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生物的表型进化不仅可以通过改变基因功能，还可以通过基因表达模式变化而实现。由于自然选择的不完美性以及生存环境不断变化，生物进化过程常伴随着从基因型到表型多个层次的不断修补。然而当前对进化修补过程的分子基础及自然选择在此过程中的作用机理却缺乏深入了解。本实验室长期致力于群体遗传学、进化基因组学和基因表达调控等领域的研究，近五年以（共同）通讯作者身份在Molecular Biology and Evolution、National Science Review和Nature Communications等期刊发表论文25篇，多维度解析基因表达调控的进化机制和基因组进化规律，建立了功能与进化规律的关联。当前本实验室紧密结合进化与功能基因组学方法，从三个层面探索生物基因组和表型适应性演化的机制和规律：

1）蛋白质合成调控的演化机制和规律。结合分子演化和基因学方法多维度探索上游开放读码框（uORF）、非编码小RNA和RNA编辑这三类元件/因子在蛋白质翻译调控中的功能和序列进化规律，探索翻译调控与疾病的关联。

2）以果蝇为模式解析环境适应的遗传和进化机制。本实验从中国不同地区采集了10,000多个果蝇品系，通过基因组测序和表型相关分析，探索果蝇适应复杂自然环境的遗传架构以及蝇环境适应中自然选择作用的靶点及机制。

3）新冠病毒的分子演化和全球动态研究。本实验室通过新冠病毒基因组的分子演化研究，与合作者率先发现新冠病毒存在“L”和“S”两个主要谱系，建立了完善的亚谱系命名规则并揭示了变异的演进规律，探索新冠病毒分子演化动态及驱动因素。相关研究获得科技部等有关部门表彰。