该研究针对水稻起源、分类和驯化规律进行了深入探讨，揭示了亚洲栽培稻的起源和群体基因组变异结构，剖析了水稻核心种质资源的基因组遗传多样性。这一重大成果将推动水稻规模化基因发掘和水稻复杂性状分子改良，提升全球水稻基因组研究和分子育种水平，加快优质、广适、绿色、高产水稻新品种培育。
该研究是国内外水稻研究专家大协作的重大成果，体现了中国农业科学在水稻基因组研究方面居于世界领先位置，并扩大了我国水稻功能基因组研究国际领先优势。在扩大开放的大背景下，重大数据共享和重大项目合作，为我国乃至全球农业研究水平带来更大的飞跃。
研究背景
水稻是全世界最重要的粮食作物之一，预计到2050年，全球的稻米产量必需增加1倍以满足未来人口增加的需求。而且，在全球气候变化的趋势下，如何培育高产、优质、多抗的水稻新品种一直是育种家面临的巨大挑战。过去20多年，全球科学家已经克隆了多个水稻基因，然而，如何将这些功能基因组的研究成果转化为育种家所能利用的分子设计育种信息，则必须对水稻种质资源的基因组信息进行充分了解。“3000份水稻基因组计划”正是在这样的背景下应运而生，利用新一代基因组测序技术和高性能的计算机平台对水稻种质资源进行大规模的基因组重测序和大数据分析，解析水稻种群基因组多样性的本质，对于高效挖掘水稻有利基因、实现基于全基因组信息的水稻分子设计育种具有重大的理论和实践意义，是关系着国家乃至全球粮食安全的重大战略问题。
国内外“大联合”—“大协作”—“大共享”
2011年9月，中国农业科学院、国际水稻研究所和华大基因共同启动“全球3000份水稻核心种质资源重测序计划”（3KRiceProject），拉开了水稻核心种质资源全基因组测序和基因组分析的序幕。2014年5月，3000份水稻基因组测序数据于“世界饥饿日”公开发布于NCBI、DDBJ、GigaScience、阿里云等数据库，与全球共享。同时，基于测序结果建立了若干重要数据库和资源：SNP和表型数据库（RiceSNP-SeekDatabase）；3K泛基因组数据库（RPAN:RicePan-genomeBrowser）；另外，泛基因组和结构变异原始数据将发布在Nature旗下的ScientificData杂志上。同时，该项目从国际水稻研究所引进了2400份水稻核心种质，极大丰富了我国的水稻遗传多样性。目前3000份水稻种质已经发放给中国科学院、武汉大学、华中农业大学等40家科研单位、高校和育种单位，发放超过4万份次，用于大规模发掘影响水稻高产、抗病虫、抗逆、优质新基因和育种应用，全面开始推进水稻全基因组分子育种。
揭示水稻种内丰富的遗传多样性，从传统“经验育种”向现代“精准育种”跃升
水稻种群的基因有着丰富的多样性和复杂的作用机制，是水稻育种改良的遗传基础。长期以来，全球科学家一直致力于阐明水稻基因组所有基因的功能及其等位基因多样性与重要农艺性状的关联，并将研究成果运用到水稻遗传改良中。以基因技术为核心的分子设计育种，让水稻育种周期更短、更有针对性，代表了水稻育种的发展方向。3000份水稻（来自全球89个国家和地区）代表了全球78万份水稻种质约95%多样性的核心种质。
该研究共检测到32M的高质量SNPs和Indels，对亚洲栽培稻群体的结构和分化进行了更为细致和准确的描述和划分，由传统的5个群体增加到9个，分别是东亚（中国）的籼稻、南亚的籼稻、东南亚的籼稻和现代籼稻品种等4个籼稻群体，东南亚的温带粳稻、热带粳稻、亚热带粳稻等3个粳稻群体、以及来自印度和孟加拉的Aus和香稻；首次揭示了亚洲栽培稻品种间存在的大量微细（>100bp）结构变异（SVs，包括易位、缺失、倒位和重复）；构建了亚洲栽培稻的泛基因组，包括12770个（62.1%）核心（core）基因家族和9050个（37.9%）分散式(distributed)基因家族。发现了1.2万个全长新基因和数千个不完整的新基因。核心基因比较古老，大多数的新基因表现更年轻和长度偏短。