เนื่องจากข้าวเป็นพืชเศรษฐกิจที่สำคัญอันดับหนึ่งของประเทศ พื้นที่การเกษตรเกือบครึ่งหนึ่งของประเทศใช้ในการทำนา พื้นที่นาส่วนใหญ่ของประเทศไทยนั้นอยู่ในเขตอาศัยน้ำฝนในภาคเหนือและภาค ตะวันออกเฉียงเหนือของประเทศ พื้นที่ดังกล่าวนั้นเป็นพื้นที่เสี่ยงสำหรับการผลิตข้าวเนื่องจากต้องอาศัย น้ำฝนจากธรรมชาติ ดินมักมีปัญหาความอุดมสมบูรณ์ต่ำและปริมาณเกลือสูง ปัญหาการระบาดของโรคและแมลงก็เป็นปัญหาที่สำคัญที่ทำให้ผลผลิตของ ข้าวนาน้ำฝนต่ำ ปัจจุบันเกษตรกรในพื้นที่ส่วนใหญ่ปลูกข้าวพันธุ์หลักๆ เพียง 2 พันธุ์ คือข้าวเจ้าขาวดอกมะลิ 105 และข้าวเหนียว กข 6 ถึงแม้ว่าพันธุ์ดังกล่าวจะอ่อนแอต่อโรคและแมลง ไม่ทนต่อดินเค็ม น้ำท่วม และความแห้งแล้ง แต่เนื่องจากมีคุณภาพเป็นที่ยอมรับของตลาดและการบริโภคของเกษตรกรเองในท้องถิ่น พันธุ์ทั้งสองจึงใช้ปลูกกันอย่างกว้างขวางมามากกว่า 20 ปี ที่ผ่านมากระทรวงเกษตรและสหกรณ์ โดยสถาบันวิจัยข้าวได้ดำเนินการวิจัย และพัฒนาพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนมาเป็นเวลานาน โดยมีเป้าหมายเพื่อพัฒนาพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนให้มีความสามารถในการทนน้ำท่วม ทนแล้ง ทนดินเค็ม ทนโรคและแมลงที่สำคัญ โรคไหม้ โรคขอบใบแห้ง แมลงเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล แมลงบั่ว และอื่นๆ โดยพันธุ์ต่างๆ ที่พัฒนาขึ้นจะต้องมีคุณภาพใกล้เคียงกับข้าวพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 แต่ก็ไม่ประสบความสำเร็จมากนัก ศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ โดยหน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าวได้ดำเนินการวิจัยพัฒนาเพื่อ สืบหายีนที่สำคัญที่สามารถนำมาใช้ในการพัฒนาข้าวนาน้ำฝน และพัฒนาการใช้เทคโนโลยีด้านดีเอ็นเอในการตรวจสอบและคัดเลือกสายพันธุ์ อีกทั้งยังพัฒนาระบบการผลิตสายพันธุ์แท้โดยใช้การเลี้ยงอับละอองเกสรผู้ ซึ่งได้ประสบความสำเร็จในการถ่ายทอดยีนทนน้ำท่วมฉับพลัน ยีนต้านทานโรคขอบใบแห้ง และยีนต้านทานเพลี้ยกระโดดสีน้ำตาล ไปสู่พันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 ซึ่งในขณะนี้สายพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 ทนน้ำท่วม ก็กำลังถูกทดสอบในนาเกษตรกรโดยความร่วมมือระหว่างสถาบันวิจัยข้าว และศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยี ชีวภาพแห่งชาติ จากความสำเร็จเบื้องต้นดังกล่าว ทั้งสองหน่วยงานจึงเห็นว่าการพัฒนาพันธุ์ข้าวนาน้ำฝนให้ประสบความสำเร็จน่า จะเป็นการทำงานร่วมกันระหว่างทั้งสองสถาบัน โดยใช้จุดแข็งของแต่ละสถาบันร่วมกันทำงานแบบบูรณาการเต็มรูปแบบ โดยมีเป้าหมายที่จะพัฒนาพันธุ์ข้าวขาวดอกมะลิ 105 และ กข 6 ให้มีความสามารถในการทนต่อสภาวะวิกฤต โรคและแมลง โดยการใช้โมเลกุลเครื่องหมายดีเอ็นเอ ร่วมกับการคัดเลือกแบบผสมกลับและการผลิตสายพันธุ์แท้ โดยการเลี้ยงอับละอองเกสรตัวผู้ ซึ่งการดำเนินงานในส่วนของการผสมพันธุ์ และคัดเลือกพันธุ์โดยใช้โมเลกุล เครื่องหมายดีเอ็นเอจะดำเนินงานโดยหน่วยค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าว ศูนย์พันธุวิศวกรรมแห่งชาติ จากนั้นเมล็ดพันธุ์ที่ผ่านการคัดเลือกดังกล่าวที่มียีนเป้าหมายจะถูกส่งไป ยังศูนย์หรือสถานีของสถาบันวิจัยข้าวเพื่อคัดเลือกลักษณะทางการเกษตรที่ดี ภายใต้พื้นที่เป้าหมาย สายพันธุ์ที่ผ่านการคัดเลือกจะนำมาทำให้เป็นสายพันธุ์แท้โดยใช้วิธีการเลี้ยงละอองเกสรผู้และการเร่งชั่วอายุ สายพันธุ์ที่ได้ก็จะนำไปทดสอบการแสดงออกของลักษณะที่ทำการปรับปรุง ขั้นตอนดังกล่าวจะเป็นการดำเนินงานร่วมกันระหว่าง หน่วยปฏิบัติการค้นหาและใช้ประโยชน์ยีนข้าวศูนย์พันธุวิศวกรรมและเทคโนโลยีชีวภาพแห่งชาติ และศูนย์หรือสถานีของสถาบันวิจัยข้าว สายพันธุ์แท้ที่มีลักษณะดีเด่นจะนำไปทดสอบ ผลผลิตทั้งในระดับสถานี และในไร่นาเกษตรกร ซึ่งดำเนินการโดยสถาบันวิจัยข้าว ผลที่คาดว่าจะได้ในระยะเวลา 5 ปี คือข้าวนาน้ำฝนสายพันธุ์แท้ที่มีพันธุกรรมหลักของข้าวขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 จำนวน 1,000 สายพันธุ์ สายพันธุ์ดังกล่าวจะต้องมีความดีเด่นในลักษณะที่ปรับปรุงพันธุ์เหนือพันธุ์ ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 อย่างเด่นชัด และมีลักษณะการเกษตรเป็นที่ต้องการของเกษตรกร อีกทั้งมีศักยภาพในการให้ ผลผลิตใกล้เคียงหรือดีกว่าพันธุ์ขาวดอกมะลิ 105 และ กข6 นอกจากนี้ยังทำให้เกิดระบบการวิจัยแบบบูรณาการเต็มรูปแบบในการพัฒนาพันธุ์ข้าว