水稻(Oryza sativa L.)是世界重要粮食作物之一,其种植面积占粮食作物总面积的30%左右，而稻谷产量则占粮食总产的40%以上，全世界约56%人口以其为主食。中国是世界生产和消费大国，种植面积占世界水稻面积的20%左右，总产量约占世界总产量的33%，居世界第一位。水稻基因组相对较小，仅为430万碱基对，遗传转化体系成熟，及与其他禾本科植物基因组的同线性和共线性等特点，使其成为作物分子遗传学及基因组研究的模式植物。
1998年, 中国、日本、美国等10多国家和地区启动了国际水稻基因组测序计划IRGSP（International Rice Genome Sequencing Project），旨在制作粳稻品种“日本晴”（Oryza Sativa L.SSP.Japonica cv.Nipponbare）全基因组的高质量的精确序列图。2001年中国科学院启动了知识创新工程二期重大项目“水稻基因组测序和重要农艺性状功能基因组研究”的工作，主要对籼稻品种“93-11”（ Oryza Sativa L.SSP.Indica）进行基因组测序以及精细遗传图谱绘制。目前粳稻和籼稻这两个栽培稻亚种全基因组测序工作都已完成。
随着水稻和其它多个生物物种基因组全序列测定工作的完成，我们从结构基因组学进入了后基因组时代，即功能基因组研究。水稻功能基因组研究是利用结构基因组提供的信息和产物，通过发展和应用系统基因组水平的实验方法来研究和鉴别基因组序列的作用，从表达时间、部位和表达水平三个方面对目的基因在生物体中的精细调控进行系统研究，全面分析基因在细胞、有机体和进化上的功能以及基因与基因间的关系。分析的重点也可从单个基因转向整个生物体的全部基因系统，进而了解所有基因如何协调发挥作用完成一系列的生长发育过程。
功能基因组学研究需要利用高通量、大规模实验及统计与计算机分析等系统来研究基因的功能。目前已经发展了多种分析鉴定基因功能的方法，如构建饱和的基因突变群体以分析鉴定基因功能，借助表达序列标签（expressd sequence Tag,EST）、cDNA微阵列和DNA芯片、蛋白质组学、生物信息学以及反向遗传学等方法来实现。随着新技术新方法的不断创新开发, 水稻功能基因组研究的内容日益丰富，分析鉴定基因功能的方法也越来越多，逐渐形成功能基因组学的分支学科，如比较基因组学，转录基因组学，蛋白质组学，代谢基因组学和表型基因组学等等。
传统水稻育种的成功主要依赖于一系列优异基因（如矮秆基因、抗病和细胞质雄性不育基因）的发掘和利用，功能基因组发现的新基因也将大大促进水稻新品种的选育。我国政府相当重视功能基因组的研究，从2001年开始的科技部“十五”国家重大科技专项“水稻重要农艺性状相关功能基因组研究”，到“十一五”国家科技重大专项“转基因生物新品种培育”， 使我国基因组研究由过去的分散作业，开始进入联合、高通量、大规模和全面系统的新阶段。现已取得可喜进展，已克隆分离出一系列具有自主知识产权的水稻重要农艺性状关键功能基因，利用遗传工程将单个或多个目的基因导入水稻栽培品种，改良作物抗病、抗旱、氮磷高效利用、耐盐、品质和产量等多个方面的重要农业性状。深入了解这些基因的调控网络，采用合适的遗传表达调控体系，将使这些基因的功能得到更合理的应用。这对提升我国农作物育种水平和培育新品种具有重大战略意义，为农业高新技术产业化提高物质和科学基础。
目前，综合国内外水稻功能基因研究的发展态势，中国科学家提出了水稻功能基因组2020年研究计划，其目标是，到2020年基本明确水稻基因组全部基因的功能，对于农业上有重要应用前景的基因鉴定其功能多样性，将功能基因组研究成果应用到水稻育种实践，实现分子设计育种。
通过对水稻功能基因组的研究，不仅可以获得大量的水稻遗传信息，而且还有助于全面了解小麦、玉米等其它禾本科农作物的基因组，从而带动整个粮食作物的遗传机理与基础应用研究。这对国民经济持续发展和国家粮食战略安全有重要意义，同时也必将会促进我国生物技术的产权化、产业化进程，为将来的商业化推广储备基因和种质资源，保障我国和世界的粮食安全及生态农业的可持续发展有着非常积极的意义。