بي شک بخش عمده تمدن عظيم ايران را بايد مرهون نقش بنیادی و راهبردی کشاورزی دانست. منشاء و بنیان تغییر و تحول درجوامع پیشرفته کنونی و توسعه یافتگی بسیاری از ممالک نيز ریشه در کشاورزی دارد. مهم ترین جزء بنیادین و اصلي ترين نهاده برای تولید محصولات کشاورزی، بذر مناسب است. پتانسيل ژنتيکي نهفته در بذر بر تمام فعاليتهاي بعدي کشاورز (کاشت، داشت و برداشت نهايي محصول) به شدت تاثير مي گذارد. بذر اصلاح شده ابزاری برای انتقال تکنولوژی نوین تولید محصول و ابزاری بنیادین برای تحقق امنیت غذایی و تضمین کننده پایداری تولید محصولات زراعی به ویژه در مناطق بحرانی و شرایط نامناسب تولید بوده و از این رو به عنوان تکنولوژی موثر برای بهبود سریع کشاورزی پایدار محسوب می شود. برطرف كردن مشكلات بذر در واقع به منزله‌ي رفع بخش عمده‌اي از مشكلات موجود در بخش كشاورزي مي‌باشد. متأسفانه، تغيير شرايط اقليمي و استفاده بي­رويه از منابع طبيعي طي چند دهه گذشته باعث کاهش شديد منابع آب و شوري خاک و به طبع آن تشديد تنش­هاي محيطي (خشکي، شوري، گرما، سيلاب و ...) گرديده است. اين مسئله بر روند توليدات کشاورزي تأثیر منفی گذاشته به‌طوری که در آينده نزديک ارقام فعلي نيز پاسخگوي شرايط جديد کشور نخواهند بود و لازم است ارقام خاص براي شرايط خاص تغيير اقليم ايجاد گردند. از طرفي متأسفانه در سال­های اخیر، تمرکز بر تولید ارقام دارای عملکرد بالا براي شرایط محيطي نسبتا معمول بوده و ارقام داراي قابليت کشت در شرايط بسيار پر تنش بسيار محدود است. تمرکز بر استفاده از ارقام اصلاح شده پرمحصول در شرايط بهينه در دهه هاي قبل منجر به کاهش چشمگیر تنوع ژنتیکی و ظهور پديده تنگناي ژنتيکی (Genetic bottleneck) شده است. یکی از راه­کارهای عبور از این تنگنای ژنتیکی و غنی کردن ذخیره ژنتیکی محصولات استراتژيک در کشور، بازگشت و تمرکز بر روی خزانه‌های ژنی وحشی است.  گوه هاي وحشي سرشار از ژنهاي تحمل به تنش هاي رنده و غير زنده هستند و ايران نيز منشاء بسياري از اين گونه ها است. طي حدود 10 سال گذشته در دانشگاه صنعتي اصفهان مواد ژنتيکي و مسير کلي بهبود محصولات ااستراتژيک کشور مهيا شده و مطالعات ژنتيکي و بيوتکنولوژيک در گروه مهندسي بذر براي حصول نتايج ادامه دارد.

گندم­های ساختگی هگزاپلوئید نويد بخش انقلاب سبز دوم هستند. اين ارقام به طور مصنوعی از تلاقی گندم دروم يا ايمر تترپلوييد با اجداد اولیه (آژيلوپس تاوشي با ژنوم ديپلوييد) ساخته شده­اند و به دلیل انتقال بخشی از ژنوم گندم­های دیپلوئید و تتراپلوئید حاوی پایه ژنتیکی گسترده­تری هستند. در اين مطالعه حدود 200 لاين ساختگي ايجاد شده که بر اساس تکنولوژي توالي یابي ژنوتايپينگ  نيز شده اند بررسي مي شوند. از انتظار مي رود اينرو لاین­های ساختگی ایجاد شده است که حاوی صفات مهم جهت بهبود عملکرد و تحمل به تنش­های زیستی و غیرزیستی ازجمله مقاومت به خشکی، شوری، زودرسی و مقاومت به آفات و بیماری­‌های ­باشد که در اين مطالعه مورد بررسي قرار مي گيرند.

