Лукьяненко по праву считается одним из выдающихся ученых-аграриев советской эпохи. В своей работе объединил достижения отечественных и зарубежных генетиков.

Родился в станице Ивановской Кубанской области (ныне — Красноармейский район Краснодарского края). Получил высшее образование в Кубанском сельскохозяйственном институте, который окончил в 1926 году. С 1930 по 1956 год работал в Краснодарской селекционной станции, где занимался озимой пшеницей. Затем стал заведующим отделом селекции Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства, который впоследствии был назван его именем.

Лукьяненко известен как создатель новых высокоурожайных сортов озимой пшеницы, которые отличались устойчивостью к полеганию и заболеваниям. Его работы позволили значительно повысить урожайность зерновых культур в Краснодарском крае и других регионах страны. Использовал метод внутривидовой гибридизации отдаленных форм озимой пшеницы и последующий отбор, ускоренные схемы селекции в теплицах и камерах. Создавал низкорослые сорта озимой пшеницы. На госсортоиспытание были переданы 46 сортов пшеницы, выведенных Лукьяненко; 25 из них были районированы .

Под его руководством были выведены такие известные сорта, как «Безостая-1», «Кавказ» и «Аврора». Посевы «Безостой-1» занимали большие площади в СССР, Восточной Европе, Иране, Турции, а также в других засушливых регионах (в конце 1960-х годов — по крайней мере 13 млн га, а к 1972 году «Безостая-1» занимала уже 18 млн га).

За свои достижения Лукьяненко был удостоен множества наград, в том числе звания Героя Социалистического Труда и Ленинской премии. Кроме того, он являлся членом-корреспондентом Академии наук СССР.