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水稻是最重要的粮食作物,也是禾本科植物进行分子生物学研究的重要模式生物之一,对水稻功能基因的研究可以为水稻育种提供有力的理论指导。农作物的大多数农艺性状是由多个基因控制的数量性状,对数量性状基因座(quantitative trait loci, QTL)进行鉴定和定位在遗传研究和育种利用中具有十分重要的意义。单片段代换系(single segment substitution lines,SSSLs)可消除遗传背景的干扰,是用于QTL鉴定和精细定位的重要遗传研究材料。本实验利用已经完成基因组测序的籼稻品种93-11为受体,粳稻测序品种日本晴和三系杂交稻骨干恢复系蜀恢527为供体,结合分子标记辅助选择,建立了一套单片段代换系群体,并在此基础上进行了QTL分析和杂种优势研究。主要结果如下：1、本实验选用均匀分布于水稻12条染色体上的447对微卫星(SSR)标记在受体亲本93-11和供体亲本日本晴与蜀恢527间进行多态性标记筛选,.结果显示共有247个SSR在亲本间具有多态性,其中有221个SSR标记在93-11与日本晴之间表现出多态性,多态率为50.78%；有55个SSR标记在93-11与蜀恢527间具有多态性,多态率为12.30%。同时,利用序列比对工具,对筛选出的多态性标记在测序品种93-11基因组上进行物理定位,构建了一张含有247个SSR多态性标记的分子图谱,标记间的平均距离为1.85Mb。2、在BC3F2、BC4F2和BC5F2三个世代中总共获得80个含有不同片段的单片段代换系株系。这些单片段代换系在水稻12条染色体上呈不均匀分布,其中第1、5、8染色体上分布最多,共有37个；第4、7、10染色体上分布较少,各有2个。代换片段长度分布在0.52Mb-26.13Mb之间,代换片段的平均长度为6.83Mb。全部代换片段对基因组的覆盖长度为194.89Mb,覆盖率为47.56%。3、通过T检验,以P≤0.001作为判断QTL存在的标准,对获得的80个SSSLs进行表型QTL鉴定,在55个SSSLs上检测出55个QTL,45个为不同的QTL,其中分别有6个千粒重相关的QTL,10个抽穗期相关的QTL,13个株高相关的QTL,10个着粒密度相关的QTL,3个穗长相关的QTL和3个有效穗相关的QTL。不同性状的QTL的加性效应不同,株高QTL的加性效应值最大,达到26.93；着粒密度的加性效应最小为-19.53。除了株高相关的QTL,检测到的多数QTL为负效应。本研究中检测到的qHd-6-1、qEpn-8-5、qHd-9-5、qSsd-11-2-5、qSsd-12-5所在区段没有报道过的相关QTL,属于首次定位的新QTL4、利用重叠群代换作图分析法,将5个含有重叠区域且都表现出株型紧凑的代换系进行QTL定位,将控制分蘖角度的QTL定位于第9染色体长臂末端,标记距离为2.95Mb的RM278与CS0920区段之间。5、利用获得的迟熟SSSLs才料V370与受体亲本93-11构建的F2分离群体进行抽穗期基因鉴定,发现早抽穗、中熟抽穗和迟抽穗单株的分离比经卡方检验符合1：2：1,说明该迟抽穗位基因表现为不完全显性。与93-11建立回交分离群体,将控制水稻生育期的QTL定位于水稻第6染色体长臂上,RM20176与RM20196之间长度为181.5Kb的区段,经检索为新基因,暂定名为qHd-6-1。6、以蜀恢527为供体构建的SSSLs,经背景分析后筛选出12个背景相似率高的SSSLs作父本,以四川隐性核不育水稻H2S和两系不育系Y58S、广占63S做母本,进行产量及相关主要农艺性状的杂种优势和配合力分析。产量和产量构成性状的杂种优势在染色体片段上存在显著差异,单株产量有极显著杂种优势的SSSLs分别位于Chr.6和Chr.5上的RM528-RM103、RM592-RM39、RM274-RM26的微卫星标记区段,其中组合广占63S/V261和Y58S/V296的HOCH分别为28.0%、24.4%,均达极显著水平；Chr.5上RM592-RM39区段的株系号V266的SSSLs的单株粒重相对HOCH分为-7.10%,表现为显著的杂种劣势。配合力分析发现,Chr.3RM203～RM55～RM8209～RM448～RM227具有很高的单株产量一般配合力,区段Chr.8RM25～RM310～RM342A的单株产量的一般配合力很低。