W 1954 roku z inicjatywy profesora Stefana Barbackiego został utworzony Zakład Hodowli Roślin PAN. Zakład powołano uchwałą nr 187/54 Sekretariatu Naukowego Prezydium Polskiej Akademii Nauk z dnia 21 grudnia 1954 r. Powstanie Zakładu było realizacją idei profesora Barbackiego stworzenia w Wielkopolsce silnego centrum nauk rolniczych. Powstały Zakład nie miał swojej siedziby i mieścił się w różnych pomieszczeniach, głównie należących do Wyższej Szkoły Rolniczej. Sześć lat później, 1 stycznia 1961 roku, Zakład Hodowli Roślin PAN został połączony z istniejącym od 1952 roku Zakładem Genetyki PAN w Skierniewicach, kierowanym przez profesora Edmunda Malinowskiego. Utworzony w wyniku fuzji Zakład Genetyki Roślin Polskiej Akademii Nauk z siedzibą w Poznaniu stanowić miał, zgodnie z intencją profesora Barbackiego, centrum badań genetycznych nad roślinami uprawnymi. Zakład w Skierniewicach, kierowany przez profesora Malinowskiego, działał jako filialny Ośrodek Badań Genetycznych.

W latach pięćdziesiątych i sześćdziesiątych XX wieku w ramach Zakładu Hodowli Roślin PAN istniało sześć pracowni, których kierownikami byli wybitni uczeni środowiska poznańskiego. Pracownią Genetyki i Hodowli Roślin kierował prof. Stefan Barbacki, Pracownią Fizjologii Roślin - prof. Jerzy Czosnowski, Pracownią Cytogenetyki - prof. Teresa Hulewiczowa, Pracownią Biochemii Roślin - prof. Jerzy Pawełkiewicz, Pracownią Statystyki Matematycznej - prof. Regina Elandt, Pracownią Fitopatologii - prof. Władysław Błaszczak.

Od początku lat siedemdziesiątych XX wieku zainicjowano nowe badania z zakresu genetyki ilościowej, w tym zagadnień dotyczących efektów heterozji i transgresji, a także badania z zakresu genetyki populacji. W tym okresie podjęto również nowatorską na owe czasy tematykę badawczą związaną z kulturami in vitro. Realizowana w tym zakresie problematyka badawcza związana była z analizą procesów różnicowania tkanek i komórek, metodami otrzymywania haploidów i linii podwojonych haploidów poprzez androgenezę i gynogenezę oraz eliminację chromosomów u zbóż, traw i roślin motylkowatych. Metody in vitro zastosowano do uzyskiwania mieszańców oddalonych poprzez kultury niedojrzałych zarodków uzyskanych z krzyżowań międzyrodzajowych. Nowatorskie były także badania nad mutacjami indukowanymi roślin w celu poszerzenia zmienności roślin uprawnych za pomocą fizycznych i chemicznych środków mutagennych. Tematyka badawcza uwzględniała aspekty powstawania mutacji i zwiększania ich częstotliwości, a także pozyskiwania mutantów do analizy genetycznej i praktycznej hodowli roślin uprawnych.

W konsekwencji rozwoju nowych metod badawczych z zakresy genetyki i biologii molekularnej w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku nastąpiły również zmiany w problematyce badawczej Instytutu. Nowe metody badawcze i dostępna nowoczesna aparatura pozwoliła na analizę genomów roślinnych na poziomie struktury DNA, tworzenia map genetycznych i fizycznych genomów, identyfikację genów odpowiedzialnych za ekspresję ważnych cech użytkowych i badanie ich funkcji, a także tworzenie nowych biotechnologii przydatnych w praktyce hodowlanej. W kolejnych latach, wraz z pojawianiem się nowych kierunków w badaniach genetycznych zmianom ulegały także pracownie Instytutu, zarówno pod względem tematyki badawczej, jak i składu osobowego oraz nazwy.

