农作物基因资源与基因改良国家重大科学工程以中国农业科学院作物科学研究所和生物技术研究所为技术依托，整合农业部作物种质资源与生物技术重点开放实验室、农作物分子生物学重点开放实验室和作物遗传育种重点开放实验室等研究力量。围绕农学和生物学中农作物基因资源和新基因发掘的理论基础与技术创新、作物重要性状形成的分子基础及功能途径以及作物品种分子设计的理论基础与技术体系三大主要科学问题，重点开展水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等主要农作物基因资源鉴定、重要性状新基因发掘、功能基因组学研究、种质和亲本材料创新与分子育种。充分发挥我国农作物种质资源优势，应用作物遗传学、基因组学、生物信息学等多学科的理论和方法，阐明重要性状形成的基因网络和代谢途径，构建大规模新基因发掘、种质创新与育种技术体系，进而发掘和克隆重要性状基因，创制新种质和育种新材料，培育超高产优质抗逆高效新品种。汇集了农作物基因资源与遗传改良方面的优秀人才，现有学科带头人21人，研究骨干32人。其中中国科学院院士1人，中国工程院院士2人，长江计划特聘教授1人，国家杰出青年2人，中国农科院一级岗位杰出人才11人， 二级岗位杰出人才23人，研究员66人，副研究员54人，博士生导师50人，其中77人具有博士学位，是一支老中青相结合的具有国际竞争力的研究队伍。2001年以来，共主持各类课题457项，其中作为首席科学家主持973计划4项，863计划57项，国家攻关28 项，国家自然基金项目46项，国际合作34项，其它项目283项。