Bei einjährigen Kulturen führt das JKI Züchtungsforschung durch, deren Ergebnisse von selbstständigen Züchtungsunternehmen aufgegriffen werden, um Sorten für den ökologischen Landbau zu entwickeln. Als für den ökologischen Anbau besonders relevante Kulturen bearbeitet das JKI unter anderem Hafer, Lupinen, Roggen, Luzerne oder Kartoffel, und untersucht Resistenzen gegen saatgutübertragbare Krankheiten in Getreide. In der Gemüsezüchtung arbeitet das JKI in Kooperation mit der Universität Kassel daran, die Trockenstress-Toleranz der Tomate unter ökologischen Anbaubedingungen zu verbessern und krankheitsresistente Gurken-Unterlagen für den ökologischen Anbau zu entwickeln. Zudem wird durch die systematische Erschließung genetischer Ressourcen die Diversität im verfügbaren Sortenspektrum z.B. von Knoblauch für den ökologischen Anbau erweitert.

Eine hohe Diversität der Gene, der Kulturpflanzen und der mit ihnen verbundenen Mikroorganismen können über Resistenzen hinaus die Anpassungsfähigkeit oder Resilienz des Anbausystems stärken. Werden zum Beispiel verschiedene Sorten wechselseitig miteinander gekreuzt und anschließend als „Populationen“ an- und nachgebaut, kann dies deren genetische Anpassungsfähigkeit an verschiedene Umweltbedingungen und Anbausysteme steigern. Das JKI beforscht gemeinsam mit Partnern im „Netzwerk Evolutionsramsch Wintergerste“ solche Gerstenpopulation an elf Standorten, worunter zwei ökologisch bewirtschaftet werden. In einem Beispiel mit Salat für ökologischen Anbau werden mehrere Zuchtlinien mit vergleichbaren Eigenschaften in Mischung angebaut. 

Zur Erhöhung der Diversität gehört auch, Mischanbausysteme weiter zu entwickeln, indem Sorten nach ihrer Eignung für den gemeinsamen Anbau selektiert werden. Das JKI beschreitet hier neue Wege durch die Evaluation genetischer Ressourcen von Linsen, die sich für den Winteranbau in Mischkultur eignen.