近年來開展了系統深入的研究工作，取得了以下進展:
(1)完成施氏假單胞菌A1501的全基因組測序，為世界首例聯合固氮菌。利用基因芯片、適時定量PCR和非極性突變體構建，鑒定出壹系列可能參與細菌氮素信號轉導或維持最佳固氮水平的新基因。開展了固氮系統的進化、固氮網絡的調控、固氮調控元件和功能模塊的合成生物系統研究。
(2)從極端環境中取樣，如新疆戈壁沙漠和核爆中心的沙漠土壤，建立微生物生態基因組文庫，啟動宏基因組測序。鑒定了許多耐輻射微生物新種，並對耐輻射新種戈氏木I-0進行了全基因組、轉錄組和蛋白質組分析及極端抗性機制研究。獲得了壹系列具有耐鹽/抗旱等潛在抗逆性的功能基因。irrE基因在大腸桿菌中的表達增強了細胞的抗輻射能力和抗氧化能力。將irrE基因導入煙草和油菜顯著提高了植物的耐鹽性和抗旱性。
(3)克隆了壹系列新的抗草甘膦EPSPS編碼基因。構建了含有抗草甘膦EPSP合酶基因和草甘膦N-乙酰轉移酶(GAT)基因的單價和雙價植物表達質粒，通過假單胞菌導入無草甘膦抗性的煙草、油菜和玉米品種，通過花粉管通道法轉入棉花，分別獲得了抗草甘膦轉基因棉花、油菜、水稻、玉米、大豆和小麥。轉基因棉花和油菜已進入生物安全評估的中間階段，轉基因抗草甘膦玉米已獲準環境釋放。
申請抗草甘膦基因和耐鹽抗旱基因相關的國內專利20余項，國際PCT專利4項，其中國內專利4項，美國專利1項。在PNAS、PLoS ONE、AEM、IJSEM、Microbiology、BMC Genomics等國際期刊發表SCI論文40余篇，主編專著3部。培養碩士研究生12人，指導博士研究生15人。