以多倍体西瓜为研究对象，研究方向为：
   （1）四倍体西瓜种质创新

四倍体诱变与种质创新：针对利用秋水仙素整体植株生长点诱导四倍体的方法容易造成幼苗死亡并且诱导频率偏低的问题，采用低毒的二硝基苯胺类诱导剂代替秋水仙素进行西瓜离体组织或整体诱导染色体加倍的研究，建立了一整套高效染色体加倍创制西瓜四倍体新种质的技术体系，同时创新了FDA法和耐盐筛选相结合鉴别倍性的方法，提高了四倍体新种质诱变效率，加快了三倍体无籽西瓜育种进程。近10年已成功诱导出中9、神龙、冰花、强黑等四倍体西瓜新种质84个。

四倍体西瓜资源数据库的建立：对300多份四倍体种质资源进行种植保存与研究，针对主要田间农艺性状（株型、雌雄花节位、果实、种子性状等）开展了调查、建档、综合评价工作，已建成我国最大的四倍体资源数据库。

四倍体优异种质保存和利用：每年对以前的四倍体优异种质资源进行种植和保存，丰富四倍体资源的同时为多倍体西瓜育种奠定了坚实基础。根据品种表现，从中筛选出蜜枚4X、MMD、黄枚4X、790016B、冰花、中9、神龙、790008、黄皇等多个四倍体西瓜资源作为骨干亲本。

多代稳定和杂交选育出新的四倍体西瓜品种：通过以前诱导成功的四倍体或者通过杂交育成多个四倍体品种和品系，例如770007（黑皮黄肉）、800007（绿皮红肉）、810006（绿皮黄肉）、900005（HH）、980001（91E7）、980008（HXD选）、970003（JM）、新一M（花皮红肉）、950001YCY(黄皮黄肉)、960004D、970001和980005等多个西瓜四倍体品种，丰富了我国西瓜品种类型。

   （2）优质抗逆三倍体无籽西瓜新品种培育

    针对我国三倍体无籽西瓜育种中存在的四倍体亲本短缺、适应性与抗逆性差、品质待提高等突出问题，通过创建优质抗逆广适三倍体无籽西瓜育种技术体系，创制优质抗逆四倍体新种质，开展了优质抗逆广适三倍体无籽西瓜育种技术研究和新品种选育，取得了重要进展和显著成效，选育出适应不同栽培模式的优质抗逆广适三倍体无籽西瓜系列新品种30个，其中，16个品种通过国家或省级审定。涵盖了不同皮色、不同瓤色、不同成熟期的三倍体无籽西瓜品种系列。其中，中大果型品种：郑抗无籽1号、2号、3号、4号、5号、6号、7号、8号、9号、10号、11号，郑抗2008、中农无籽1号、2号、3号，莱卡红1号、2号、3号，长江1号、2号、3号，神龙1号、2号、郑抗新一号、冰花无籽、红太阳、金太阳无籽1号、金太阳无籽2号；小果型品种：小宝无籽、金兰无籽、黄玫瑰无籽；

    功能性西瓜品种选育：课题组对西瓜果实番茄红素、瓜氨酸、维生素C等多种营养物质开展了研究，掌握了这些功能性成分的生理特性和遗传规律，并筛选出数百份高功能性成分含量西瓜种质资源，在此基础上成功培育出高番茄红素含量的“莱卡红无籽”“小宝无籽”，高瓜氨酸含量的“金兰无籽”、“黄玫瑰无籽”、“红伟无籽”等多个功能性无籽西瓜新品种。

   （3）西瓜功能基因组学与分子育种技术研究

利用高通量测序技术，对中期库保存的种质及骨干育种材料进行测序和生物信息学分析。在全基因组水平上发现药西瓜为西瓜属最古老的种，之后为热迷西瓜、缺须西瓜,Citron类型与黏籽西瓜属于平行进化的种，提出了普通栽培西瓜直接起源于黏籽西瓜的假说。把药西瓜到黏籽西瓜定义为进化阶段，黏籽西瓜到普通栽培西瓜定义为驯化阶段，有821个和1183个基因分别在进化和驯化阶段受到选择。分子育种方面，基于全基因组关联分析，获得了与西瓜重要农艺性状（含糖量、果肉硬度、瓤色、果实形状、种子大小等）关联的基因组区间，在基因功能预测的基础上，结合分离群体基因精细定位策略，成功获得控制瓤色和果形的候选基因。开发的基因标记已用于育种研究，显著提高了育种效率。

（4）西瓜功能性成分及代谢组学研究

建立了西瓜番茄红素、瓜氨酸和Vc简易测定方法，完成了300余份种质资源的精准检测，集成了功能性西瓜品种评价的选择指标。研究了西瓜果实发育过程中番茄红素、瓜氨酸含量的变化规律及不同栽培环境因子（嫁接、施肥、灌溉等）的影响。分析了西瓜果实番茄红素的经典遗传规律及果实发育不同时期重要调控酶基因的表达特性，从基因转录水平解释了多倍体西瓜富含番茄红素的分子机理。目前正在开展西瓜果实代谢组研究，初步鉴定出2000余种次生代谢物，将为西瓜果实功能性成分的关联位点鉴定、优异基因发掘和分子辅助育种提供技术支撑。

    （5）无籽西瓜简约化栽培技术研究

    针对三倍体无籽西瓜出芽率低、成苗率低、授粉复杂、用工量大等特性，开展了无籽西瓜栽培技术相关研究与应用，集成了以育苗、定植、田间管理、授粉、收获为一体的无籽西瓜简约化栽培模式多套。

    保护地栽培方式：建立了以耐低温弱光的偏早熟品种为主的保护地简约化栽培技术模式，以山东寿光、河南中牟、陕西渭南为代表。