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水稻粒型是重要的农艺性状,遗传基础复杂。水稻染色体片段代换系（Chromosome Segment Substitution Lines,CSSLs）是遗传研究的理想材料,除少量代换片段外,与受体亲本遗传背景相同,可以将复杂的性状分解而进行研究。本研究通过高代回交、自交和分子标记辅助选择相结合的方法,鉴定了一个以日本晴为受体、西恢18为供体的长粒CSSL-Z741和一个以西恢18为受体、泸旱3号为供体的短宽粒CSSL-Z751,主要研究结果如下:1水稻长粒CSSL-Z741的鉴定及重要农艺性状QTL分析1.1 Z741的代换片段和农艺性状分析Z741是以粳稻测序品种日本晴为受体,优良长粒籼稻恢复系西恢18为供体选育而成,Z741含有来自西恢18的6个代换片段,平均代换长度为5.82 Mb。与日本晴相比,Z741的粒长、株高、每穗总粒数、千粒重等显著增加。1.2 Z741携带的重要农艺性状QTL以日本晴/Z741构建的次级F2群体为QTL作图群体,共鉴定出20个QTL,其中影响粒长的QTL有qKL3和qKL7,分别增加粒长0.34 mm和0.10 mm,贡献率分别为65.00%和5.29%。1.3粒长主效QTL-qKL3的候选基因预测与分析鉴于第3染色体上已克隆多个水稻粒长QTL,我们在主效QTL-qKL3连锁标记的上下2 Mb区间内进行基因预测和测序分析,发现日本晴和Z741在Os PPKL1的3’UTR区和蛋白质编码区分别有5个碱基和3个碱基的差异,Os PPKL1初步确定为qKL3的候选基因。1.4来自Z741的目的QTL的次级片段代换系选育和粒型QTL加性效应与上位性效应分析在QTL定位的基础上,以分子标记辅助选择法在F3代共选出5个次级代换系,包括3个单片段代换系（S1、S2和S3）和2个双片段代换系（D1、D2）。利用相应的3个单片段代换系进一步验证了qKL3等8个QTL的遗传稳定性。双片段代换系D1含有第3染色体的代换片段和第6染色体的代换片段,携带粒长QTL-qKL3（加性效应为0.54）和qKL6（加性效应为0.11）,两个QTL间产生上位性互作效应为-0.30,表明双片段代换系D1的粒长遗传效应增加粒长0.35 mm。也就是说,D1的粒长比含有qKL6的单片段代换系S3长,而比含有qKL3的S1的粒长短,表明qKL6与qKL3聚合没有产生更长的籽粒。2水稻短宽粒CSSL-Z751的鉴定及重要农艺性状QTL分析2.1 Z751的代换片段和农艺性状分析Z751是以优良长粒籼稻恢复系西恢18为受体亲本,短宽粒品种沪旱3号为供体亲本选育而成,Z751共含有来自泸旱3号的14个代换片段,平均代换长度为4.32 Mb（以籼稻9311为参考基因组）。与西恢18相比,Z751的粒长、每穗粒数、千粒重等显著减少,粒宽等性状显著增加。2.2 Z751携带的重要农艺性状QTL以西恢18/Z751构建的次级F2群体为QTL作图群体,共鉴定出30个重要农艺性状QTL,影响粒长的QTL有3个,分别为qKL3-1、qKL3-2和qKL7-1,均减少粒长,解释表型方差分别为27.77%、84.84%和35.03%。2.3粒长主效QTL-qKL3-2的精细定位与候选基因分析以qKL3-2的交换株构建F3群体,利用其中的隐性株进一步将粒长主效QTL-qKL3-2精细定位于第3染色体260 kb大小的区域,经基因预测和测序,发现LOC＿Os03g43760和LOC＿Os03g43820均可能是qKL3-2的候选基因。2.4来自Z751的目标QTL的次级片段代换系的选育和粒型QTL加性效应与上位性效应分析在QTL定位的基础上,以分子标记辅助选择法在F3代共选出9个次级代换系,包括4个单片段代换系（S4-S7）、3个双片段代换系（D3-D5）和2个三片段代换系（T1、T2）。相应的4个单片段代换系验证了qKL3-2、qKL3-1、qKL7-1等9个QTL的遗传稳定性。D3含有两个来自第3染色体的代换片段,携带粒长QTL-qKL3-2（加性效应-0.86）和qKL3-1（加性效应-0.82）,两个QTL间产生上位性效应为0.66,表明D3的粒长遗传效应减小粒长1.02 mm,即qKL3-2与qKL3-1聚合产生了更短的籽粒。同样,qKL7-1和qKL3-1聚合也产生了更短的籽粒。