【前言】70年來，伴隨我國農業發展歷程，中國農業科學院始終緊緊圍繞我國農業及農村經濟發展中基礎性、方向性、全局性、關鍵性的重大科技問題進行科技攻關，取得了一批解決重大需求的創新成就。建院伊始白手起家，整理和鑒定當時主要作物品種，制定不同作物區域性的耕作栽培技術，在艱苦的條件下，支撐了我國農業逐步發展壯大。改革開放初期的農業高產發展階段，重點培育并推廣應用了以雜交稻為代表的高產糧棉油等農作物及畜禽新品種，為保障國家糧食安全提供了有力支撐；高質高效發展階段，重點突破優質高效作物新品種、重要疫病防控、農產品加工與質量安全等關鍵技術，滿足人民對農產品質量和種類的要求；進入綠色發展階段，重點突破農業資源高效利用、面源污染防控、生態環境保護與修復等關鍵技術，為發展生態綠色高效安全的現代農業技術做出重要貢獻。全院共獲國家科技獎勵325項，占全國農業領域授獎總量的16.2%，其中特等獎1項、一等獎19項，占全國農業領域高等級獎項授獎總量的32%。
重點創新方向根據國家需求不斷變化
積極探索科技前沿 國際學術影響力大幅提升
針對提高產量、品質和重要性狀的形成及調控機理，主要病害傳播規律等重大科學問題，積極探索自然規律，不斷提升產業自主創新能力。
一、核心種質資源
牽頭開展了多次全國性大規模的農作物種質資源調查、征集和專項考察搜集，承擔國家種質資源圃（庫）建設。挽救了一大批瀕臨滅絕的地方品種和野生近緣種及其特色資源。建立了國家唯一農作物種質資源保存長期庫、中期庫、種質圃、原生境保護點和國家基因庫相結合的種質保護體系，資源保存量49萬份、規模世界第二。謀劃并牽頭承擔了財政部和農業部共同設立的“農作物種質資源保護與利用專項”等項目，基本實現了農作物種質資源工作的標準化，有效保護了國家農作物種質戰略資源，初步建立了表型與基因型相結合的種質資源鑒定評價體系，開展了種質資源創新研究，利用多樣化地方品種和野生近緣種中的優異特性，創制了一批新材料，為主要農作物自主品種選育提供了豐富儲備。構建了種質資源展示和共享平臺，近10年累計向國內分發、國外交換種質資源35萬余份次，為農作物育種與基礎研究提供了有力支撐，為突破性品種培育奠定了不可替代的種質基礎。
二、農作物基因組學與轉基因技術
世界上首次利用新一代測序技術完成了植物（黃瓜）全基因組序列解析，先后牽頭測定了黃瓜、馬鈴薯、番茄、白菜、甘藍、小麥D基因組、油菜、棉花等主要農作物基因組。揭示了基因組序列結構特征，闡明了其染色體進化歷程和亞基因組分化機制，為功能基因研究提供了基因組學平臺，挖掘出一批具有重要育種價值的關鍵基因。構建了我國第一個DNA體外重組質粒，獲得了我國最早的抗蟲基因水稻和棉花；成功實現了將植酸梅基因轉入玉米并獲得穩定遺傳的轉基因玉米純合體。構建了“外源基因在棉花上快速功能驗證的技術平臺”和高效、工廠化的棉花轉基因技術體系。完成了3000份亞洲栽培稻基因組變異研究，構建了全球首個接近完整、高質量的亞洲栽培稻泛基因組，深入解析了亞洲栽培稻基因組遺傳多樣性。
三、農業遙感
建立了國內唯一穩定運行超過10年的國家農作物遙感監測系統（CHARMS），成為國際地球觀測組織（GEO）向全球推廣的農業遙感監測系統之一，為國家農業主管部門科學管理和決策提供了信息服務。突破了災情信息星機地一體化快速獲取、旱澇災害動態解析和災損評估等關鍵技術，解決了我國災情復雜條件下遙感監測與評估精度低和時效差的技術難題，創建了國內首個精度高、尺度大和周期短的國家農業旱澇災害遙感監測系統，實現了國家和區域尺度的業務化應用和信息服務。
四、植物工廠
在國際上首次創立了甘薯“營養吸收根與塊根根系功能分離”的創新栽培模式，率先發明了“垂直和斜面立體無土種植”方法，創新研制出斜插式立柱與移動式管道立體無土栽培、多功能（MFT）水耕栽培以及 20多種果蔬的樹式栽培技術與裝備。“智能LED植物工廠技術”實現了植物工廠光源適配理論與方法、光效與能效提升、營養品質調控以及多因子協同管控技術等方面的重大突破，被譽為“土地利用和農作方式的顛覆性技術”。
