现代种业重大关键技术包括：全球种质资源利用、传统育种技术与生命科学的融合与创新。
　　现代生物技术育种是发展方向，包括：
　　（一）分子标记辅助育种。分子标记是以个体间遗传物质内核苷酸序列变异为基础的遗传标记，代表基因型选择，不受环境影响。具有高通量、自动化、灵敏度高和稳定性好等特点。
　　目前，跨国种业公司基于新一代测序技术开发出与作物重要农艺性状、产量和抗病抗逆等数量性状紧密连锁的标记或基因内功能标记，对性状进行鉴定与选择，最大限度地剔除环境效应，既提高选择的准确性，又节省人力物力与时间，极大地提高了育种效率和水平，使育种从“经验”变为“科学”。
　　（二）转基因育种技术。转基因育种技术是现代种业的核心技术之一，研究安全高效的遗传转化技术和培育转基因新品种，是推进玉米、大豆和棉花种业发展的重要选择。
　　美国非常重视遗传转化技术研究，主要技术储备和发展方向为：叶绿体转化技术、“清洁”载体技术、无选择标记技术、遗传修饰基因删除技术等。
　　常规育种技术是基础，包括：
　　（一）种质改良与创新。最近十几年，发达国家越来越重视前育种研究，从世界各地引进种质资源，经过系统评估、改良与创新，培育优良自交系，为现代玉米商业育种奠定种质基础。目前，我国也逐渐重视这一关键技术和创新领域。
　　（二）试验组合测试技术。高产稳产的玉米新品种离不开规模化的多年多点测试。跨国种业所有试验站的测试技术实现规模化、数字化、机械化、电子化操作。每个杂交种至少经过150多个试验点和200多个农民地块种植测试才进入商业化。
　　（三）基因型与环境互作及控制技术。基因型与环境互作及控制技术旨在使作物的生理生态性状或产量、品质等生产性状在不同环境中保持稳定，即优良品种要具有调节其表现的能力，使之适应环境变化。
　　双单倍体技术：
　　双单倍体技术特点是选系速度快，仅需2个世代即可获得稳定纯系；操作简单，不需要复杂的设备设施即可开展规模化选系。其核心在于单倍体诱导、鉴别和加倍等环节。
　　目前，国外公司均以秋水仙素和除草剂化学加倍为主，建立了高效的单倍体诱导和鉴别技术；国内研发诱导和鉴别技术，形成了规模化自然加倍和化学加倍技术。一般诱导率为8%~20%，加倍率达到20%以上，初步具备了规模化应用的基础。
　　关键性的辅助育种技术：
　　（一）信息管理平台。信息管理平台是现代育种企业技术链管理与资源整合的基础。跨国公司建立了覆盖全球的育种管理平台和测试网。通过技术集成，完成对基础群体和育种材料的电子化和信息化管理，实现企业内部资源共享。
　　（二）抗逆性鉴定技术。作物抵抗各种生物和非生物胁迫的能力是大面积高产的关键。我国培育的“郑单958”因综合抗逆性强、稳产性好才被广泛种植。在通过转基因技术提高玉米抗虫和抗除草剂等生物胁迫能力的基础上，近年来，大型跨国种业高度重视玉米新品种对非生物胁迫的抗性，采用无损自动检测技术进行高通量的抗性鉴定，尤其是耐旱、耐养分贫瘠的能力和抗病性，一些品种或材料已在美洲、非洲进行测试或试种。
　　（三）品质分析与检测技术。玉米品质因用途而异，检测方法多种多样。近红外光谱分析（NIRS）是目前最成熟和应用最广的测试方法。其优点是分析速度快、检测成本低，无损，国外已将其加载到田间机械上，实现快速在线检测。用核磁共振技术（NMR）测定玉米籽粒油分，比近红外光谱分析方法更精确。对于微量成分，高效液相色谱（HPLC）比传统化学分析方法操作简便、速度更快。
　　有条件的企业应建立动物营养试验室，通过动物试验测定玉米产品的可消化性及营养品质。