植物次生壁的沉积是由一系列次生壁合成相关的转录因子以及基因所共同调控的结果。木质素作为次生壁的主要成分,占植物干重的10%～30%,具有维持细胞壁形态和强度、促进水分和营养成分的输送、抵御病虫害入侵等重要功能。漆酶作为一种多铜氧化酶,能够氧化聚合木质素单体形成木质素。除此之外,漆酶还参与了其他多种生物学过程,例如创伤修复、铁代谢以及保持细胞壁的结构及完整性。本文对毛果杨漆酶基因PtrLAC16、PtrLAClike、PtrLAC17的功能分化以及参与细胞壁生物合成的作用机制进行研究。本文得到了以下主要研究结果:1.毛果杨漆酶基因PtrLAC16、PtrLAClike、PtrLAC17存在维管组织特异性表达但三者之间具有组织定位差异。三个漆酶基因的启动子序列的顺式作用元件预测结果显示三者均至少含有三个AC元件和至少一个SMRE元件（次生壁合成中的MYB响应元件）。将克隆得到的三个漆酶基因启动子序列分别与GUS基因构建融合表达载体,进一步利用叶盘侵染法获得转基因烟草。GUS组织化学染色结果表明三个漆酶基因均特异性表达在烟草根、茎、叶的维管组织部位,但三者在根、茎、叶的维管组织中存在定位差异。根部定位:PtrLAC16主要集中在中柱及内皮层部位表达;PtrLAClike主要定位在根部的次生维管组织以及根部内皮层部分;PtrLAC17的主要表达部位是根部次生维管组织。茎部定位:PtrLAC16主要定位在茎的初生木质部;PtrLAClike主要集中在幼嫩茎部的初生木质部以及形成层细胞表达;PtrLAC17主要在茎部的形成层部分以及次生木质部表达。叶部定位:PtrLAC16主要在主叶脉的维管束鞘以及维管束鞘内的导管部分表达;PtrLAClike的表达主要集中在叶脉的的维管束,包括其内的导管、筛管、厚壁细胞;PtrLAC17主要在叶脉的中柱及内皮层部位表达。2.确定了决定毛果杨漆酶基因PtrLAC16维管组织特异性定位的主要功能元件。通过对PtrLAC16启动子序列进行5’端缺失分析,得出决定该基因茎部组织特异性定位的主要元件是位于启动子-275～-408区域的两个AC元件和SMRE元件;-90～-275区域的AC元件的缺失导致根部定位的消失。叶脉中GUS活性一直存在,推测位于-77位置的SMRE元件起到主要作用。3.毛果杨漆酶基因PtrLAC16、PtrLAClike、PtrLAC17存在亚细胞定位差异,表明其可能存在功能分化。通过免疫胶体金杂交实验得出PtrLAC16主要定位于毛果杨茎部木质部的木纤维细胞壁和导管细胞壁;PtrLAClike定位于毛果杨茎部的形成层细胞壁及近形成层的木纤维细胞壁;PtrLAC17主要定位于毛果杨茎部形成层细胞胞质内、木纤维细胞壁。4.获得有活性的毛果杨漆酶PtrLAC17,并进行酶活性分析;建立了以烟草叶片为基础的毛果杨漆酶真核表达系统。将真核表达质粒p BIPtrLACS-His和p19（辅助因子）在烟草叶片中共表达,提取叶片蛋白检测获得浓度较高的漆酶蛋白。利用实验室已有的正义转基因材料进行愈伤组织及悬浮细胞诱导,获得正义悬浮细胞系。将细胞提取蛋白进行硫酸铵和抗体柱纯化,获得有活性的漆酶PtrLAC17。酶活性分析得到米氏常数值:Km=0.33mmol/L,Vmax=0.53μmol·L-1min-1。5.转漆酶基因毛白杨植株的组织化学分析。利用q RT-PCR和Elisa实验对转基因植株在基因和蛋白表达水平进行检测。透射电镜结果显示三个漆酶基因对木纤维细胞壁的厚度以及导管细胞的发育形态具有不同影响。拉曼光谱结果表明三个漆酶基因均参与了木质素合成,其表达量的变化影响了转基因杨树茎部木质素的分布和含量。其中转PtrLAClike基因株系茎部木质素含量变化明显,表明其在木质部发育过程中具有更重要作用。本研究表明三个毛果杨漆酶基因之间存在表达部位部位上差异,表明三者在木质部发育过程中存在一定程度的功能分化。转漆酶基因毛白杨植株的组织化学分析表明三个漆酶基因在参与木质部发育过程中的作用机制可能有所不同。利用真核表达系统成功获得有活性的漆酶,为植物漆酶酶学特性提供了研究基础。该研究为进一步实现杨树木质素合成调控提供了新的思路和理论依据。