作物遗传育种是华南农业大学211工程重点建设学科之一，该学科建立于50年代，1981年被批准为硕士授予点，1986年被批准为博士授予点，现同时为国家级以及农业部和为广东省的重点学科。
　　
　　一、主要研究方向
　　
　　1.植物种质资源的研究与应用
　　
　　主要是对现有保存的近7000份栽培稻种质资源和100多份稻属24个种及栽培稻的近缘种，以及几十份水稻特殊种质的保存和利用开展系统深入的研究。具体研究包括水稻核心种质的筛选、野生稻特异基因的利用和特殊种质生殖发育的机理等，目的是为种质创新和建立育种新体系服务。本研究方向所依托的实验室是细胞生物学及种质创新实验室。
　　
　　2.超级稻新品种（组合）的选育
　　
　　之一是以卢永根和张桂权提出的特异亲和基因假说为依据，通过分子标记辅助选择，创造粳型亲籼系开辟克服籼粳杂种不育性的新途径，以培育籼粳型超级稻的纯系品种。本研究方向所依托的实验室是分子标记育种实验室。
　　
　　之二是利用现有培育的温光敏核雄性不育系以及反向雄性不育系，通过大量组配，以选育出两系超级杂交稻组合。与此同时，也开展二类雄性不育系的遗传机理研究。
　　
　　3.植物遗传工程的理论与应用
　　
　　之一是建立高效的植物基因克隆系统以及利用该系统克隆农作物的重要基因。具体研究是以刘耀光创建的可转化人工染色体（tac）高效植物基因克隆新载体，进行基因定位、物理图谱构建、目的基因分离和基因功能分析等。本研究方向所依托的实验室是基因工程实验室。
　　
　　之二是综合运用细胞工程的理论和技术，对农作物的遗传性状进行控制和改造。包括利用非对称原生质体融合和微细胞杂交技术，构建特异种质；建立高效转化基因体系；离体培养条件下生理生化变化规律等。本研究方向所依托的实验室是细胞工程实验室。
　　
　　4.植物育种新途径的研究
　　
　　本研究方向是植物育种高技术的研究探索新领域，目前主要是根据国内对空间环境因素生物学效应研究的已有结果，选取关键的致突因素棗空间辐射因素为突破口，通过高空气球卫星搭栽的植物种子升空期间所受各类辐射剂量的精细测量，以及返地后种植、观察，对稳定的变异株系从经典遗传学、细胞遗传学及分子遗传学等方面进行全面分析，以了解致突的主要空间辐射因素及其作用规律，及所致突变在细胞、分子水平上的本质，促进对空间因素致突规律的认识和空间诱变育种进一步的有序发展。本研究方向所依托的实验室是基因工程实验室。5.植物营养遗传与根系分子生物学
　　
　　本研究是一个跨学科的交叉研究新领域，其宗旨是以植物遗传育种学的原理和方法阐明并改良植物营养性状，从而以遗传改良途径解决农业生产中的土壤和植物营养问题。主要研究包括水稻耐盐机理；菜豆磷效率的形态、生理生化和遗传基础；磷胁迫诱导的根构型变化的定量分析及其生理和遗传基础。本研究方向所依托的实验室是植物营养遗传实验室和根系研究中心。二、学术队伍
　　
　　本学科有一支老中青结合和以青年人为主的队伍。中级职称以上35人，其中教授11人，副教授15人，有8名博士生导师，当中有中科院院士1人，博士12人，在职博士生3人。一批具有高学历、基础扎实、勤奋苦干的年青人，已露头角，在国内有一定影响，争取到国家杰出青年科学基金、跨世纪人才培养基金、国家973、863高科技和美国洛氏基金等项目。
　　
　　本学科带头人为卢永根教授，博士生导师，中科院士，中科院生物学部副主任，国务院学位委员会学科评议组第一召集人，广东省科协副主席。学术带头人有梅曼彤教授、万邦惠教授、张桂权教授、刘耀光研究员和严小龙教授，他们均为博士生导师。