Die Pflanzen, mit denen an den Botanischen Instituten geforscht wird, werden in den Versuchsgewächshäusern des Botanischen Gartens hochgezogen und vermehrt. Im Zentrum stehen dabei die molekulargenetischen Modellpflanzen Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana), Reis (Oryza sativa), Tabak (Nicotiana tabacum) und Weinrebe (Vitis vinifera). Die hier aufgebauten Kollektionen von Mutanten und transgenen Linien sind ein unerlässliches Werkzeug, um die molekularen Grundlagen von Entwicklung, Wachstum und Stoffwechsel zu verstehen.
Die Arbeit mit diesen Modellpflanzen wird zunehmend durch Ansätze ergänzt, wo man angewandte Aspekte von Nutzpflanzen mit Hilfe von evolutionsbiologischen Ansätzen untersucht. Beispielsweise gibt es eine auch von anderen Forschungsinstiutionen intensiv genutzte Sammlung von Wildreben, die für die Analyse der pflanzlichen Abwehr eingesetzt werden.
Im Bereich der Lebensmittelchemie werden Referenzpflanzen für die Lebensmitteldiagnostik kultiviert, die nicht nur immer häufiger von den Lebensmitteluntersuchungsämtern angefordert werden, sondern auch für ein neues Forschungsfeld (Botanische Lebensmitteldiagnostik / Molekulare Phylogenie von neuartigen Lebensmitteln wie z. B. Ayurveda-Pflanzen) eingesetzt werden. Dies beginnt sich inzwischen auch in der Auftragsforschung niederzuschlagen; ein Beispiel hierfür ist die Molekulare Identifizierung von Pflanzen Traditioneller Chinesischer Medizin der Fa. Phytocomm aus Kehl.
