อพ.สธ. ได้กำหนดกรอบการดำเนินงานโครงการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ ระยะ 5 ปีที่สี่ (ตุลาคม พ.ศ. 2549-กันยายน พ.ศ. 2554) ดังนี้
1. กรอบการเรียนรู้ทรัพยากร เพื่อพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพการดำเนินงานด้านบริหารจัดการปกปักพันธุกรรมพืช สำรวจเก็บรวบรวมพันธุกรรมพืช และปลูกรักษาพันธุกรรมพืช
กิจกรรมที่ 1 กิจกรรมปกปักพันธุกรรมพืชในเขตพื้นที่ป่าธรรมชาติ นอกเขตพื้นที่รับผิดชอบของกรมป่าไม้ และกรมอุทยานแห่งชาติ สัตว์ป่า และพันธุ์พืช โดยสนับสนุนให้ทำการสำรวจ ทำรหัสประจำต้น และขึ้นทะเบียนพันธุกรรมในพื้นที่ป่าในสถาบันการศึกษา ป่าในศูนย์วิจัยและสถานีทดลอง ป่าที่ประชาชนร่วมใจกันปกปักรักษา
กิจกรรมที่ 2 กิจกรรมสำรวจเก็บรวบรวมพันธุกรรมพืชที่กำลังจะเปลี่ยนแปลงหรือสูญสิ้นจากการพัฒนา เช่น จากการทำอ่างเก็บน้ำ ทำถนน การพัฒนาเปลี่ยนแปลงจากป่าธรรมชาติเป็นพื้นที่เกษตรกรรม หรือการทำโรงงานอุตสาหกรรม การจัดทำบ้านจัดสรร ฯลฯ โดยส่งเจ้าหน้าที่และอาสาสมัคร ออกสำรวจเก็บรวบรวม ในรูปเมล็ด กิ่ง ต้น เป็นการดำเนินการนอกพื้นที่ในความรับผิดชอบของกรมป่าไม้
กิจกรรมที่ 3 กิจกรรมปลูกรักษาพันธุกรรมพืช เพาะปลูกในพื้นที่ที่ปลอดภัย ในศูนย์การศึกษาการพัฒนาอันเนื่องมาจากพระราชดำริฯ ที่มีอยู่ 6 ศูนย์ทั่วประเทศ ในพื้นที่ศูนย์วิจัยและสถานีทดลองของกรมวิชาการเกษตร พื้นที่ที่จังหวัดหรือสถาบันการศึกษาที่เข้าร่วมสนองพระราชดำริ มีการแลกเปลี่ยนและฝากเพาะ ขยาย พันธุ์ และดูแลรักษา
2. กรอบการใช้ประโยชน์ เพื่อพัฒนาและเพิ่มประสิทธิภาพด้านการบริหารจัดการ การดำเนินงานให้เป็นไปในทิศทางเดียวกันและเอื้อประโยชน์ต่อกัน พัฒนาระบบข้อมูลสารสนเทศให้เป็นเอกภาพ สมบูรณ์และเป็นปัจจุบัน
กิจกรรมที่ 4 กิจกรรมอนุรักษ์และใช้ประโยชน์พันธุกรรมพืช ศึกษาประเมินพันธุกรรมพืช ที่สำรวจเก็บรวบรวมมาปลูกรักษาไว้ ในสภาพธรรมชาติแปลงทดลอง ในด้านสัณฐานวิทยา ชีววิทยา สรีรวิทยา การปลูกเลี้ยง การเขตกรรม สำหรับในห้องปฏิบัติการมีการศึกษาด้านโภชนาการ องค์ประกอบ รงควัตถุ กลิ่น การใช้ประโยชน์ในด้านอื่นๆ เพื่อศึกษาคุณสมบัติ คุณภาพ ในแต่ละสายต้น การดำเนินงานวิจัยในกิจกรรมที่ 4 นี้ เป็นการดำเนินงานโดยความร่วมมือของเจ้าหน้าที่นักวิจัยของ อพ.สธ. และนักวิจัยของหน่วยงานที่ร่วมสนองพระราชดำริฯ ต่างๆ
