（一）农作物遗传育种

是杨凌农科城的优势和重点发展学科。从事该项研究工作的科技人员达300多人， 其中有高级科技人员100多人， 中科院院士2人。在小麦育种方面， 杨凌农科城依据它得天独厚的地理、气候条件，从遗传、育种到栽培、病虫害防治再到技术推广和加工等， 有一支强大的科研队伍。以常规育种为基础， 并充分采用远缘杂交、辐射育种、杂交种优势利用、生物工程育种等现代育种手段， 开展全方位的小麦育种工作。其育种手段和科技实力在国内遥遥领先， 在国际小麦育种界也占据一定的位置。育种目标由40年代的增产， 50年代的抗病， 60年代的抗病虫、防倒伏， 70～80年代转向多抗、优质、丰产、专用方向发展。先后共培育和引进上百个优良小麦新品种， 使小麦单产由不到100千克稳定增长到300千克以上。并在我国小麦主产区黄淮流域及北方麦区累计推广面积达1.33多亿公顷， 实现了陕西乃至黄淮流域小麦品种五次大范围的更新换代。据有关部门统计， 在全国推广种植面积最大的6个小麦新品种中， 杨凌农科城培育的 “碧蚂1号”、“丰产3号”、“小偃6号”、“陕7859”就属其中的4个， 累计增产小麦千亿千克以上， 为我国农业进步和小麦生产的发展， 做出了巨大的贡献。全国劳模、中科院院士、著名小麦育种学家赵洪璋教授培育的 “碧蚂1号”、“丰产3号”、“矮丰3号” 等优良品种， 把中国北方小麦从50年代亩产70千克左右提高到200千克，继而又提高到300千克以上。“碧蚂1号” 小麦， 在1950—1965年的15年间， 累计种植面积达0.6亿多公顷， 创造了世界上一个小麦品种推广种植面积的最高纪录。他的研究成果， 在1978年全国科学大会上获得三项大奖。中科院院士、著名小麦遗传育种学家、原西北植物研究所所长、中科院副院长李振声研究员， 利用小麦与长穗偃麦草进行远缘杂交， 培育出的小偃系列小麦新品种， 品质优、抗性强、适应性广、高产稳产， 亩产达350～450千克， 累计推广0.067亿多公顷。其中小偃6号小麦新品种被定为国家级品种， 获1985年国家发明一等奖和陈嘉庚农业科学奖。该所李璋研究员， 继小偃6号之后， 近年又主持选育出小偃107、小偃168、小偃246等小麦新品种。小偃107受到国家计委、国家科委、财政部和中科院的表彰奖励， 获1993年陕西省科技进步一等奖， 1994年被列入国家重点推广项目。省农科院著名小麦育种学家宁锟研究员， 于80年代末选育成的 “陕7859”小麦新品种， 先后通过了陕西、河南、安徽、江苏4省正式审定。1985—1995年累计推广种植600多万公顷， 获1990年国家科技进步一等奖。近年培育成的“陕229”小麦新品种， 以其优质、多抗、高产， 获1995年陕西省科技进步一等奖， 并被列入国家重点科技推广项目和丰收计划。另外， 西北农大的杨天章教授、何蓓茹教授、西北植物研究所的陈漱阳研究员、省农科院的薛秀庄研究员等， 利用杂种优势、远缘杂交、生物工程等现代育种手段培育出的一批很有苗头的小麦新品种， 部分正在进行区域试验。又一批强优势小麦新品种， 在我国黄淮和北方麦区生产实践中大面积推广应用， 指日可待。
在玉米育种方面， 著名玉米育种专家林季周研究员等培育的武字号 “武105”、“武206”玉米自交系和陕字号 “陕玉661”、“陕单1号”、“陕单7号”、“陕单9号” 玉米杂交种， 在陕、甘、川、豫等省累计推广种植达0.13亿多公顷， 使陕西省玉米实现了杂种化， 单产由不到100千克提高到400千克左右。近年来， 该院的温振民研究员又主持育成了新一代强优玉米杂交种 “陕单911”， 株型紧凑、生长势强、抗性强、大穗、高产、稳产， 区试亩产高达800千克以上。此外， 一批正在参加区试的玉米新品种 “陕单902”、“西农11”、“西农17”、“高农1号”、“高农4号” 等， 可望很快在生产中大面积推广种植。
在棉花育种方面， 省农科院棉花研究所的王远、蒋克明研究员等， 在老一代著名棉花专家俞启葆研究员的指导下， 着重针对棉花主要病害——枯、黄萎病， 同时注重于其品质和产量的提高。连续多年在重病地进行选育研究， 先后培育出 “陕棉4号”、“陕棉401”、“陕棉1155”等多个棉花优良品种。其中 “陕棉4号” 和 “陕棉401”， 分别获1978年省和全国科学大会奖。“陕棉1155”高抗枯萎兼抗黄萎病， 丰产性好， 亩产70～120千克， 累计推广达20多万公顷，获1984年国家发明三等奖。从60年代以来， 蒋克明等还对该所培育的10多个优质、抗病品种进行抗性遗传规律及育种方法研究， 证明陕西棉花抗病品种及资源的枯、黄萎病指数较抗病的 “中棉3号”、“川57～681” 分别减少79%～99.9%和5%～99.9%, 黄萎病指数较美棉抗病品种减少32.3%～42.6%。且陕棉抗病品种适应性广， 国内外利用陕棉品种作抗病资源育成的抗病品种65个， 其中直接选育的26个， 作亲本的36个， 有22个品种已大面积推广。该项研究成果获1986年省科技进步二等奖。
在油菜育种方面， 50年代中期， 省农科院特作所的科技人员引进华北甘蓝型 “跃进油菜”， 逐步代替当地种植的白菜型 “关中油菜”， 产量提高11%，揭开了关中地区种植甘蓝型油菜的历史， 实现了油菜品种的一次变革。与此同时， 又从中选育出比 “跃进油菜”增产18%以上的 “陕油110” 油菜新品种， 获1978年省科学大会奖。80年代他们根据不同地域的生态类型， 分别选育出适宜关中灌区及旱原水地种植的 “秦油3号” 油菜新品种和适宜渭北旱原种植的“74-1”低芥酸甘白油菜等新品种。“低芥酸甘白油菜”新品种以其抗旱、抗寒、抗病、丰产等优良性状， 开创了渭北旱塬地区油菜高产的新途径， 亩产130～150千克。“秦油3号” 亩产一般达175千克，获1990年省科技进步二等奖。
另外， 杨凌农科城各科教单位还在谷子、大豆、红薯、芝麻、甜菜等多种小杂粮及特种经济作物上也培育出一批优良新品种。辐射和推广到全国各地， 取得了显著的社会、经济和生态效益。据统计， 近年来杨凌农科城各科教单位每年向省内外推广各种作物良种250多万千克， 林果种苗近百万株， 畜禽良种130多万头 （只）, 为发展我国 “两高一优”农业做出了应有贡献。