Большой вклад в развитие селекции внес выдающийся отечественный ученый Н. И. Вавилов. Он считал, что для успешного создания новых пород и сортов нужно изучать сортовое и видовое разнообразие растений и животных, закономерности изменчивости, влияние внешней среды на развитие признаков и свойств организма, формы искусственного отбора, направленные на закрепление определенных признаков. 
Н. И. Вавилов высказал мысль о том, что генофонд (совокупность всех генотипов особей вида, популяции) диких видов значительно богаче, чем генофонд выведенных человеком пород и сортов. Поэтому при создании новых пород и сортов cледует использовать те полезные признаки, которые имеются у диких предков растений и животных. 
С целью изучения и сохранения генофонда предков культурных растений Н. И. Вавилов организовал свыше 180 экспедиций в разные страны мира. В результате была создана коллекция, которая включала около 1700 видов, свыше 250 тыс. различных образцов сельскохозяйственных растений. Коллекция растений, собранных во время этих экспедиций, постоянно обновляется и используется для выведения новых сортов культурных растений. 
Изучая разнообразие культурных растений, Н. И. Вавилов открыл ряд закономерностей, выделил семь центров видового многообразия культурных растений на Земле (рис. 81). Каждый центр является родиной определенных культурных растений, где сосредоточено наибольшее число сортов, разновидностей данной культуры. Как правило, эти центры приурочены к горным районам, что объясняется разнообразием климатических условий в этих областях. Большинство центров совпадают с очагами древней цивилизации, развитого земледелия (табл. 11). 
Таблица 11 Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову) 
Центр Культурные растения 
Южно-азиатский тропический Рис, сахарный тростник, манго, цитрусовые, банан, кокос 
Восточно - азиатский Просо, соя, гречиха, груша, яблоня, слива, сахарный тростник, некоторые цитрусовые 
Юго-западно-азиатский Мягкая пшеница, горох, чечевица, бобы, виноград, рожь 
Средиземноморский Маслины, клевер, капуста, свекла, лен 
Абиссинский Ячмень, кофе, твердая пшеница 
Центрально-американский Кукуруза, фасоль, тыква, перец, какао, хлопчатник 
Андийский (Южно-американский) Ананас, табак, картофель 
Изучение закономерностей появления растений с наследственно варьирующими признаками позволило Н. И. Вавилову сформулировать закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Суть его заключается в том, 'что генетически близкие виды и роды обладают сходной наследственной изменчивостью. Имеющиеся у одного вида мутации непременно будут выявлены у родственных видов. 
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости по значению в биологии можно сравнить с периодическим законом элементов Д. И. Менделеева в химии. Зная мутации у одного вида, можно предсказать появление сходных мутаций у родственных ему видов. Например, гемофилия бывает у мышей, кошек, человека; мутации альбинизма свойственны всем позвоночным; черная окраска семян может быть у многих злаков - ржи, пшеницы, ячменя, кукурузы и др. , шерсть у грызунов может быть белой, серой, черной или желтой.