进入21世纪后，由于人口、资源、环境等问题，直接影响水稻的总产量增长，远不能满足全球人口增加对稻米的需求。在过去的十几年中，水稻基因组研究取得突飞猛进的进展，建立致密的分子连锁图，定位大量控制重要性状的主效和微效基因，基本完成全基因组DNA序列的精细测定，功能基因组研究也已全面展开。中国通过水稻株型和优势利用选育的超级稻品种及其配套栽培技术研究在生产中发挥了重要作用。但是，要彻底解决全球粮食问题，我们还必须通过改善群体、理想株型育种、杂交优势利用、遗传工程、扩大遗传背景、分子育种等手段培育出更多高产优质多抗的水稻新品种。本研究主要内容包括：　　⑴稻褐飞虱(Nilaparvata lugens Stal，Brown planthopper BPH)是水稻主要害虫之一，该虫具有迁飞性、易暴发、群集性等特点，对水稻生产构成极大的威胁。实践证明，培育和推广抗褐飞虱水稻品种是防御该虫害的一条安全和经济有效的途径。挖掘和利用抗谱广、抗性强的抗褐飞虱基因，培育新的抗褐飞虱水稻品种以达到对褐飞虱的持久抗性是关键。本研究对抗褐飞虱水稻品系“P1”进行了抗性遗传分析和微卫星引物筛选，建立了与Bph319抗虫基因连锁的SSR分子标记。主要研究结果如下:　　⑵以P1与常规稻蜀恢527为亲木配制杂交组合，采用苗期集团法和成株期抗性调查法对亲本、F1及F2代株系进行了抗性鉴定。抗性结果表明:P1除对生物型Ⅳ褐飞虱表现感性外，对其他各褐飞虱生物型及混合型均表现为抗性，蜀恢527对四种褐飞虱生物型均表现为高感。P1与蜀恢527正反交F1代均表现为抗性，同时随机选取P1/蜀恢527的318个F2群体，抗性鉴定发现抗、感单株分布符合3∶1的分离比。综上推断P1携带一个由核基因组控制的显性抗褐飞虱基因，为全生育期抗性基因，暂命名为Bph319。　　⑶为了定位P1携带的抗褐飞虱基因，用BSA（Bulked Segregant Analysis，简称BSA法）分析法研究，以覆盖水稻12条染色体的130对SSR标记对抗、感亲本及抗、感池作多态性分析。发现SSR引物RM588、RM589、RM586、RM190、RM6263、RM3805能在抗、感亲本及对应基因池间稳定扩增出一致的DNA多态性片段。通过Mapmaker3.0软件进行抗虫基因和SSR标记位点连锁性分析和遗传距离测定，最终将该抗褐飞虱基因Bph319定位在水稻第六条染色体上，经鉴定，Bph319是一个新的抗褐飞虱基因。　　⑷染色体及基因组较小的二倍体水稻，仅依靠同一基因组内优良基因的重组实现高产、优质、多抗统一的优质稻品种是难解决的瓶颈问题。在染色体组多倍化水平探索同源四倍体水稻的潜在价值将为水稻遗传改良找到新的研究方向。本研究选取课题组多年培育的6份同源四倍体水稻及其对应的6份来源二倍体水稻为材料，采用SSR和MSAP技术分析6对同源四倍体与二倍体之间的遗传差异和DNA甲基化水平与模式的差异。主要研究结果如下:　　⑸通过SSR分子标记技术，对选取的6对同源四倍体及相应的二倍体水稻材料进行遗传差异分析。在随机选取的引物中，大部分对同源四倍体与其亲本二倍体没有差异，但是在同一倍性不同品种间显示了较大差异性。　　⑹MSAP分析试验结果表明，二倍体水稻各材料总甲基化率为26.75％～29.25％，平均为28.15％;全甲基化率为5.47％～7.16％，平均为6.24％;半甲基化率为21.28％～22.39％，平均为22.03％。同源四倍体水稻各材料的总甲基化率为22.93％～24.76％，平均为24％;全甲基化率为6.33％～8.97％，平均为7.44％;半甲基化率为15.38％～18.35％，平均为16.61％。同一品种水稻在加倍过程中其基因组DNA发生了甲基化修饰变化，但未表现出随着倍性增加甲基化水平增加的倍性效应。通过对同源四倍体水稻及其二倍体水稻材料的甲基化模式比较，发现同源四倍体水稻中平均约有11.6％发生了去甲基化，平均约有24.11％位点发生过甲基化。