粮食是人类生存和发展的基础,是人类文明赖以生存和发展的先决条件。随着全球气候和坏境的恶化及耕地资源的减少,粮食的种植面积和生产力有所降低。因此,如何提高粮食产量,已经成为各国普遍关注的问题。水稻作为最重要的粮食作物之一,其产量构成因素有有效穗数、每穗粒数、粒重。粒重作为水稻产量构成因素之一,直接影响着水稻的产量,而影响粒重的因素主要包括粒宽、粒长、粒厚及长宽比等粒形因素。本研究以93-11和培矮64s为亲本构建的132个重组自交系(RIL)为实验材料,对种子的粒宽和千粒重进行QTL分析。借助高密度遗传连锁图谱鉴定出3个粒宽QTLs和2个粒重QTLs。利用大规模BC4F2群体,图位克隆了其中控制粒宽和粒重的主效QTL qTGW2,TGW2基因编码细胞数目调控因子OsCNR1。利用大量不同粒形水稻品种的表型和基因序列的关联分析结合启动子荧光素酶活性实验,确定了TGW2启动子区-1818 bp处的单核苷酸多态(SNP)导致其表达水平的差异,从而影响颖壳细胞的增殖和扩张,导致种子粒宽和重量的改变。过表达和基因敲除实验验证了 TGW2基因的功能,并且TGW2与细胞周期调节因子KRP1相互作用,负调控水稻粒宽和粒重。通过对141份水稻材料中TGW2的遗传多样性分析,发现TGW2基因在驯化育种过程中受到选择。本研究为水稻籽粒形态和粒重的遗传机制提供了新的见解,并发现了有望提高水稻产量的新基因。