象草（Pennisetum purpureum Schum.）是热带和亚热带地区重要的多年生草本植物，自20世纪30年代从印度、缅甸引入我国试种，因其优良的生物学和生态学特性，受到了工、农、畜牧业的重视。作为第二代纤维质乙醇的原料，其生长速度快、矿物含量低、生物量高等优点，倍受人们青睐。然而，象草中含有的木质素在一般的工艺水平下很难被利用，间接的增加了纤维质乙醇的生产成本，因此能够摸清木质素合成酶的作用机理，并进行生物合成调控的研究意义重大。　　 4.香豆酸：CoA连接酶(4CL)作为木质素合成过程中的关键酶之一，调控着从羟基肉桂酸到它们相应的硫酯这一必要的活化过程。因此，能够确定象草4CL基因的表达特性，对于培育适合各种不同利用方式的象草具有重要的指导意义，而这一工作的基础就是要首先获得象草的4CL基因序列。　　 本文以摩特矮象草为实验材料，以木质素合成的关键酶4CL为研究对象，展开了基因片段的克隆、cDNA末端快速扩增，以及该4CL基因序列的生物信息学分析等方面的研究，主要的实验结果如下：　　 (1)根据已知禾本科植物4CL基因序列，经比对选择同源性较高的区域设计简并引物；用Trizol试剂从象草的幼茎提取总RNA，利用RT-PCR技术克隆到一个长度为536bp的基因片段，经Blastx序列分析证明此片段为目的基因片段。　　 (2)根据已获得的目的基因片段设计两条3-RACE特异性引物，利用RACE技术扩增序列末端，获得序列长度为678bp，该基因片段含有以TGA为终止密码子和Poly(A)结构。对己获得的基因片段进行拼接，得到象草4CL长度为l187bp的部分cDNA序列，NCBI的登录号为GU997597于2010年5月4日正式发布。　　 (3)在基于对象草4CL基因核苷酸水平的生物信息学分析中，Blastn和Blastx的结果显示，象草4CL基因与玉米、柳枝稷、黑麦草（4CL3）的相似性和同源性指数都超过了88％，这说明禾本科植物间4CL基因具有很高的相似性。在CpG分析中证明它们的4CL基因都是含有一段高GC含量的序列。　　 (4)在蛋白质水平上构建了象草4CL酶的一至三级结构，DNAMAN预测的一级结构与可阅读框架的查找结果基本吻合；三级结构预测中能够看到二级结构中的大量无规卷曲和a-螺旋。这些结构特征决定了蛋白质的3个跨膜结构域和1个疏水区域；同时在一级结构中含有54.53％的疏水性氨基酸，并与19～20位信号肽的剪切位点有密切的联系。功能位点预测中的5个N端酰基化位点证明了4CL在木质素合成的酰基化作用。　　 (5)通过邻接法Neighbor Joining(NJ)构建的4CL系统进化树结果显示：与象草4CL进化关系最近的是玉米，其次是柳枝稷、水稻（4CL3）、黑麦草（4CL3），它们同属单子叶植物纲、禾本科植物；进化关系最远的是双子叶植物拟南芥(4CL4和4CL5)。构建的核苷酸系统进化树，明确地将现有记录的被子植物4CL基因分为单子叶植物和双子叶植物两大类群，这说明4CL基因进化与植物的进化过程具有极其密切的关系。而在4CL氨基酸序列构建的系统进化树中，单子叶植物香荚兰、水稻(4CL2)、黑麦草(4CLl)在进化中出现在双子叶植物类群中。另外，4CL进化在双子叶植物内部也并不是完全遵从物种分化的规律。这些聚类现象可能说明了4CL基因在植物中的分化超前于现代种子植物谱系的分化的事实。