水稻作为发展中国家最主要的粮食作物,同时也是全球最重要的粮食作物之一,在保障人类的粮食安全中具有无可替代的地位。倒伏是水稻生产中最为棘手的问题之一,对水稻产量和品质构成极为不利。水稻倒伏受多种因素影响,其抗倒伏能力也由多因素构成,包括株高、茎秆物理特性、茎秆化学成分以及分蘖角和穗型等。茎秆直径是茎秆物理特性最为重要的组成因子之一,对水稻抗倒伏能力具有重要意义。本试验以粗秆抗倒水稻材料蜀恢498（R498）和较细茎秆材料宜恢3551（R3551）为研究对象,探索R498优良抗倒伏性能的内在分子机理,取得了以下结果:1.揭示了茎秆直径差异是导致R498茎秆强度极显著高于R3551的主要原因。2.通过简化基因组测序构建高密度遗传图谱并利用片段重叠法将控制水稻茎秆穗颈节直径的主效位点q PND1精细定位到第1染色体短臂端183Kb区间,并选取该区间内的Os CKX2作为候选基因。3.构建遗传互补载体将Os CKX2^R3551完整CDS连同其自身启动子导入R498。互补R498的阳性植株穗颈节直径较对照减小15.94%?18.13%,单穗颖花数平均减少19.38%。利用Crispr/cas9系统在粳稻品种中花11背景下对Os CKX2第1和第2外显子上两个靶位点进行编辑,考察T2世代5种不同突变方式的阳性单株穗颈节直径和单穗颖花数。结果表明,不同突变类型植株穗颈节直径较对照增加12.34%?20.76%,单穗颖花数平均增加21.21%。抗折力测试和半薄切片显示,敲除阳性植株茎秆倒Ⅳ节间抗折力较中花11提高了42.71%?73.36%,大维管束数目和面积也较中花11明显增加。根据以上结果,我们认为Os CKX2是一个控制水稻茎秆直径和抗折力的主效基因。4.在R498/Basmati高代BIL群体中考察Os CKX2和SCM2不同基因型的聚合对水稻茎秆穗颈节直径的影响,发现二者聚合对茎粗具有加性效应。表明对不同茎粗基因的选择性聚合是抗倒育种的一个可行方向。