L. usitatissimura имеет в диплоидном наборе 30 хромосом. Хромосомы мелкие, вследствие чего кариотип вида слабо изучен. Генетическая природа таких признаков, как окраска лепестков цветка и пыльников, форма поверхности лепестков, окраска семенной кожуры довольно сложна. Считают, что окраску лепестков обусловливают 8—10 генов. Взаимодействие их носит комплементарный и модифицирующий характер, благодаря чему изменяется тон и интенсивность окраски. Имеется ген, определяющий равномерность распределения окраски по поверхности лепестка. Окраску пыльников, форму поверхности лепестков и окраску семенной кожуры семян контролируют некоторые из генов, обусловливающих окраску лепестков. Но имеются н специфические аллели. Характер взаимодействия генов таков, что при скрещивании гомозиготных форм в F1 голубой цвет лепестков и пыльников доминирует над другой окраской, гладкость лепестков — над гофрированностью.

Цвет семенной кожуры контролируется тремя генами D, М и G. Ген G — основной, D и М — модификаторы. Совокупность их доминантных аллелей обусловливает коричневый цвет кожуры. Рецессивный аллель основного гена в сочетании с рецессивными аллелями 1 модификаторов или с одним доминантным аллалем любого из генов — 1 модификаторов (mdg, Mdg, mDg) дает желтый цвет, то же сочетание при доминантном аллеле основного гена—серый, комбинация MDg— желто-коричневый.

Важнейший хозяйственный признак — высота растений — контролируется полигенно. При этом проявляется кумулятивный эффект доминантных аллелей. Большинство других хозяйственно-ценных признаков льна также определяется многими генами. Исключение составляет устойчивость к различным расам ржавчины. Хотя индийские ученые обнаружили по крайней мере 19 пар аллелей, определяющих устойчивость к ржавчине у различных разновидностей льна (по другим источникам их 25), но устойчивость к определенной расе может обеспечиваться одним доминантным аллелем или комплементарным, а в других случаях дупликатным действием двух доминантных генов. На примере взаимоотношений ржавчинного гриба и растения льна X. Флор разработал принцип сопряженности генетических систем паразита и хозяина, получивший название «ген на ген». Согласно этому принципу, восприимчивость того или иного ( сорта к определенной расе патогена объясняется тем, что каждому гену устойчивости соответствует специфический ген вирулентности в генетической системе паразита. Это результат параллельной селекции и эволюции растения-хозяина и патогена.