1963年7月生于四川省大竹縣。1983年畢業于西南農業大學農學系，1991年獲得英國諾丁漢大學遺傳系博士學位。1990-92年，北京農業大學生物學院博士后。1993-98年北京農業大學生命學院副教授。1998年至今，清華大學生命科學學院（原生命科學與技術系）教授。2008-2012年兼任中國科學院動物研究所所長。2007年當選中國科學院院士，2008年當選發展中國家科學院（TWAS）院士。第十一、第十二、第十三屆全國政協委員。

早期從事水稻育種、畜禽DNA指紋圖譜研究。自1996年以來，主要利用斑馬魚為模式系統，研究脊椎動物胚胎早期發育的分子調控機制，包括母源因子的作用、胚層誘導與分化的調控機制等，為理解和預防人類不育不孕和出生缺陷提供知識。發現多個介導中內胚層誘導及胚胎背腹分化的因子和新的作用機理，相關成果發表在Science、Developmental Cell、nature communications、Development、EMBO Journal、eLife, Human Molecular Genetics等學術刊物上。先后獲得何梁何利科學與技術進步獎、談家楨生命科學成就獎、教育部長江學者獎勵計劃特聘教授、國家杰出青年基金、教育部跨世紀優秀人才、清華大學百人計劃、香港求是科技基金會"杰出青年學者獎"、霍英東青年教師基金等獎勵!