实验室以李振声院士提出的“少投入、多产出、保护环境、可持续发展”为指导思想，以小麦、水稻、玉米、大豆等主要农作物为研究对象，主要开展下列五个方面的研究：

•     主要作物产量性状形成的遗传与分子机制
•     小麦籽粒加工及营养品质形成的分子机理
•     植物养分高效的遗传及分子生物学机制
•     植物抗病耐逆的生理及分子机制
•     染色体工程与分子育种