实验室围绕麦类作物及其抗病抗逆性状改良和粮食真菌毒素形成与控制机理相关内容，综合利用分子生物学、基因工程、植物生物技术、植物病理学、植物育种学、免疫学和化学的理论与技术，开展小麦和大麦赤霉病、穗发芽抗性改良及其分子基础，谷物镰刀菌群体遗传结构及其毒素形成与控制途径和分析鉴定技术，重组抗体及其基因克隆，外源蛋白高效表达纯化关键技术等研究，主要包括：                    
1. 麦类作物基因工程                    
    针对我国小麦、大麦生产上的赤霉病、穗发芽等问题，开展抗性改良相关基础及应用基础研究，克隆表达抗性基因，分析鉴定基因功能，发展安全高效麦类作物遗传转化技术，优化农杆菌、基因枪介导的麦类作物转化体系，培育抗病、高产、优质麦类作物新品种。                    
2. 镰刀菌与植物分子互作                    
    开展镰刀菌与植物互作的分子生物学、功能基因组学研究，分析植物抗病及镰刀菌致病分子基础，克隆鉴定抗病及镰刀菌致病发育关键基因，比较不同菌株的遗传多样性，发展镰刀菌种群分子鉴定方法与技术，揭示植物抗菌特点与机理，分析抗性转换的分子基础及其调控网络。                    
3. 真菌毒素形成与控制的分子基础                    
    研究粮食、饲料原粮及其储藏中产毒真菌菌群遗传结构、毒素类型及其形成分子机理，分析毒素形成代谢关键基因及其调控机理、毒素对真核细胞发育代谢的影响及分子基础，发展毒素免疫、化学、分子鉴定检测技术，分析鉴定生物脱毒材料及脱毒机理，研究毒素分子控制途径及原理。                    
4. 抗体基因工程                    
    以产毒菌关键抗原及毒素为材料，利用噬菌体展示技术和单克隆技术，筛选产毒菌及其毒素特异抗体，分离克隆抗体基因，构建抗体融合蛋白，在原核及真核细胞中表达抗体及其融合蛋白，研究抗体－抗原分子互作，分析抗体融合蛋白在植物抗性改良中的作用及其机理。                    
5. 生物反应器                    
    建立高效的植物、叶绿体表达与靶向技术，分析植物表达重要外源蛋白如抗体、疫苗的特点，结合细菌表达技术，研究影响外源蛋白表达积累的因素、外源蛋白表达纯化分析技术，发展外源蛋白表达的关键新技术及其纯化技术体系。