Dr. Itumeleng Moroenyane se navorsingsbelangstellings is gesentreer op die begrip van die ingewikkelde verhoudings tussen plante en hul geassosieerde mikrobiese gemeenskappe, met 'n fokus op hoe hierdie interaksies bydra tot plantgesondheid, produktiwiteit en veerkragtigheid, veral in reaksie op omgewingstressors soos droogte en hitte. Sy werk ondersoek die konsep van die holobiont, en beskou plante en hul mikrobiome as 'n geïntegreerde stelsel wat saam ontwikkel. Deur die mikrobiese faktore wat plantgroei en stresverdraagsaamheid beïnvloed, te ondersoek, poog sy navorsing om volhoubare strategieë te identifiseer om landbouproduktiwiteit en voedselsekerheid onder veranderende klimaatstoestande te verbeter.