玉米秸秆不仅作为生物质能源的重要原材料,在饲料以及其他生物与工业产品中也占有极其重要的地位。脆秆突变体是研究细胞壁形成机制以及对细胞壁改良的重要资源。本实验自交系Zong31和带有Mu转座活性的自交系W22交杂构建的突变体库中,筛选得到了茎秆和叶片都明显表现为脆性的突变体植株,命名为Y04,经多代自交和表型的鉴定,获得了稳定的纯合突变体。本研究应用形态学、细胞学、和遗传学等方法分析了此突变体与正常玉米的茎秆穿刺力、成熟期生物学性状的测定、成熟期茎秆的显微结构、秸秆细胞壁成分的差异、纤维素影响因子的测定,并将引起脆性表型的基因br(brittle stalk)进行了初步定位。为今后深入研究脆性基因的克隆、功能的分析以及生物质能源利用等提供了材料和理论基础。主要结果如下:1)田间表型观测:在种子萌发和幼苗阶段,突变体和正常玉米植株生长情况并无差异。在突变体生长约至4周即四叶一心期时,开始出现脆性,所有器官均表现为脆性,且整个生育期持续存在。2)突变体的茎秆与Zong31相比,组织韧性和穿刺力强度减弱,极其容易被折断。茎秆穿刺力测定结果表明:脆性植株茎秆的穿刺力较Zong31和Mu有极显著降低,分别降低了46.1%和68.5%。3)徒手切片染色结果显示:脆性植株茎秆维管束数目、分布及皮层周围细胞层数与正常植株差异不大。主要是维管束细胞的纤维素含量降低,木质素含量升高。扫描电镜观测显示:突变体维管束鞘细胞厚壁组织细胞壁厚度明显变薄,排列疏松。4)茎秆细胞壁化学成分测定的结果表明:脆秆突变体中,纤维素含量占干物质总量的12.77%,极显著低于正常植物的31.2%;纤维素结晶度极显著低于Zong31的21.5%;淀粉含量占干物质总量的0.75%,显著性低于Zong31的24.2%;可溶性糖含量占干物质总量的33.56%,显著性高于Zong31的18.6%。半纤维素略有下降,木质素和果胶含量略有升高,均较对照差异不明显。5)Y04脆性基因br(brittle stalk)克隆结果显示与bk2并不相同,在Zong31背景下较br与bk2有多处单碱基缺失,在1472-1557之间有几处较大缺失,对缺失片段进行群体检测发现并不是由此缺失引起表型的改变。6)2013年秋天在武汉实验基地种植的F1单株,田间表型正常;2015年春天汉川实验基地种植的约1500株单株F2群体中正常和脆性植株的分离比为1150:244,损失脆秆约为106株,符合3:1分离比。图位克隆方法将br基因定位在9号染色体上,锁定在bnlg1159和umc1771之间,且br与umc1120和umc2121共分离,目标基因br距离umc2398和umc1771最近,遗传距离分别是11.5c M和3.1c M,说明目标基因br更靠近umc1771标记。芒(Miscanthus sinensis)是自然界中分布最为广泛的芒属物种,它是目前国际上研究最为热门的三倍体交杂种芒草-巨芒(M.×giganteus)其中的二倍体亲本,是开展遗传改良的遗传种质基础。新品种的选育是大面积种植和利用芒属能源植物需要解决的首要问题,遗传转化技术是进行遗传改良最有效的途径之一,其中农杆菌介导的遗传转化以其成本低、转化效率高、易操作等优势被广泛的应用到外源基因导入到受体细胞的过程中去。本研究以芒的幼穗作为外植体诱导胚性愈伤作为受体材料,研究了以农杆菌介导的遗传转化法为基础,活性炭,农杆菌菌液浓度,乙酰丁香酮浓度的差异,表面活性剂,超声波处理等对转化效率的影响。其主要的结果如下:1)在诱导15天的培养过程中,没有添加活性炭(AC)的培养基褐化严重;在添加了0.2%AC的培养基中,褐化并不明显。2)统计诱导80天后,愈伤在诱导培养基上的生长状态,没有添加活性炭的培养基上诱导出愈伤较添加了0.2%活性炭的培养基要多。没有添加活性炭(AC)培养基的出愈率为79.0%,而添加了0.2%AC的培养基的出愈率为38.9%。3)不同农杆菌菌液OD600和时间组合侵染胚性愈伤,并将转化后的愈伤分别经过第一次选择和第二次选择后,只有OD600=0.7,侵染30min这个组合下的愈伤,在经过两次筛选后有存活下来的愈伤。故农杆菌菌液OD600=0.7,侵染30min为最佳组合。4)超声波在农杆菌侵染愈伤过程中的处理,在侵染过程中利用超声波分别处理0、2、4、8、300、600、1200s后,将愈伤接种到一选培养基上,0、2、4、8s处理过的愈伤均全部死亡,而经过300、600、1200s超声处理过后的愈伤在经过二选后,几乎全部存活下来,说明,较长时间超声波处理对愈伤的转化的提高有显著作用。