小麦细胞遗传研究所在刘大钧院士的带领下，长期致力于小麦遗传资源开发与创新、基因组学和小麦品种改良等研究。研究室现有专职研究人员11名(其中院士1名、教授2名、副教授4名)。常年有博士研究生、硕士研究生、博士后研究人员、访问学者等流动研究人员约50人。
       小麦细胞遗传研究所主要开展以下研究：阐明以小麦为主的重要栽培植物及亲缘种属的基因结构与功能以及重要农艺性状的遗传规律；以细胞遗传学、分子遗传学、基因工程为基础，与其他相关学科紧密结合，探索和发展小麦育种的新方法、新技术，发掘、鉴别和利用外源物种的有益基因资源；以分子标记、遗传工程为重要技术手段，结合常规育种，不断选育高产、优质、抗病新种质和新品种。具体包括：1）通过对小麦及其近缘物种的基因组研究，探明其亲缘关系及起源演化，为进一步转移和利用外源有益基因资源提供信息和依据。2）开展以植物染色体工程为起点的植物遗传工程，将亲缘植物的染色体、染色体片段及其所携有用基因导入栽培植物（以小麦为主），创造优异的新种质资源。3）综合运用当代分子、细胞遗传学最新技术，定位、克隆与转移外源有用基因，并在此基础上培育目标性状有所突破的新品种、新品系。
       “九五”、“十五”、“十一五”期间，小麦细胞遗传研究所共承担美国麦氏基金会资助，国家“973”项目、“863”计划、国家转基因专项、国家自然科学基金项目等各类科研项目80余项，项目总经费2000多万元。近年来已发表论文300多篇，其中SCI收录论文50多篇，专著10本（主编4本，参编6本）。获国家级奖励12项。申请专利7项，获得专利4项。培养博士后1人、博士研究生50余人、硕士研究生100余人。
       近十年来，在国家863、973等项目的支持下，开展小麦分子标记育种、基因克隆和转基因育种研究。首次发现了广谱高抗小麦抗白粉病基因Pm21,创造了携带该基因的优良新种质，该种质对现有条锈病生理小种也表现良好的抗性，被国内外育种家利用已育成10余个小麦新品种；创造了多个抗赤霉病新种质，相关研究得到美国麦氏基金连续十年、三轮的资助；创造了抗小麦黄花叶病、耐盐等新种质；开发或筛选出多个与小麦重要基因连锁的分子标记，并应用于分子标记辅助选择；与江苏里下河地区农科所合作，育成小麦新品种8个，十五期间５年累计推广面积4649.5万亩，还育成一批有特色的小麦新品系，已经进入区域试验或生产试验，有望育成可以在生产上大面积推广的小麦新品种；克隆了多个抗病相关基因，获得涉及不同基因的转基因新材料。
       小麦细胞遗传研究所与中国科学院遗传和发育生物学研究所、中国农业科学院、江苏省里下河地区农业科学研究院等建有合作关系；国际上与墨西哥国际小麦玉米改良中心、国际原子能机构(IAEA)、美国堪萨斯州立大学、美国威斯康辛大学等建有合作和学术交流的联系。

现任团队负责人：陈佩度 教授