随着农田面积的减少,全球人口的增加,作为全球约一半人口的主要食物来源的水稻(Oryza sativa L.)迫切需要提高产量。水稻也是研究禾本科植物的重要模式植物,目前,水稻育种的主要目标是高产和优质,水稻粒型是一种复杂的农艺性状,属于典型的数量性状,受多基因控制,在决定水稻产量和品质方面起着重要作用。对数量性状基因座(quantitative trait loci,QTL)的鉴定和克隆在遗传研究和育种利用中具有十分重要的意义。本研究利用本实验室已有的以粳稻品种日本晴为供体亲本,籼稻品种9311为受体亲本和轮回亲本,构建的一套染色体片段代换系材料,结合分子标记辅助选择技术,从中得到一个粒型代换系材料GL5,对一个控制粒型的主效QTL GL5进行定位研究,对其进行遗传分析,结果如下:1.通过对材料GL5和亲本9311的表型和农艺性状分析,发现与受体亲本9311相比,GL5粒长极显著增加,粒宽显著增加,导致千粒重增大6.8g。株高增加,穗长增长,一次枝梗数没有明显变化,二次枝梗数显著减少,导致单穗着粒数显著降低。对颖壳进行扫描电镜观察,发现GL5的外稃纵向内、外表皮细胞数量都明显增加。根据幼穗定量数据来看,GL5细胞周期相关基因大多表达量上调。2.2015夏季温江将GL5初定位与第5染色体长臂末端,2016夏温江构建F2分离群体,先利用隐性单株进行常规定位,根据交换单株变化情况,将GL5定位于标记AMRS2和Y99/100之间的586kb区间。2017年夏进一步开发Indel标记,根据交换单株表型,利用片段重叠的方法,将GL5进一步定位在标记Y79/80和Y99/100之间的403kb区间,该区间共有68个基因,目前认为可能性较大的候选基因分别为GL5-3、GL5-5、GL5-6、GL5-7。3.在这套染色体片段代换系中还筛选到NIL-GS3、NIL-gw5的代换系材料。利用这两个片段代换系材料分别与NIL-GL5杂交聚合,通过对几个近等基因系和聚合材料进行粒型观察,发现NIL-GL5/GS3粒长介于两个亲本之间,GL5与gw5之间具有累加效应,聚合后产生又长又宽的粒型,千粒重显著增加;NIL-GS3/gw5粒型短而宽,千粒重相对于9311没有明显差异。对NIL-GL5和NIL-GS3粒长性状通过两因素方差分析发现,GL5和GS3之间可能还会存在遗传互作。在不同的背景下GL5和GS3的效应都是不一样的,GS3效应要比GL5更强。4.本研究中对GL5的米质进行测定,发现GL5的垩白度、垩白粒率与9311无明显区别,结合淀粉粒的扫描电镜观察,GL5的淀粉粒排列与9311相比无明显差异,GL5在千粒重增加的同时,米质与9311相比无明显变化。GL5与两系不育系泸56s、Y58s杂交粒长、粒宽增加,千粒重增加,米质没有明显变化这对于改良亲本,获得大粒优质品种,应用于育种具有十分重要的意义。