生物化学与生物信息学在他的研究中也扮演着不可或缺的角色。他运用生物化学手段，对植物生殖发育过程中的各种蛋白质和代谢产物进行分离、纯化与鉴定。通过测定不同发育阶段花器官和花粉中蛋白质的表达水平与活性变化，他发现了一些关键酶在花粉发育过程中的动态变化规律。这些酶参与了花粉细胞壁的合成与修饰，对花粉的正常发育与功能行使至关重要。
同时，他借助生物信息学强大的数据分析与整合能力，对海量的基因序列、蛋白质结构以及表达数据进行挖掘与分析。他构建了专门针对植物生殖发育的基因调控网络数据库，将从不同实验中获得的基因表达数据、蛋白质相互作用信息以及转录因子结合位点等数据进行整合。通过这个数据库，他能够直观地展示出在植物生殖发育过程中，不同基因之间是如何相互协调与调控的，为全面理解这一复杂过程提供了系统的理论框架。
基因组学和蛋白组学的研究方法进一步拓宽了他的研究视野。在基因组学层面，他对水稻和拟南芥等模式植物的全基因组进行了深入测序与分析，比较了不同发育时期花器官和花粉细胞的基因组甲基化状态、基因拷贝数变异以及染色体结构变化等。他发现，在花器官原基形成过程中，某些基因区域的甲基化水平会发生显着变化，这种表观遗传修饰的改变可能会影响相关基因的表达，从而调控花器官的形态发生。
在蛋白组学方面，他采用双向电泳和质谱技术，对植物生殖组织中的蛋白质组进行了全面解析。通过鉴定出在不同发育阶段特异性表达的蛋白质，他深入研究了这些蛋白质在细胞程序性死亡、脂肪和糖代谢以及信号传导等过程中的功能与作用机制。例如，他发现了一种在花粉成熟过程中大量表达的蛋白质，该蛋白质与花粉细胞壁中的脂质合成密切相关。通过对其功能的深入研究，他揭示了花粉在发育后期如何通过调节脂肪代谢来构建坚固且具有特定功能的细胞壁，以确保花粉在传播与受精过程中的稳定性与活性。
在研究植物生殖器官形成过程中的细胞程序性死亡时，常思航发现这一过程并非简单的细胞凋亡，而是受到多种内外因素的精确调控。他通过对不同植物突变体的研究发现，一些基因的突变会导致细胞程序性死亡的异常启动或抑制，从而影响花器官的正常发育。例如，在一个拟南芥突变体中，由于某个基因的功能缺失，花瓣细胞在发育早期就过早地发生了程序性死亡，导致花瓣无法正常展开，最终影响了花朵的授粉与繁殖。他进一步研究发现，这种细胞程序性死亡的异常调控与细胞内的活性氧水平、钙离子浓度以及线粒体功能密切相关。
脂肪和糖代谢在植物生殖发育中也起着至关重要的作用。常思航的研究表明，在花粉发育过程中，花粉细胞内的脂肪和糖代谢途径会发生显着变化。在花粉发育的早期阶段，细胞主要依赖糖酵解途径提供能量，同时合成一些必要的糖类物质用于细胞壁的构建。而在花粉成熟后期，脂肪合成途径逐渐增强，大量的脂肪被积累起来，为花粉在传播过程中的能量储备和抗逆性提供保障。他通过对相关代谢途径中关键酶基因的表达调控研究，揭示了植物如何根据自身发育需求精确地调节脂肪和糖代谢的平衡，以确保生殖过程的顺利进行。
信号传导是植物生殖发育过程中的 “指挥棒”，它协调着各个细胞与组织之间的活动。常思航深入研究了多种信号传导途径在植物花器官和花粉发育中的作用机制，如植物激素信号传导、受体激酶信号传导以及小肽信号传导等。他发现，在花器官的分化过程中，生长素和细胞分裂素等植物激素通过复杂的信号转导网络，调控着不同部位细胞的分裂与分化。例如，生长素在花原基的顶端积累，促进了顶端分生组织的活性，从而决定了花器官的生长方向与形态特征。同时，他还发现一些受体激酶在花粉与雌蕊的相互识别过程中发挥着关键作用。当花粉落在雌蕊柱头上时，花粉表面的受体激酶能够识别雌蕊分泌的信号分子，从而触发一系列的信号传导事件，最终导致花粉管的萌发与生长，使精子能够顺利地到达胚珠完成受精过程。
第二方面是小分子RNA，小分子 RNA，尤其是 miRNA，在植物发育过程中如同隐藏在幕后的 “导演”，以一种微妙而精准的方式调控着众多基因的表达，从而决定着植物的生长、发育和对环境的适应。常思航深刻认识到 miRNA 在植物发育调控中的核心地位，将其作为重要的研究方向，致力于揭示 miRNA 表达调控机制这一复杂而神秘的生命奥秘。
他首先采用高通量测序技术，对不同发育时期、不同组织以及不同环境条件下的植物样本进行了全面的 miRNA 转录组分析。通过这种大规模的数据挖掘，他成功鉴定出了数百种在植物发育过程中具有潜在重要作用的 miRNA。例如，在水稻的幼苗期、分蘖期、抽穗期和成熟期，他发现了一系列特异性表达的 miRNA。其中一种 miRNA 在水稻抽穗期的穗部组织中高度表达，而在其他时期和组织中表达量极低。通过生物信息学预测和实验验证，他发现该 miRNA 能够靶向一个与穗部发育相关的基因，通过抑制该基因的表达，调控穗部的形态结构和籽粒的发育数量。
