主要从事昆虫生态基因组学研究。将分子生物学与生态学结合，系统研究了昆虫适应性和成灾机理。在蝗虫两型转变的行为遗传学、抗寒性、化学生态学等方面取得系统性创新成果。首次发现嗅觉感受蛋白基因和多巴胺代谢途径对飞蝗型变的启动和维持机制以及型变的表观遗传规律。阐明地理种群变异、抗冻物质、热激蛋白等对抗寒性的作用。揭示植物、昆虫、天敌的化学联系以及植物防御对策间的平衡关系。

在国内外学术刊物发表论文200余篇，其中在Science, Nature Communications, PNAS, Annual Review of Entomology, PLoS Genetics, PLoS Pathogens, Genome Biology, Cell Research等SCI刊物发表论文110余篇。