实验室面向国家现代农业发展的战略需求和植物科学发展的国际前沿，以重要农作物和模式植物为研究对象，针对植物基因组学、植物分子生物学与作物分子育种中的重大科学问题，系统深入地开展基础性、前瞻性和战略性研究，解析植物生长发育与复杂农艺性状形成的分子机理与调控网络，挖掘用于作物分子设计育种的重要基因资源，为我国粮食安全和农业可持续发展做出重大创新性贡献。
　  实验室目前有5个主要研究方向：植物基因组的结构与调控、重要农艺性状的功能基因组学、植物激素作用的分子机理、植物与环境、病虫互作的分子机理、植物生物技术与分子育种 。