植物的次生壁主要由纤维素、半纤维素和木质素构成,双子叶植物和大多数单子叶植物次生壁中的半纤维素主要是木聚糖。木聚糖是自然界中含量仅次于纤维素的第二丰富的多糖,几乎占地球可更新有机碳总量的三分之一。主要由NAC和MYB转录因子组成的转录调控网络以及一些其它转录因子调控次生壁的合成,其中包括MYB46、MYB20、MYB52、MYB69、MYB85、MYB103、KNAT7、IFL1和ERF72。但是木聚糖合成的转录调控尚不是很清楚。本研究通过转录激活实验筛选出一些拟南芥的能够激活木聚糖合成关键基因启动子的转录因子,再从中选出一个激活作用比较强的转录因子进行深入研究。检测该转录因子基因的表达量对木聚糖合成、次生壁合成和木聚糖合成关键基因表达量的影响,并且验证该转录因子能否直接结合一个木聚糖合成关键基因的启动子。获得以下主要研究结果:(1)转录激活试验表明MYB46、MYB20、MYB85、MYB103、ERF72和KNAT7显著激活一个或多个木聚糖合成关键基因的启动子,其中KNAT7能够显著激活IRX9、IRX10、IRX14-L和FRA8的启动子。(2)用离子色谱法分析野生型植株和knat7突变体的非纤维素单糖组分,发现knat7突变体的木聚糖主要成分木糖和葡糖糖醛酸显著减少。通过酶联免疫吸附试验检测野生型植株和knat7突变体的木聚糖含量,结果显示knat7突变体的木聚糖减少。(3)在显微镜下观察野生型、knat7、KNAT7过量表达和35S:KNAT7/knat7植株花序茎染色的切片,并且测量导管、木质部纤维和束间纤维细胞壁的厚度,发现knat7突变体具有向内坍塌的导管分子,而35S:KNAT7/knat7植株的导管分子与野生型植株相似,knat7突变体的导管分子和木质部纤维的细胞壁变薄,而束间纤维的细胞壁变厚,KNAT7过量表达植株具有相反的表型。(4)利用实时定量PCR测量野生型、knat7和KNAT7过量表达植株中IRX9、IRX9-L、IRX10、IRX10-L、IRX14、IRX14-L、FRA8和F8H的表达量,结果表明knat7突变体的IRX9、IRX10和FRA8的表达量降低,KNAT7过量表达植株的IRX9、IRX10、IRX14-L和FRA8的表达量增加。(5)用截短的IRX9的启动子进行转录激活实验,确定IRX9启动子中可能的KNAT7结合区域,接着用生物素标记的约50 bp的IRX9启动子片段进行凝胶迁移滞留实验,证明KNAT7能够直接结合IRX9的启动子。这些实验结果表明MYB20、MYB85、MYB103和ERF72很可能正调控木聚糖合成,KNAT7至少通过激活IRX9、IRX10和FRA8表达正向调控木聚糖合成,而且直接激活IRX9表达。