กิจกรรมที่ 5 กิจกรรมศูนย์ข้อมูลพันธุกรรมพืช จัดตั้งธนาคารข้อมูลพันธุกรรมพืช พ.ศ. 2537 สวนจิตรลดา หอพรรณไม้ กรมป่าไม้ พิพิธภัณฑ์พืช กรมวิชาการเกษตร และพิพิธภัณฑ์พืชมหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์
กิจกรรมที่ 6 กิจกรรมวางแผนพัฒนาพันธุ์พืช นำข้อมูลจากศูนย์ข้อมูลพันธุกรรมพืชที่ได้จากการศึกษา ประเมิน การสำรวจเก็บรวบรวม การปลูกรักษาพันธุกรรมพืชที่มีนำมาให้ผู้ทรงคุณวุฒิศึกษาและวางแผนพัฒนาพันธุ์พืช เพื่อให้มีพันธุ์ตามความต้องการในอนาคต โดยเป็นการวางแผนระยะยาว 30 ปี 50 ปี
3. กรอบการสร้างจิตสำนึก เพื่อให้เยาวชนนักเรียน นิสิตนักศึกษา และบุคคลทั่วไป ได้มีความรู้เกี่ยวกับพืชพันธุ์ไม้ และการอนุรักษ์ จนตระหนักถึงความสำคัญและประโยชน์ของการอนุรักษ์พันธุกรรมพืชที่ก่อประโยชน์ต่อมหาชนชาวไทย
กิจกรรมที่ 7 กิจกรรมสร้างจิตสำนึกในการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช จัดงานสวนพฤกษศาสตร์โรงเรียน งานพิพิธภัณฑ์พืช เพื่อเป็นสื่อในการสร้างจิตสำนึกด้านอนุรักษ์พันธุกรรมพืช โดยให้เยาวชนนั้นได้ใกล้ชิดกับพืชพรรณไม้ เห็นคุณค่าประโยชน์ ความสวยงาม อันจะก่อให้เกิดสำนึกในการอนุรักษ์พรรณพืชต่อไป
กิจกรรมที่ 8 กิจกรรมพิเศษสนับสนุนการอนุรักษ์พันธุกรรมพืช จัดตั้งขึ้นเพื่อดำเนินการสนับสนุน เปิดโอกาสให้หน่วยงานต่าง ๆ เข้าร่วมสนับสนุนงานของ อพ.สธ. ในรูปแบบต่าง ๆ ไม่ว่าจะเป็นทุนสนับสนุนในกิจกรรมต่าง ๆ ของ อพ.สธ. หรือดำเนินงานที่เกี่ยวข้องและสนับสนุนกิจกรรมต่าง ๆ ของ อพ.สธ. โดยอยู่ในกรอบของแผนแม่บท เปิดโอกาสให้เยาวชนและบุคคลได้ศึกษาหาความรู้เกี่ยวกับทรัพยากร ธรรมชาติในสาขาต่างๆ มีคณาจารย์ผู้เชี่ยวชาญในแต่ละสาขาให้คำแนะนำ และให้แนวทางการศึกษา จะเป็นผู้นำในการถ่ายทอดความรู้และสร้างจิตสำนึกในการอนุรักษ์ทรัพยากรของประเทศให้แก่เยาวชนต่อไป
กรมวิทยาศาสตร์บริการ (วศ.) ได้เข้าร่วมสนองพระราชดำริฯ ในโครงการ อพ.สธ. โดยดำเนินการในกิจกรรมที่ 4 และกิจกรรมที่ 8 โดยทำหน้าที่ด้านการวิเคราะห์ทดสอบสารอาหารและองค์ประกอบสำคัญของผลไม้ในท้องถิ่นไทยที่หายากและใกล้จะสูญพันธุ์ เช่น มะเกี๋ยง มะตูม ผลต๋าว (ลูกตาวหรือลูกชิด) เพื่อใช้เป็นข้อมูลอ้างอิงด้านคุณค่าทางโภชนาการ สารองค์ประกอบ รงควัตถุ วิตามินและแร่ธาตุ เพื่อการปกปักรักษาพันธุกรรมดั้งเดิมและคัดเลือกสายพันธุ์เด่น ซึ่งจะก่อประโยชน์ต่อท้องถิ่น การอนุรักษ์ และการใช้ประโยชน์อย่างยั่งยืน