В состав отдела фундаментальных исследований входят лаборатории генетики и биотехнологии, физиологии и биохимии растений. Проводимые исследования направлены на расширение и сохранение биологического разнообразия культивируемых видов зернобобовых и крупяных культур; изучение и выявление механизмов генетического контроля важнейших хозяйственно полезных признаков; разработку методов повышения иммунных свойств, диагностики и интегрированных систем защиты растений от вредителей и болезней, принципов и методов управления формообразовательным процессом высших эукариот на примере представителей семейств Fabacea, Polygonaceae, Poaceae.