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4CL即羟基肉桂酸:辅酶A连接酶(EC6.2.1.12)是植物苯丙基衍生物代谢途径进入其代谢支路木质素生物合成途径的一族起关键作用的酶,催化肉桂酸的衍生物对-香豆酸、咖啡酸、阿魏酸和芥子酸生成相应的CoA酯,成为各代谢支路的底物。研究发现该酶是木质素生物合成中的一个调控酶,调节该酶的活性能够有效的调节木质素的含量;抑制4CL基因的表达,可以降低4CL酶的活性,从而降低木质素含量,在某些植物中还可改变木质素的组成,利用4CL基因调控植物木质素的生物合成已成为人们研究的热点。而对4CL酶活性、底物特异性及其在木质素生物代谢途径中的调控作用的研究是其中的一项重要工作。对-香豆酸、咖啡酸和阿魏酸是木质素合成途径的中间代谢物,是4CL的三种底物,对其在植物体内的定量分析对于研究4CL在植物木质素生物合成途径中的作用有重要有意义。主要研究内容及成果如下: 利用农杆菌介导法将本实验室克隆的4CL1部分反义基因35Sp-FA2融合基因和4CL1p-FA2融合基因及4CL1全反义基因4CL1p-FA1融合基因转化烟草,经Southern blotting检测表明反义4CL1基因已整和到烟草基因组DNA中。移栽烟草试管苗,转基因烟草生长发育及形态正常。这对于进一步研究4CL1基因在木本植物木质素生物代谢途径中的调控作用的研究,具有重要意义。 利用高效液相色谱技术定量分析烟草木质素生物合成中间代谢物对-香豆酸、咖啡酸和阿魏酸,研究分离条件,确定最佳检测波长和最理想流动相系统。该方法对它们的回收率和相关系数(r~2)满足定量分析的要求,分析方法简单、准确、可行。利用此方法测定转基因烟草中对-香豆酸、咖啡酸和阿魏酸的含量,对于进一步研究4CL1基因在烟草木质素生物代谢途径中的作用,具有重要意义。