瓦维洛夫在瑞士植物学家A.P.德堪多所著《栽培植物起源》(1883)的影响下，从1920年起率领一支植物采集远征队，经过10余年的实地考察，先后到达60个国家，采集了30余万份栽培植物及其近缘植物标本和种子，除用林奈氏命名法整理定名外，还选择其中的一些主要栽培植物在若干地点种植观察，从形态学、细胞学、遗传学、抗病力和适应生态环境能力方面入手，鉴别瞅许多新亚种和变种，然后用地理区分法观察分布状态，发现栽培植物物种在世界各地的分布很不平衡。有些地区种类很丰富，有些地区则很贫乏。他将物种变异最丰富的集中地区称为起源中心或基因中心，或遗传多样化中心。中心地区显性基因频率高，是栽培植物最初被人类驯化的地点,也就是原生起源中心。当这些已驯化的植物,由原生起源中心向四周扩散到边缘地区，由于植物间的隔离和本身自交结果，隐性基因逐渐发生并繁育，多样化减少，在被隐性基因性状植物所控制的地区，即形成该种植物的次生起源中心。瓦维洛夫1926年发表此学说后，不断补充修订，到1935年提出将全世界划分出 8个栽培植物起源中心地区，即:中国、印度(含热带亚洲副区)、中亚、近东、地中海区域、埃塞俄比亚、墨西哥南部和中美洲、南美洲西部(含奇洛埃岛副区)。这 8个中心彼此为沙漠、山脉或海洋所隔离，分别发展为独立的农业起源地,彼此很少相互影响。除了栽培植物不同外,所用农具、耕畜和农艺方法也不同。瓦维洛夫列举了重要栽培植物640种，有500多种在东半球,100多种在西半球。在东半球栽培植物约有三分之二起源于南亚热带山区，而在西半球则多分布在热带的纵长山地区域。不同中心的栽培植物虽有相近的种类，但形态和染色体均有差别。有些植物如葡萄、鹰嘴豆等有几处发源地，形成不同的生态种。许多植物经传播后形成次生起源中心或在小范围形成小中心。
这一学说发表后，对国际遗传界和植物育种界发生很大影响，引起了对栽培植物起源中心的研究热潮。许多国家的研究机构组织远征采集队到一些栽培植物的起源中心去搜寻新的基因资源作人工育种和研究的材料。随着研究的深入和研究植物种类的增多，除了他的变异多样化中心学说的重要性仍受到肯定外，也对他的一些论点提出了修订意见。如有些栽培植物的起源中心无法证明是显性基因的集中地点;另一些栽培植物变异多样化地点也并不是起源地点，还有更多的栽培植物不能包括在原来8个狭小的中心区域之内。苏联П.М.茹可夫斯基1968年在瓦维洛夫原有学说的基础上，进一步把全世界划分为12个大基因中心,代替原有的8个起源中心。这12个中心是:
①东亚中心。主体为中国东部、日本、朝鲜，原生起源栽培植物有粟、稷、山药、大豆、赤小豆、稻、白菜、中国芜菁、萝卜、茭白、冬葵、中国蒜、春葱、桃、光核桃、梅、杏、海棠、沙果、沙梨、白梨、红李、枇杷、山楂、猕猴桃、柿、甜橙、荔枝、龙眼、蛇莓、中国橄榄、银杏、中国板栗、茶、桑、油桐、漆、大麻、苎麻、人参、肉桂、樟等。一种看法认为:稻的原生起源地点在中国云南西部和印度阿萨姆一带。但也有许多学者认为:稻的原生起源地点应在长江流域。
②东南亚中心。包括中国云南西南部及印度支那各国、菲律宾等。原生起源栽培植物有各种芋类、蒟蒻、薏苡、四季柑、柚、香蕉、菠萝蜜、榴莲、杧果、甘蔗、椰子、黑胡椒等。
③澳大利亚中心。主要为桉属()植物的原生起源地，多达数百种，传播世界各地。
④印度中心。包括印度及邻近各国，原生起源的有稻、芒稷、雀稗、黄瓜、丝瓜、蛇瓜、树棉、茄、姜、柑橘、蛾豆、绿豆、田菁、香茅、胡椒等。
⑤中亚中心。包括中国新疆、苏联中亚各共和国、阿富汗、伊朗等地，原生起源的有密穗小麦、圆锥小麦、燕麦、蚕豆、菠菜、胡萝卜、洋葱、苜蓿、亚麻、罂粟、阿月浑子、沙枣、核桃、巴旦杏、刺桃、苹果、葡萄等。
⑥西亚中心。包括西亚各阿拉伯国家、以色列、土耳其、苏联外高加索各共和国。普通小麦及各种麦类起源于此。还有鹰嘴豆、兵豆、豌豆、韭葱、甘蓝、石榴、榅桲、甜樱桃、西洋梨、欧洲粟、红花、甜菜等。
⑦地中海区域中心。起源于此的有甜菜、洋橄榄、油用亚麻、羽扇豆、鹰爪豆、芸薹、甘蓝原种和变异种花椰菜、卷心菜、欧芹、茴香、芜荽、颠茄、除虫菊、葡萄等。
⑧非洲中心。起源于此的有高粱、龙爪稷、各种薯蓣、紫花扁豆、豇豆、刀豆、木豆、西瓜、甜瓜、葫芦、芥菜、草棉、咖啡、芝麻、椰枣、酒椰、蓖麻等。
⑨欧洲和西伯利亚中心。大部分栽培植物为引入，原产于此的有矮扁桃、花秋果、欧洲草莓、复盆子、黑莓、网茅(大米草)，驯化栽培的牧草有大爪草、剪股颖、雀麦、看麦娘、黄芪、小冠花、山黧豆、黄花苜蓿、草木樨、车轴草等。
⑩南美中心。原生起源的主要有马铃薯、花生、番茄、烟草、可可、凤梨、巴西橡胶、籽粒苋、藜谷、姜芋、冬南瓜、香蕉瓜、洋刀豆、利马豆、树番茄、巴西番石榴、西番莲、海岛棉、巴西胡椒、古柯、金鸡纳等。
中美及墨西哥中心。为美洲农业起源地，起源于此的有玉米、甘薯、木薯、陆地棉、剑麻、菜豆、灯笼椒、西葫芦、鳄梨、番荔枝、番木瓜、危地马拉核桃、龙舌兰、晚香玉等。
北美中心。起源于此的主要有向日葵，菊芋、糖槭、美国柿、美国栗、美洲李、弗吉尼亚草莓、美国人参等。
