随着世界人口的不断增加,粮食安全问题日益严重。水稻是最重要的粮食作物之一,是世界上大部分人口的主食,因此,不断提高水稻的产量对缓解不断增加的粮食安全压力显得非常重要。淡水资源的不断减少和不可预测的气象灾害的频发,如降雨的减少和分布不均,使干旱成为了制约水稻生产最重要的影响因素之一。因此,深入了解水稻产量形成及抗旱性的机制,对提高水稻的产量潜力,增强水稻的抗旱性具有重要的意义。本研究对38个抗旱相关QTL进行了近等基因系的构建,并在不同环境下对构建成功的17个近等基因系进行了表型测定,对1个明显增加水稻根体积、剑叶宽度和每穗颖花数的近等基因系对应的QTL进行了精细定位。主要研究结果如下：比较了两个亲本遭受干旱胁迫时在形态、生理及基因表达水平上变化,发现IRAT109有更好吸收和维持水分的能力(更大根系、会更快卷叶、失水速率低)以避旱性为主,并在基因表达水平上对干旱胁迫有更快的反应；而珍汕97有更好的渗透调节能力(如离子平衡、细胞膜稳定性)以耐旱性为主。根据先前的研究结果,挑选了38个抗旱相关的QTL进行近等基因系的构建,共有9个抗旱相关QTL近等基因系构建到BC6F1代,有23个抗旱相关QTL近等基因系获得BC4F2种子,共有34个抗旱相关QTL近等基因系构建到BC3F1代以上。在不同环境下对构建成功的17个近等基因系进行了表型测定,发现14个近等基因系在至少一种环境中相对于轮回亲本有明显的表型差异,其中9个在两种环境下都显示出明显的表型差异。将初步定位的QTL与近等基因系的结果进行比较发现：排除了抽穗期的影响之后,只有4个QTL区段在两利群体中同时检测到控制完全相同产量相关性状QTL的存在,只有3个QTL区段在两种群体中同时检测到控制完全相同或相似的根部相关性状QTL的存在。检测了36个位于14个有表型差异近等基因系对应的QTL区间中的基因在珍汕97、IRAT109及对应近等基因系中的表达量,结果发现无论在正常还是干旱胁迫下,一半左右基因的表达模式或表达水平相对于珍汕97或IRAT109在近等基因系中发生了变化。利用一个12000株左右的群体将同时控制水稻根体积、剑叶宽度和每穗颖花数的qFSR4定位到38kb的范围,生物信息学分析预测该区间一共有3个基因。其中一个已经报道的基因(NARROW LEAF1, NAL1)的基因组序列及表达水平在两个亲木中都有明显的差异,所以NAL1最有可能是控制3个性状的候选基因。根据珍汕97和IRAT109在干旱胁迫条件下的表达谱结果,挑选了15抗旱相关的候选基因进行了遗传转化载体的构建、遗传转化和转基因材料的表达量检测,并对部分基因的转基因材料进行了抗逆筛选。发现Gll(编码蛋白预测为环化酶)的超表达转基因植株对干旱和高盐胁迫敏感。鉴于BURP家族多个基因在珍汕97和IRAT109之间表现出逆境应答差异,因此对水稻BURP家族进行了系统分析并对水稻该家族17个BURP基因进行逆境胁迫和组织表达谱分析。结果表明：14个BURP基因的表达水平受干旱、盐、冷、ABA等多种逆境的影响,有5个BURP基因在穗中特异表达,有5个BURP基因在分蘖之前的幼苗中特异表达。