小麦（Triticum aestivum L.）是世界上主要的粮食作物之一,也是我国第二大口粮作物。高产和稳产是小麦育种家们不懈的追求目标,粒重是产量构成因子之一,发掘控制小麦粒重的关键基因并阐明其分子机制是小麦遗传改良的基础,也是开展小麦分子设计育种的前提。本实验室前期利用普通冬小麦农大3338（小粒）和京冬6号（大粒）衍生的DH群体在4A和4B染色体上定位了在多个环境条件下稳定表达的千粒重QTL。本研究是在此初步定位基础上对4A和4B染色体上的千粒重QTL进行了分解、精细定位及候选基因预测。主要研究结果如下:1.对4A染色体上千粒重QTL位点QTgw-4A所在的染色体区段进行了分子标记加密,将16个SSR标记添加到千粒重QTL位点所在区间内;针对4A染色体上已知的粒重相关基因TaARGOS-4A、TaSnRK2.10、TaCWI-4A、TaTGW6和TaGS3-4A开发了分子标记,锚定了其遗传位置;利用加密后的图谱对QTgw-4A位点进行了重新定位,将QTgw-4A定位到SSR标记Xcau4A11和Xcau4A13之间,遗传距离为5.73 cM,该区间不包含已知的粒重相关基因,可能对应一个新的小麦粒重基因。2.利用5个携带QTgw-4A不同杂合片段的BC3F3单株衍生的BC3F3:4次级分离群体对QTgw-4A位点进一步验证及精细定位,将QTgw-4A区间缩小至中国春物理图谱约10 Mb距离内。构建了QTgw-4A位点的近等基因系（4A-和4A+）,利用小麦660K SNP芯片进行了背景和前景分析。对QTgw-4A近等基因系进行一年两点的株系表型评价,发现与近等基因系（4A-）相比,近等基因系（4A+）显著增加了千粒重,同时也显著减少了穗粒数。利用近等基因系（4A-和4A+）进行籽粒灌浆动态分析,发现近等基因系（4A+）后期灌浆速率显著高于近等基因系（4A-）。结合近等基因系授粉后10天籽粒转录组分析和小麦表达数据库穗部及籽粒表达谱分析,在QTgw-4A区间预测了 49个候选基因。利用688份小麦自然群体材料进行QTgw-4A位点等位变异分析,发现京冬6号大粒等位变异类型分布频率较低,约占13.66%;开发了与QTgw-4A位点紧密连锁的双多态性SSR分子标记Xcau4A10,可用于辅助选择育种;通过回交将京冬6号大粒等位基因导入春小麦品种永3002,显著提高了千粒重。3.对4B染色体上小麦千粒重QTL对应的染色体区段进行了分子标记加密,开发了 59个SSR标记,构建了新的遗传连锁图谱,重新对千粒重QTL簇QTgw-4B进行了分析,并将其拆分为QTgw-4B.1、QTgw-4B.2和QTgw-4B.3三个区段。4.利用2个BC3F2和3个BC4F2次级分离群体对QTgw-4B.1区段进行了验证;同时利用5个BC3F3:4次级分离群体对QTgw-4B.2和QTgw-4B.3区段进行了分解和验证,发现QTgw-4B.2的粒重遗传效应是由Rht1的一因多效造成;利用3个携带不同杂合片段的BC3F4交换单株衍生的BC3F4:5分离群体对QTgw-4B.3区段进行了精细定位,将千粒重QTL定位于SSR标记Xcau4B37和Xcau4B 42之间,遗传距离为7.81 cM。5.构建了 QTgw-4B.2区段Rht1基因的近等基因系（Rht-B1a和Rht-B1b）,分析了农大3338遗传背景下Rht1基因的遗传效应,发现Rht1基因不仅影响株高,还影响千粒重及籽粒大小等性状,具有一因多效性。6.构建了两套QTgw-4B.3位点近等基因系（4B.3-和4B.3+）,进行一年两点表型评价,发现与近等基因系（4B.3-）相比,近等基因系（4B.3+）显著增加了千粒重及籽粒大小。利用小麦660K SNP芯片对QTgw-4B.3近等基因系（4B.3-和4B.3+）进行了背景和前景分析,发现QTgw-4B.3位于4B染色体着丝粒区域。利用近等基因系（4B.3-和4B.3+）进行了授粉后10天籽粒转录组分析,发现差异表达基因在细胞周期调控、细胞分裂及淀粉生物合成等途径发生了显著富集,可能与近等基因系间粒重差异存在密切关系。