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1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）
木质素是由对香豆醇、松柏醇、芥子醇组成的一种酚类聚合物，是构成植物细胞壁的主要成分之一，能增强植物的硬度和抗压程度，促进机械组织的形成，有利于巩固和支持植物体及水分输导等作用。植株在受到病菌侵染时，与木质素合成有关的酶类活性增加，木质素含量增加，从而提高了植物的抗病性。木质素作为植物体内一种重要的物理抗菌物质，能够加固细胞壁，保护细胞免受病原菌的侵染（于明革等，2003）。同时木质素也会对果实品质造成影响。石细胞是影响梨果实品质的重要因素之一，它是一种由木质素等物质沉积形成的厚壁细胞（李玲等，2004）。枇杷采后果实会发生木质化，导致商品价值降低（刘国强等，2008）。在工农业生产上，木质素、纤维素和半纤维素等被合称为木质纤维生物质，这是地球上最丰富的可再生生物质资源，可广泛应用于造纸、化工、纺织和生物能源等领域。然而木质素的存在也会造成一定的问题，如造纸材料中的木质素是形成造纸污染的源头物质，饲草植物中木质素的含量及组分中甲基化的程度会影响牲畜的消化和营养吸收等（赵华燕等，2002）。如何利用分子生物技术提高这些物质的利用率，降低生产应用过程中的能源损耗和污染程度是当前的热点话题（宋东亮等，2014）。
木质素的生物合成需要先经过一系列复杂反应生成三种主要单体：对-羟基苯基（h）木质素，愈创木基（g）木质素和紫丁香基（s）木质素，这三种单体再聚合形成木质素（王华美等，2014）。这个过程涉及了多种酶，其中咖啡酰辅酶a-o-甲基转移酶（caffeoyl-coa3-o-methyltransferase,ccoaomt）是木质素生物合成途径中具有重要作用的一类甲基转移酶。ccoaomt是一类s-腺苷-l-甲硫氨酸(sam)甲基转移酶（boerjan et al.，2003），研究表明，ccoaomt通过催化咖啡酰辅酶 a (caffeoyl-co a)生成阿魏酰辅酶 a (feruloyl-co a)参与g-木质素的合成（ye et al.，2001）。但近来也有研究发现，ccoaomt可能也参与了s-木质素的合成（schmitt et al.，1991）。ccoaomt在许多植物中以基因家族的形式存在，目前已从杨树（chen et al.，2000）、拟南芥（do et al.，2007）、棉花（倪志勇等，2009）、慈竹（吴晓宇等，2012）等植物中分离得到了这种基因。赵华燕等从水稻中分离出ccoaomt基因家族的3个成员，发现这3个基因与水稻的木质化进程密切相关（赵华燕等，2004）。王丹阳等从梨中克隆出了1个ccoaomt基因，发现其基因表达量与梨果实中石细胞含量的变化趋势相似（王丹阳等，2015）。通过对烟草（zhong et al.，1998）、杨树（zhong et al.，2000）、苜蓿（guo et al.，2001）的研究发现，ccoaomt基因缺失或者抑制ccoaomt基因的表达，都会使木质素的含量降低。并且在研究ccoaomt基因表达受抑制的杨树时，发现木质素含量降低的同时木质素的结构也发生了变化（zhonget al.，2000）。因此，通过基因工程调控木质素的合成，可以根据我们的需求改变木质素的含量和结构特性。
通过研究植物中的ccoaomt基因家族，可以了解基因的功能和木质素的合成过程。苹果、梨和桃同属蔷薇科，是我国的主要果树。目前苹果、梨和桃的全基因组测序工作已经完成，但对于苹果、梨和桃的ccoaomt基因家族的生物信息学分析还相对缺乏。本研究在全基因组水平上应用生物信息学对苹果、梨和桃的ccoaomt基因家族进行初步的分析，以期为进一步的研究提供理论基础。
2. 研究的基本内容和问题
研究目标：
1.在全基因组水平上鉴定苹果、梨和桃的ccoaomt基因家族成员
2.探究苹果、梨和桃的ccoaomt基因家族成员的结构和功能特性
3. 研究的方法与方案
研究方法：
1.ccoaomt基因家族成员的鉴定：①blastp比对②hmmer检索
2.多序列比对与系统发育分析：clustal w多序列比对，邻接法（neighbor-joining）构建系统发育树
4. 研究创新点
1.在全基因组水平上对苹果、梨和桃的CCoAOMT基因家族的生物信息学分析
2针对同一个研究目标，尝试使用不同模型和算法，比较结果之间的差异，选择最可靠的模型和算法，提高结果的可靠性，以便进行结果分析
5. 研究计划与进展
实验时间：2019年1月-2019年5月
苹果、梨和桃ccoaomt基因家族的鉴定
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