水稻作为主要的粮食作物,是全球二分之一以上人口的主粮。在保证水稻产量的基础上,培育出品质优良的水稻品种是目前育种的主要目标。水稻粒型作为决定水稻产量与品质的重要农艺性状,已成为研究的焦点。虽然已经有部分水稻粒型相关基因被克隆,但是大多数研究只关注于单一基因的功能,而忽视了不同基因功能变异之间互作关系。本实验基于1488份野生稻品种和全世界的代表性水稻全基因组深度测序,提取控制水稻粒型的187个已克隆基因与水稻长、宽、长宽比和千粒重等粒型形态数据进行关联分析,筛选显著性关联位点,结合群体遗传学分析,选择水稻驯化和育种中受到选择的基因,解析粒型基因的连锁关系和形态效应,从而阐明粒型复杂调控网络。从基因互作的角度解析水稻长、宽、长宽比和千粒重多样性的遗传基础,主要研究结果如下:1.Structure、PCA和NJ等群体遗传结构分析表明,1488份世界有代表性的水稻及野生稻资源可以分成籼稻、粳稻和野生稻,其中野生稻包含1个居群,粳稻群体包含2个居群,籼稻群体包含5个居群。2.水稻粒型表型分析结果显示水稻粒型在籼稻、粳稻两个栽培稻群体中有明显差异,不同年代的品种也在两籼稻、粳稻群体中也呈现出不同变化趋势。3.全基因组关联分析共关联到显著性位点960个,这些位点一共分布在128个基因上,其中与长宽比相关的显著性位点有323个,66个与粒宽性相关的基因座,和粒长关联的基因座542个,29个和千粒重相关的QTL。4.受选择分析结果表明粳稻群体和籼稻群体呈现出明显的分化现象,有93个基因在两个栽培稻群体中都受到选择。对多个性状有调节作用的基因有38个,另外55个基因只在一种性状中受到选择。5.MRG702、GW5以及Brd1基因在两个栽培稻群体中均受选择,其参与BR信号通路的调控,基因不同变异类型的有效组合有助于产生饱满的水稻粒型。本实验通过关联分析缩短了显著性位点的定位区间,能够迅速找到目标基因,结合受选择分析找到受选择基因,并将受选择基因的遗传位点组合协同发挥作用,探究基因之间的关联性为后续培育优良品种、提高水稻产量提供理论基础。