二穗短柄草(Brachypodium distachyon L.)属于早熟禾亚科短柄草属,与大麦、小麦等禾本科植物有较近的亲缘关系。它还具有一系列模式植物所具有的特点:基因组小,生长周期短,生长条件简单,自花授粉等。随着二穗短柄草Bd21全基因组测序完成,近年来对二穗短柄草的研究在飞速发展。二穗短柄草作为温带禾本科植物的模式研究材料受到越来越多人的重视和青睐。为加快对二穗短柄草功能基因组学的研究,突变体分析是研究基因功能最直接、最有效的途径之一。产生突变体的方式主要有物理诱变、化学诱变(EMS诱变)、自发突变及插入突变。目前,转座子标签法获得突变体材料是最成功有效的突变方法。要想深入地对二穗短柄草进行基础研究,准确有效地发掘控制重要农艺性状的关键基因与位点,首先就要对二穗短柄草进行正向遗传学与反向遗传学研究,对二穗短柄草突变体的正反向遗传学的研究将会是推动二穗短柄草基因功能研究的关键。当转座子插入功能基因区域或者临近位点时会使插入点的基因失活或激活并诱导其产生突变表型,根据这个特性可以采用转座子标签法克隆得到相关功能基因。二穗短柄草突变体的筛选为了获得大量的二穗短柄草突变体,我们构建了高效的组成型Ac/Ds转座系统和乙醇诱导型Ac/Ds转座系统,农杆菌侵染获得转基因苗,对其后代进行表型观察及基因鉴定。在插入突变体中,寻找与开花以及农艺性状相关的突变体,研究突变基因的功能及其作用机理。主要筛选结果如下:(1)利用Ac/Ds转座系统快速获得大量插入突变,我们已经获得了若干个颜色变化(黄化、白化、条纹斑)、畸变(穗畸变、叶片畸变)、矮化、发育迟缓、染病、种子变小、极度晚花等多种突变体。种植突变体至少3代,突变体表型稳定。利用PCR方法确定插入元件是T-DNA或Ds。利用Tail-PCR或反向PCR快速定位T-DNA或Ds插入的位置。(2)利用乙醇诱导型Ac/Ds系统转基因苗后代筛选,目前也获得了一些突变体表型,如:白化苗,穗畸变,矮化等。二穗短柄草中突变体bdlf2的初步研究植物抽穗时期的研究对作物的产量有至关重要的影响。我们筛选到了一个极度晚花的突变体株系,命名为bdlf2。经Tail-PCR分离边界,定位到T-DNA插入两个基因的间隔区,为找到出现晚花表型的原因,我们对两侧基因做了基因克隆及功能分析。研究结果主要如下:(1)观察突变体bdlf2的表型,发现极度晚花,多分枝,生长周期长达一年半以上,小穗变长,每个小穗的小花数增多且小花排列紧密。(2)qRT-PCR结果表明左右两侧基因相对于野生型表达量明显上调。经比对发现左侧基因是一个己糖激酶同源基因,命名为BdHXK1。右侧基因的蛋白氨基酸序列中含有一个IQ67保守结构域,IQ67结构域含有67个保守残基的中心基序,是植物特有的IQD基因家族的标志性特征,把右侧基因命名为BdIQD1。(3)BdIQDI在顶端分生组织和穗部表达量最高。BdIQDI在叶片中表达量相对较低,在四叶期的顶端分生组织及七叶期的穗部表达量较高。(4)BdIQDI能影响穗长和育性。过表达BdIQDI表型为小穗变长,每穗小花数增多,雌蕊结构发育异常,转基因植株结实率显著下降。过表达BdIQDI的穗型结构与突变体bdlf2的穗型结构相似,这些证明突变体bdlf2的穗型结构变化可能是右侧基因BdIQDI表达上调造成的。结合BdIQDI在穗部的表达量较高,推测基因BdIQDI在控制穗型发育中起到重要作用。(5)开花关键基因FT及VRN1在突变体bdlf2中表达显著下降。bdlf2中开花促进因子FT及VRN1表达量显著下降,开花抑制因子BdODDSOC1和BdODDSOC2的表达有明显的上调变化。这些表明突变体bdlf2中一些开花基因表达量变化可能造成了植株晚花。