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Se creó en abril de 1921 por la Junta de Ampliación de Estudios e Investigaciones Científicas (JAE), presidida por el Premio Nobel Santiago Ramón y Cajal, con el cometido de desarrollar investigaciones relacionadas con los problemas de la agricultura gallega. En 1939 pasó a depender del recién creado CSIC.
Se ubicó originariamente en la Escuela de Veterinaria de Santiago de Compostela (actual sede del Parlamento de Galicia), bajo la dirección de Cruz Gallástegui. En 1927 se trasladó a la finca La Tablada, en Pontevedra, y en 1928 a su ubicación actual en la parroquia de Salcedo, Pontevedra, en una propiedad de la Diputación Provincia de 12 hectáreas, de las que diez son cultivables, y tres edificios (Pazo de Gandarón/Palacio de Salcedo, Cruz Gallástegui y Miguel Odriozola), además de varias naves de servicios.
El Pazo fue mandado construir por el arzobispo Sebastián Malvar Pinto a finales del siglo XVIII. Cuenta con un jardín con numerosas especies vegetales ornamentales, destacando la colección de camelias. Se rehabilitó en 2007 y alberga los despachos e instalaciones del grupo Genética y Mejora de Maíz, el Servicio de Biología Molecular, además de Dirección, Administración y Servicios, Salón de Actos, Sala de Juntas y cafetería.
El edificio Cruz Gallástegui se construyó en 1960 por el arquitecto Alejandro de la Sota (Premio Nacional de Arquitectura). Alberga los despachos e instalaciones de los grupos Viticultura, Genética, Mejora y Bioquímica de Brásicas, Genética y Ecología Forestal y Ecología Evolutiva de las Interacciones Planta-Herbívoro, además de la Biblioteca.
Edificio Miguel Odriozola. Se construyó en 1940 para albergar la piara de cerdos que sirvió de base para trabajos científicos sobre genética animal, línea iniciada por el investigador de que lleva el nombre. Alberga los despachos e instalaciones de los grupos Biología de Agrosistemas, Genética del Desarrollo de Plantas, así como laboratorios compartidos con otros grupos e instalaciones generales.
Instituto propio del CSIC. Se dedica a la investigación agraria y forestal, ocupándose de los principales cultivos de Galicia como maíz, leguminosas y brásicas, así como de especies leñosas como la vid, el olivo, los pinos y los robles.
Su línea de investigación global de la MBG versa sobre los procesos genéticos, bioquímicos, metabólicos, moleculares, ecológicos y evolutivos que son relevantes para hacer más sostenible la agricultura y silvicultura, centrándose en diversas especies hortícolas, cereales y leñosas ampliamente cultivadas. El enfoque es integrador, intentando abordar simultáneamente los tres aspectos: resistencia-productividad-calidad.
Se estructura en dos departamentos (Genética y Mejora Vegetal, Viticultura y Forestal) y siete grupos de investigación:
Su Biblioteca alberga una colección híbrida, con numerosos ejemplares electrónicos y una colección física con más de 6.000 monografías relacionadas con las disciplinas de las líneas de investigación del Instituto. Se conservan libros y revistas en los idiomas originales (inglés y alemán), seleccionados en su época entre los mejores sobre biología y genética a los que se añaden otros autores clásicos de la estadística aplicada a la biología. Tiene libros de los años 20, 30 o 40, algunos con el sello de la Junta de Intercambio y Adquisición de Libros y Revistas para Bibliotecas Públicas, creada en 1931 por la Segunda República.