1983年毕业于湖南省林业学校林学专业，1993年和1997年在中国科学院植物研究所分别获得硕士和博士学位。1999年和2002年分别在英国皇家植物园邱园和美国密苏里植物园合作研究。现任国际自然保护联盟IUCN兰花专家组OSG亚洲区委员会主席、国际兰花委员会（世界兰花大会）成员、中国野生植物保护学会植物可持续发展专业委员会主席。1991年获林业部部级科技进步三等奖（第一完成人），1993年获湖南省林业厅科技进步三等奖（第三完成人），1994年获林业部部级科技进步三等奖（第三完成人），1999年获中国科学院院长奖学金特别奖，2001年获中国科学院自然科学奖一等奖（第四完成人），2002年获国家自然科学奖二等奖（第四完成人），2019年获国家科技进步奖二等奖（第五完成人）。在Nature、Nature Genetics、Current Biology、Functional Ecolgoy、Molecular Ecology、Molecualr Phylogenetics and Evolution、Annals of Botany、Biological Conservation等期刊发表论文158篇，科普文章37篇；参与专著编写18部。已培养硕士研究生29名，博士研究生23名，合作指导博士后1名。
主要研究工作：
1. 神经传粉生物学或神经传粉生态学Neuropollination Biology or Neuropollination Ecology
以被子植物与传粉者关系为研究对象，利用神经生物学的理论和方法，研究传粉者对花的认知问题，包括传粉者神经系统对花信号的接收、加工、存储、提取和遗忘等学习记忆机制，探索传粉者神经系统对花信号天生的趋向性行为反应，以及通过后天强大学习能力将花信号与报酬相联系导致趋向性行为的改变等两种行为反应范式，探讨传粉行为对动植物协同进化和生态适应的关键信号调控和进化适应作用。
目前以传粉果蝇作为研究平台，研究花气味对传粉果蝇神经系统作用的式样及机制，以及对传粉者传粉行为决策的影响及其机制。在此基础上，尝试将传粉果蝇响应花气味的神经特点和规律应用到蜜蜂传粉行为中，为解决生态系统与农业系统面临的传粉者不足添砖加瓦。
2. 兰科植物和传粉者基因组进化与物种形成
生物的适应性进化与物种形成是生物进化过程中的重要组成部分。兰科植物是被子植物中物种多样性最丰富的类群之一，其与传粉者的互作对兰科植物的适应性进化和物种形成具有重要作用。在兰科植物全基因组（参与深圳兰科中心的工作）数据基础上，重点研究兰科植物和传粉者的进化式样以及两者在形态、时间和空间等多层面的协同进化关系；寻找并明确与兰科植物传粉和交配系统、以及传粉者传粉行为相关的性状和相应的基因或基因家族，揭示其进化式样和进化机制。
3. 植物保育
野生兰科植物是生物多样性保护中的“旗舰”类群，同时又是重要的经济植物。以药用兰科植物为平台，关注自然环境下药用或观赏兰科植物人工种群或自然种群的遗传多样性动态变化模式和机理，以及人工种群与传粉昆虫和共生真菌相互作用关系的变化式样和机制。同时，围绕兰科植物产业发展和多样性保育的有机整合，促进更多相关企业和个人参与到兰科植物多样性保育工作中等方面开展工作。
主持和参加的科研项目：
[1] “濒危物种矮牡丹的生殖生物学研究”，国家基金委“八五”重大项目，“中国主要濒危植物保护生物学研究”，(1993.1-1997.12)，参加者。
[2] “中国植物志(兰科卷)”，国家基金委“八五”重大项目，“三志编写”，参加者。
[3] “原始被子植物起源和演化”，科学院重大项目和科学院资源与生态环境研究重点项目，参加者。
[4] “横断山脉地区种子植物区系中的特有现象和物种形成机制的研究”，科学院重大项目和科学院资源与生态环境研究重点项目，参加者。
[5] “长江流域陆生维管束植物编目”，国家重点基础研究发展规划项目(长江流域生物多样性变化、可持续利用与区域生态安全)，参加者。
[6] “舌喙兰属(兰科)的系统学研究”，中英联合项目，（1995-1999），资助金额5千英镑，主持者。
[7] “中国兰科植物集贸市场和地下贸易的调查”，中国濒管办CITES项目，（1998-2000），资助金额3万元，主持者。
[8] “兰花与昆虫传粉和与真菌共生的机理及其进化意义”，科技部国际科技合作重点项目计划“物种多样性形成和维持的机制与重要生物资源的研究和保护”，（批准号：2001BC003）(2002.04-2007.03)，资助金额32万元，主持人。
[9] “极端环境下高山物种的生殖适应”，中国科学院知识创新工程重要方向项目“青藏高原极端环境下重要植物类群进化适应机制研究”，（批准号：KSCX-SW-106）(2002.10-2006.10)，资助金额15万元，主持人。
[10] “国产兰族植物属级分类问题的研究”，国家自然科学基金面上项目，（批准号:30270104）（2003.01-2005.12），资助金额16万元，主持人。
[11] “中国西部高原植物克隆生活史的适应对策”，国家自然科学基金重点项目“西部高原植物克隆生活史的适应进化”，（批准号：30330130）（2004.01-2007.12），资助金额15万元，主持人。
[12] “中国杓兰属植物资源状况和开发现状调查研究”，云南省林业厅，（2004.05-2005.6），资助金额6万元，主持人。
[13] “被子植物基部类群中一种推定的新的传粉系统”，国家自然科学基金专项基金项目，（批准号: 30540007）（2006.01-2006.12），资助金额12万元，主持人。
