现代农业省实验室聚焦全球产业前沿、核心技术与重大科学问题，围绕主粮、油料作物及经济作物育种4.0（精准设计育种）的中心目标，在前沿基础研究、应用基础研究、产业技术研究、产业化产品方面开展全链条研究。目前，已组建七大公共科研服务平台，建成7.1万平方米研发及配套设施、2万平方米凤栖研发中心、1200余亩试验基地、5000平方米智能温室、64间人工气候室、16间组培室，配备冷冻电镜、全套质谱分析系统、共聚焦显微镜等先进仪器设备5000余台（套）。聚焦国家重大需求以及关键卡脖子技术进行前沿技术开发，特别是在冷冻电镜解构微观结构领域方面，团队自主研制乙酸等代谢物定型定量分析方法，以及开发原位冷冻制样机等。

现代农业省实验室高度重视高层次人才引育，通过“全职引进”“柔性引进”“双聘联动”等方式，引进、整合一大批国内外现代农业人才，构建起“院士领衔，长江学者、国家杰青为两翼，中青年骨干为支撑”的雁阵人才梯队。实验室拥有各类人员868人，其中院士2人、国家级人才16人、省级人才26人，组建44个独立课题组。2024年12月被批准注册为国家自然科学基金依托单位，依托北京大学现代农业研究院参与共建小麦育种全国重点实验室，获批博士后科研工作站，建设山东省农业生物技术国际联合实验室、山东省作物精准分子设计育种重点实验室等高水平平台。同时，注重加强与高校、科研机构深度合作，已与北京大学、西北农林科技大学等国内外高校联合培养博士后29名、博士49名，为农业科技创新储备新生力量。

目前，现代农业省实验室在打造农业科技创新核心策源地方面已取得显著成效，为赋能打造乡村振兴齐鲁样板提供了坚实支撑。已获批省级及以上科研项目72项，累计发表高水平论文405篇，其中参与合作研究成果在Cell、Nature、Science三大顶刊发表论文13篇，2024年9月首篇以现代农业省实验室为第一完成单位的CNS正刊文章发表在Cell上。申请国内外发明专利114项，获得授权国外发明专利6项、国内发明专利53项。申请植物新品种权40个，26个主粮送审品种，已审定小麦品种2个。2023-2024年，累计完成16项成果实现许可/转让。标志性成果介绍如下：

1. 生物基因组研究。2024年7月，构建全球首个西瓜属超级泛基因组图谱，涵盖7个物种28份材料、32513个基因家族，基于此育成的7个西瓜新品种在全国25个省（市、区）示范推广，成果入选“2024年度中国植物科学重要进展”；2025年2月，构建全球首个葡萄属超级泛基因组图谱，涵盖11份材料，并育成抗病葡萄新品种“紫秀一号”，开发“北大红”葡萄酒品牌，形成全链条创新体系；2025年4月，与小麦育种全国重点实验室合作发表六倍体小麦端粒到端粒完整基因组图谱，为小麦研究及粮食安全提供重要支撑。以上成果均发表于国际高水平期刊《自然—遗传学》。