从1947－1957年，师从著名比较内分泌学家Witschi教授进行性分化和比较内分泌学研究。张先生用雌激素浸泡蝌蚪首次成功地得到了性转变的动物；他又用睾丸移植和半联体技术使雌性爪蟾转变为雄蟾。这种变性的动物若与正常的异性动物交配后，获得了全部与性变前性别相同的后代。浸泡的蝌蚪对雄激素不起反应，由于两栖类和鸟类的性染色体组合与哺乳类不同，雄性表型为（ZZ），雌性表型为（ZW或ZO），张先生就提出同配子染色体组合对雌激素有反应，而异配子染色体组合则对激素不起反应的论点。睾丸移植可发生性转变，表明睾丸中诱导性转变的因子可能来源于生殖腺髓质的未知物质。他还提出另一个论点：性别决定是由遗传基因所决定；性别分化由体细胞所支配。这项突破不但具有重要的理论价值，而且对经济蛙类和药用蛙类养殖的性比控制具有重要指导意义, 此项工作发表在Proc.Soc.Exp.Biol.& Med。由于母鸡的一侧性腺为睾丸样的结构，所以激素引起的性变不稳定。