针对我国水产种业升级换代和“瓶颈”突破，肖武汉带领团队系统性地开展了鱼类抗逆和抗病的遗传基础研究，取得了一系列创新成果，为培育鱼类抗逆和抗病新品种奠定了坚实基础，在国际上建立了所在领域的优势地位，为我国水产养殖健康发展作出了重要贡献。

自2005年底回国，在水生所组建实验室以来，肖武汉聚焦于鱼类遗传育种研究领域的核心科学问题，大胆探索，积极进取，取得一系列有影响力的科研成果，如发现了宿主细胞中一个全新的细菌感受器，并揭示其负调控炎症反应的新机制；筛选到鱼类抗病与耐低氧“双优”基因；阐明了调控鱼类抗病毒先天免疫反应的一个“油门与刹车”机制；揭示了氧增强抗病毒先天免疫反应的分子机制；诠释了抗病毒先天免疫反应的精细调控机制，奠定了在国际鱼类低氧生物学和鱼类免疫学领域的重要学术地位。

鱼类病毒病频发和缺氧“泛塘”每年给我国水产养殖业造成巨大经济损失。肖武汉敏锐地发现“低氧”与“抗病”之间的内在联系——低氧抑制抗病毒免疫，而充足氧气则增强鱼体免疫力，成功筛选到同时影响鱼类耐低氧与抗病性状的关键基因：PHD3、SMYD3、SIRT5等。通过结合基因编辑等分子设计育种技术，带领团队创制了草鱼、鲫鱼、鳜鱼、黄颡鱼、团头鲂等耐低氧与抗病“双优”新种质。