分子辅助育种 在作物新品种选育工作中，传统的个体选择主要是针对符合育种目标的农艺性状进行直接选择，即选择的是个体的表现型而不是基因型。主要通过形态学标记、细胞学标记和同工酶标记应用于个体选择，这些选择育种方法均不能满足个体选择要求。
种质资源基因型鉴定 农业种质资源是保障国家粮食安全与重要农产品供给的战略性资源，是种业原始创新的物质基础。但是当前我国农业种质资源保护利用仍然是种业创新的突出短板，资源消失、精准鉴定不足等问题值得高度重视。通过加强对种质资源性状鉴定、基因挖掘等，可有力促进农作物新品种选育和种业创新。
品系鉴定 在新品种审定前，需要确定该品种的遗传特性、一致性和稳定性，找到区别于已有品种的特性。在品种鉴别上，随着育种进程加快，作物品种急剧增多，指纹图谱技术由于具有简便、迅速等优点成为品种鉴定中较好的遗传标记。同时我国建立作物品种标准指纹图谱对于保护我国种质资源及育成品种的知识产权具有重要意义。
基因表达分析 随着DNA高通量测序技术的发展，功能基因组学的研究也在不断进步。其中，功能基因组学分析的一个重要方面就是了解所有基因在生物体发育过程中的作用；以及在病原侵染、环境胁迫等生物、非生物应答过程中的作用。建立这样一个基因表达轮廓，就可以了解生物体为什么、怎样、何时通过调节基因组和单个基因的协同作用，来调节整个生命体的复杂过程。因此，通过对基因表达的分析是研究基因功能的重要手段。
遗传多样性分析 物遗传多样性是研究植物种质资源保护及开发利用的基础，对优良品种的遗传多样性进行准确的评价可以为亲本选配、后代遗传变异程度及杂种优势水平的预测提供预见性的指导，是关系到育种目标是否能成功的关键。例如第一次“绿色革命”和水稻杂交优势的利用， 就是发现和利用了矮秆基因和不育基因的结果。
