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本研究利用超级杂交稻协优9308的保持系协青早B和恢复系中恢9308为亲本杂交，后代以单粒传方法构建RIL群体、以协青早B/RILs构建BC1杂种群体为材料，应用163个SSR标记建立遗传连锁图谱，对12个主要农艺性状、籽粒中若干微量元素含量及它们的杂种优势进行了多年份多环境QTL定位研究，主要结果如下：
1.将281个株系组成的RIL群体，种植于海南(HN06、HN07)和浙江(ZJ06)两地，考察单株产量(GYD)、株高(PH)、抽穗期(HD)、单株穗数(NP)、穗长(PL)、一次枝梗(PRB)、二次枝梗(SPB)、着粒密度(GD)、每穗总粒数(TNSP)、每穗实粒数(NFGP)、结实率(SF)、千粒重(TGWT)等12个主要农艺性状，从695个SSR标记中筛选应用163个多态性SSR标记，构建分子遗传连锁图，应用WindowsQTLCartographer2.5的CIM方法检测QTL。结果构建成的分子遗传图谱含163个SSR标记，总图距约1578.9cM，标记间平均图距为9.69cM，覆盖水稻基因组87.5％。在HN06试验中检测到9个农艺性状的39个主效QTLs；在HN07试验中检测到12个农艺性状的54个主效QTLs：在ZJ06试验中检测到12个农艺性状的46个主效QTLs。三组试验共检测到88个QTLs，分布在全部12条染色体上。其中单株产量检测到9个QTLs，株高检测到7个QTLs，抽穗期检测到9个QTLs，单株穗数检测到7个QTLs，穗长检测到7个QTLs，一次枝梗检测到8个QTLs，二次枝梗检测到9个QTLs，着粒密度检测到6个QTLs，每穗总粒数检测到7个QTLs，每穗实粒数检测到11个QTLs，结实率检测到4个QTLs，千粒重在检测到3个QTLs。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为2.29％～31.17％。控制主要农艺性状的QTLs基本以加性作用为主，上位性效应和环境互作效应影响不大。同一区间控制不同性状的QTLs、不同区间控制同一个性状的QTLs在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。在三组试验中都稳定检测到的有包括7个主要农艺性状的15个共同QTLs：qPH-2，qPH-3，qPH-6-2；qHD－6-2，qHD-10；qNP-3；qPL-1，qPL-6-1；qTNSP-1，qTNSP-2，qTNSP-3；qNFGP-1，qNFGP-3-2，qNFGP-6-2；qTGWT-3。这些共同QTL，尤其是第3染色体RM168-RM143区间控制每穗总粒数的qTNSP-3、控制每穗实粒数的qNFGP-3-2和控制单株穗数的qN-3，其加性效应值、贡献率较大，可以考虑下一步进行QTL精细定位和克隆。
2.以协青早B为母本、以RILs为父本配制获得BC1杂种群体，种植于海南(HN07F)和浙江(ZJ06F)两地，以中亲优势值考察计算12个主要农艺性状的杂种优势表型。利用RIL群体遗传图谱，应用WindowsQTLCartographer2.5检测QTL，结果在HN07F试验中检测到除单株穗数外11个主要农艺性状的29个主效杂种优势QTLs；在ZJ06F试验中检测到除单株产量和单株穗数外10个农艺性状的18个主效杂种优势QTLs。二组试验共检测到41个杂种优势QTLs，分布在水稻1、2、3、4、6、7、8、10等染色体上。其中单株产量检测到3个杂种优势QTLs，株高检测到6个杂种优势QTLs，抽穗期检测到4个杂种优势QTLs，穗长检测到3个杂种优势QTLs，一次枝梗检测到3个杂种优势QTLs，二次枝梗检测到2个杂种优势QTLs，着粒密度检测到4个杂种优势QTLs，每穗总粒数测到7个杂种优势QTLs，每穗实粒数检测到4个杂种优势QTLs，结实率检测到4个杂种优势QTLs，千粒重检测到1个杂种优势QTL。