本团队围绕水稻和玉米分子遗传与育种改良，聚焦如下四个研究方向：

1.籼粳亚种间杂种优势机理解析与利用：目前我国杂交水稻（多为籼-籼亚种内杂交稻）产量已趋极限，单产提升乏力。籼稻和粳稻是亚洲栽培稻的两个亚种，籼粳亚种间杂交稻预期产量可较籼/籼亚种内杂交稻进一步提高15-30%左右，是未来杂交水稻育种的重要发展方向。但是，籼粳杂交育种受到杂种F₁代的株高偏高、生育期偏长、结实率低、制种难、育种效率低下、杂种优势形成规律不清楚等几个瓶颈问题的严重制约。为此，本团队围绕上述籼粳杂种优势利用的关键瓶颈问题开展系统研究，挖掘调控籼/粳亚种间杂种优势、株型、 生育期、开花习性、柱头外露等性状的关键基因；在此基础上开展遗传和分子育种改良，为解决和充分利用籼粳亚种间杂种优势、培育强优势籼粳亚种间杂交种奠定理论基础和提供技术支撑。

2.玉米耐密理想株型遗传调控基础与改良：玉米是我国第一大农作物，其充足的产量供应对保证我国的粮食安全有着举足轻重的作用。长期的玉米生产和育种实践表明，提高品种耐密性和种植密度是提高玉米单产的关键。然而，一直以来，玉米耐密育种受到耐密改良遗传规律不清、关键基因匮乏及改良效率低下等关键瓶颈问题的限制。为此，本团队开展现代玉米耐密育种过程中“育种选择指纹”的鉴定、玉米密植条件下避荫反应调控机理的解析和耐密理想株型关键基因的挖掘，并利用分子设计手段创制耐密、抗倒伏的玉米育种新材料。

3.玉米杂种优势机理解析与利用；杂种优势是指杂交F₁代个体比它的双亲表现出更大的生物量、更强的抗逆性、更高的产量的生物学现象。玉米是目前所有作物中杂种优势最强、应用最成功的作物，目前生产上所用的97%以上的玉米品种都是基于杂种优势的杂交种。然而由于目前玉米杂交配组的父本群和母本群形成与演化的规律不清楚及杂种优势形成的机理不清楚，导致杂交种的选育主要依靠经验，育种周期长，效率低下，突破性新品种匮乏。为此，本团队一方面开展玉米杂种优势群（父本和母本群）形成和演化规律的解析，另一方面试图阐明玉米杂种优势形成的遗传和分子基础、鉴定杂种优势的关键调控位点/基因、建立面向玉米杂交种的全基因组预测模型，为强优势杂交种的分子设计和培育提供理论基础和技术支撑。

4.水稻和玉米生物育种技术创新与利用：作物新品种的培育离不开高效育种技术的开发和应用，而传统的基于连续杂交回交的作物育种方法周期长、效率低、成本高。为此，本团队致力于开展不同现代生物育种技术（转基因技术、基因编辑技术、全基因组选择技术、新型杂交育种技术、单倍体技术等）的创新，并注重不同育种技术间的交叉融合和突破应用，从而为提高作物育种的效率和精准性提供技术支撑。

近5年代表性成果

1. Yu, X., Zhao, Z., Zheng, X., Zhou, J., Kong, W., Wang, P., Bai, W., Zheng, H., Zhang, H., Li, J., Liu, J., Wang, Q., Zhang, L., Liu, K., Yu, Y., Gui, X., Wang, J., Lin, Q., Wu, F., Ren, Y., Zhu, S., Zhang, X., Cheng, Z., Lei, C., Liu S., Tian, Y., Jiang, L., Ge, S., Wu*., C., Tao*, D.,Wang*, H., Wan*, J. (2018). A selfish genetic element confers non-899 Mendelian inheritance in rice. Science 360, 1130-1132.

2. Wang, B., Hou, M., Shi, J., Ku, L., Song, W., Li, C., Ning, Q., Li, X., Li, C., Zhao, B., Zhang, R., Xu, H., Bai, Z., Xia, Z., Wang, H., Kong, D., Wei, H., Jing, Y., Dai, Z., Wang, H.H., Zhu, X., Li, C., Sun, X., Wang, S., Yao, W., Hou, G., Qi, Z., Dai, H., Li, X., Zheng, H., Zhang, Z., Li, Y., Wang, T., Jiang, T., Wan, Z., Chen*, Y., Zhao*, J., Lai*, J., Wang*, H. (2023). De NovoGenome Assembly and Analyses of Twelve Founder Inbred Lines Provide Insights into Maize Heterotic Groups and Heterosis. Nature Genetics. 55(2):312-323.

3. Wang B, Lin Z, Li X, Zhao Y, Zhao B, Wu G, Ma X, Wang H, Xie Y, Li Q, Song G, Kong D, Zheng Z, Wei H, Shen R, Wu H, Chen C, Meng Z, Wang T, Li Y, Li X, Chen Y, Lai J, Hufford MB, Ross-Ibarra J, He* H, Wang* H. (2020).Genome-wide selection and genetic improvement during modern maize breeding.Nature Genetics 52(6):565-571.

4. Li, C., Guan, H., Jing, X., Li, Y., Wang, B., Li, Y., Liu, X., Zhang, D., Liu, C., Xie, X., Zhao, H., Wang, Y., Liu, J., Zhang, P., Hu, G., Li, G., Li, S., Sun, D., Wang, X, Shi, Y., Song, Y., Jiao, C., Ross-Ibarra*, J., Li*, Y., Wang*, T., Wang*, H. (2022). Genomic insights into historical improvement of heterotic groups during modern hybrid maize breeding. Nature Plants 8(7):750-763. 

5. Wang, B., Zhu, L., Zhao, B., Zhao, Y., Xie, Y., Zheng, Z., Li, Y., Sun, J., Wang*, H. (2019). Development of a Haploid-Inducer Mediated Genome Editing System for Accelerating Maize Breeding. Molecular Plant12(4):597-602.