水稻作为人们赖以生存的粮食作物,与国家粮食安全息息相关。提高水稻产量是保障粮食安全的重要途径。挖掘和研究产量相关基因是高产育种的基础。本研究以一份特大籽粒水稻材料(307R)为供体亲本,三个恢复系IR24、明恢63、蜀恢527为轮回亲本,构建回交世代群体。在前人初步定位的基础上,利用重组纯合株系精细定位,获得了一个控制粒重的显性遗传基因,命名为GLW2。并对候选基因进行了初步的验证分析。主要结果如下：(1)在以IR24、明恢63(M63)、蜀恢527(527R)为轮回亲本构建的BC4F2群体中,获得了不同背景下的近等基因系(NILs)。利用NILs对GLW2的效应进行了评估,结果显示GLW2在不同背景下粒长增加21%-32%、粒宽增加22%-27%,以致千粒重增加27%-53%。同时穗粒数也在一定程度上增加,使得单株产量增加15%-26%。这些数据表明GLW2基因主要通过增加粒长和粒宽,从而增加千粒重,最终提高单株产量。(2)对NILIR24和IR24的颖壳进行石蜡切片观察和电子显微镜观察,结果发现颖壳外表层细胞总数增加了9.4%,但单位面积细胞个数约减少了41.2%。细胞测量显示NILIR24相对于IR24细胞长度约增加了59.8%,细胞宽度约增加了30.4%。以上数据表明,GLW2主要通过增大细胞体积,同时增加细胞数目,从而增加粒重。(3)利用IR24/307R BC3F2群体中2500株小粒单株将GLW2定位在标记H2和标记Z4之间,物理范围约160Kb。对其中8株重组纯合单株进行标记加密,进一步将GLW2定位在标记M2与标记M8之间,物理范围约15Kb。(4)水稻基因组注释显示,基因定位区间仅包含一个基因LOC_Os02g47280。对该基因编码区进行测序,发现大粒材料307R与日本晴序列存在4个SNP位点,其中只有一个差异位点(TC→AA)再307R与IR24、M63和527R间有差异,推测另外3个变异为粳籼差异,而(TC→AA)可能为导致大小粒的关键变异。(5)对育种资源圃中收集的其他18份材料进行平行测序,结果显示3份大粒材料均与近等基因系一致,为AA基因型,而15份小粒材料表现为TC基因型,进一步验证了该候选基因的正确性。(6)利用qRT-PCR对候选基因进行表达模式分析,结果显示：候选基因在多个组织中均有表达,但在植株穗部优势表达。对比分析显示,该基因在大粒材料307R和日本晴的穗部的表达存在很大差异,在日本晴基因穗部的表达随着穗发育的时间逐步降低,而在307R中基因在穗部表达逐渐提高,在穗发育第四期达最高水平。该结果符合该基因作为候选基因的预期。(7)构建PA7-GLW2-YFP载体,瞬时转化水稻原生质体,进行亚细胞定位分析,发现GLW2蛋白在细胞核上表达,符合其作为转录因子的生化功能。