[14] “中国现有各级自然保护区兰科植物保护现状调查和评估”，中华人民共和国林业局野生动植物保护司，（2006.04-2007.12），资助金额10万元，主持人。
[15] “青藏高原同域分布物种生殖隔离机制研究”，中国科学院知识创新工程重要方向项目“青藏高原代表性植物类群的演变与分子生态学研究”，（批准号：kzcx2-yw-415）(2007.01-2009.12)，资助金额30万元，主持人。
[16] “我国兜兰属植物野生资源自然恢复状况和保存现状的调查”，中华人民共和国林业局野生动植物保护司，（2007.04-2008.04），资助金额10万元，主持人。
[17] “特化传粉系统中花部特征进化与传粉者选择之间地理作用的关系：基于兰科无苞杓兰果蝇特化传粉的研究”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：30770379）（2008.01-2010.12），资助金额30万元，主持人。
[18] “重要兰科植物的繁育技术示范”，十一五国家科技支撑项目“中国重要生物物种资源监测和保育关键技术与应用示范”课题五“珍稀濒危鸟类和植物繁育技术与示范”。（批准号：2008BAC39B05）（2008.01-2011.12），资助金额133万元，主持人。
[19] “石斛等兰科植物野生资源和人工种植与贸易现状的调查和评估”，中华人民共和国林业局野生动植物保护司，（2009.01-2009.12），资助金额20万元，主持人。
[20] “兰科杓兰亚科传粉者转换和花部性状进化关系的探讨”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：30970203）（2010.01-2012.12），资助金额30万元，主持人。
[21] “兰科植物国情报告”，中国科学院知识创新工程重要方向项目“重要CITES附录物种资源评估及致危机理”（批准号：KSCS2-EW-Z-4-1）(2011.0101-2013.12.31)，资助金额30万元，主持人。
[22] “我国传统藏药‘手掌参’类野生兰科植物资源和利用现状调查”，中华人民共和国林业局野生动植物保护司，（2011.01 – 2011.12），资助金额8万元，主持人。
[23] “重要珍稀兰科植物资源的可持续利用技术体系应用与示范”，十二五国家科技支撑项目“生物多样性保护与濒危物种保育技术研究及示范”课题五“珍稀植物资源保育与可持续开发利用技术及应用”。（批准号：2012BAC01B05-3）（2012.01-2014.12），资助金额50万元，主持人。
[24] “产卵地欺骗传粉机制及传粉者的代价：以兰科杓兰亚科兜兰属植物为例”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：31270430）（2013.01-2013.12），资助金额15万元，主持人。
[25] “中国兰科植物贸易和产业发展调查评估”，国家林业局濒危物种进出口管理中心，（2014.12-2016.5），资助金额30万元，主持人。
[26] “欺骗传粉系统中传粉者适合度损失的实证研究”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：31470278）（2015.01-2018.12），资助金额90万元，主持人。
[27] “兰花-果蝇传粉系统中花部气味信号与传粉者嗅觉系统作用机制及适应性进化式样的研究”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：31670231）（2017.01-2020.12），资助金额62万元（直接经费），主持人。
[28] “传粉果蝇在复杂嗅觉气味环境下对花多种气味信号的行为决策及其神经回路的研究”，国家自然科学基金青年科学基金，（批准号：31700198）（2018.01-2020.12），资助金额24万元（直接经费），参加者。
[29] “美丽中国生态文明建设科技工程”，项目8“自然保护地健康管理与生态廊道设计技术”，课题1“全国自然保护地体系规划研究”，子课题1 “重点保护物种与保护关键区域识别”，中国科学院Ａ类战略性先导科技专项，（批准号：XDA23080101）（2019.01–2021.12），资助金额747.82万元，主持人。
[30] “花食物报酬对传粉蝇类访花行为的影响和调控机制”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：32070255）（2021.01-2024.12），资助金额58万元（直接经费），主持人。
[31] “学习记忆作用对传粉者花忠实性的调控机制”，国家自然科学基金面上项目，（批准号：32070256）（2021.01-2024.12），资助金额58万元（直接经费），参加者。
[31] “植物评估与保护关键区识别”，十四五科技部专项“自然保护地保护成效与空间优化技”课题一“野生动物植物评估与保护关键区域识别技术”。（批准号：2022YFF1301401）（2022.09-2026.08），资助金额95万元，主持人。
研究论文（注*为通讯作者，§为共同第一作者）：
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