水稻（Oryza sativa L.）是三大粮食作物之一。随着人们对稻米品质要求的提高,培育高产优质品种已成为水稻育种的重要目标。本研究分析了本实验室构建单片段代换系文库所使用的亲本材料中的粒形基因等位变异,在此基础上,构建了不同粒形基因功能变异组合的聚合系材料,探讨了粒形基因间的遗传互作效应,确定了具有高产优质潜力的粒形基因组合类型。主要结果包括:（1）通过测序及序列比对分析,将27份水稻材料中GL3.1基因划分成4种单倍型,并根据碱基序列差异开发了功能标记。同时,利用功能标记鉴定了27份亲本材料中的粒形基因等位基因类型,选取携带gs3、GL3.1、gw8、GW7以及GW5功能变异的单片段代换系材料,经常规杂交和分子标记辅助选择获得了双基因聚合系材料21份,三基因聚合系材料6份。（2）不同粒形基因间存在复杂的遗传互作。GL3.1对gw8和GW7具有上位性,gw8对GW7存在上位性;GW5强烈遮盖gw8、GW7和gs3基因对粒长的影响;GW7与gs3具有累加效益,导致粒长增加。（3）粒形及产量分析表明,gs3在以获得细长形谷粒为目的的设计育种具有重要贡献,gs3/GW7、gs3/GL3.1、gs3/gw8^{am ol}等组合的谷粒长宽比均达到国家优质籼稻标准。其中,gs3/GW7聚合系不仅外观品质优良,而且高产。（4）在F₂群体中鉴定双基因聚合系的纯合及杂合单株,结合表型鉴定,分析不同类型粒形基因在杂交水稻育种中的应用前景。结果表明,携带GW7基因的聚合系材料在杂合状态下均有良好表现。