本研究利用4个同源四倍体水稻亲本品系广陆矮4号-4x(籼稻)、L202-4x(爪哇稻)、Jackson-4x(爪哇稻)和PDER-2B-4x(籼稻)为母本，8个同源四倍体水稻亲本品系96025-4x(籼稻)、944-4x(粳稻)、饶平扫帚-4x(籼稻)、大叶白-4x(籼稻)、勾镰早-4x(籼稻)、Gulfmont-4x(爪哇稻)、陆香-4x(爪哇稻)、E24-4x(粳稻)为父本，供12份亲本，组配成4×8不完全双列杂交组合。通过32个组合的F1杂种主要农艺性状表现，研究同源四倍体水稻杂种优势表现及其亲本的一般配合力效应和组合的特殊配合力效应，以此对12份同源四倍体水稻在育种上的利用价值作初步评价，同时为同源四倍体水稻杂种的组配和亲本的选择提供科学的理论依据；此外，利用其中部分组合在不同倍性水平的农艺和生理性状表现，初步研究二倍体和同源四倍体亲本及其杂种的遗传规律，以评价其在育种上的利用价值。主要结果如下： (1)杂种一代主要农艺性状的杂种优势。在16个农艺性状中，除抽穗期和粒长外，其余14个农艺性状F1杂种的平均表型值均大于相应的亲本，表现出不同程度的杂种优势；除抽穗期外，其余15个性状均表现正向的中亲优势；16个性状中，抽穗期、粒长和粒宽3个性状表现为负向超亲优势，其余13个性状均表现正向的超亲优势；单株有效穗、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率、着粒密度、单株粒重和谷草比表现为负向竞争优势，其余均表现为正向优势，其中穗长、剑叶长、粒长、粒宽和千粒重等5个性状，32个杂交组合均表现正向的竞争优势。 同时，对组合中籼粳交、籼爪交、籼籼交和爪爪交杂种一代主要农艺性状杂种优势分析表明，各杂交类型在不同的性状上其杂种优势大小不同。在株高、单株有效穗、穗长、每穗总粒数、着粒密度、剑叶长、剑叶宽、粒宽、千粒重、单株粒重和单株草重等性状上，籼粳交的中亲优势都强与其他三种类型组合，而在每穗实粒数、结实率和谷草比性状上，籼粳交的中亲优势都低于爪爪交、籼爪交和籼籼交组合。 (2)杂种一代主要产量性状相关性分析表明，结实率与单株产量、谷草比均呈极显著正相关，千粒重与单株草重显著负相关，单株产量与每穗实粒数、结实率、谷草比均呈极显著正相关。 (3)配合力效应分析表明，在结实率、每穗实粒数、穗长和单株产量等主要产量性状上，第一组亲本中Jackson-4x，第二组亲本中96025-4x与Gulfmont-4x表现较好，是较好的亲本材料；组合广陆矮4号-4x×E24-4x、L202-4x×大叶白-4x、Jackson-4x×96025-4x、PDER-2B-4x×Gulfmont-4x和PDER-2B-4x×E24-4x等5个组合综合表现较好，是比较理想的组合；此外，双亲一般配合力与组合特殊配合力之间除在剑叶长性状上有显著的相关关系外，在其余农艺性状上均无显著或极显著相关。 (4)不同倍性亲本及其杂种主要农艺性状及生理性状遗传分析表明，四倍体亲本与二倍体亲本比较，四倍体的株高变矮、单株有效穗减少、每穗实粒数、每穗总粒数、结实率、单株产量和着粒密度均显示减小的趋势；穗长、粒长、粒宽、剑叶长、剑叶宽和千粒重表现增大的趋势；四倍体杂种与二倍体杂种比较，在每穗实粒数、每穗总粒数和结实率等主要产量性状上，具有明显的杂种优势；四倍体杂种在单株有效穗数、每穗实粒数、每穗总粒数和结实率等主要产量性状上较之二倍体杂种均表现出较强的超亲优势；二倍体亲本加倍成四倍体后，总体而言，叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量均表现四倍体的含量低于二倍体的含量，且差异均达到显著或极显著的水平；四倍体杂种与二倍体杂种比较，其叶绿素a、叶绿素b和叶绿素总量含量前者均小于后者，二者的差异在叶绿素a和叶绿素b的含量上未达到显著或极显著差异，而在叶绿素总量含量上达到显著差异。 综上所述，在主要农艺性状上，同源四倍体水稻杂种存在较普遍的杂种优势；不同类型亲本的杂交组合，其杂种优势大小不同，且各亲本的一般配合力效应和各组合的特殊配合力效应在不同的性状上其效应值有一定的差异；此外，杂种在四倍体水平与二倍体水平比较，在每穗实粒数、每穗总粒数和结实率等主要产量性状上，具有明显的杂种优势；始穗期水稻剑叶叶绿素含量与水稻倍性之间没有明显的相关性。