1955年12月生于浙江富阳市。1982年毕业于浙江农业大学，1989年于美国康奈尔大学获博士学位，后在华盛顿大学生物系从事博士后研究工作。2011年当选中国科学院院士。2013年当选发展中国家科学院院士。

主要从事棉花纤维发育功能基因组学和拟南芥转录调控因子研究，取得一系列具有重要国际影响的成果。首次展开棉纤维中差异表达基因的大规模克隆分离工作，筛选鉴定了778个棉花纤维特异表达基因，建成具有国际领先水平的大型高通量陆地棉cDNA芯片；首次发现植物激素乙烯生物合成途径在棉花纤维细胞伸长过程中的主导作用，发现超长链脂肪酸在转录水平上调控乙烯生物合成，而同时受乙烯和超长链脂肪酸调控的果胶多糖生物合成是棉纤维细胞初生壁合成和细胞伸长的限速步骤；研究发现拟南芥乳腺癌抑制因子同源基因BARD1是干细胞决定因子WUS和WOX5的抑制因子，bard1缺失突变体中WUS的表达从顶端的组织中心扩展到所有外表层细胞，使顶端分生组织分化受阻。

已在国内外主要学术刊物上发表经同行评审的科研论文116篇，其中SCI收录111篇（通讯作者或第一作者的SCI论文超过80篇），总影响因子达到583点；主编的《现代分子生物学》至今已出第四版（第五版正在修订），2015年底该书发行超过50万册，成为我国高等学校生物学专业本科生分子生物学主要教材；主持多项国家级重大科研项目，2011年获国家自然科学二等奖。