本发明公开了一种OsCESA9突变体在改良水稻茎秆纤维素聚合度以及制备石墨烯中的应用,属于石墨烯制备技术领域。本发明公开一种改良水稻茎秆纤维素聚合度的OsCESA9突变体,其为OsCESA9蛋白第396位氨基酸S突变为L,所述OsCESA9突变蛋白的氨基酸序列如SEQ ID NO:2所示,编码所述的OsCESA9突变蛋白的核苷酸序列如SEQ ID NO:1所示。还公开了所述OsCESA9突变体在改良水稻茎秆纤维素聚合度中的应用,以及在制备石墨烯中的应用。本发明通过基因编辑水稻次生细胞壁纤维素合酶基因OsCESA9,遗传改良水稻茎秆纤维素,将其用于优质石墨烯的生产,可以显著提高石墨烯品质。