◇ 分子生物地理学研究
以洲际间断分布的类群(如东亚-北美分布的三白草科、东亚-南美分布的木通科等)为研究对象，运用分支系统学和生物钟的理论和方法，结合地史资料和化石证据，确定重要分支的分歧时间，探讨间断、特有等分布格局的历史成因，研究扩散和隔离分化等生物地理学问题。
◇ 重要或关键类群的系统发育研究
选择东亚植物区的一些重要或关键类群，如竹亚科、杜鹃花科、山茶科、龙胆科和鳞毛蕨科等，利用多个基因片段进行综合分析，构建分子系统树，探讨植物的起源和演化，为现存各类群间的系统演化关系提供新证据和新假设，结合多学科的证据，增进对东亚植物区形成与发展的理解和认识。
◇ 功能基因和分子进化研究
建立竹类植物模式竹种(麻竹)分子生物学研究的实验体系和组培体系，克隆EMF、CO、LEAFY的同源基因及其下游的相关MADS-box基因，以拟南芥和水稻为模式植物进行基因的功能及其表达的分析比较，从核酸水平上认识并解释竹子开花现象的特殊性。用抑制差减杂交方法分别在被子植物基部类群三白草和细辛中构建开花诱导和抑制的cDNA文库，对开花诱导的相关基因进行表达、功能和进化的研究，探讨ABC模型在被子植物中的进化问题。
◇ 保护遗传学与谱系地理学研究
利用分子标记技术(如AFLP、SSR、ISSR等)对珍稀濒危物种，如喜马拉雅红豆杉、老虎须、杓兰等，开展保护遗传学研究，揭示其遗传变异式样、遗传分化及基因流大小等，预测种类动态，探讨濒危原因，提出科学有效的保护策略和重点保护地区。利用PCR-RFLP和DNA测序技术对红豆杉属和青冈属植物开展谱系地理学研究，通过对单倍型的谱系地理分析，结合地质历史资料，研究居群的分化历史和迁移路线，探讨遗传、生态和地理因素在物种形成中的作用。
◇ 传粉生物学与生态适应
利用孢粉学和传粉生物学的手段，研究植物繁育系统的生态适应机制和花冠多样化的选择动力及演化的趋势，以及繁育系统对居群遗传结构的影响及其变化规律和传粉昆虫与重要类群的分化和发展以及两者之间的协同进化关系。通过对大风子科、菊科帚菊木族、梅花草属、白珠树属和列当科鼻花族等类群的花粉形态观察，探讨花粉的表面纹饰在类群的系统分类和进化研究中的意义。选择横断山区马先蒿属的一些代表种、角蒿属的鸡肉参、银莲花属的草玉梅以及杓兰属的斑叶杓兰等开展传粉生物学和多个分支学科的综合研究，探讨花粉壁的层次与传粉者、传粉类型相互间的协同进化关系；揭示花冠类型变异式样与传粉者的协同进化关系以及花冠结构变化的分子发育机理；增进对喜马拉雅和横断山的隆升对物种形成机制影响的理解。
◇比较功能基因组学、进化基因组学、生物信息学、系统生物学、分子进化和植物种质基因组学。
◇植物比较功能基因组学与生物信息学：
利用资源优势，结合新一代测序技术，通过转录组测序和基因表达谱分析，从基因组水平探讨竹子开花相关基因的表达模式及相关信号通路，了解竹子开花的独特机理。竹亚科植物作为与禾本科农作物有重要亲缘关系的种类，是禾本科中唯一多年生、木质化、多分枝的类群，基于现有基因组序列，利用生物信息学方法，开展该类群的比较基因组学研究，探索表型（phenotype）的基因型（genotype）基础以及主要基因家族的功能分化。