长期从事植物病毒基础和应用研究，首次在禾谷多黏菌体内发现大麦和性花叶病毒和大麦黄花叶病毒，为真菌传播植物病毒提供了直接证据，揭示了真菌与其传播病毒的内在关系，为真菌传植物病毒研究和防治奠定了基础。先后承担国家杰出青年科学基金、欧盟、国家高新技术研究计划（863）、国家重大基础科学研究计划（973）和国家转基因生物育种重大专项等40多个项目，在植物病毒种类鉴定、病毒与禾谷多黏菌介体关系、病毒致病和植物抗病分子机制、病害发生规律和防控技术、脱毒植物组织培养苗种产业化等方面做了大量原创性的工作。发表论文360多篇（其中SCI收录180余篇），主编专著10部、参编4部；以第一完成人获得国家科技进步奖一等奖1项、二等奖4项，部省科技进步奖一等奖8项，二等奖5项。

近年来，在中国工程院支持下开展宏观现代农业发展战略研究。2012年研究提出现代农业综合体概念，为区域现代农业发展提供综合解决方案。2014年，研究乡村复兴战略，提出乡村复兴与工业化、城市化（郊区化、逆城市化、再城市化）融合发展和乡村复兴实现三生（生产、生活、生态）、三产（一、二、三产）、三网（交通网、互联网、物联网）融合发展等新思想。2016年提出特色小镇建设是城乡一体化融合发展的纽带，重点解决农业产业如何发展，农民房子如何造，农民生活如何过等问题。