水稻是主要的粮食作物之一,全世界有将近二分之一的人以大米为主食。水稻分蘖是重要的农艺性状之一,它不仅是与水稻产量密切相关的关键因素之一,而且是研究单子叶植物地上部分枝/分蘖生长发育的理想模型。分蘖芽的形成和伸长不仅受外界环境因子（养分、光照和水分等）的影响,还受内源因子（分蘖相关基因Mono culm 1-MOC1/TEOSINTE BRANCHED 1-TB1/Ideal Plant Architecture 1-IPA1）和内部植物激素的调控。细胞分裂素作为分蘖生长发育的正调控因子,而独脚金内酯通过合成或信号转导途径来抑制分蘖的生长。这两类激素可作为第二信使共同调控分枝的发生。光作为一种重要的环境因子参与调控水稻的生长发育,它除了为植物生长提供能源和物质外,还可作为一种信号分子调节光形态建成。植物主要通过光受体来接受光信号,而光敏色素是其中一类较常见的光受体。单子叶植物水稻光敏色素包含OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC三个基因。光敏色素在水稻全生育期的生长发育中起到关键作用,包括幼苗去黄化、节间伸长、育性、短/长日条件下的日植物成花及昼夜节律生物钟等功能。然而光敏色素对水稻分蘖发生的这一农艺性状报道较少,光敏色素基因表达的改变对水稻分蘖生长的影响如何?光敏色素基因是否是通过调控激素信号合成或转导途径来影响分蘖的生长?这是本文研究的主要内容。本论文以3个水稻光敏色素基因为研究对象,qRT-PCR分析光敏色素基因的表达模式,通过Cas9技术分别构建osphyA、osphyAB和osphyABC突变体;田间条件下观察各突变体的农艺学性状,水培进一步验证其表型及初步探讨分蘖发生机制。主要研究结果如下:1.生物学信息分析结果表明,OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC都位于水稻第3条染色体上,分别编码1128、1171和1137个氨基酸,3个基因氨基酸的同源性为60.83%。进化树分析可得水稻3个光敏色素基因位于不同分枝上。基因芯片分析和qRT-PCR结果表明OsPHYA/OsPHYB/OsPHYC属于组成型表达。OsPHYA在苗期-开花期在根茎结合处表达量最高,全生育期OsPHYB在叶片中表达的表达量最高,而OsPHYC在叶片和叶鞘的表达量最高。与正常氮相比,OsPHYA和OsPHYB在光周期下受低氮诱导。2.通过水稻转基因技术获得osphyAB/osphyBC/osphyABC突变体材料,利用RT-PCR和测序分析鉴定突变位点,并经过繁种获得多个性状稳定遗传的纯合突变体株系。3.通过田间小区实验观察统计可发现,osphyA/osphyAB/osphyBC/osphyABC的分蘖数与日本晴野生型相比存在显著性差异,其增幅分别为30%、50%、75%和35%左右。osphyA和osphyAB的分蘖数在分蘖盛期开始超过野生型,并且在随后的不同生育期差异达到显著性。此外这些突变体参与调控穗发育,表现出穗长显著缩短,单穗重显著降低,但单株产量变化不显著。4.通过对野生型和osphyA突变体株系进行种子萌发和水培实验研究结果表明,与野生型水稻相比,OsPHYA的突变不影响种子的萌发,种子萌发率、种子根长及地上部长等指标突变体和野生型差异不明显。在水稻苗期osphyA的分蘖数有增加的趋势,但未达到显著性水平;在水稻营养液中培养一个月左右后,osphyA相较于野生型分蘖数显著增加,种子根长显著增长,不定根数显著增加。利用qRT-PCR检测突变体及野生型根茎结合处的独脚金内酯和细胞分裂素相关基因表达情况,可得到突变体中OsD3/OsD14/OsD10/OsRR6/OsRR9表达显著下调,而OsD53表达量有增加的趋势。综上所述,水稻光敏色素基因可能通过调控独脚金内酯和细胞分裂素的合成与信号转导途径来影响水稻分蘖的发生。