园艺植物育种与种质资源创新
研究园艺植物生长发育以及重要经济形状的遗传规律及分子基础；进行园艺植物重要性状形成关键基因的发掘、克隆、功能分析；开展园艺植物抗病、抗逆境胁迫以及品质形成的优良基因的发掘及分子育种基础的研究；利用全基因组测序及转录组测序，挖掘、精细定位生长发育及品质形成的重要基因，并验证其功能及调控机理；开展常规育种、优势育种选育集成技术、基因编辑技术的研究，进行优质、抗病、抗逆、耐贮运、高产的优质育种资源的创制；选育适宜寒区及高海拔区露地、设施栽培及加工等专用园艺植物新品种。
园艺作物栽培生理生态
开展园艺作物在生长发育过程中重要性状——开花、果实发育、脱落、品质形成、光合作用、采后生理性状、营养物质积累等性状形成的机制研究；进行园艺作物露地及设施栽培中生物防治剂的开发及生物防治技术，开展微生物调节因子的发掘及分子机制研究；开展生物及非生物胁迫下园艺作物发育生物学及抗/耐逆境胁迫的响应因子及调控机制；开展园艺作物对农药积累及降解的响应基因挖掘及功能分析研究；开展园艺作物绿色无害、优质、抗逆及减肥减药栽培技术研究；进行有机物料利用、无土栽培技术及水肥一体化等高效栽培技术的应用研究。
寒地园艺设施与环境调控
依据北方寒地设施栽培的需求特点，以寒地日光温室规划设计与建造、设施环境调控为核心，研究高寒地区日光温室设计理论、建造规程，并进行设施结构优化研究；开展园艺设施光照、光质、温度等环境因子调控园艺作物生长发育及响应因子的研究；依据寒地设施园艺土壤环境变化特性，开展设施土壤健康维护及可持续性技术研究；开展设施园艺作物耕作方式、生物多样性调控连作障碍以及土传病害发生的机理研究。