综合国内外关于超级稻育种途径的多种学术观点，改良水稻的光合性状，提高水稻的光合效率是成功解决水稻高产瓶颈的主要共识之一。除了传统的同室效应筛选高光效材料之外，应该还存在着禾本科内C3水稻和 C4 植物直接有性杂交、体细胞融合以及引入C4基因对C3水稻进行基因工程改造等多种可能途径。 按照上述三种可能途径，本课题对C3水稻和C4高粱、玉米直接有性杂交，对融合实验的重要前提之一的胚性细胞悬浮系构建，对转玉米C4高光效基因水稻的特性研究，对玉米C4高光效性状向PMeS品系水稻和其他材料的引入做了大量而有意义的尝试与系统性研究。主要取得如下实验结果： 1．通过有性杂交，以四个转基因材料为母本，以HN2026、9311、日本晴为父本获得12个杂交组合；通过组织培养与加倍，获得了以转有PEPC基因、转有PEPC+PPDK双基因水稻材料及其原始型材料Kitaake的四倍体，获得了以转PEPC、PPDK、PEPC+PPDK基因材料为母本，以9311为父本的三个杂种的四倍体，获得了以转PPDK基因材料为母本，以HN2026为父本的杂交杂种的四倍体。设计引物，PCR检测了含有外源基因的后代植株，对这些植株及其对照物进行了光合作用测定和主要农艺性状考察。结果表明，远缘杂交和多倍体化能够大幅度提高籼粳杂种的结实率和产量，不失为选育超级稻的有效方法；玉米C4高光效基因确实表现出光合作用和农艺性状改善的效应；玉米C4高光效基因可以杂交方式在新的遗传背景下稳定遗传； 2．成功地构建出PMeS品系水稻HN2026二倍体、四倍体的胚性细胞悬浮系，摸索出细胞培养前、中、后三期的多种优化措施。培养的水稻细胞15个月后取材分化，其分化率和正常培养的愈伤分化率相当；23个月取材分化，其分化率大为降低。表明随着培养时间的延长，细胞的分化特性逐渐丧失。 3．2004、2005和2006三个夏天，实施了水稻、玉米、高粱间的直接有性杂交，先后采用了二十多种杂交方案、四十多种水稻材料、十一种高粱品种、六种玉米种和二种薏苡作杂交亲本，仍然未能找到能够以水稻为父本，玉米、高粱和薏苡为母本的具有一定亲和性的杂交配对亲本。通过苯胺蓝染色实验，以高粱稻为父本，以高粱为母本，荧光柃测不出其杂交亲和性。以四倍体水稻 Sg99012为母本，以本地玉米为父本做杂交，获得的后代(F1)及其加倍体表现出同二倍体、四倍体Sg99012形态类似的性状特征。