细胞分裂素(cytokinin,CK)是贯穿植物一生的十分重要的信号分子,在植物生长发育的许多方面扮演至关重要的角色,包括胚胎发生,根系的保持和分生组织的出芽以及植物维管的发育。而细胞分裂素氧化酶(cytokinin oxidase/dehydrogenase,CKX)是植物体内唯一不可逆降解细胞分裂素的途径。水稻是世界上重要的粮食作物,体内有11个基因编码细胞分裂素氧化酶,迄今为止只有OsCKX2、OsCKX4以及OsCKX9阐述其生物学功能,其余OsCKX基因的生物学功能还尚未研究。本论文通过筛选水稻11个细胞分裂素氧化酶突变体,首次发现OsCKX3具有调控水稻叶夹角的生物学功能。通过表型分析、表达模式分析、亚细胞定位、体外酶活实验以及切片观察等研究手段,初步阐明OsCKX3的分子特性和调控叶夹角的生物学功能。具体研究结果如下:(1)表型分析表明osckx3在水稻生长发育的不同时期均出现叶夹角变小,叶片直立表型。此外,还表现出根部起始异常、剑叶变宽以及籽粒变大等表型;后续通过构建35S::OsCKX3超表达载体,筛选获得超表达植株后,观察其表型发现,叶夹角变大主要是叶枕组织变小导致。osckx3突变体叶枕组织显著变长,且叶枕近轴端薄壁组织变厚;通过对突变体植株,超表达植株以及野生型植株的切片观察发现,突变体的薄壁细胞整体长度要明显长于野生型与超表达植株。(2)通过实时荧光定量PCR和GUS染色发现,OsCKX3在不同水稻组织中均有表达,其中叶枕和根中表达较高;进一步对GUS材料叶枕进行切片观察发现,OsCKX3主要在叶枕周围薄壁细胞中大量表达;亚细胞定位结果显示,OsCKX3主要定位在细胞内。(3)外源细胞分裂素诱导表达发现用tZ和iP处理时,OsCKX3的表达量明显高;使用油菜素内酯(BR)诱导处理一小时后,OsCKX3的表达量增加达到最高值,此后表达量逐渐降低。(4)体外酶活检测,发现OsCKX3蛋白对tZ的降解效率最高;对osckx3突变体、OsCKX3超表达植株以及野生型植株体内激素代谢分析,结果发现osckx3突变体中tZ、t ZR、c Z、cZR的含量均明显高于野生型,而iP以及iPR的含量有所下降。(5)对大田农艺性状进行统计分析,发现突变体的剑叶变宽,籽粒长、宽以及千粒重都有明显增加。综上所述,本研究首次发现OsCKX3能调控水稻叶夹角,Os CKX3主要定位在细胞质内,在叶枕、根部以及剑叶中表达量较高。结合外源激素处理、叶枕细胞形态观察、体外酶活检测以及体内激素代谢分析等结果,初步推测OsCKX3影响叶枕处细胞分裂素的含量从而控制细胞分裂,使叶枕内薄壁细胞数目改变,影响了叶枕对叶片的机械支持力,改变叶夹角大小。同时发现OsCKX3受到外源BR诱导,基因表达量迅速升高。这些研究结果很好的阐明了OsCKX3调控叶夹角的作用机理以及生物学功能;并为探究植物体内细胞分裂素(CK)和油菜素内酯(BR)之间作用关系打下基础。