水稻（Oryza sativa L.）是世界上重要的粮食作物之一，随着人口不断增加，提高单株产量、改良农艺性状是水稻育种面临的主要问题，对水稻产量相关基因及其作用机制的研究也一直是水稻分子生物学的重要内容。水稻产量由每穗粒数、有效穗数、千粒重和结实率等因素构成。稻穗是水稻产量的最终体现部位，其穗部性状在产量构成中占有重要地位。穗部性状主要包括穗型、穗长、穗弯曲度、每穗粒数、着粒密度与枝梗数目等。水稻粒型是稻米最重要的外观品质指标之一，影响稻米的产量和加工品质。水稻粒型性状的遗传及分子机理的研究对水稻高产及优质育种具有重要的实践和理论指导意义。本研究通过对两个水稻AP2家族转录因子RSR1(RiceStarch Regulator1)和RS1(Round Seeds1)的功能研究，证明RSR1通过调控水稻穗部性状而影响产量，RS1则影响种子粒型。　　在克隆AP2家族成员RSR1全长cDNA的基础上，GUS组织染色及表达模式分析表明RSR1在水稻各组织均有表达。对转基因获得的过量表达植株的观察表明其生育期延迟，稻穗的一次枝梗数、二次枝梗数及穗粒数显著增加，产量提高。进一步通过RNA-seq分析了过量表达植株穗分生组织的转录组变化，发现3380个基因表达下调，1200个基因表达上调。生物学过程分析显示上调的基因主要参与赤霉素、细胞分裂素及生长素等激素响应，细胞骨架、细胞扩增和细胞周期，黄酮类物质代谢，分生组织特性决定和维持，穗发育等生物学过程。下调基因其主要参与生长素、赤霉素、乙烯及油菜素内酯等激素信号途径，激素代谢，细胞骨架和细胞壁形成，花器官发育及开花时间调控等生物学过程。qRT-PCR验证结果显示多个参与花器官发育调控的MADS基因及开花时间相关基因Hd1表达被抑制，而与细胞延伸和周期相关的EXPA和转录激活辅因子MBF1表达上调。通过染色质免疫共沉淀实验证明RSR1可以直接结合到MADS1，MADS6，Hd1及MBF1的启动子特定区域，表明RSR1可能通过抑制生殖转换和花器官发育，促进细胞周期和细胞延伸导致水稻穗部一次、二次枝梗数增加，穗粒数增加。　　另一个AP2家族成员RS1基因表达量下调后导致水稻种子长宽比增加，RS1表达量上升使水稻种子长宽比降低，植株变矮。表达模式分析发现RS1在水稻各组织均表达，启动子-报告基因(GUS)分析进一步表明RS1基因主要在各组织的维管组织中优先表达，是一个在细胞核定位且有转录激活活性的转录因子。对RS1转基因材料茎干切片观察表明RS1影响相关组织中细胞的数目和大小。对RS1下调表达转基因植株的幼穗利用RNA-seq进行的转录组分析表明细胞骨架，细胞结构和多类物质代谢及转运途径相关的基因发生了改变，通过染色质免疫共沉淀实验证明RS1可以结合到磺肽素-α编码基因OsPSK2和磷响应蛋白编码基因OsPHI-1的启动子特定区域，RS1可能主要通过细胞增殖和细胞延伸方式来调控种子形态。