为了深入研究 miRNA 的表达调控机制，常思航聚焦于 miRNA 基因的转录起始、加工成熟以及转录后调控等关键环节。在 miRNA 基因转录起始方面，他通过对 miRNA 基因启动子区域的序列分析和功能验证，发现了一些特定的转录因子能够结合到 miRNA 基因的启动子上，从而激活或抑制 miRNA 基因的转录。例如，他鉴定出一种在植物受到逆境胁迫时能够特异性结合到某一 miRNA 基因启动子上的转录因子，这种结合能够显着上调该 miRNA 的表达，进而通过调控下游靶基因的表达，增强植物对逆境的适应能力。
在 miRNA 的加工成熟过程中，他深入研究了参与 miRNA 加工的关键酶复合物，如 Dicer 酶和 AGO 蛋白等。他发现这些酶在不同植物组织和发育阶段中的表达水平和活性存在差异，这种差异会影响 miRNA 的加工效率和成熟 miRNA 的丰度。例如，在植物的生殖器官中，一种特定的 Dicer 酶变体的表达量较高，这使得该组织中某些 miRNA 的加工速度更快，成熟 miRNA 的含量也相应增加，从而更有效地调控生殖器官相关基因的表达。
对于 miRNA 的转录后调控，常思航研究了 miRNA 与靶 mRNA 的相互作用机制以及一些能够影响这种相互作用的因素。他发现，除了经典的 miRNA 与靶 mRNA 的碱基互补配对结合方式外，一些 RNA 结合蛋白能够与 miRNA 或靶 mRNA 相互作用，从而影响 miRNA 对靶 mRNA 的识别与抑制效率。例如，他发现一种 RNA 结合蛋白能够与某一 miRNA 结合，改变 miRNA 的空间结构，使其更易于与靶 mRNA 结合，从而增强了 miRNA 的调控效果。同时，他还研究了 miRNA 在不同亚细胞结构中的分布与功能，发现一些 miRNA 在细胞核内也具有重要的调控作用，能够通过与 DNA 或染色质相互作用，影响基因的转录活性。
第二方面是生物和食品安全检测和相关数据库，他充分利用荧光实时定量 PCR、生物传感、基因芯片、重组抗体、分子印迹等前沿技术，在食品中转基因成分和农兽药残留检测方面取得了一系列创新性成果。在转基因食品检测方面，他开发了一种基于多重荧光实时定量 PCR 的检测方法，能够同时检测多种常见的转基因作物成分，如转基因大豆、玉米、棉花等。这种方法具有极高的灵敏度和特异性，能够在极低的转基因成分含量下准确检测出目标基因，检测限可达到 0.1% 以下。例如，在对进口大豆制品的检测中，他的方法能够快速、准确地鉴定出其中是否含有未经批准的转基因成分，有效防止了转基因食品的非法流入和潜在风险。
对于农兽药残留检测，他将生物传感技术与重组抗体技术相结合，开发出了一种新型的生物传感器。这种传感器能够特异性地识别食品中的农兽药残留分子，通过信号转换装置将分子识别信号转化为可检测的电信号或光信号，从而实现对农兽药残留的快速、定量检测。例如，在对水果和蔬菜中的农药残留检测中，该生物传感器能够在几分钟内完成检测过程，且检测结果与传统的色谱质谱检测方法具有高度的一致性，但检测成本和时间却大大降低。
在取得检测技术创新的同时，常思航深知标准化和应用研究的重要性。他积极参与制定了多项食品中转基因和农兽药残留检测的国家标准和行业标准，规范了检测方法和流程，确保了不同检测机构之间检测结果的准确性和可比性。他还与众多食品企业和检测机构合作，将自己研发的检测技术进行推广应用，培训了大量的专业检测人员，提高了我国食品检测行业的整体水平。
此外，他在生物安全数据库建设方面也做出了开创性的贡献。他领导团队构建了一个涵盖生物安全相关信息的大型数据库，包括各种生物危害因子的信息、检测方法与技术、防控策略与案例等。这个数据库不仅为科研人员提供了丰富的研究资料和数据共享平台，也为政府部门制定生物安全政策和应急预案提供了科学依据。例如，在面对突发的生物安全事件时，相关部门可以通过查询这个数据库，迅速获取关于致病微生物的检测方法、传播途径、防控措施等信息，从而更加高效地应对危机，保障公众健康和社会稳定。
常思航在生命科学领域的贡献是多方面且具有深远意义的。他在植物生殖发育生物学、小分子 RNA 研究以及生物和食品安全检测和数据库建设等方面的卓越成就，不仅推动了生命科学基础理论的发展，也为农业生产、食品安全和生物安全保障等实际应用领域提供了强有力的技术支撑。