本学科现有饲用作物遗传改良、特用玉米遗传育种、水稻品质(食味)改良研究、植物细胞工程育种育种、作物抗逆分子基础等五个研究方向。
1.饲用作物遗传改良 以绿色能源作物和饲用作物育种为主要研究方向，利用作物遗传育种理论和现代育种技术相结合，开展作物分子标记辅助育种、遗传图谱构建、主要性状基因克隆等研究，加快了育种进程，为选育适用于饲用、粮饲兼用和能源用作物新品种打下坚实基础。
2.特用玉米遗传育种 该研究方向根据沿海都市农业特点和经济可持续发展需要,研究重点： (1)优质抗逆性强的特用玉米种质资源的搜集筛选、创造和改良;(2)现代育种理论和技术的利用和发展创新;(3)育种目标的实现途径和程序化育种技术体系的建设;(4)新品种的试验、示范、推广及良繁体系的建设。
3. 水稻品质(食味)改良研究 本研究方向以水稻食味品质为研究中心，全面开展水稻品质育种研究。重点对其外观、粘性、硬度、口味和气味等特性进行深入研究，采用生物技术、分子育种技术和常规技术相结合等手段，最终实现水稻品种的优质化和专用化。
4. 植物细胞工程育种
以生物技术在农作物新品种选育上的应用为主线，将组织培养和基因工程技术用于农作物育种实践。研究重点为：(1)快繁技术、细胞培养和单倍体育种;(2)农作物优良性状基因克隆、转基因植物的研究和操作;(3)DNA指纹图谱用于种质资源鉴定;(4)基因导入和重组用于种质资源创新研究。
5. 作物抗逆分子基础 以模式植物拟南芥为材料，研究植物气孔对不同逆境胁迫的应答机理(高温、干旱和高盐);采用能去除选择标记的转基因技术，将抗逆相关基因转入粮食作物和蔬果作物，获得无转基因安全隐患的抗逆作物新品种(系)。