جو از جمله محصولات داراي چند کاربري است که در صنعت خوراک دام، صنعت غذا (بلغور و ترخينه) و صنعت نوشيدني (مالت ماءالشعير) کاربرد دارد. گیاه جو به جهت مصرف کم آب یکی از مناسب­ترین اقلام کشاورزی برای کشت در اقلیم ایران به شمار می­آید.  تغيير شرايط اقليمي طي يکي دو دهه گذشته باعث تشديد تنش­هاي محيطي (خشکي، شوري، گرما و ...) گرديده که بر روند توليد جو و نياز به واردات آن نيز تاثيرگذار بوده است.  تمرکز بر استفاده از ارقام اصلاح شده پرمحصول جو به کاهش چشمگیر تنوع ژنتیکی بويژه براي تنشهاي غير زيستي رو به افزايش و ظهور پديده تنگناي ژنتيکی (Genetic bottleneck) منجر شده است. یکی از راه­کارهای عبور از تنگنای ژنتیکی و غنی کردن ذخیره ژنتیکی جو کشور، بازگشت به خزانه‌های ژنی وحشی و خويشاوندان نزدیک (Close relatives) است. جو وحشي اسپانتانئوم (Hordeum vulgare ssp. spontaneum)، که به عنوان زيرگونه اي از جو زراعي و داراي شباهت زياد به آن است. اين گونه­ وحشی سرشار از ژن‌هاي تحمل به تنش‌هاي زيستي و غير زيستي است و گزارشاتي مبني بر بهتر بودن کيفيت و مالت آن از جو زراعي نيز وجود دارد. در اين پژوهش انتخاب در 450  لاين خالص نوترکيب حاصل از تلاقي 21 ژنوتيپ متفاوت جو وحشي (جمع آوري شده از از نقاط مختلف خاستگاه در دنيا) با جو زراعی (رقم ریحان 03) انجام مي گيرد. هر ژنوتيپ جو وحشي، قطعات کروموزومي و ژن‌های خاصي را به رقم جو زراعی انتقال مي دهد (آشيانه اي) و لذا اثر قطعات مختلف ژنوم جو وحشي در زمينه ژنتيکي رقم زراعي از نظر ويژگي‌هاي مختلف قابل بررسي است که نويد بخش دستیابی به ارقام جدیدی است که در شرایط تنش از قابلیت کشت و تولید محصول بهتري برخوردار باشند.

گلرنگ يکي از مهمترين  گياهان بومي کشور با کاربرد روغني، دارويي و حتي علوفه اي است.  با توجه به اينکه مشکلات ناشي از گرم شدن کره زمين و خشکسالي ها هر ساله بيشتر خواهد شد، لازم است تا ميزان مقاومت به خشکي  گلرنگ افزايش يابد. براي اين کار لازم است دانشمندان ژنتيک گياهي نسبت به ايجاد ارقام جديد اقدام کنند. يک از راه هاي اصلاح ، وارد کردن ژن هاي مقاومت به تنش هاي محيطي (و بويژه خشکي) از گونه هاي وحشي  به زراعي است.گونه‌هاي وحشي و خويشاوندان گياهان زراعي سازگاري بالايي به تنش‌هاي محيطي مانند خشکي دارند. با اينکه مناطق خشک ايران منطقه وسيعي از مرکز تنوع، تکامل و اهلي شدن  گلرنگ را شامل مي‌شود و پراکنش قابل توجهي از گونه‌هاي وحشي آن در ايران وجود دارد، ژرم‌پلاسم ايراني گلرنگ وحشي جايگاه مناسبي در پژوهش‌هاي مرتبط با تحمل به تنش خشکي اين گياه نداشته است. از سوي ديگر، براي برطرف کردن بخشي از مشکل کم‌آبي مي‌توان از کشت پاييزه، که مصرف آب کمتري به واسطه بهره­گيري از منابع آب حاصل از نزولات زمستانه و درجه حرارت پايين‌تر دارد، استفاده کرد. بهره­گيري از پتانسيل گونه­هاي وحشي براي ايجاد لاين­هاي مقاوم به خشکي و سازگار به کشت پاييزه (سرما) از طريق تلاقي بين گونه­اي منجر به موفقيت­هاي چشم‌گيري در اصلاح نباتات گرديده است؛ ليکن در گلرنگ از اين پتانسيل استفاده نشده است. همچنين پيشبرد لاين­ها تا حصول لاين­هاي اينبرد نوترکيب مي­تواند زمينه را براي توسعه مطالعات ژنتيکي و اصلاحي در گلرنگ فراهم آورد. این پروژه به منظور حل برخی از چالش‌های اصلاحی گلرنگ با تمرکز بر سه ژرم‌پلاسم حاصل از سه تلاقی بين‌گونه‌ای (دو گونه وحشی و یک گونه زراعی) در قالب سه مطالعه انجام مي­گردد. تلاقی‌های بین‌گونه‌ای به صورت (TP) C. tinctorius× C. palaestinus،×C. oxyacanthus (TO) C. tinctorius،C. oxyacanthus (PO) × C. palaestinus هستندکه نتاج حاصل از آن‌ها تا نسل­هاي پيشرفته پیش برده مي­شوند.  غربالگري ژنوتيپ­ها براي تحمل به تنش خشکي، شوري و سرما در نسل­هاي حاصل از تلاقي­هاي بين گونه­اي گلرنگ امکان شناسايي لاين­هاي متحمل به خشکي برای يافتن ترکيبات ژنتيکي جديد و متحمل و معرفي بهترين لاين­ها را فراهم مي کند.

