实验室将运用生物学、遗传学、细胞学、生物化学与分子生物学等学科的理论知识，采用现代技术与常规育种技术相结合的技术路线，进一步发掘作物优良基因资源，创制一批特异的新材料，培育一批高产优质多抗的作物超级新品种。重点开展以下方面的研究：
1．新基因资源发掘与创新：到建设期末，建成西南区具有特色、富于育种成效的水稻、小麦、玉米超级品种选育的核心种质群，发掘与创制具有自主知识产权的水稻高产优质、抗纹枯病、抗旱耐高温新基因资源5～8份，小麦高产优质、抗条锈病、赤霉病、白粉病新基因资源5～10份，玉米高产、营养高效、抗纹枯病、穗粒腐病和耐旱耐瘠新基因资源5～8份。获得国家及省级研究项目5项以上，在国内外重要学术刊物发表论文15～20篇。
2．新基因定位及分子标记辅助育种：到建设期末，获得国家及省级研究项目3项以上，在国内外重要学术刊物发表论文10～15篇。
3．新基因克隆与转基因工程育种：到建设期末，克隆具有自主知识产权的新基因4～6个，获得转基因新材料或新品系5～10份。获得国家及省级研究项目3项以上，在国内外重要学术刊物发表论文10～15篇。
4．作物超级新品种选育：到建设末，育成稻、麦、玉米等超级品种2～3个，优质专用型品种3～5个，抗旱（节水）耐瘠广适型品种2～3个。获得国家及省级研究项目5项以上，在国内外重要学术刊物发表论文5～8篇。
5．作物超级新品种的配套技术研究：到建设期末，研制优化集成不同生态类型超级品种高产、优质、高效、安全与可持续发展的标准化生产技术体系3～5套。获得国家及省级研究项目3项以上，在国内外重要学术刊物发表论文5～10篇。