在系统与进化植物学领域做出了突出成绩：1）在野外考察、标本分析和文献考证的基础上完成了金粟兰属植物的世界性分类修订，重建了金粟兰科的进化历史，揭示了形态性状（特别是花部结构）进化的过程和趋势；2）通过进化分析，阐明了MADS-box、SKP1和F-box等多个基因家族的进化历史和进化模式，揭示了基因进化与花部性状改变和植物类群起源之间的相关性；3）探究了导致新基因和新功能产生的原因，发现了多种能够引起重复基因在编码区分化的特殊机制（如外显子化、假外显子化、外显子重复和外显子丢失等）并揭示了它们在进化中的重要性；4）研究了花器官特征基因在蛋白质水平上相互作用的能力及其进化，揭示了花发育调控网络进化的主要过程和基本趋势，探讨了花部性状进化的内在机制。在PNAS、Mol Biol Evol、Plant J和Mol Phylogenet Evol等刊物上发表文章40篇，得到了国际同行的认可和好评。

基因是生物存在和延续的基础，生物的进化从根本上来说也就是基因的进化。在基因的进化过程中，突变是主要的推动力。突变既可以是个别碱基的替换、插入或删除，也可以是较长一段序列的重复、获得或丢失。目前对于突变机制及其后果的研究还大多聚焦在点突变，然而，点突变对于基因的影响大多是轻微而缓慢的，其他类型的突变则能够快速导致新基因和新功能的产生，很可能是我们理解生物性状乃至生物本身进化的关键，但并未得到应有的重视。我们在前期研究中发现基因的外显子—内含子结构变化可能是普遍存在的，且能够导致蛋白结构和功能的改变，但由于我们仅对植物中的612对重复基因进行了研究，无法确定该机制的普遍性。在本项目中，我们从全基因组水平上，对真核生物四大类群的代表物种中最可靠的重复基因进行了研究，结果表明：外显子—内含子结构分化在所有真核生物代表类群中普遍存在，但发生频率和概率有一定的差异；外显子化、假外显子化、外显子/内含子的获得/丢失以及外显子内的插入/缺失是导致结构分化的主要机制；随着进化时间（以Ps值来衡量进化时间）的延长，结构分化的频率和概率都会增加；发生结构分化的基因，其进化速率（以dN/dS值衡量）显著高于未发生分化的基因；结构发生分化的重复基因，其表达也倾向于发生分化（以表达式样之间的相关性和欧氏距离衡量）；结构发生分化的基因通常参与不保守的生物学过程。这些研究结果表明外显子—内含子结构分化是重复基因编码区分化的主要方式，是新基因和新功能产生的重要途径，对于生物性状和生物的多样化至关重要。此外，我们还开发了重复基因外显子—内含子结构比对和展示的工具，并对多个酵母基因组和植物重要基因家族中的直系同源基因进行了研究，发现了结构分化在直系同源基因进化过程中的普遍性，探讨了其对性状演化和物种分化的可能影响。