水稻是我国最重要的粮食作物之一,世界上一半以上人口的主食,因此,水稻的高产稳产对我国粮食安全极其重要。千粒重是影响水稻产量的关键农艺性状之一,主要由粒长、粒宽以及粒厚共同决定,同时水稻粒型与品质性状紧密相关。因此,对粒型相关QTL及主效基因的定位与克隆,对增加水稻产量、改善稻米品质,保障我国粮食安全具有重要意义。本研究,以优质大粒杂交稻恢复系材料雅2115和小粒型超级稻品种玉香油占为亲本,通过F₂群体的单株高通量测序分析,对粒长和粒宽性状进行了QTL定位研究;并利用在粒型极端单株衍生的BC₁F₂分离群体,通过染色体片段重叠法,对控制水稻粒宽和粒长的主效QTL qGW2.1、qGL2进行了精细定位,分析预测了其候选基因,开展了主效位点间遗传效应及分子设计育种研究,获得主要结果如下:1.通过对雅2115和玉香油占的F₂群体QTL分析,共检测到6个粒宽和粒长QTL位点,两个粒宽QTL中,qGW2.1为主效QTL,加性效应值为40。四个粒长QTL中,qGL2为主效QTL位点,加性效应值为17.03。2.利用粒型极端单株回交构建的BC₁F₂分离群体,通过染色体片段重叠法将控制水稻粒宽主效QTL位点qGW2.1精细定位到第2号染色体短臂端AM179与AM487两分子标记之间约66.9kb的物理距离,在定位区间内包含控制粒宽的主效基因GW2和OsUBP15。通过相同方法将qGL2精细定位在AM491与AM493两分子标记之间247.2kb的物理距离,并对定位区间的候选基因进行了预测。3.在BC₁F₂群体中考察了qGW2.1与GL7之间对粒型的遗传效应,发现qGW2.1与GL7通过独立的途径调控粒型,且qGW2.1起主效调控作用。遗传背景含有qGW2.1与GL7即基因型组合为“22/11”时,长宽比最高,米粒更细长。4.开展了qGW2.1、GL7、Wx基因和香味基因Badh2的分子聚合育种研究,筛选了含有不同基因型的组合,初步分析了不同组合对粒型和垩白的影响,发现基因型为“22/11/11/22”的组合最有利于优质高产水稻品种的选育。