本项研究的主要目的是通过对木质素合成途径关键酶基因4CL对木本植物(杨树)苯丙烷衍生物（如木质素）的生物合成的调控机制进行研究。首先分析杨树中4CL基因的种类与组成，以及不同类型4CL基因的拷贝数目、序列变异、基因结构特点、以及在整个基因组中的分布特点。然后从杨树中克隆4CL基因序列，利用原核表达系统在E. coli中进行表达，从表达产物中纯化4CL蛋白。对所纯化的4CL蛋白进行酶生化特性研究（如酶活性、底物特异性、等电点等）以及酶动力学研究（比如米氏常数、转换数、最大反应速度等），以揭示杨树中4CL酶的种类及其在苯丙烷衍生物（如木质素）的生物合成中的催化特性。最后通过研究4CL基因启动子在不同组织与器官中的特异性定位表达，从而分析与阐述4CL基因在杨树中的种类、组成与特异性定位表达对树木苯丙烷衍生物（如木木质素）的生物合成的调控机制。

本项研究的主要目的是通过对木质素合成途径关键酶基因4-香豆素：辅酶A连接酶（4CL）基因家族各成员对木本植物(杨树)苯丙烷衍生物（如木质素）的生物合成的调控机制进行研究。结果发现，在杨树中存在5个不同的4CL基因（4CL1－4CL5），从毛白杨中分别克隆得到这五个4CL基因的基因序列与启动子序列。利用原核表达系统在E. coli分别表达、纯化5个4CL蛋白。对所纯化的4CL蛋白进行酶生化特性分析，结果显示，这5个4CL基因对4－香豆酸、阿魏酸、咖啡酸均存在明显的催化活性，但对肉桂酸、芥子酸没有活性。将5个4CL启动子分别构建转基因表达载体并通过农杆菌介导法转化烟草，结果发现五个4CL启动子驱动的GUS报告基因在烟草中存在组织特异性表达。以上研究表明：4CL基因在杨树中以一个小基因家族的形式存在，这些4CL基因在体外生化功能方面不存在明显的分化，但在体内具有不同的表达调控模式，从而参与不同苯丙烷衍生物生物合成的调控。