Structure et évolution des génomes végétaux : Il s'agit de comprendre l’organisation et l'évolution des génomes des plantes, les mécanismes de régulation et d’expression des gènes (épigénétique, dynamique de la chromatine…), les interactions entre génomes nucléaire et cytoplasmique (Arabidopsis, colza, radis)…

Réponse des plantes aux contraintes de l’environnement: Les chercheurs analysent les mécanismes d’utilisation de l’azote et leur efficacité (obtenir de nouveaux génotypes de maïs et de blé, réduire la fertilisation azotée…), la qualité de la graine (source importante de produits alimentaires et industriels), les stratégies adaptatives des plantes et les facteurs génétiques et épigénétiques de leur variabilité (tolérance au froid, à la sécheresse, aux maladies et parasites)…

Biologie du développement des plantes : étudier la mise en place du cytosquelette et de la paroi cellulaire (cellulose, pectines et lignine), la différenciation des tissus vasculaires (phloème), l’architecture des plantes (pois, mousse), la morphogénèse (fonctionnement des méristèmes, rôle des hormones végétales), la reproduction (méiose, recombinaison, gamétogenèse), la croissance foliaire et racinaire, le métabolisme et la germination de la graine…

Ces recherches s’appuient essentiellement sur une plante modèle Arabidopsis thaliana, mêmesi les chercheurs développent également des recherche sur deux autres plantes modèles: la mousse Physcomitrella patens et la graminée Brachypodium distachyon.  L’objectif est de transférer les connaissances obtenues vers les espèces cultivées, dont le pois.

Etude des caractères à déterminisme génétique complexe: sur le blé et le maïs les chercheurs mènent des recherches pour comprendre comment un caractère peut être gouverné par de nombreux gènes, ce qui a des implications en terme de méthodologie de la sélection et gestion des ressources génétiques. Ils analysent particulièrement des caractères quantitatifs choisis pour leur intérêt agronomique ou pour la compréhension de mécanismes évolutifs (résistance la la sécheresse notamment).