本书围绕同源四倍体水稻这一特殊多倍体水稻材料，系统开展杂种优势与生殖遗传学的专项研究。首先分析了同源四倍体水稻杂种主要农艺性状的表现规律，估算相关遗传参数，探究后代结实率定向选择的遗传效应，明确性状间的遗传关联。进一步对比二倍体与同源四倍体水稻的亚种间杂种优势表现，解析不同倍性水稻农艺性状的差异与相关性。从细胞遗传学层面阐明杂种F1代花粉母细胞减数分裂的染色体构型、染色体异常行为及微管骨架的组织变化规律，揭示其与育性的内在联系。同时系统剖析杂种F1代的花粉、胚囊发育过程与双受精、胚胎胚乳发育特征，结合分子细胞学手段解析生殖发育的分子机制。最后针对性探究杂种花粉不育基因互作在同源四倍体水稻中的遗传效应，明确中性基因克服杂种花粉不育的作用，为同源四倍体水稻的育种创新提供系统的理论与实践参考。