水稻气孔是一种特化的表皮细胞,在调节植物的光合作用、蒸腾作用以及水分利用中扮演着至关重要的角色,气孔的密度和大小直接影响作物产量,是影响水分及温度等非生物胁迫的关键因素,但目前对水稻气孔相关性状的遗传基础研究仍知之甚少。本研究从中国农业科学院3000份水稻重测序项目中筛选出451份抽穗期相近的水稻种质资源为试材,利用4.8M高质量SNP对水稻剑叶正、背面气孔密度、长度及宽度进行全基因组关联分析（GWAS）。挖掘控制水稻气孔密度和大小的重要QTL,对检测到的重要QTL区间内的所有基因进行单倍型分析,并结合生物信息学分析预测候选基因。主要研究结果如下:1.本研究中,451份水稻种质资源在剑叶气孔密度和大小性状上遗传变异广泛。在三亚和北京两个不同生态环境下,籼稻亚群的背面叶片气孔密度（平均在三亚78.24个/mm²,在北京70.94个/mm²）显著大于粳稻亚群（平均在三亚67.73个/mm²,在北京64.66个/mm²）。相关分析结果显示,剑叶正面气孔密度、大小与背面气孔密度、大小均呈极显著的正相关。正、背面气孔密度与大小均呈显著的负相关。2.采用混合线性模型,对气孔相关性状的表型值与基因型值进行GWAS分析,以P=1.0×10^-4.5设定为显著阈值,两年共检测到影响水稻剑叶叶片气孔密度和大小的主效QTL 47个,其中10个QTL能够在两个不同生态环境下稳定表达。3.对6个重要QTL区间（qADSD1、qADSD2.1、qADSD2.2、qADSD4、qADSD6、qADSW7.1）内的所有基因进行单倍型分析,并结合生物信息学分析预测到7个可能影响水稻叶片气孔性状的候选基因。本研究剖析了水稻剑叶气孔生长发育相关性状的遗传基础,预测了7个影响水稻剑叶气孔密度和宽度QTL（qADSD1、qADSD2.1、qADSD2.2、qADSD4、qADSD6、qADSW7.1）的候选基因,研究结果将为通过分子设计育种培育超高产、抗逆水稻品种提供具有自主知识产权的优异基因,同时为后续气孔密度和大小相关基因的克隆奠定坚实的基础。