ข้าวเป็นพืชที่มีความสำคัญทางเศรษฐกิจของไทยตั้งแต่ในอดีต ปัจจุบันข้าวยังเป็นที่ต้องการของตลาดโลกมากขึ้นโดยตลาดข้าวได้ขยายตัวไปยัง ประเทศยุโรปและออสเตรเลียทั้งในรูปของข้าวสารหรือผลิตภัณฑ์แปรรูปจากข้าว ระบบนิเวศการปลูกข้าวในประเทศไทยมี 3 ระบบคือ ข้าวไร่ ข้าวนาน้ำฝน และข้าวนาชลประทาน ความต้องการพันธุ์ข้าวสำหรับเพาะปลูกในระบบทั้ง 3 ก็มีแตกต่างกันไป ดังนั้นการพัฒนาพันธุ์ข้าวจึงต้องมีการพัฒนาให้เหมาะสมกับแต่ละสภาพ ถึงแม้ว่าประเทศไทยจะทำการศึกษาวิจัยและพัฒนาพันธุ์ข้าวมาเป็นเวลานาน แต่ว่าพันธุ์ที่ถูกพัฒนาเพียงไม่กี่พันธุ์ เกษตรกรนำไปใช้ปลูกทดแทนพันธ์พื้นเมืองเดิม ส่วนมากแล้วจะเป็นพันธุ์สำหรับนาชลประทาน ส่วนนาน้ำฝนและสภาพไร่เกษตรกรยังคงใช้พันธุ์ดั้งเดิม เช่น ข้าวขาวดอกมะลิ 105 กข 6 เป็นต้น สาเหตุของความไม่ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงพันธุ์ก็คือ การที่พันธุ์ใหม่ๆนั้นมีคุณภาพไม่ดีเท่าพันธุ์เดิม และ การปรับตัวในสภาพวิกฤตไม่ดี โรคแมลงมีการพัฒนาได้เร็วในการเข้าทำลายพันธุ์ที่ปรับปรุงใหม่ หลายประการเหล่านี้จึงเป็นเหตุของความไม่ประสบความสำเร็จในการปรับปรุง พันธุ์ข้าวของประเทศไทย การปรับปรุงพันธุ์ข้าวแต่เดิมอาศัยวิธีการแบบ conventional ซึ่งเป็นที่ทราบกันว่าวิธีการดังกล่าวใช้ระยะเวลานาน และประสิทธิภาพไม่สูงนักโดยเฉพาะกับลักษณะที่มียีนเกี่ยวข้องจำนวนมาก หรือลักษณะทางปริมาณ การคัดเลือกแบบดั้งเดิมนั้นอาศัยการปลูกข้าวในสภาพที่เหนี่ยวนำการแสดงออก ของยีนแล้วจึงทำการคัดเลือก ซึ่งจะคัดเลือกได้ทีละลักษณะเท่านั้น สิ่งเหล่านี้จึงเป็นอุปสรรคสำหรับนักปรับปรุงพันธืข้าวที่ต้องการปรับปรุง หลายๆลักษณะในเวลาเดียวกัน และต้องการที่จะพัฒนาพันธุ์ได้อย่างรวดเร็วทันต่อการเปลี่ยนแปลงของโรค และแมลง เทคโนโลยีด้านพันธุศาสตร์โมเลกุลที่ได้เจริญก้าวหน้าไปมากและโดยเฉพาะอย่าง ยิ่งงานด้านจีโนมข้าว ดังนั้นการนำข้อมูลพื้นฐานและเทคโนโลยีด้านดีเอ็นเอมาใช้ในการปรับปรุง พันธุ์ข้าวจึงเป็นหนทางในการแก้ไขอุปสรรคต่างๆของนักปรับปรุงพันธืข้าวที่ ผ่านมา อีกทั้งจะทำให้การปรับปรุงพันธุ์ข้าวมีประสิทธิภาพมากขึ้น โมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอ (DNA marker) สามารถใช้เป็นเครื่องมือในการตรวจสอบและคัดเลือกพันธุกรรมของข้าวที่แม่นยำ กว่าลักษณะทางกายภาพซึ่งมีการเปลี่ยนแปลงตามสภาพแวดล้อม ด้วยเหตุที่อิทธิพลของสภาพแวดล้อมไม่มีผลต่อดีเอ็นเอ ทำให้การคัดเลือกในระดับดีเอ็นเอมีประสิทธิภาพสูงทั้งในแง่ลักษณะคุณภาพและ ปริมาณ ยิ่งไปกว่านั้นยังกระทำได้รวดเร็วในทุกระยะการเจริญเติบโตของข้าว ยิ่งไปกว่านั้นยังสามารถทำได้ทีละหลายลักษณะพร้อมๆกัน ซึ่งทำให้ประหยัดเวลาและค่าใช่จ่าย อย่างไรก็ตามการใช้โมเลกุลเครื่องหมายในการคัดเลือกต้องอาศัยข้อมูลพื้นฐาน ทางด้านตำแหน่งที่แม่นยำของยีน หรือ QTL ที่เกี่ยวข้องกับยีนที่ได้จากการวางตำแหน่ง (mapping) การประยุกต์ใช้โมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอในขบวนการปรับปรุงพันธุ์นั้นมาสา รถทำได้นหลายขั้นตอนของกระบวนการ อธิเช่น ใช้ตรวจสอบฐานพันธุกรรมว่ามีฐานพันธุกรรมอย่างไรเพื่อใช้วางแผนการผสม ใช้คัดเลือกลักษณะทางปริมาณ ใช้ในการปรับปรุงพันธุ์พืชแบบผสมกลับ (backcross) เพื่อเร่งรัดการเข้าสู่พันธุกรรมของตัวรับ ใช้ในงานด้านลายพิมพ์ดีเอ็นเอ (DNA fingerprinting) เพื่อจดสิทธิบัติพันธุ์พืช หรือรับรองพันธุ์ ใช้ในขั้นตอนการตรวจสอบคุณภาพของเมล็ดพันธุ์โดยเฉพาะตรวจสอบการปลอมปน วัตถุประสงค์ของงานวิจัยนี้ก็คือการประยุกต์ใช้เทคโนโลยีด้านโมเลกุลเครื่อง หมายดีเอ็นเอ และข้อมูลตำแหน่งของยีนที่สำคัญที่ได้จากโครงการ Mapping เพื่อการปรับปรุงพันธุ์ข้าว โดยแบ่งเป็น 5 โครงการย่อยที่เกี่ยวเนื่องกัน โดยโครงการย่อยที่ 1 เป็นการพัฒนาระบบ high throughtput marker-assisted selection ที่สามารถรองรับจำนวนตัวอย่างพืชจำนวนมาก โดยสามารถจะวิเคราะห์ได้ในเวลาอันรวดเร็วและค่าใช้จ่ายในการดำเนินการถูก โครงการนี้จะพัฒนาเครื่องหมายโมเลกุลที่ใช้กับระบบ fluorescence เพื่อความรวดเร็วในการตรวจสอบ โครงการย่อยที่ 2 เป็นงานต่อเนื่องจากโครงการปรับปรุงพันธุ์แบบผสมกลับ โดยการรวบรวมยีนต้านทานโรคไหม้ ต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล และ ทนทานน้ำท่วม มาไว้ในพันธุกรรมเดียวกันโดยใช้ MAS ซึ่งโครงการนี้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของการใช้โมเลกุลเครื่องหมายช่วยในการ ปรับปรุงพันธุ์ นอกจากนั้นโครงการย่อยนี้ยังมีวัตถุประสงค์ในการพัฒนาพันธุ์แม่ที่เป็น TGMS สำหรับการทำข้าวลูกผสมในอนาคต ความสำเร็จของโครงการนี้จะนำไปสู่วิวัฒนาการของการปรับปรุงพันธุ์ข้าวที่มี ประสิทธิภาพสูง และเป็นต้นแบบสำหรับกรมวิชาการเกษตรในการนำความรู้ด้านจีโนมไปใช้ในการเกษตร อีกทั้งยังแสดงให้เห็นความสำคัญของงานด้านนี้ในการพัฒนาการเกษตรในอนาคตอีก ด้วย