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为3.15％～18.18％。控制主要农艺性状的杂种优势QTLs以加性作用为主，上位性效应和环境互作效应影响较小。同一区间控制不同性状的杂种优势QTLs、不同区间控制同一个性状的杂种优势QTLs在遗传作用模式、效应方向和效应大小上存在一定差异。在两组试验中稳定检测到6个共同杂种优势QTLs：qPHH-8、qPLH-6、qGDH-8、qNFGPH-7、qSFH-7、qTGWTH-3。
3.以RILs和对应BC1杂种群体，种植于杭州(HZ、HZF)和富阳(FY)两地，成熟后收获种子，采用石墨炉原予吸收(GFAAS)、全谱直读电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)方法测定籽粒中镉(Cd)、铜(Cu)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)等5个微量元素含量，单位为2mg·kg-1。应用WindowsQTLCartographer2.5软件检测QTL，结果在HZ试验中检测到4个微量元素含量的9个QTLs；在FY试验中检测到3个微量元素含量的5个QTLs；在HZF试验中检测到3个微量元素含量的4个杂种优势QTLs。共检测到16个QTLs散布在水稻第1、3、4、5、6、7、8、11染色体上。其中镉元素检测到3个QTLs、2个杂种优势QTLs，铜元素检测到2个QTLs、1个杂种优势QTLs，锰元素检测到5个QTLs、1个杂种优势QTL，锌元素检测到2个QTLs。单个QTL对群体性状表型变异的贡献率为4.23％～14.84％。控制微量元素含量的QTLs以加性作用为主，未检测到上位性效应。检测到控制镉、铜、锰元素含量的3个共同QTLs：qCDCN-7、qCUCN-4、qMNCN-3，其真实性更高，可能应用于功能性水稻分子育种。
4.QTL定位研究发现多个重要QTL聚集区间、一因多效广泛存在。如第1染色体顶部RM1－RM3746区间(17.7cM)和相邻RM3746－RM5359区间(5.3cM)，检测到7个农艺性状QTLs、1个农艺性状杂种优势QTL、1个微量元素QTL；第3染色体着丝粒附近RM6283-RM7370区间(4.3cM)和相邻RM282-RM6283区间(28.4cM)检测到4个农艺性状QTLs、1个农艺性状杂种优势QTL、1个微量元素QTL；第3染色体长臂RM168-RM143(29.8cM)区间，检测到7个农艺性状QTLs、1个农艺性状杂种优势QTL；第3染色体底部RM148-RM85区间(2.9cM)，检测到1个农艺性状QTL、2个农艺性状杂种优势QTLs；第6染色体项部RM587-RM510区间(2.4cM)，检测到2个农艺性状QTLs、3个农艺性状杂种优势QTLs；第6染色体着丝粒附近RM6302-RM3330区间(9.0cM)及相邻RM3330-RM564(8.1cM)区间，检测到4个农艺性状QTLs、7个农艺性状杂种优势QTLs、1个微量元素杂种优势QTL；第7染色体着丝粒附近RM180-RM2区间(9.1cM)和相邻RM2-RM320区间(12.1cM)，检测到9个农艺性状QTLs、8个农艺性状杂种优势QTLs、3个微量元素QTLs、1个微量元素杂种优势QTL。另外，在第2染色体顶部RM3865－RM6247区间(9.0cM)及相邻RM6247-RM71区间(14.6cM)，第4染色体底部RM241-RM6992区间(6.5cM)、第8染色体短臂RM25-RM5556区间(4.9cM)和第10染色体长臂RM271-RM6704区间(6.9cM)及临近RM3773-RM3123区间(6.7cM)，都检测到多个QTLs。
而且，在同一QTL聚集区间，控制相关性状的QTL效应方向基本相同，利用这些QTL紧密连锁的分子标记进行辅助选择，可同时针对多个性状进行有效遗传改良。