中国农业科学院作物科学研究所“作物分子育种国家工程实验室”围绕水稻、小麦、玉米、大豆等主要作物生产的重大需求，瞄准国际前沿，以培育突破性新品种为目标，以构建高效作物分子育种技术体系为主要任务，重点突破大规模基因发掘技术、实用化基因型选择技术和品种设计工程技术；开发重要性状基因及其实用分子标记，研发标记检测技术，构建高效的分子育种技术体系，开展种质创新，培育高产优质抗逆高效新品种；通过与上游和下游的有机衔接，搭建分子育种与种子产业之间的桥梁，构筑产学研一体化新体系；创建国家分子育种信息库，实现全国共享，大幅度增强我国作物分子育种及产业化创新能力。

本项目在建成后5～10年内，将构建国家级农作物分子育种技术平台。研发基因定位和标记新技术，开发2000～3000个新型分子标记，其中重要性状实用标记200～300个；突破标记检测、多基因聚合、品种设计等关键技术，建立高效分子育种技术体系，选择效率提高2～3倍，实现分子育种信息、资源与技术共享。应用分子育种技术创造优异新种质80～100份，培育15～20个有重大应用价值的新品种，推广面积达到5亿亩以上，实现作物分子育种的产业化。培养200～300名高水平的作物分子育种人才。