莲（Nelumbo nucifera Gaertn.）为莲科莲属,多年水生草本植物,在中国有上千年的种植历史。莲藕脂肪含量低,含有丰富的粗纤维以及钙、铁等微量元素,具有清热降燥的功效,已成为目前全国栽培面积最大的水生蔬菜。莲藕的主根退化,不定根在生长和代谢方面起到重要的作用,直接决定了莲藕的产量和品质,所以研究不定根的调控机制变得尤为重要。莲藕不定根的形成与许多内外因素有关,其中蔗糖是影响不定根形成的因素之一。本实验室前期研究表明,高浓度的蔗糖显著地抑制莲藕实生苗不定根的形成,而低浓度的蔗糖能够促进不定根的发育进程。同时也发现蔗糖显著地改变了一些木质素合成相关基因的表达,因此,推测蔗糖可能通过木质素的合成影响莲藕不定根的发育。在已有研究的基础上,本研究利用不同浓度蔗糖处理莲藕实生苗,从生理生化指标、显微结构、基因表达和基因功能初步验证等方面研究了莲藕实生苗木质素的合成情况,得出以下结论:（1）利用含有不同浓度蔗糖的MS培养基培养莲藕种胚,观察不定根的形成情况。结果显示,50 g/L蔗糖的培养基抑制了莲藕组培苗不定根的发生,20 g/L蔗糖的培养基促进了不定根的形成。（2）利用不同浓度蔗糖处理莲藕实生苗,通过结晶紫染色后观察不定根根原基细胞木质化情况,发现50 g/L蔗糖处理后根原基细胞颜色最深,对照次之,20 g/L蔗糖处理细胞染色程度最浅。另外,结果显示莲藕实生苗下胚轴仅含有2种单体木质素,分别是G型木质素和S型木质素,且G型木质素的含量显著高于S型木质素。进一步研究结果表明,50 g/L蔗糖处理下的莲藕实生苗聚合体木质素含量显著高于对照和20 g/L蔗糖处理,20 g/L蔗糖的处理含量最低。（3）利用代谢组学对单体木质素代谢途径中代谢中间产物进行分析,发现对-香豆醇、咖啡酸、芥子醛和阿魏酸的含量在50 g/L蔗糖处理下显著低于20 g/L蔗糖处理,而这四种代谢物的合成酶基因表达并没有差异,说明这四种代谢产物含量的差异是聚合体木质素合成效率所致。通过分析不同浓度蔗糖和生长素处理莲藕实生苗基因表达的变化,我们发现莲藕实生苗聚合体木质素合成的漆酶家族中NnLAC17在蔗糖（50 g/L和20 g/L）和IAA（10 μM和150 μM）处理下发生显著变化,且50 g/L蔗糖和150μM IAA处理的表达量显著高于20 g/L蔗糖和10 μM IAA的处理。（4）利用RT-PCR技术成功从莲藕实生苗幼叶中克隆到NnLAC17,该基因全长1749 bp,与河岸葡萄、葡萄、鸡血藤和异色山黄麻同源性高,分别为84%、84%、83%和85%。通过分析该基因与黄瓜、白梨、枳等植物的LAC17s进化关系,发现NnLAC17与黄瓜LAC17亲缘关系较近。（5）利用qRT-PCR方法对莲藕实生苗NnLAC17的表达特性进行研究,结果发现,高浓度的蔗糖（50g/L）和IAA（150μM）处理能够诱导NnLAC17的表达,而低浓度的蔗糖（20g/L）和IAA（10μM）处理对该基因表达影响较小。进一步分析表明该基因在不定根中表达量最高,显著高于茎和叶片,叶片中表达量最小。（6）成功构建pSN 1301-NnAC17的表达载体,利用花粉管通道法将该基因转化到拟南芥中。通过观察转基因和非转基因拟南芥植株中聚合体木质素含量和根系发育的差异,我们发现该基因的过量表达显著增加转基因植株中聚合体木质素含量,减少了根的数量,而对根长没有显著影响。综上所述,蔗糖途径下木质素合成参与了莲藕实生苗不定根的发育,而NnLAC17是莲藕木质素合成的主要调控基因。