生物质能作为继煤炭、石油、天然气之后的第四大能源,直接或间接来源于植物的光合作用,是一个潜力巨大的宝藏。生物质是生物质能的载体。杨树（Populus）作为世界范围内种植最广的速生丰产树种,与芒草（Miscanthus）、柳枝稷（Panicum virgatum）和桉树（Eucalyptus）等富含木质纤维素的植物被视为第二代生物质能源发展的方向。对于木质纤维生物质的预处理过程能耗高,会造成严重的环境污染且费时费力,高含量的木质素成为生物质能源开发进程中的限制因素,利用分子手段降低木质素的含量、改变木质素的结构使之易于分离或者改善预处理的方法降低生产成本能够推动生物质能源高效转化与利用。木质素是由香豆醇（H型木质素单体）,松柏醇（G型木质素单体）和芥子醇（S型木质素单体）三种单体聚合而成的复杂的酚类聚合物。S型木质素的含量对木质纤维生物质的糖转化效率有重要的影响,因此调节木质素中S型单体的比例是工业中提高生物质能源转化效率的关键问题。阿魏酸5羟基化酶（coniferaldehyde 5-hydroxylase,CAld5H）在催化阿魏酸、阿魏酰辅酶A、松柏醛和松柏醇向芥子酸、芥子酰辅酶A、芥子醛和芥子醇转化过程中发挥作用,是G型单体木质素向S型木质素转换过程中起关键节点作用的酶。本研究分离调控木材形成中S型木质素单体合成关键酶CAld5H编码基因的转录因子,并利用基因工程调控这些转录因子的表达促进木材中S木质素单体的合成,为理解木质素合成的转录调控机制和改良生物质能源性状提供理论指导。通过对毛果杨（Populus trichocarpa）木质部、韧皮部、叶片和茎尖4个组织部位转录组测序结果的分析,得到227个在木质部中特异表达的转录因子,结合酵母单杂交实验和基因共表达分析筛选到12个与CAld5H2启动子结合的转录因子,这12个转录因子主要与转录起始位点前600bp左右的区段进行结合。构建CAld5H2、CAld5H1、CAD1、C3H3、COMT2、CCR2、PAL4、HCT1、4CL3、4CL5和C4H2启动子的诱饵载体与12个转录因子进行酵母单杂交实验发现BLH6a、BLH6b与BLH2能够特异与CAld5H家族CAld5H1和CAld5H2的启动子结合,其中BLH6a与BLH6b单独结合CAld5H2的启动子片段,BLH2能够结合CAld5H1和CAld5H2的启动子,说明BELL类转录因子可能是调控CAld5H表达的特异调控因子。通过双荧光素酶系统的烟草瞬时转化实验表明BLH6a显著抑制报告基因的表达。构建BLH6a显性抑制载体BLH6a:SRDX（SRDX为EAR-motif抑制结构域）转化银腺杨84K（Populus alba×Populus glandulosa）,利用q RT-PCR鉴定筛选表达量较高的株系。转基因植物株高、叶形等与野生型相比没有差异,茎部横截面TBO染色发现转基因植株木质部纤维和导管细胞壁变薄,在木质部初始形成过程中这一变化尤为明显,这与BLH6a的原位杂交结果相一致。利用q RT-PCR测定转基因株系#2、#29和野生型中CAld5H2、CAld5H1、CAD1、C3H3、COMT2、CCR2、PAL4、HCT1、4CL3、4CL5、C4H2和BLH6a基因在木质部的表达情况。与野生型相比,CAld5H2的表达量在转基因株系#29和#2中均显著降低,转基因株系#29中CAld5H2的表达量降低62.9%,而#2中降低37.7%,这与#29中较高的BLH6a:SRDX表达水平相一致。转基因木质部中CAld5H1的表达量没有明显变化。一年生转基因植株与野生型相比,木质部中木质素总含量没有明显变化。Maule染色显示野生型植株木质部染色明显比转基因植株染色更显著,G型木质素占比明显减少,表明转基因植株中S型木质素含量有所降低这将使S/G随之降低。因此BLH6a作为抑制因子通过直接调控CAld5H2基因的表达从而调控次生壁形成,同时可能改变木质素组成结构。本研究意在分离S型木质素单体合成的调控因子,深入理解木质素合成的调控机制,并利用基因工程改变木材中S型木质素单体的含量,人工调控植物木材中S/G比例,从而培育出能耗低、糖转化效率高的林木新品种,应用于生物燃料提取与制浆、造纸等工业生产实践。