“十五”以來，在全國率先提出了“超級(jí)小麥”育種課題，任該課題主持人和山東省小麥良種產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目首席專家。主持培育的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的優(yōu)質(zhì)專用小麥新品種山農(nóng)優(yōu)麥2號(hào)、山農(nóng)優(yōu)麥3號(hào)和山農(nóng)11號(hào)分別于2000年、2001年和2003年通過山東省品種審定委員會(huì)審定。近幾年三次到美國、意大利等國合作研究或參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議。回國后，組建了達(dá)國際先進(jìn)水平農(nóng)業(yè)部谷物品質(zhì)監(jiān)督檢驗(yàn)測(cè)試中心。近幾年，主持國家自然科學(xué)基金、國家計(jì)委、國家科委和山東省科技廳等重點(diǎn)項(xiàng)目8項(xiàng)，科研經(jīng)費(fèi)266萬多元，項(xiàng)目建設(shè)經(jīng)費(fèi)800萬元。

主持國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究（973）計(jì)劃課題1項(xiàng)，國家自然科學(xué)基金4項(xiàng)，國家科技攻關(guān)和科技成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目3項(xiàng)，國家發(fā)改委項(xiàng)目2項(xiàng)，農(nóng)業(yè)部跨躍計(jì)劃和科技成果轉(zhuǎn)化等項(xiàng)目5項(xiàng)，山東省科技廳“超級(jí)小麥育種”等重大科研課題8項(xiàng)，參加國家高新技術(shù)發(fā)展計(jì)劃（863）項(xiàng)目2項(xiàng)，國家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)3項(xiàng)。主持選育出審定小麥新品種5個(gè)。

國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃 “973”課題，高產(chǎn)品種分子改良超高產(chǎn)性狀分子設(shè)計(jì)和育種元件創(chuàng)新。

2010年獲國家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，1993年獲國家發(fā)明二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，國家教育科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)1項(xiàng)，農(nóng)業(yè)部和山東省科技廳、教育廳科技進(jìn)步或發(fā)明獎(jiǎng)6項(xiàng)。

主編或副主編包括國家華夏英才基金資助的《谷物品質(zhì)測(cè)試?yán)碚撆c方法》、《優(yōu)質(zhì)小麥》、《超級(jí)小麥遺傳育種研究》等專著8部。

發(fā)表學(xué)術(shù)論文200多篇，其中50余篇發(fā)表在《Plant Breeding》、《Genetica》、《Cereal Chemistry,》、《Euphytica》等國際刊物上，76篇發(fā)表在《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》、《遺傳學(xué)報(bào)》、《分子植物育種》等國內(nèi)核心刊物上。指導(dǎo)博士生20多名、碩士生40多名。

先后被評(píng)為山東省優(yōu)秀教師，山東省優(yōu)秀知識(shí)分子標(biāo)兵，山東省專業(yè)技術(shù)拔尖人才，享受國務(wù)院定期發(fā)放的政府特殊津貼。

2019年7月，榮獲“齊魯最美科技工作者”稱號(hào)。

（1）產(chǎn)量、品質(zhì)基因/QTL的定位和挖掘利用：利用多年構(gòu)建的DH、Rill、Nill和iIl等遺傳群體，定位作物產(chǎn)量、品質(zhì)性狀的基因，挖掘利用野生或近緣植物中的有益隱性基因。

（2）分子標(biāo)記和分子設(shè)計(jì)育種：利用“育種元件”進(jìn)行的分子設(shè)計(jì)，結(jié)合分子標(biāo)記和田間聚合雜交，選育超級(jí)小麥和優(yōu)質(zhì)小麥新品種。

（3）谷物品質(zhì)檢測(cè)分析：包括作物的營養(yǎng)品質(zhì)、加工品質(zhì)和功能性品質(zhì)的分析，為品種選育提供研究平臺(tái)和技術(shù)支撐。