在研课题
课题组早期发展阶段，主要针对提高光合作用效率开展一些基础理论研究。随着课题组的不断壮大和发展，将逐步开展一些基础理论及农业应用方面的研究。现阶段在研课题包括：
气孔运动机制
气孔对环境变化的快速响应已被广泛证实，然而气孔运动的机制尚不清晰。众多生物学家，尤其是分子遗传学家基于保卫细胞鉴定了海量的以ABA以及钙钾等离子为核心的调节通路，这些研究丰富了气孔生物，然而至今尚无完整的气孔运动调节理论。课题组主要从物理力学和物理化学的角度，以气孔、表皮和叶肉组织形成的整体为研究对象，探讨气孔运动的可能机制。
光合作用、呼吸作用及水力结构对环境胁迫的响应机理
植物应对逆境胁迫的能力很大程度上取决于逆境下植物的碳同化和水分供应的维持能力。本人及合作者主要以水稻、番茄、小麦等作物为主要研究材料，在叶片、整株及冠层水平研究碳代谢及水分相关性状对干旱及光强变化等的环境条件变化的响应生理机理。
环境因子-植物器官结构-功能之间的互作机制
植物对环境的长期适应过程，需要权衡自身资源的分配以实现投资回报率(Investment on return)的最大化。我们主要从不同生态位植物叶片结构-功能的谱系特征以及不同生境下相同物种（甚至相同基因型）叶片结构的适应策略两个方面解析环境-叶片结构-功能的互作-权衡机制。
夜间蒸腾
夜间蒸腾被证实在很多物种中均有发生，因其与碳同化过程之间没有直接偶联（间接联系仍有待研究），而被认为是未来作物水分利用效率改良的重要目标形状。在国家自然科学基金的资助下，使用课题组构建的水稻遗传群体材料，正尝试解析水稻夜间蒸腾的遗传及生理机制。
低成本、高通量植物生理生态测定方法构建
主要涉及廉价温、湿度探头以及光强探头的开发；探头数据自动批量采集、存储及分析；探头与其它生理生态仪器的联用。构建简易快速的生理生态测定方法是课题组另一个重要的方向，例如目前我们构建了一套水稻光合作用测定的PFM方法体系。