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水稻是我国人民的主要粮食作物。近几十年来，水稻产量得到了大幅度提高，但是要彻底解决21世纪全球粮食问题，特别是中国等发展中国家的粮食问题，杂交水稻的产量还远远不够，还必须培育出更高产优质的水稻新品种。二倍体水稻染色体及基因组小，仅依靠同一基因组内优良基因的重组去实现高产、优质、多抗统一的优质稻品种是困难的。前人的研究结果已证实，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，对同源四倍体水稻的研究将有可能大大提高水稻产量、改善质量和增强抗性，为水稻育种探索出一个新途径。
本研究选取课题组多年培育的25份同源四倍体水稻为材料，对其主要的淀粉合成相关基因进行了分子检测，测定了其直链淀粉含量、胶稠度、糊化温度及粘滞性，探讨了同源四倍体水稻主要淀粉合成相关基因对稻米品质的影响；并考察了材料的主要农艺性状，进行了主要农艺性状与产量的通径分析、主成分分析及聚类分析，以期发掘出可在同源四倍体水稻育种中利用的优异种质，进一步推动和促进同源四倍体水稻的研究。研究结果如下：
1、分子标记检测表明，在Wx、SSSⅡ-3、SbeI、Sbe3、Pul、lsa六个基因座上设计的分子标记均能很好的区分同源四倍体水稻这六个位点上等位基因的籼粳来源。六个基因座上的不同等位基因对稻米淀粉的理化特性(AC，GC，GT，RVA)具有不同的效应，其中蜡质基因Wx的作用是最主要的，显著影响AC及RVA谱，分支酶基因Sbel和Sbe3显著影响GT。联合效应分析表明Wx位点是AC、PKV、CPV和SBV变异的主要决定因素，分别解释变异的45.9％、31.7%、43.7%和50.1%；Sbe3*Pul和Wx*Pul2个基因互作对GT的变异有重要作用，分别解释变异的11.9%和20.3%；Wx*Sbel基因互作对GC变异有重要作用，解释变异的16.8%；Wx*Isa基因互作解释HPV变异的36.2%；Wx*SSSII-3基因互作解释BDV变异的34.3%。
2、25份同源四倍体水稻材料农艺性状分析表明，有效穗、穗着粒数、穗实粒数与产量的关联度最大，各农艺性状对产量的直接作用中穗着粒数最大，对产量的间接作用中穗实粒数最大。主成分分析可将7个农艺性状归结为4个主成分，第一主成分主要由穗着粒数和穗实粒数2个性状决定，第二主成分主要由穗长决定，第三主成分主要由千粒重决定，第四主成分主要由有效穗决定。聚类分析将25份水稻材料划分为3个类群，第一类群为高杆、多穗、多粒型，第二类群为中杆、重粒型，第三类群为高杆、长穗、少粒型。