研究成果于 2015 年获得国家科学技术进步二等奖。

1、抗病种质的收集、鉴定与创新：

从日本东京大学引进了一批一粒系小麦近缘种材料，鉴定并筛选出了具有白粉病和叶锈病抗性的抗性种质，并创制了携带一粒小麦基因组的人工合成六倍体小麦（AABBAA）新种质 18 份；引进了 4 份波兰小黑麦品种，鉴定发现其对我国小麦白粉病和叶锈病表现出极强的抗性，通过分子标记检测和基因组原位杂交确定了其中来自小黑麦品种 Sorento 的抗白粉病和叶锈病基因位于黑麦染色体 2R 和 4R 上，并将其导入普通小麦背景；筛选了小麦赤霉病、茎基腐病抗性种质资源 1500 余份，鉴定出优异抗病资源 30 余份，利用这些抗病材料构建了遗传群体。

2、抗病基因位点的定位及候选基因的分离：

将野生二粒小麦材料 IW30 白粉病抗性基因 MlIW30 定位到了 4A 染色体长臂末端，目前正对其进行精细定位和图位克隆研究；将来自于斯卑尔脱小麦品种的显性抗叶锈病基因 LrAlt 定位到 2A 染色体短臂的 0.555-0.616 M 区间内，开发了与该基因共分离的分子标记，可用于分子育种；将抗叶锈病基因 Lr13 定位于小麦染色体 2B 染色体短臂，并开发了与之紧密连锁的分子标记，已确定了候选基因，正在进行基因功能验证；抗病性鉴定和遗传分析发现，成株期抗叶锈病小麦材料 4N0461 带有互补抗叶锈基因 LrN0461-3B 和 LrN0461-4B，通过精细定位分别将这2个基因锁定到 1 Mb 的染色体区间，初步预测了候选基因；明确了 358 份我国小麦种质资源中已报道的抗茎基腐病 QTL 的等位变异及其分布情况，在 5DL 染色体上发现了一个兼具苗期和成株期抗性、稳定表达的新抗病位点；定位了来自于育成品种冀 5265 的赤霉病抗病主效 QTL-QFhb-2DL，将其定位于小麦 2D 染色体的长臂 3 M 区间内，并对其候选基因开展了精细定位和图位克隆的研究。

近 5 年，主持国家自然科学基金面上项目 2 项、国家重点研发计划子课题 1 项；在 Theoretical and Applied Genetics、Molecular Breeding 等作物遗传育种领域主流期刊发表 SCI 论文 10 余篇；获得国家专利 5 项，申请国家专利 2 项。

1、西藏半野生小麦基因组组装及重测序:

通过对我国特有种质资源西藏半野生小麦进行基因组组装，获得高质量参照基因组 “藏 1817”，是第二个正式发表的六倍体小麦的参考基因组。为了揭示西藏半野生小麦的起源演化，该研究对 74 份西藏半野生小麦和 35 份西藏地方种进行了重测序，发现两者之间亲缘关系紧密，遗传多样性存在瓶颈效应，从全基因组层面揭示了西藏半野生小麦脱驯化于西藏地方品种。研究从基因组水平上全面揭示了西藏半野生小麦基因组结构变异、起源与演化规律和高原适应性机制，填补了国内外相关研究领域的空白，为进一步发掘西藏半野生小麦优异等位基因提供了基因组信息(Nat Commun. 2020 )。

2、小麦族同源基因数据库 / 网页服务建设：

随着高质量基因组参考序列的完成，小麦、玉米和水稻等主要作物已经进入 “泛基因组时代”。如何整合诸多的参考基因组信息并将这些宝贵的数据利用起来，是我们目前面临的新挑战。我们提出了整合共线性进行同源基因推断的新策略（GeneTribe），并构建了第一个小麦族同源基因数据库 / 网页服务（Triticeae-GeneTribe）。基于小麦族物种基因组间和亚基因组间的共线性分析，该研究提出了六倍体普通小麦的 “4A-5A-7B染色体重排” 是两次染色体易位事件的结果，并明确了重排的基因组区间的精细边界；同时研究了春化基因 Vrn2 的复杂进化历史，提出 Vrn2 同源基因在普通小麦基因组中的复杂分布是包含串联重复、多倍化、染色体易位和基因丢失在内的一系列事件叠加的结果。该工作为泛基因组时代的植物比较基因组学研究和功能基因挖掘提供了新思路（GigaScience 2020）。

