水稻是主要的三大粮食作物之一，目前世界上超过一半的人以它为食。随着人们生活水平的提高和科学技术的发展，人们不再仅仅满足于产量的增加，开始更加关注稻米的香味、口感、营养品质等。黑米作为一种特殊的种质资源，不仅含有丰富的氨基酸、谷胱甘肽、植物脂肪、纤维素等，还含有很多微量元素，如:锌、硒、铁、钼、锰、铜、有机锗等。除此之外，研究表明黑米不仅具有改善缺铁性贫血的能力，还具有提高机体抗氧化和抗衰老的能力。同时黑米也对防治动脉粥样硬化具有重要意义。正是因为黑米所具有的这些特点，使得人们对黑米的需求开始变大。但是目前市场上的黑米质量参差不齐，所以培育优质的黑米品种具有重要意义。　　本研究模拟计算机软件升级的原理，即只改良水稻优良底盘品种中少数不好的位点，来达到主栽品种升级的目的。本研究以黑龙江省水稻主栽品种空育131为底盘品种，以黑稻品种GKHNA为供体品种，目标是实现空育131种皮颜色从白色到黑色的改良。首先，将空育131和黑稻GKHNA进行杂交，并以空育131为轮回亲本进行回交，将黑色种皮性状导入到空育131中，并得到回交分离群体BC3F1。其次，根据空育131和日本晴的重测序信息以及实验室现有的分子标记库，开发及选拔黑稻GKHNA与空育131之间的高密度单核苷酸多态性分子标记(Single nucleotide polymorphism，SNP)共计161个。再次，对BC3F1上的自交种的种皮颜色进行鉴定，并结合种皮颜色数据与群体基因型对黑色种皮性状进行数量性状位点(Quantitative trait locus，QTL)分析。通过QTL分析，将控制黑色种皮性状的基因定位于第4染色体28Mb的位置。然后，为了有效地缩短连锁累赘，并清除来自供体的非目标片段，根据定位到的控制黑色种皮性状的QTL位点，在其附近设计了4个SNP分子标记。利用自交后代重组交换的原理，经过二次个体选拔，最后选到了BC3F2-HSQ198C02和BC3F2-HSQ198C06两个个体。这两个个体含有黑色种皮性状相关QTL，且背景回复率达分别达到95.10％和96.27％，同时种皮颜色也得到了改良。　　本研究改良了空育131的种皮颜色使之由白色变为黑色，同时通过排除非目标片段和缩短目标片段来提高背景回复率，保留了空育131的其它优良性状。本研究对空育131种皮颜色性状改良的育种方法尝试，可为以后对水稻及其他农作物主栽品种的性状改良提供实践指导和理论基础。