世界上有一半人口以大米為主糧。選擇水稻進行基因排序是因為水稻在重要的經濟作物中基因是最短的。從水稻基因排序獲得的數据可用于其它作物--對有意于開發轉基因作物的公司具有极大的价值（如孟山都Monsanto和瑞士農業生化工公司Syngenta）。水稻枯萎病每年導致的水稻減產可達20%。選擇此病為突破點，是因為它是侵害農作物的病原菌的典型。植物病害的80%以上是由霉菌感染造成的。北卡州立大學真菌基因研究室主任，M. grisea基因排序小組負責人Ralph Dean 指出：“盡管這些基因序列是水稻和水稻枯萎病菌特有的，但是，解碼這些基因序列為理解其它谷物及主糧作物中宿主--病原菌間相互作用方式提供了一個研究平台”。
由北京基因研究所帶領的中國科研協助研究組發表了水稻印度亞种的基因排序。該水稻在中國及南亞地區廣泛种植。Syngenta則完成了水稻日本亞种的基因排序，該水稻在日本和北亞地區廣泛种植。這三個研究組采用的都是染色体霰射排序法(shotgun sequencing method)，即將DNA分成若干個片段進行解碼，然后再利用生物信息計算机程序來推算各基因在染色体上的位置，最后組裝并确定整個染色体的基因序列。
研究突破：完成水稻和水稻枯萎病菌（小圖）的基本測序工作為研究工作者提供了前所未有的“工作平台”，對宿主和致病進行比較，有可能培育出更有效的抗病水稻品种。image credits: PhotoDisc; inset: Richard J. Howard/DuPont Crop Genetics
德克薩斯州A&M大學植物病理學和微生物學副教授Daniel Ebbole認為，以計算机運算為基礎的基因排列推算并不一定准确。為了檢驗由生物信息學得出的基因排列的准确性，Ebbole的實驗室正在對表達蛋白質的顯性水稻和水稻枯萎病基因進行測序。他們的研究是從由有机体分离出來的顯性序列RNA入手，將其轉換成有机体的DNA序列。這种方法不對非顯性基因排序，而霰射排序法則不分顯性或非顯性基因，對整個染色体排序。由于RNA會迅速降解，采用Ebbole的方法完成整個基因的排序是不現實的，但它可以用來驗証霰射法獲得的基因序列的准确性。
中國方面已將水稻印度亞种的基因序列向公眾免費公開（http://rgp.dna.affrc.go.jp/cgi-bin/statusdb.seqcollab.pl）。而Syngenta出于保護其商業專利的原因，對其日本亞种水稻的數据限制复制使用。這一做法招致了學朮部門的科研工作者的強烈抗議。他們認為已在科研刊物上發表過的數据不應該再保密。
然而，日本水稻亞种基因序列的大部分數据很快也將公開。國際水稻基因排序項目組，一個由10個國家組成的協助研究，也正在通過細菌人工染色体（BAC）庫方法排列水稻日本亞种的基因序列。這一方法雖然更耗時，但更准确。細菌人工染色体庫包含了全部有机体染色体的DNA片段，因此可以用來确定每個基因序列在染色体上的位置。相應，這也有助于确定每個基因的正确排列順序。項目協調人希望，到2002年底，能夠將水稻日本亞种序列的95%在由NIH管理的公共數据庫GenBank中公開（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/Genbank/）。
基因研究所取得的突破最終將給人類健康和環境帶來長期的利益,包括減少殺真菌農藥的使用以及開發出更具有針對性、毒性更低的化學藥品。通過生物工程，可以強化水稻抵御病菌入侵的防御体系。基因研究數据還可用來依靠基因進行標志選种，改進傳統的育种方法，并可通過基因工程解決那些原本無法解決的問題。
同時，防止水稻枯萎病還有几种安全而有效的方法；包括在种植季節提前播种、使用抗病品种、避免過量使用氮肥以及稻田适時灌水。總部設在菲律賓馬尼拉的國際水稻研究所于1997年開始了一個研究項目，采用在同一稻田混合种植糯米和非糯米。用這一方法在中國云南省和其它地區消滅了水稻枯萎病。
--Mary Eubanks
譯自 Environmental Health Perspectives 110:A742 (2002)
Last Updated: December 13, 2002