木质素是树木中含量最多的成分之一，它的存在影响了木材的工业应用(板材，造纸等)，因此对于木质素代谢途径的研究引起了研究者的兴趣。然而由于植物体内代谢的复杂性，木质素合成途径仍不能被人们完全了解。 本实验的目是通过分子生物学方法研究模式植物毛白杨中木质素合成途径所包含的酶及其基因，研究这些相关酶的结构、功能和分类等，并对它们的核苷酸序列进行了生物信息学分析。 首先，以毛白杨RNA为材料，运用RT-PCR和3’RACE的方法从RNA中分离出5条木质素代谢途径相关的基因片断。它们是PtCOMT(毛白杨咖啡酸氧甲基转移酶)全长cDNA，PtCAD(毛白杨肉桂醇脱氢酶)全长cDNA和3条FSH(阿魏酸羟基化酶)基因片断。其次对这些基因序列进行了生物信息学分析，并运用计算机软件模拟出蛋白质的三维结构，从氨基酸序列和空间结构的角度分析它们的功能。再次，为了进一步研究这些基因对应蛋白质的结构和功能，成功构建出2个原核表达载体pQE31-COMT和pQE31-CAD。在IPTG的诱导下目的蛋白得到大量表达，并通过Ni2+柱亲和层的方法纯化出可溶性PtCOMT和PtCAD蛋白。最后，分析了蛋白PtCOMT和PtCAD活性。PtCOMT表现出甲基化酶活性，能够催化咖啡酸生成阿魏酸，应用GC/MS检测到产物的存在。PtCAD蛋白能够催化肉桂醇和肉桂醛类化合物之间的转化，通过检测反应前后吸光值的变化分析了PtCAD催化松伯醇和芥子醇的反应。 本实验得到的相关基因和蛋白为进一步了解木质素代谢途径提供了大量的材料和方法。结合基因克隆，序列分析，结构模拟，和原核表达纯化及活性分析等一系列实验，为研究木质素代谢途径提供了可行的方法。