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高粱是人类最早栽培的重要谷类作物之一,具有用途广泛,抗逆性强,种植范围广等特性,是有广阔应用前景的能源和粮食作物。随着世界人口的不断增长、可耕地面积的不断减少以及水资源的严重短缺,种植并培育高产的高粱品种将对世界粮食安全问题产生深远影响。目前,利用常规育种方法来增加高粱的产量已变得非常有限,而基于生物技术或基因工程的分子育种手段将能有效增加高粱的产量。粒重是构成产量的一个重要因素,发掘控制高粱粒重的基因并阐明其调控机理是开展高粱高产分子育种的前提,因此,对高粱粒重进行QTL分析并对主效QTL进行精细定位将具有重要的理论意义和应用价值。而转基因育种是进行分子育种的一种有效手段并且转基因方法也是进行相关基因功能验证的重要方法,因此,建立一套高粱成熟胚的高效转基因体系具有重要意义。本研究利用大粒高粱品种SA2313与小粒高粱品种Hiro-1杂交构建的定位群体对高粱粒重进行了QTL分析并对主效QTL进行了精细定位,同时利用Hiro-1的成熟种子为外植体构建了一套高效转基因体系,主要研究结果如下：1.利用SA2313×Hiro-1杂交得到的F2群体对高粱粒重进行QTL分析,共检测到7个控制高粱粒重的QTL,它们所解释的表型变异率介于7%～40%之间。这7个QTL均与前人的定位结果相同,没有新定位到的QTL。2.利用种于北京和海南两地的SA2313×Hiro-1 F2群体能够重复检测到两个控制高粱粒重的QTL, qGWl和qGW2,其所解释的表型变异率分别介于22%～40%之间和13%～27%之间,是控制高粱粒重的主效QTL3.利用K-385×SA23、ATx623×SA2313杂交得到的两个F2群体对高粱粒重主效QTL进行检测,只有qGWl均能够被检测到,说明qGW1在不同的遗传背景下能够稳定存在。4.利用SA2313×Hiro-1 F3群体中的极端交换单株,将qGW1精细定位到1号染色体短臂大约101 kb的范围内,包含13个候选基因。测序发现只有Sobic.001G038300基因在四个亲本中编码氨基酸的变异与表型变异是一致的,因此初步确定其为qGW1的候选基因,仍需进一步验证。5.构建了qGWl的近等基因系,为qGWl的进一步精细定位提供了有力的作图群体。6.利用Hiro-1的成熟种子为外植体构建了一套高粱高效的转基因体系,平均转化效率为12.31%,为高粱重要基因的功能验证及高粱分子育种提供了重要基础。以上研究结果对阐明高粱粒重的遗传机理提供了重要信息,与qGWl紧密连锁的分子标记可以用于高粱高产育种的分子标记辅助选择,并且qGWl的精细定位为qGW1基因的克隆及进一步明确其调控机理提供了重要依据。