水稻穗型和籽粒大小不仅对产量形成有显著效应,对稻米品质尤其是外观品质也有重要影响。直立穗性状一般由qpe9-1/dep1等位基因控制,已广泛应用于高产粳稻育种,但其稻米的外观品质往往不够理想。GS9是水稻粒形的重要调控因子,该基因突变后可使稻谷适当变细长,从而改良稻米的外观品质。然而,GS9和qPE9-1/DEP1基因都位于第9染色体,两位点紧密连锁,且两者间的互作关系还不明确,这就制约了它们在现代水稻育种中的应用。蛋白和mRNA表达水平的比较分析显示GS9和qPE9-1独立发挥功能。以含有GS9和qpe9-1等位基因的高产粳稻品种2661(GS9/qpe9-1)为背景,创建了3个近等基因系(NIL),分别携带不同等位基因组合,包括NIL(gs9/qpe9-1)、NIL(GS9/qPE9-1)和NIL(gs9/qPE9-1)。结果显示,GS9和qPE9-1对籽粒大小的调控具有加性效应,在含有qpe9-1等位基因的直立穗粳稻品种中导入功能缺失型gs9等位基因,可在不影响株型和穗型的前提下,降低籽粒垩白,改良籽粒外观。此外,在另一推广的高产粳稻品种武育粳27(WYJ27)背景中,导入gs9等位基因,也表现出相同的效应,进一步证实利用gs9等位基因改良高产粳稻品种籽粒外观的可行性。本研究为直立穗粳稻及相关品种稻米外观品质改良提供了有效策略。