课题组研究方向主要集中在5个方面：1）牡丹、芍药等重要观赏花卉种质资源收集、评价与利用；2）药食同源植物新品种定向选育，主要以牡丹、芍药、桔梗和紫苏等植物为研究对象；3）牡丹、芍药花期调控与栽培生理；4）牡丹、芍药重要性状形成的分子机理与遗传育种；5）药食同源植物药用、食用等重要功能成分分析。同时课题组成员还是中国园艺学会牡丹芍药分会和中国农业科学院牡丹研究中心等平台主要负责人。

目前收集得到牡丹、芍药资源700余份，药食同源品种200余份；建立了目前国内最大的牡丹野生资源迁地保存圃；利用远缘杂交方式，已创制牡丹、芍药新材料1万余份，筛选出商品性状优良单株500多个，获得新品种20个。建立了牡丹、芍药高效育种体系，高效、节能的牡丹周年花期调控技术体系，芍药采后保鲜技术体系，初步确定了影响牡丹开花的主要遗传途径与基因调控网络。在Plant Physiology and Biochemistry、Postharvest Biology and Technology、BMC Genomics、《中国农业科学》《园艺学报》《植物生理学报》等期刊上发表50余篇论文，制定国家农业行业标准5个，授权国家发明专利5项，获中国农业科学院科技成果二等奖1项，教育部高等学校自然科学奖一等奖1项，西藏自治区科学技术奖三等奖1项，梁希林业科学技术奖一等奖1项。