水稻是重要的粮食作物，其秸秆的机械强度是重要的农艺性状之一，主要由次生细胞壁提供，因此研究水稻的细胞壁结构和合成调控机理具有重要的理论意义和应用价值。水稻脆秆突变体是研究次生细胞壁生物合成的重要材料，获得和研究更多的水稻脆秆突变体对揭示了水稻次生细胞壁合成和调控的分子机制有着重要意义。　　本论文主要是围绕着通过重离子诱变获得的一系列水稻脆秆突变体的基因克隆与功能进行研究，旨在深入了解和丰富水稻次生细胞壁合成和调控的分子机制，为水稻抗倒伏研究提供理论依据和水稻秸秆还田研究提供优良材料。本论文获得以下主要结果:　　(1)水稻脆秆突变体的遗传分析与基因定位　　对这些脆秆突变体进行遗传分析表明，sdbc1突变体是一个半显性脆秆突变体，dbc和cef1突变体都是受单基因隐性控制。通过图位克隆的方法分别将SDBC1基因定位于第9号染色体，与CESA9等位;将DBC基因定位于第2号染色体，与BC3等位;将CEF1基因定位于水稻第8号染色体N1-4和N3-9分子标记之间，约102kb区域。通过对该区段的候选基因进行测序比对和功能互补验证，确定了LOC_Os08g05520就是控制cef1表型的基因。　　(2)cef1突变体细胞壁成分与组织结构分析　　脆秆突变体的表型都是由细胞壁的成分和结构改变而造成的，因此对cef1突变体的细胞壁成分和结构进行了分析。细胞壁成分分析表明，cef1突变体的纤维素含量降低了28％，组成木聚糖的两个重要单糖，阿拉伯糖和木糖含量分别增加了37％和41％，葡萄糖含量也增加了大约18％，其他单糖含量无明显差异。对野生型和cef1突变体的倒二节节间的横切面进行电镜观察发现，cef1突变体的厚壁组织的细胞壁厚度明显变薄，而薄壁组织细胞的细胞壁厚度无明显差异。　　(3)CEF1基因和蛋白功能分析　　通过生物信息学分析，CEF1编码的是一个MYB家族的转录因子，与拟南芥中AtMYB103高度同源，CEF1的N端具有2个DNA-binding结构域，C端具有两个转录激活能力很强的激活结构域;亚细胞定位分析，CEF1-GFP融合蛋白定位于细胞核内;表达模式分析表明，CEF1主要在茎秆和穗部表达;酵母单杂和转录激活实验表明CEF1可以直接结合CESA4/7/9和BC1的启动子，从而调控这些基因的表达;通过对下游转录因子基因表达分析，CEF1还可能通过调控下游的转录因子来调控次生细胞壁的合成。蛋白互作分析表明，CEF1可以通过与SLR1蛋白互作，参与GA介导的次生细胞壁合成途径，在该途径中起着关键的作用。　　对野生型和cef1突变体一对材料的农艺性状进行分析发现，cef1突变体除了茎秆变脆，其他农艺性状都无明显差异;大面积种植野生型和cef1突变体并进行收割实验发现，cef1突变体的秸秆粉碎均匀地分布于田间，更低的纤维素含量有利于它的秸秆直接还田。