树林的次生木质部的发育形成的需一个独特的、复杂的调控体系来完成。木材的重要生态价值和经济价值,使人们对其发育形成的调控机制展开了广泛的研究。转录调控和蛋白质组调控是木质部发育形成的重要调控方式之一,虽然木材形成TRN的一些节点转录因子基因被鉴定分析,尤其是次生细胞壁生物合成建立了相对的4层调控网络,但对于整体的次生细胞壁生物合成调控体系来说还是很局限的,目前次生细胞壁生物合成调控网络还处于分析鉴定阶段。因此本研究以毛果杨（Populus trichocarpa）木质部为对象,利用可改变木材成份和细胞类型的TW（Tension wood）做为理想的木材形成的研究材料,通过对其染色体免疫共沉淀结合高通量测序（ChIP-seq）和转录组高通量测序（RNA-seq）,并与直立生长进行对比,确定了可能与木材形成调控相关的13个转录因子。然后利用毛果杨干发育木质部（SDX）原生质体转化系统过表达13个转录因子,并对45个主要次生细胞壁生物合成基因进行定量PCR和RNA-seq分析,确定PtrSND2/3-L-1、PtrMYB158、PtrMYB128、PtrMYB189、PtrMYB010、PtrMYB092 和PtrHSFB3-1 7个转录因子对次生细胞壁生物合成基因的调控。PtrMYB092调控的19个木质素单体生物合成基因中有1 1个被直接调控,PtrHSFB3-1调控的9个木质素单体生物合成基因中有8个被直接调控。PtrHSFB3-1的过表达转基因系和突变体分别相应地降低和提高了植株的高生长、上调和降低了 9个木质素单体生物合成基因的表达、增加和减少了木质素的含量,确定了PtrHSFB3-1新颖的调控功能,也验证了其它转录因子调控结论的准确性。转录因子调控可以木材的成份组成,转录因子的这种调控改变最终是由次生细胞壁生物合成酶来完成的,木质素单体生物合成酶蛋白复合体的形成不仅可以改变蛋白的催化活性,也可以改变蛋白的催化特性,了解不同蛋白酶复合体的形成及其催化效率和特性是建立毛果杨木质素代谢通路模型不可或缺的支撑。目前建立的毛果杨木质素代谢通路模型是基于单一酶催化体系建立的,还不够准确和完整。23个木质素单体生物合成酶中也只有PtrC3H3、PtrC4H1和PtrC4H2以及Ptr4CL3和Ptr4CL5之间形成的复合体被进行了研究。因此在本研究中,我们对23个木质素单体生物合成酶逐一进行了 BiFC互作验证,在276个组合中有136个组合存在互作现象。其中5个膜蛋白酶的互作全部被定位在内质网膜（Endoplasmic reticulum）上。构建了整体和各家族蛋白的BiFC互作网络。对18个木质素单体生物合成可溶性酶进行pull down样品的质谱分析,确定了互作的方式。构建了目前最为全面的毛果杨木质素单体生物合成酶互作网络。通过PtrCCR2和PtrCAD1互作的催化活性进行了分析,验证了酶-酶互作的重要性。综上所述,本研究确定了 7个转录因子对次生细胞壁主要生物合成基因的调控作用,明确了PtrHSFB3-1新颖、独特的功能。建立了最全面的毛果杨23个木质素单体生物合成酶互作网络。这些都将为分子遗传及靶向育种提供理论支撑和导向作用。