W latach 1970-2012 w Zakładzie Genetyki Roślin PAN / Instytucie Genetyki Roślin PAN działały następujące Pracownie:

• Pracownia Cytogenetyki (1970-2009) -> Cytogenetyki i Biologii Molekularnej (2009-2012)

              Kierownik: prof. dr hab. Tadeusz Kazimierski (1970-1997), prof. dr hab. Zbigniew Zwierzykowski

              (1998-2011), dr Arkadiusz Kosmala (2012),

• Pracownia Embriologii i Hodowli Tkanek Roślinnych (1971-2005)

              Kierownik: prof. dr hab. Maciej Zenkteler (1971-1980), dr Barbara Wojciechowska (1981-2005),

• Pracownia Genetyki Fizjologicznej i Biochemicznej (1971-2002) -> Genetyki Biochemicznej (2002-2004 i 2010-2012),

              Kierownik: prof. dr hab. Janina Przybylska (1970-2002), prof. dr hab. Tadeusz Rorat                

              (2002-2004), prof. dr hab. Bolesław Salmanowicz (2010-2012),

• Pracownia Genetyki Odporności (1972-2012)

              Kierownik: doc. dr hab. Irena Frencel (1972-1998), prof. dr hab. Małgorzata Jędryczka

              (2000-2012),

• Pracownia Genetyki Populacji (1971-1991)

              Kierownik: prof. dr hab. Jerzy Szweykowski (1971-1973), prof. dr hab. Zygmunt Kaczmarek  

              (1973-1991),

• Pracownia Heterozji i Transgresji (1970-1992) -> Genetyki Ilościowej (1992-2012)

              Kierownik: prof. dr hab. Stefan Barbacki (1970-1973), dr Gertruda Kurhańska (1973-1979),

              prof. dr hab. Tadeusz Adamski (1979-2012),

• Pracownia Mieszańców Międzygatunkowych (1973-1986) -> Mieszańców Oddalonych

             (1986-2012)

             Kierownik: prof. dr hab. Stanisław Sulinowski (1973-1990), doc. dr hab. Barbara

             Barcikowska (1990-1998), prof. dr hab. Wojciech Sodkiewicz (1999-2008), dr hab. Halina

             Wiśniewska, prof. IGR PAN (2008-2012),

• Pracownia Mutagenezy (1970-1999) -> Analizy Genomu (1999-2012)

             Kierownik: prof. dr hab. Mirosław Małuszyński (1970-1975), dr Henryk Patyna (1976-1992),

             prof. dr hab. Wojciech Święcicki (1992-2012),

•  Pracownia Statystyki Matematycznej (1970-1973) -> Metod Matematycznych w Genetyce (1973-1993) -> Biometrii (1993-2012)

              Kierownik: prof. dr hab. Tadeusz Caliński (1970-1973), prof. dr hab. Zygmunt Kaczmarek

              (1973-2009), prof. dr hab. Paweł Krajewski (2009-2012),

• Pracownia Immunogenetyki (1972-1987) -> Inżynierii Genetycznej (1987-2000) -> Biologii Molekularnej (2000-2009)

              Kierownik: prof. dr hab. Ignacy Wiatroszak (1972-1993), prof. dr hab. Jerzy Chełkowski

              (1993-2009),

• Pracownia Genetyki Molekularnej (1979-2003) -> Proteomiki (2004-2009)

               Kierownik: doc. dr hab. Sławomir Bartkowiak (1979-2009),

• Pracownia Genomiki Strukturalnej (2003-2012)

               Kierownik: prof. dr hab. Bogdan Wolko (2003-2011), dr hab. Barbara Naganowska, prof. IGR

               PAN (2012),

• Pracownia Genomiki Funkcjonalnej (2004-2012)

              Kierownik: prof. dr hab. Tadeusz Rorat (2004-2012),

• Pracownia Metabolomiki (2010-2012)

              Kierownik: dr hab. Piotr Kachlicki, prof. IGR PAN (2010-2011), dr Łukasz Stępień (2012).

Z dniem 1 stycznia 2013 r. w strukturze organizacyjnej Instytutu nastąpiły duże zmiany. Miały one na celu integrację kadry naukowej w ramach wyznaczonych priorytetowych kierunków badawczych. W miejsce dotychczasowych 10 pracowni powstało 5 zakładów:

1. Zakład Biologii Stresów Środowiskowych - kierownik: prof. dr hab. Tadeusz Rorat,
2. Zakład Biometrii i Bioinformatyki - kierownik: prof. dr hab. Paweł Krajewski,
3. Zakład Biotechnologii - kierownik: prof. dr hab. Tadeusz Adamski,
4. Zakład Genetyki Patogenów i Odporności Roślin - kierownik: prof. dr hab. Małgorzata Jędryczka,
5. Zakład Genomiki - kierownik: prof. dr hab. Wojciech Święcicki.