我国是世界上重要的粮食生产基地,水稻的生产水平与人们的生活质量密切相关。其中关乎水稻产量的三大因素就是穗粒数、千粒重和有效穗。另外,优良的株型也是提高稻米产量的关键,比如适当的株高和茎杆强度能够增强水稻的倒伏性、适当的分蘖角度能增加植株的光合作用等。因此,高产优质的优良品种成为了育种学家的选育目标。CRISPR/Cas是一种新型的基因组编辑技术,其在植物遗传改良和育种研究中的应用前景十分值得期待。在前期工作中,我们通过甲基磺酸乙酯（EMS）诱变筛选鉴定到了一个小穗小粒突变体spg1,进一步进化分析得知在水稻中有一个同源基因LOC＿Os04g19140。为了更好的研究此基因在水稻中的功能,本研究利用了CRISPR/Cas9技术,对LOC＿Os04g19140基因进行了定点编辑,得到了其敲除突变体,将其命名为短穗密粒突变体dsp1（dense and short panicle1）。之后我们对其进行了表型观察与农艺性状分析,利用现代生物学技术对其在水稻中的功能进行了探索与鉴定。主要研究结果如下:1.生物信息学分析基因进化分析发现,水稻DSP1与SPG1属于同源基因。通过蛋白功能分析网站Inter Pro Scan 5对DSP1的序列分析发现,在其氨基酸序列的第367-586区间内存在一个Ribonuclease H-like（RNase H-like）结构域,并且DSP1是属于RNase H-like蛋白家族的一员。根据结构域的分析结果,我们利用网站http://www.bio-soft.net/sms/进行多序列比对,发现RNase H-like结构域具有一定的保守性。2.表型观察及农艺性状分析田间观察统计发现,与野生型相比,dsp1的穗长变短,一次枝梗无差异,但二次枝梗及穗粒数显著增加,有效穗数无明显差异,dsp1的每株产量升高。此外,虽然dsp1的粒长、粒宽与野生型相比没有明显区别,但dsp1的粒厚变小,导致其千粒重有所减少。观察统计发现,dsp1的茎杆更加粗壮。同时,dsp1分蘖角增大,我们取抽穗期野生型和突变体分蘖基部扫描电镜观察统计发现,dsp1远轴侧与近轴侧相比细胞显著伸长,dsp1远轴侧细胞与野生型远轴侧相比细胞也呈现出显著伸长。触摸发现,在生长发育期与野生型相比dsp1叶片表面更加光滑,利用扫描电镜对野生型的倒一叶片和dsp1倒一叶片进行比较观察,统计叶片毛状体数目发现,dsp1叶片的毛状体数目显著减少,通过RT-qPCR分析发现,正调控水稻毛状体发育的相关基因WOX3B、HL6、SDG714在dsp1中的表达量显著下调。3.组织细胞学分析表型观察发现成熟期后与野生型相比dsp1更不易弯曲,我们进行茎杆的石蜡切片统计发现,dsp1茎杆的细胞层数显著增加,细胞变小,细胞数目增加。另外鉴于dsp1的籽粒厚度减小,我们在孕穗期对小穗颖壳进行石蜡切片,结果表明,dsp1的颖壳细胞数量与野生型比较无明显差别。4.穗粒数及籽粒发育相关基因的RT-qPCR分析鉴于dsp1穗粒数显著增加,提取穗部RNA进行穗粒数相关基因RT-qPCR分析发现,与野生型相比,dsp1的Ghd7、Gn1a、GNP1基因的表达量极显著升高,稀穗基因LAX2表达量显著降低。RT-qPCR对籽粒发育相关基因转录水平分析发现,除了生长素原初响应基因BG1外,其他籽粒发育调控基因包括GS5、GW2、GW5、GW7、TGW2、PGL1、PGL2都没有差异。5.表达模式分析抽穗期提取野生型各个组织部位的RNA,对DSP1进行表达量分析发现,DSP1在水稻根、茎、叶、鞘、穗等组织部位中均有表达,其中在幼穗（穗长＜0.5cm）的表达量最高。GUS染色结果发现在根、茎、叶、鞘、分蘖芽、枝梗、穗发育时期、籽粒发育时期均能检测到GUS信号,也表明DSP1是一个多部位表达的基因。亚细胞定位分析发现DSP1定位在细胞核内,另外通过对p TCK303-DSP1-GFP超表达转基因株系幼根进行荧光信号检测,再次验证DSP1亚细胞定位于细胞核。6.生长素含量的测定及生长素途径相关基因的RT-qPCR分析对幼穗进行生长素水平的测定,结果表明,dsp1幼穗的生长素水平明显高于野生型;我们选同时期幼穗进行相关基因的RT-qPCR,结果发现dsp1中生长素合成相关基因YUCCA1、YUCCA2、YUCCA3、YUCCA4显著高于野生型,生长素转运相关基因PIN1d、PIN2、PIN5b、PIN8、PIN10a、PIN10b的表达量也显著高于野生型,另外,生长素信号响应基因ARF1、ARF11也表现出明显差异。7.基因自激活及对酵母毒性的检测通过酵母自激活及毒性检测发现,DSP1不具有自身激活的能力,而且不会对酵母细胞产生毒性。