水稻(Oryza sativa L.)是世界上最重要的粮食作物之一,水稻根系具有固定植株、吸收水分和养分、合成运输有机物质等众多重要功能,根系形态改变会影响到植株的生长和发育,间接地影响着水稻产量、品质、抗性等性状的表现。因此,有必要对水稻根系形态建成的遗传规律有个全面深入认识,才有望将根系研究应用于超高产育种中。本研究以恢复系R9308为受体亲本,保持系协青早B为供体亲本,建立染色体片段代换系、协优9308重组自交系及重组自交系与R9308的回交群体为试验材料,在水培条件下对水稻抽穗期株高、根长、根干重和地上部干重等性状进行了QTL定位,并对根长、根表面积、根直径、根体积和根尖数等性状主效QTLs进行了分离鉴定与精细定位,主要研究结果如下：1.以超级稻协优9308的恢复系R9308为受体亲本,保持系协青早B为供体亲本,通过多代回交与分子标记辅助选择的方法,初步建立了包含68个株系的染色体片段代换系群体。68个株系中有14个在BC3F2中获得,54个在BC4F2中获得。除去目标导入片段外,68个株系共包含49个杂合导入区段,每个株系除目标导入片段外含有的杂合片段为0～3个,其中28个株系为单片段代换系,30个株系含有1个杂合片段,9个株系含有2个杂合片段,1个株系含有3个杂合片段,平均每个株系含有0.72个杂合片段。除第3染色体标记RM3278与Indel51间,以及每条染色体的两端稍有缺失外,代换片段覆盖水稻全基因组的绝大部分区域,覆盖长度超过水稻全基因组全长90%。这些染色体代换系的代换片段包含了水稻基因组丰富的等位基因变异信息,将在基因(QTL)的定位、克隆、功能分析及水稻分子育种中发挥重要作用。2.以超级稻协优9308衍生RIL与轮回亲本R9308配制的BC1F1群体(150个株系)为材料,采用水上种稻技术,于抽穗期对株高、根长、根干重以及地上部植株干重等4个性状进行QTL定位。4个性状共检测到9个QTLs,分布于第6、7、8、10和11染色体上,其中株高3个,根长2个,根干重2个,地上部植株干重2个,单个QTL可解释的表型贡献率介于7.92%～21.49%之间。其中qRL7的贡献率达到18.14%,结合本研究小组之前的定位结果,所以选择qRL7进行精细定位。3.从构建染色体片段代换系的高代回交群体中结合分子标记辅助选择筛选2个BC3F2群体为材料,对根长主效QTL-qRL7进行精细定位。两个群体共筛选到358个隐性单株,利用具有多态性的9个Indel分子标记进行定位,最后将qRL7定位在标记Indelll与Indel17间,两者之间的物理距离为657.35kb,依据Rice Annotation Project (RAP3)数据库http://rapdb.dna.affrc.go.jp/),在此区间qRL7有96个候选基因,需进一步开展精确预测qRL7的候选基因工作。4.从高代回交群体内挑选株系为试验材料,采用水稻种稻技术,结合根系扫描方法,对根系4个相关性状主效QTLs进行了分离鉴定与精细定位。将控制根系表面积主效QTL-qRSA7定位在第七染色体分子标记InDell-15与InDell-27之间,两个标记间的物理距离为1578.4kb,候选基因超过100个；根直径主效QTL-qRD7定位在第七染色体InDel2-13与InDel2-25之间,两个标记间的物理距离为185.5kb,该区域包含25个基因；根体积主效QTL-qRV8定位在第八染色体InDel3-11与InDel3-20之间,两个标记间的物理距离较大,包含的基因超过100个；根尖数主效QTL-qRT7定位在第七染色体InDe14-17与InDel4-29之间,两个标记间的物理距离为972.1kb,候选基因超过100个。5.以超级稻协优9308衍生重组自交系RILs(174个株系)、亲本和F1为材料,分别于2010年夏季种植于中国水稻所富阳试验基地和2011年春季种植于中国水稻所海南陵水南繁试验基地,通过考察抽穗期表型,结合分子遗传连锁图谱,利用winQTL Cart3.0软件对数据进行分析。共检测到12个显著影响抽穗期的QTL,分布于第1、2、4、5、6、7、8、10等8条染色体上,单个QTL可解释的表型贡献率介于4.25%-15.12%之间。其中qHD7-1两年都能够稳定检测到,且贡献率较大,分别达到了15.12%和13.31%,加性效应来自母本协青早B。6.依据RILs初定位结果,结合分子标记辅助选择,从高代回交群体内挑选8个代换区段包含qHD7-1所在区间的BC3F3株系为试验材料,对qHD7-1进行分离鉴定与精细定位。最后将qHD7-1定位在第七染色体分子标记InDe123与InDe143之间,两个标记间的物理距离为418kb,包含61个基因。因为qHD7-1的形态学特性和生理特征还不清楚,qHD7-1的候选基因需进一步分析。