与美国启动人类基因组计划时的情形相仿，水稻基因组计划在我国启动的时候，也经历了曲折。“花了很多钱，将基因组的DNA顺序全测出来了，也是一本不为人所看得懂的天书。”这是反对者的主要理由。纯粹的学术上争论是科学发展的一种动力，是件好事。当然，DNA顺序本身不是天书。关于这一点，现在已是国际科学界的共识了。1996年，在众多国家实验室的共同努力下，完成了酿酒酵母1206. 8万个核苷酸的全序列测定。从中确定了约5885个蛋白质基因，140个rRNA，40个SnRNA和275个tRNA基因。人们从此第一次知道，要维持一个像酵母这样最简单的真核生物的生命，究竟需要多少个基因。现在，已有近20种生物的基因组DNA序列被测定出来了。结果显示，在每种生物中都发现了大量潜在的新基因。平均地说，新发现的基因约占了已知基因的40%！科学发展到今天，不去掌握维持重要生命(如人类和水稻)所需的全部基因和控制这些基因活动的DNA序列，怎能说是真正全面了解了这些生物的遗传信息，又怎能用这些知识有效地为人类自身服务呢？

我在这里特别提到了控制基因活动的DNA序列，这是因为，现在的确有一些人似乎有一种倾向，认为只要把注意力集中到基因就可以了，就能解开这种生物的全部遗传秘密。其实，这种看法是很不全面的。生命活动的种种现象，如生长?发育?繁殖?变异……当然是基因活动的综合结果。但是，如果没有特定的元件在时间?空间和程序上协调地控制各种相关基因的活动，或者这些控制元件在基因活动的某些环节中，发生了偏差或失去了作用，均会导致完全不同的后果，包括出现畸胎?疾病?生理障碍等。如何鉴定出调控基因的元件，在一定程度上比鉴定基因本身还难。一般来说，高级生命体(包括人类)的基因的总量不会超过该生命体总DNA的5%。那么，其余的95% DNA是否都是“废物”？当然不是。大量调控顺序的存在就是一例。因此，广义上讲，基因组研究应是基因组DNA序列及其功能的全面研究，是对基因及其余DNA顺序所含的全部生命信息的研究。

基因组的研究正在世界范围内全面展开。在国际上，现在已经开始形成了一个以基因组研究为基础的新兴的生命科学工业。据Science和Nature近年的连续报道，这个工业将成为世界经济中发展最快的部门。

1992年8月，国家科委(现国家科技部)宣布，中国开始实施水稻基因组计划，目的是要在分子(核苷酸)水平上解开水稻的遗传之谜，以及将研究中所获得的结果应用于水稻品种的改良。从长远的观点看，我国的这一决策既为日益增长的粮食需求作了准备，又创造了一种条件，使我国的有关研究力量有可能汇聚到自1990年10月才正式开始出现的国际基因组研究的主流中去。这是一个及时的?搭知国际研究脉搏的决策。不久，水稻基因组物理作图及测序便得到了国家科技部?中国科学院和上海市人民政府的联合支持。数年后的今天，在广大科技工作者的艰苦努力下，不论在水稻遗传图的研究和应用上，还是在水稻基因组物理图的构建中，均取得了可喜的成果。同时，我国其他基因组的研究也进展瞩目。1996年，随着水稻基因组BAC物理图在我国问世，测定整个水稻基因组的DNA序列已成为可能。实际上，水稻第4号染色体大规模DNA测序工作已在我国进行。由于国家的正确决策和科技人员的努力，当21世纪世界进入“基因组时代”之际，我国已是这个时代的成员了。

水稻养活着几乎全球一半的人口，也是我国近一半人口的主食。十分幸运的是，对于提供如此庞大粮食的水稻，它的基因组却是禾本科作物中最小的(如只有小麦的约四十分之一)。这就使得水稻基因组很快便成为全球禾本科作物的首选研究目标。同样幸运的是，近来研究表明，水稻中基因的含量和基因的排列次序与其他禾本科作物是类同的。这就是说，如果通过对水稻基因组DNA的研究，搞清它所含有的基因及其排列次序，就可帮助找到小麦?玉米?高粱等其他禾本科作物的相关基因。从这个意义上讲，水稻基因组的研究已超越了其自身的意义。水稻成为全球禾本科作物的研究模型，已是国际科学家的共识了。

正如本书第1章(基因组学)中指出的那样，生命活动远不是各自无关的单个基因的孤独行为的结果。一个简单的生命现象背后，往往牵动着一大群基因有序面和谐的活动。比如，酵母总共有约6000个基因，但当它遇到不利的环境而开始形成孢子时，竟然牵动了近1000个基因的变化！水稻比酵母复杂得多了，其经济价值也大得多了。水稻被认为有约35000个基因。它的产量，它的米质，它的生命周期，它对病虫害?盐碱?温度等周围环境的反应，该有多少基因的参与！因此，如果不在科学上搞清楚这个秘密，也不搞清是什么DNA序列在控制着这个极其复杂的基因网络，那么，要让水稻定向地为人类提供尽可能多的高产优质的粮食是难以想象的。而要搞清这些秘密，则必须对水稻基因组进行DNA测序，并研究所测序列的功能。这不仅是当今科学家的共识，而且已成为他们的一致行动了。从1998年开始，亚洲?欧洲?美洲的国家和地区均已启动了各自的水稻基因组DNA测序计划。实际上，水稻基因组测序已成为一个国际的行为。

禾谷类基因组的共线性

水稻基因组的研究应尽可能地与水稻育种的研究相互渗透。我们愿将本书的出版看作为是一种好的兆头，希望在同样的数年后，国家的决策和广大科技工作者的努力，能使我国的这一研究结出更丰硕的成果。

本书介绍了有关基因组研究的原理和当前的进展，并着重阐述了我国在水稻基因组研究中取得的成果。本书的一个可贵之处是，书的作者们均为长期在研究第一线活跃的科技工作者，因而他们有着第一手的研究经验和科学储备，这最有利于对书中所涉及的问题作深入而精确的阐述。本书的另一可贵之处是，作者在各自的章节中努力使所涉及的内容实用化。这样，在读完有关的章节后，可望帮助有关读者在自身的工作中应用书中的原理和方法。比如，利用水稻遗传图寻找基因；用指纹法构建基因组的物理图；根据物理图展开大规模的基因组DNA测序，等等。为了配合，上述目的，对书中所涉及的实验部分，包括较经典的和最新的技术，均作了详细的描述。不仅如此，书中大部分的实验方法均已经过作者们实验室的反复考验。这就使得书中所描述的技术和实验操作步骤具. 有了可靠性，使书的这部分内容具有实验室手册的性质。为了读者阅读方便，在书后还附了必要的名词解释。上述一系列努力之目的，是希望本书同时也能够对从事水稻基因组以外的科技工作者有所帮助。

生命科学正处在兴旺时期，更多的生命规律会被揭示出来，相应的生物新技术也会不断出现，人类改善自身生存质量的前景比以往任何时候都好。但是，危机同样存在。如何正确利用生命科学知识，正是人类面临的巨大挑战。如果允许利用生命科学知识去玩弄生命，从而导致现存生物格局的破坏，其后果将是毁灭性的。

基因组学是一门新兴的研究领域，发展很快，涉及许多交叉学科，书中不妥之处在所难免，欢迎指正。

(1999年5月6日于上海)