3、小麦基因组变异数据库 / 网页服务查询和可视化平台建设：

当前 “数以百计” 小麦重测序数据的积累为相关研究提供了有重要价值的基因组学信息。我们提出了一种可在任意 Linux 服务器上通过简易配置并快速部署的大规模基因组变异数据在线查询和分析数据库 / 网页服务模型 —— SnpHub。该数据库 / 网页服务模型适用于对大规模样本的 VCF 文件实现在线的快速检索和轻量级的分析和可视化功能。该工作利用包括普通小麦、粗山羊草、二粒小麦在内的小麦族中不同倍型物种的重测序数据构建了小麦属基因型查询数据库 / 网页服务门户网站：Wheat-SnpHub-Portal（GigaScience 2020）。目前我们联合中国科学院遗传与发育生物学研究所、中国农业科学院作物科学研究所、西北农林科技大学等多家单位聚合了目前我国小麦研究同行已经发表的 672 份小麦重测序数据，并利用 SnpHub 搭建了“小麦基因组变异合集”（WheatUnion）数据库 / 网页服务，以供国内外小麦同行使用。

近 5 年，在 Nature Communications、Molecular Plant、GigaScience、Bioinformatics、《作物学报》等杂志发表学术论文 5 篇。目前所构建的 Wheat-SnpHub-Portal 数据库 / 网页服务和 Triticeae-GeneTribe 数据库 / 网页服务的访问量总计已经超万次。

1、转基因抗蚜小麦新种质的培育：

小麦蚜虫是小麦生产中影响产量和品质的主要害虫。培育抗蚜小麦品种是解决蚜害的绿色安全途径。目前小麦种质中没有好的抗蚜基因和种质。利用植物介导的RNAi策略，沉默麦长管蚜关键基因嗅觉蛋白（Gqα）、羧酸酯酶基因（CarE）、脂蛋白酯酶成熟因子2（lmf2）、几丁质合成酶（CHS1），培育转基因抗蚜小麦新种质。结果表明，室内饲喂麦长管蚜转基因株系后，麦长管蚜体内的靶标基因的表达水平显著降低，比对照普遍降低 50%-70%。麦长管蚜的个体生长发育、群体数目显著降低，比对照普遍降低 30%-50%。大田试验转基因株系上的着蚜量显著下降 15%-60%，其千粒重比未喷农药对照显著增加，大田抗蚜效果优良。此外，克隆了抗蚜新基因 ppa，密码子优化合成 sgna 和 sntl，并利用它们创制出一批小麦抗蚜新种质。2016 - 2020 年间，在 Pest Maga Sci 等期刊上发表SCI论文 5 篇，申请（或授权）专利 3 项，有 17 份新种质进行了中间试验转基因安全评价。

2、小麦淀粉品质改良以及品种培育：

从小麦灌浆期籽粒 RNA-seq 数据库 / 网页服务中筛选出 8 个与淀粉合成密切相关的转录因子，正在解析它们参与籽粒发育和淀粉合成的分子机理。利用转基因技术，筛选和创制出一批淀粉品质性状改良的小麦新种质。采用 “回交+标记辅助选择” 等育种策略，培育出一批产量和对照相当、籽粒外观品质优良的糯性小麦品系，其中农大糯麦 5225（农大 52255 / 农大糯麦 1 号）和农大糯麦 375（05 糯 5079 / 05260200 // 农大 3097）申请了植物新品种权。

3、高产、多抗、优质小麦分子育种及新品种的培育：

通过常规与分子标记辅助育种相结合，利用普通杂交和太谷核不育群体轮回改良的途径，将小麦产量、抗病（赤霉病、白粉病、锈病）、抗逆（抗旱、耐盐）、优质等优异基因聚合，培育出了农大 5181、农大 3486、农大 2011 等 5 个国家和省级审定小麦品种。同时，选育出了农大 753、农大 136、农大 761、农大 1992 等综合性状优异的苗头品系正在参加国家和省级试验，实现了小麦产量与品质、抗性的协同改良。