随后，李振声又通过大量缺体单株自交和连续选择，育成了可以自花结实的缺体小麦株系，并利用这些株系建立了快速选育异代换系的新方法---缺体回交法。这是一项国际首创性成果，利用这一方法育成了小麦－黑麦异代换系---"代９６"。这是一项原创性成果，在１９８６年中国西安召开的首届国际植物染色体工程会议上，受到１５个国家１００多位中外专家的充分肯定，其中包括美国、英国、瑞典、日本等国家的遗传学会主席。１９９３年，李振声又在北京主持了第八届国际小麦遗传学会议。这项工作扩大了我国小麦遗传育种研究在国际上的影响，也为植物细胞和染色体工程国家重点实验室的建立奠定了基础。
上个世纪８０年代以前，我国的施肥量与粮食产量是同步增长的；８０年代以后，施肥量还在增长，可是粮食产量却没有增加。这样不仅浪费资源，化肥流失到江河湖泊中去还污染环境，引起水体"富营养化"。
当时北京郊区的农民有句顺口溜，说农业生产"一靠政府，二靠天，三靠美国的磷二胺"。我国的磷矿主要在西南地区，储量少、品位低，所以我们的很多磷肥都要靠进口。李振声开始琢磨：我国的磷矿资源再有１００年就开采完了，我又不是开矿的，有什么办法能给国家节省点磷矿资源呢？能不能在生物技术上想想办法，提高作物对土壤中本身含有的磷的吸收利用效率。这样不仅可以充分利用了资源，还节省了化肥，保护了环境。
于是，李振声开始了艰苦卓绝的探索。他在北京市昌平建立了一个育种基地。基地刚建起来的时候，没有食堂、没有卫生间、没有围墙，连路都不通。李振声就带个饭盒，在田里一呆就是一天。为了找到能够高效吸收利用土壤中磷的小麦种质资源，他耐心地对种在花盆中的数千份种质进行筛选。
功夫不负有心人，李振声最后发现了一批"磷高效"和"氮高效"的小麦种质资源，并研究揭示了其生理机制与遗传基础。在此基础上培育出来的小麦新品种---小偃５４能高效吸收土壤中的磷，被列入农业部跨越计划，在河南、陕西等省累计推广７００万亩。随后，他又通过多学科交叉与合作，开展了提高小麦个体和群体的光合效率以及光合作用产物的优化分配研究，解决了过去长期存在的优质和高产之间的矛盾。这项成果不仅节约了国家资源，还减少了化肥对环境的污染。
上个世纪９０年代初，李振声就提出了走资源节约型高产农业道路的可持续农业发展观。他所秉持的"少投入、多产出、保护环境、持续发展"的小麦育种新方向已经成为育种界的共识，并成为农业９７３项目研究的重要指导原则。
经过自己的刻苦努力，李振声取得了一系列科研上的成绩。李振声对农业科技事业的执著追求从未动摇过，即使在"文革"中也没有间断过。他曾经担任了中国科学院西安分院院长、陕西省科学院院长等职务。２０世纪８０年代，上级组织曾考虑让他担任陕西省副省长一职。为了他挚爱的科技事业，一向淡泊名利的他毅然放弃了这样的机会。后来，陕西省人大常委会副主任魏明海又来做李振声的工作，一见面就说："老李呀，组织上还是希望你能出任副省长，做官与做研究您究竟是怎么想的？"李振声回答说："你曾在宝鸡工作多年，我们是１０多年的老朋友了，我的性格你也知道，做官我不适合，我没有办法中断自己已从事一辈子的研究。"即使后来到京任中国科学院副院长一职，他也从来没有中断过业务研究工作，直到今天还担任着植物细胞与染色体工程国家重点实验室的学术委员会名誉主任、研究员。
李振声声名鹊起，各种奖励接踵而来。李振声在１９８５年获国家技术发明一等奖，１９８８年获陈嘉庚农业科学奖，１９９５年获何梁何利科学与进步奖，２００５年获首届"中华农业英才奖"。但李振声仍旧最热衷的是到田间地头去看小麦，他说："真正给我打分的是农民。"语言朴实，却振聋发聩。当学术界的浮躁风日盛时，细品李振声的话，让人别有一番滋味上心头。
