不可以。根据《中国银监会农村中小金融机构行政许可事项实施办法》规定，村镇银行的发起人应当符合规定条件，且发起人中应至少有1家银行业金融机构，并单一集团内农村商业银行及其分支机构持股比例不得超过20%，因此，银行分行不能直接参股村镇银行。