湖南宜章人，1961年11月出生。1978年2月至1981年12月就读于湖南农业大学园艺系果树学专业，获学士学位。1982年2月至1984年12月在华中农业大学园艺系攻读果树学硕士学位。1985年2月至1987年12月在华中农业大学园艺系攻读果树学博士学位。1987年12月至1989年7月在华中农业大学园艺系任讲师。1989年7月至1990年7月在美国佛罗里达大学柑橘研究及教育中心做研究。1990年7月晋升为副教授。1992年晋升为教授。1993年1月至1993年7月在美国佛罗里达大学柑橘研究及教育中心合作研究。1996年10月至11月在美国佛罗里达大学植物病理系合作研究。1993年7起任华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室副主任。1993年底被国务院学位委员会遴选为博士生导师。1993年5月至1995年5月任华中农业大学园艺系主任。1995年5月至2002年3月任华中农业大学副校长。2001年10月被评为长江学者奖励计划特聘教授。2007年6月任华中农业大学校长。2007年12月当选中国工程院院士。第十一届全国人大常委，第九、十届全国政协委员，民盟中央委员。
他长期从事柑橘细胞工程与育种研究，在中国率先建立了柑橘原生质体培养技术、柑橘原生质体融合再生和杂种的分子鉴定技术；完善了化学和电诱导融合技术方法，建立起非对称融合的实验技术；成功地将现代的分子标记技术应用于融合再生植株的遗传分析中，构建起了中国果树乃至整个木本植物最为完善的细胞融合技术体系；通过建立胚性愈伤组织库，获得了柑橘属与金柑、九里香、黄皮等属间及属内种间体细胞杂种30余个以及一批胞质杂种，为改良中国的柑橘品种提供了宝贵的亲本。他将获得的体细胞杂种与中国一些地方品种杂交，经过胚胎抢救获得了体细胞杂种与沙田柚、本地早橘等8个组合的200余株三倍体后代，并提出“应用体细胞杂种的花粉授予二倍体柚子，当年实现种子败育，生产瘪籽柚，从而提高柚子品质”的新思路，既为种子多的柚子品种提高品质找到了一条途径，又为植物体细胞杂种的应用开拓了一个新领域。他建立起了柑橘、苹果等果树成年态及幼年态的材料离体保存（低温和超低温）技术体系，发现逆境处理可以提高保存材料的再生能力，并在柑橘成年态的离体培养再生方面取得突破。此外，他还利用分子标记技术对中国主要的柑橘种类和品种进行评价，为中国柑橘资源保存、引进和育种提供了参考。近年来，他深入农村，走访三峡库区、江西、湖北、湖南、云南、四川等中国的主要柑橘产区，为柑橘主产区提供了60多个优良品种，无病毒种苗或接芽60余万株（个），产生了显著的经济效益。
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