1、作物育种的原理与方法

以主要农作物新品种选育、种子生产、新品种利用和现代高效育种的新技术、新方法等为研究内容，重点突出高产性状（如株型、高光效、高配合力、果穗等）、品质性状（如子粒和秸秆蛋白质、淀粉、脂肪等营养品质和加工品质）和多抗、高效性状（如生物胁迫和非生物胁迫、水肥高效利用等）遗传规律和育种方法的研究，从群体、个体、细胞、基因、分子不同水平，探讨主要农作物高产、优质、多抗、高效育种目标的遗传和生理机制，探讨主要农作物选育新品种、自交系的现代高效育种新技术、新途径，为育种实践提供新理论和新方法。

2、作物杂种优势的机理及应用

以主要农作物杂种优势的遗传、生理机理和杂交种子生产的新技术、新方法等为研究内容，重点突出小麦、玉米等主要农作物细胞质不育、细胞核不育、质核互作、细胞质或核雄性不育与环境互作等杂种优势现象及其内在机制的研究，探索不育基因、恢复基因、保持基因的相互关系和遗传规律；研究控制作物杂种优势的关键基因、基因互作网络系统等的作用机制和影响作物杂种优势的内外因素，从分子、细胞水平开展重要性状的基因鉴定、定位、功能验证和表达规律等研究；研究杂种优势利用、杂交种子生产的新技术、新方法。

3、作物品质遗传与改良

以主要农作物营养品质、加工品质、商品品质等性状的遗传机理和优质专用作物品种选育的新技术、新方法等为研究内容，重点突出小麦、玉米等主要作物的营养、加工等品质性状的分子鉴定技术、物理、化学鉴定技术、遗传改良原理与方法的研究；研究重要品质性状的基因型鉴定、主要基因定位、功能验证和表达规律等；研究小麦强筋、中筋、弱筋品质性状的遗传与改良，研究高油、高淀粉、高蛋白、高赖氨酸等特殊用途玉米遗传规律、新品种选育和加工利用。

4、作物遗传资源研究与种质创新

以主要作物种质资源的引进、分类、保存、鉴定、改良和利用，以及种质创新原理和技术等为研究内容，重点研究小麦、玉米等主要农作物种质资源农艺、生理、品质、高产、抗逆等重要性状的遗传规律、鉴定方法和改良创新的新技术，从群体、个体、分子水平探索重要农艺骨干亲本的遗传构成、演变规律、作用机理；从配合力、DNA分子水平研究杂种优势类群的划分和杂种优势模式的创建；研究轮回选择群体改良、组织培养、物理诱变、化学诱变等传统技术与现代分子生物学紧密结合的种质创新技术及其应用；研究不同作物的遗传进化关系与演变规律。

5、作物分子育种的理论与技术

以主要农作物分子标记辅助选择育种、转基因操作育种的原理和技术等为研究内容，重点研究育种目标性状的基因定位、分子标记、基因克隆、转基因的原理和新技术，探索分子标记辅助选择、分子设计与操作等培育作物新品种现代育种新技术；研究优质、抗病虫等重要性状基因的新型分子标记、简单基因分子标记辅助选择和多基因聚合育种原理与技术，评估分子标记育种效率；研究重要性状基因的鉴定克隆原理及其新技术，利用反向遗传学、转基因等技术分析克隆基因的功能与利用价值，探索转基因的高效转化体系与选择鉴定技术；研究常规育种技术与分子育种技术体系结合的高效育种原理和技术及其应用。