（1）植物生殖发育生物学研究：在建立植物性细胞离体操作系统的基础上，利用分离微量卵细胞、合子与幼胚的技术和RT-PCR技术，构建cDNA文库，筛选与鉴定被子植物受精与胚胎发育早期特异或优势表达基因，研究植物受精及早期胚胎发生过程中的基因表达特点以及这些基因的时空变化规律，为控制植物个体发育和探索其分子机理奠定基础。

（2）植物离体受精与性细胞培养研究：采用植物性细胞离体操作系统及多种细胞生物学手段，进行植物精卵离体融合及配子相互作用研究，探讨被子植物双受精的规律，同时，在植物性细胞离体操作的基础上，开展水稻、烟草等植物性细胞离体培养研究，并利用这一实验系统开展分子生物学、遗传转化等方面研究。植物性细胞离体培养实验系统可望为植物发育生物学与植物细胞工程提供一种新的、有价值的实验体系。

（3）植物发育过程中信号转导机理究研究：信号转导研究与生物学众多研究领域相互交叉渗透，是当代生物学研究的前沿和热点。此研究方向将主要探讨信号转导，尤其是钙介导的信号转导途径在植物开花受精等发育过程中的作用机理，分离和鉴定信号转导链组成因子及分析生物学功能。目前已分离若干钙调素的靶蛋白--钙调素结合蛋白基因以及蛋白激酶基因，可望在近期内确定其在开花、受精和胚胎发育过程中的作用并探索其调控机理。

（4）植物发育相关基因在染色体上的定位及结构与功能分析：利用RFLP标记、cDNA和基因作探针进行荧光原位杂交，研究与抗性发育及凋亡相关的基因在染色体上的分布特点，从细胞分子遗传学水平阐明基因组的结构基因的功能与在染色体上分布位置的关系，绘制出水稻、玉米等重要农作物的一些发育基因群和抗病、耐逆境基因群精细染色体图。

（5）雄性不育与杂种优势研究：利用现代细胞生物学和分子生物学的方法和技术，开展水稻雄性不育与育性恢复基因的分离与克隆，克隆具有我国知识产权的水稻红莲型雄性不育的恢复基因，并建立恢复基因的分子标记辅助选择体系，阐明水稻孢子体和配子体雄性不育的分子机理，创造新的水稻三系种质资源，实现水稻红莲型、马协型杂交稻和两系杂交稻的产业化。

（6）植物基因工程研究：应用图位克隆法，争取在世界上首先克隆出水稻抗褐飞虱基因，研究水稻抗虫基因的表达与调控，为解决我国水稻生产中的第一大虫害作出贡献；应用原生质体融合、远缘杂交、胚拯救等技术，将野生稻基因转移到栽培稻基因组中，建成外源基因渗入系和重组自交系等遗传群体，并以此为工具，鉴定、发掘野生稻中具有重要意义的形态建成基因、产量基因和抗性基因。

（7）植物逆境细胞生物学和次生物质代谢研究：利用细胞及生理学实验方法，研究高温、淹涝、重金属离子等逆境条件对植物细胞结构、细胞化学及生理学特征的影响，尤其是从激素、钙离子、逆境诱导蛋白的超微结构分布与转运角度，来阐明植物耐逆境的细胞及生理学机理；利用现代生理学方法，探讨植物体中次生代谢物质的合成、运输、积累过程，研究次生代谢物质的栽培及组织、细胞培养调节途径，并将研究成果应用于道地中草药栽培。