水稻产量相关性状的遗传研究是当前作物科学的热门研究领域。水稻粒重作为稻谷产量三要素之一,主要由粒长和粒宽等粒形性状决定。同时,粒形也是影响稻米外观和加工品质的关键因素之一,是商品稻米的重要指标。本研究以小粒的春江06/TN1后代株系EFT为母本,大粒的中优早81为轮回亲本的谷梅2号导入系FM9为父本,通过杂交衍生具有277个株系的F2:3群体和211个株系的RIL（F7）群体为研究材料,对水稻千粒重、粒长和粒宽进行QTL定位,并利用剩余杂合体衍生的分离群体,验证了其中1个QTL的效应。同时,通过对颖壳表皮细胞的扫描电镜观察和q RT-PCR表达分析,观察到了粒长方向上颖壳细胞长度的显著变化,以及细胞周期、生长素和粒形相关基因的显著表达差异。具体结果如下:1、群体遗传图谱构建和粒重粒形相关QTL的初定位:F2:3群体的遗传图谱包含覆盖12条染色体的155对SSR标记和In Del标记,总遗传距离为2362.2 c M,平均距离为15.2 c M;RIL群体的遗传图谱包含其中的170对标记,总遗传距离为1741.8 c M,平均距离为10.2 c M。对F2:3群体和RIL群体的千粒重、粒长和粒宽的表型进行考察和QTL检测。两套群体分别检测到29个和17个QTL,其中,11个QTL在两个群体中均能检测到,18个QTL仅在F2:3群体中检测到,6个QTL仅在RIL群体中检测到,因此,共定位到35个调控粒重粒形的QTL,分布在除第4和8号染色体外的其余10条染色体上。共定位到16个调控千粒重变异的QTL,F2:3群体单独检测到的有7个,RIL群体单独检测到的有4个,两套群体同时检测到的QTL有5个;共定位到13个调控粒长变异的QTL,F2:3群体单独检测到的有7个,RIL群体单独检测到的有2个,两套群体同时检测到的QTL有4个;共定位到6个调控粒宽变异的QTL,F2:3群体单独检测到的有4个,两套群体同时检测到的QTL有2个。2、q TGW1.2/q GL1.2的验证:针对在两套初定位群体中对千粒重和粒长都呈显著作用的第1染色体长臂q TGW1.2/q GL1.2区间（RM315-RM12138）,利用从RIL群体中筛选到2个剩余杂合体单株RHL17和RHL124,衍生分离群体,用于QTL效应的验证。检测到q TGW1.2/q GL1.2对千粒重和粒长的加性效应分别为1.11±0.13 g和0.22±0.01 mm,且将目标区间界定在FIR3596-FIR3892之间,约2.96-Mb。3、颖壳表皮细胞的扫描电镜观察:利用扫描电镜比较两种亲本纯合型q TGW1.2/q GL1.2FM9和q TGW1.2/q GL1.2EFT之间成熟谷粒外颖细胞的数目和大小。结果表明,相较于短粒形的q TGW1.2/q GL1.2EFT,长粒形的q TGW1.2/q GL1.2FM9在粒长方向上的外颖细胞长度极显著增加,在粒宽方向上的细胞宽度却显著减小。我们推测相比q TGW1.2/q GL1.2EFT,q TGW1.2/q GL1.2FM9的粒长增加可能是由其颖壳细胞的长度增加所造成的。4、q RT-PCR表达分析:通过q RT-PCR,检测了18个细胞周期相关基因、6个生长素相关基因和3个主效粒形基因（GW2,GS3,GSE5/GW5/q SW5）在q TGW1.2/q GL1.2FM9和q TGW1.2/q GL1.2EFT的幼穗中的表达情况。结果显示,16个相关基因表现出显著的表达变化。因此,我们推测q TGW1.2/q GL1.2可能通过调控细胞周期和细胞大小的变化造成颖壳细胞长度以及谷粒长度的改变。综上所述,我们利用相同组合衍生的F2:3群体和RIL群体进行了水稻粒形粒重相关QTL的初定位,并通过衍生分离群体,验证了位于水稻第一染色体长臂的q TGW1.2/q GL1.2区间对千粒重和粒长的显著遗传效应。本研究初步定位的35个QTL以及验证的q TGW1.2/q GL1.2有利于进一步揭示水稻粒重粒形的遗传控制基础,也为后续的基因克隆及分子标记辅助选择奠定了基础。