迄今，糧食安全仍是全人類共同面對的嚴峻挑戰，提高玉米等主要作物的產量是保障糧食安全的關鍵。穗粒數是玉米產量的關鍵要素，其決定于幼穗發育進程，解析玉米穗發育的關鍵調控途徑對產量性狀的遺傳改良具有重要意義。我們圍繞玉米產量性狀和花序發育的遺傳和分子機制開展了系列研究，解析了數個調控玉米穗粒數等產量性狀形成的分子途徑。這些分子途徑大都作用于玉米幼穗發育進程，通過調節幼穗分生組織干細胞的活性和分化能力，控制小穗原基和小花的分化，最終決定穗粒數的形成。因此，闡明玉米穗發育中基因表達特性，挖掘關鍵發育節點調控基因，定向改造基因的功能，是創制高產優異等位基因的有效途徑。玉米的育種和生產實踐證明，密植是提高玉米單產的有效途徑，也是國內外玉米產業的發展趨勢。如何緩解密植對玉米生長發育的不利影響，解決密植下資源競爭導致的養分供給不足、營養和生殖發育遲滯等關鍵科學問題，選育耐密高產玉米新品種，是提高玉米產量、保障玉米供給的關鍵。