经国家科技部批准，植物基因组国家重点实验室于2003年正式成立。植物基因组国家重点实验室的前身是1990年成立的中国科学院植物生物技术开放实验室。实验室现任主任为方荣祥院士，学术委员会主任为朱立煌研究员。 实 验室的研究方向为：以水稻和拟南芥等模式植物，大豆、油菜和棉花等重要经济作物以及部分重要植物病原微生物为材料，全面系统地开展功能基因组学研究，着重 于大规模新基因的克隆鉴定、功能分析和潜在应用价值的探索，推动植物生物技术的源头创新和转基因植物的产业化。
主要研究内容为：（1）植物基因组序列分析和结构研究；(2) 植物的功能基因组学研究，包括大规模突变体库的构建和应用、水稻重要农艺性状的分子基础、植物耐逆性研究、棉花纤维品质改良的基因工程、重要病原微生物的功能基因组学研究等等；（3） 比较基因组学和生物信息学研究；（4）蛋白组学研究；（5）植物遗传工程。
实验室近年来的重要研究成果包括：水稻分蘖控制基因MOC1的克隆，发表在Nature（2003）上，入选当年的中国十大科技进展，并引起世界主流媒体新华社、美联社、法新社、纽约时报等的关注；水稻全基因组的框架图，以封面文章发表在Science（2002）上；水稻控制脆杆性状基因BC1的克隆，以封面文章发表在Plant Cell（2003）上；拟南芥PEAMT酶在调控育性和耐盐机制上的作用的研究，发表在Plant Cell（2002）上；拟南芥脂肪酸合成酶基因MOD1的功能研究，发表在Plant Cell（2000）上。1998-2003年实验室共发表论文561篇，其中国外SCI刊物88篇；申请国内发明专利34项，国际专利4项，授权12项（其中国际专利3项）。
实验室现有固定人员45人，其中中科院院士2名，国家杰出青年基金获得者6名，中国科学院“百人计划”入选者9名，博士生导师16名。在读博士生52名，硕士生18名，博士后9名，客座人员48名。在高级研究人员中，获博士学位的占70%，45岁以下的占60%。
在 人才培养方面，实验室将继续从国内外招聘植物基因组学高水平人才，通过中国科学院“百人计划”有目的、有计划地引进优秀青年学术带头人，培养国家杰出青年 科学基金获得者；研究生培养将坚持“宽进严出”的原则，加强对研究生的科研素质和能力的培养，为国家培养高水平的植物基因组学后备力量；营造良好的学术氛 围，鼓励合作与竞争。