رازیانه از گياهان مهم دارويي است که  حاوي ترکيبات اسانس متنوع بوده که در درمان بيماريهاي گوارشي، سنگ کليه، بيماريهاي زنانه و ... کاربرد فراوان دارد. رازیانه به چهار زيرگونه 1- Foeniculum vulgare ssp. piperitum (Ucrial) Cout. 2- F. vulgare var. vulgare (Mill.) (رازیانه تلخ) در ایران فقط  اين گونه یافت می­شود3-F. vulgare var. dulce Batt. et Trab. (رازیانه شیرین) و 4 - F. vulgare var. azoricum (Mill.) Holub. (رازیانه فلورنس) مي باشد. بررسي پايداري و سازگاري ژرم پلاسم متشکل از اکوتیپ­ها و نمونه­هاي ایرانی و خارجی رازیانه انجام شده است. سپس بررسي تنوع ژنتيکي ويژگي­هاي مرفولوژيک، بقاء، ديرزيستي و برگشت پذيري پس از دوره طولاني قطع آبياري  (قطع حداقل 6 ماه) در ژرم پلاسم مذکور انجام مي شود. انجام تلاقي­هاي پلي­کراس بررسي ترکيب پذيري عمومي والدين و ايجاد واريته هاي ترکيبي جديد براي شرايط تنش­ خشکي از اهداف ديگر پژوهش است.

چمن (گراس) ها به عنوان یکی از ارکان اصلي فضاي سبز، همواره در کنار ساير اجزاء نظير گلها و درختان در فرهنگ ايراني جايگاه ويژه­اي داشته و از جنبه هاي مختلف زيست محيطي، تفريحي، ورزشي و تزييني کاربرد دارد. يکي از معضلات فضاي سبز فعلي کشور استفاده از ارقام چمن وارداتي است که نیاز آبی بسیار بالایی دارند. واردات بذر باعث خروج منابع ارزي از کشور شده و با سياست­هاي اقتصاد مقاومتي مغايرت دارد. از طرفي ارقام وارداتي به شرايط مرطوب و پرآب کشورهاي خاستگاه خود (عمدتا اروپا) سازگاري دارند و نگهداري آنها در مناطق خشک و نيمه خشک با مصرف و تلفات آب بسيار زيادي مواجه است بطوري که بخش عمده­اي از آب مصرفي در شهرها به فضاي سبز آنها اختصاص مي يابد. ميزان مصرف آب در اين چمن­ها حتي تا 12 ميلي­متر در روز گزارش شده است. اين مقدار مصرف آب در روز از ميزان بارش طبيعي ساليانه نيز فراتر مي­باشد. چمن­هاي وارداتی  از نظر ژنتيکي ريشه کم عمقي دارند و مقاومت آنها به خشکي بسيار پايين است. بنابراين گرچه در شرايط پرآبي کاربرد اين چمن ها امکان پذير است، ليکن استفاده از آن ها در شرايط خشکسالي به هيچ وجه معقول نمي باشد. نياز آبي ارقام چمن فعلي مورد استفاده به­گونه اي است که در فصول گرم بطور روزانه و يا هفته­اي چند نوبت بايد آبياري شوند و به طور متوسط در هر دور آبياري براي هر متر مربع چمن 15 ليتر آب مورد نياز است. کمتر کسي است که در روز مصرف بالاي آب بر روي چمن هاي شهر را مشاهده نکرده باشد و در اين شرايط کم آبي دچار عذاب وجدان نگرديده باشد. درک اين مسئله زماني روشن­تر مي­شود که مساحت فضاي سبز در کشور و يا يک استان را محاسبه و در ميزان آب مصرفي براي يک متر مربع آن ضرب کنيم.  طي 15 سال گذشته با بسياري از بانکهاي ژني و بذري بين المللي ارتباط برقرار شده است و مواد ژنتيکي چمني آنها نيز فراهم شده است  (بيش از 300 نمونه از سراسر جهان)  تا بتوان ضمن اصلاح چمن براي شرايط بومي مناطق خشک و نيمه خشک کشور، مقايسه اي نيز با چمن­هاي ساير نقاط دنيا صورت پذيرد و از مزيت­هايادغام ژنوم چمن­هاي دنيا نيز استفاده گردد. اهداف اصلاحي روي اين چمن­ها نه تنها در فضاي سبز بلکه در جلوگيري از فرسايش خاک و جلوگيري از سيلابها و نيز کاربرد علوفه در مرتع نيز بوده است. شناسايي و اصلاح ژنتيکي چمن متحمل به خشکي از طريق بهره­برداري از تنوع ژنتيکي موجود در کشور (حاوي ژنهاي مقاومت به تنش­هاي غير زيستي و سيستم ريشه اي قوي) و ترکيب با تنوع خارجي (براي بهبود کيفيت چمن)،  اصلاح ژنتيکي چمن­ براي تحمل به تنش شوري از طريق انجام تلاقي ژنتيکي بين مناسب­ترين والدين در گونه هاي متحمل چمن و بهبود ويژگي­هاي  مرتبط بقاء، شایستگی، ديرزيستي، برگشت پذيري پس از تنش (Post- drought recovery) و خواب تابستانه و زمستانه در چمن­ها براي بذر ارقام براي مناطق پرتنش و توليد چمن ملي از ديگر اهداف اين بخش طرح است.