高等植物细胞壁中的纤维素是由细胞膜上的纤维素合酶复合体(CSC)合成的。近年来用正向遗传学和生物化学的方法从拟南芥中鉴定了两种类型的纤维素合酶复合体,它们分别控制了初生细胞壁和次生细胞壁中纤维素的合成。研究发现拟南芥基因组中有10个纤维素合酶基因(CesA),而杨树中却有18个。这些纤维素合酶基因怎样组合成纤维素合酶复合体参与杨树纤维素的合成,特别是次生细胞壁中纤维素的合成,目前还不清楚。在第一项研究中,我们对杨树发育中木质部的纤维素合酶复合体进行了分离和分析。采用免疫共沉淀的方法,在杨树木质部膜蛋白组分中发现了两类复合体,对分离的复合体进行质谱鉴定发现这两类复合体分别由不同的CesA蛋白组成。免疫定位的方法进一步发现这两类复合体都参与了木质部次生壁的合成。这些结果表明在杨树木质化次生细胞壁形成中,可能存在尚未揭示的纤维素合成新机制。同时在分离CSC的过程中发现了一些其它的蛋白,表明除CesA蛋白外,纤维素合成复合体可能还有其它蛋白参加。　　 木材是地球上丰富的木质纤维材料,它来源于木本植物茎次生生长产生的次生维管组织。植物次生维管组织的形成包括细胞分裂、细胞命运决定、细胞分化以及细胞壁的大量合成等过程。在这些过程中,质膜蛋白发挥了关键的调节作用。然而对质膜蛋白特别是整合膜蛋白的分离与鉴定一直是蛋白质组学研究的难点。在第二项研究中,为了研究植物次生生长过程中次生维管组织的质膜蛋白组及功能,我们采用了新策略对正在发育中的次生木质部与次生韧皮部组织的质膜组分蛋白进行了分离和鉴定,发现了约2000多种膜蛋白。通过质谱分析,鉴定了其中的803个蛋白,其中包括了253个整合膜蛋白和550个外周膜蛋白。质谱分析结果还显示次生木质部与次生韧皮部组织的质膜蛋白组差异明显。功能归类分析发现:这些蛋白中包含参与细胞壁合成、信号转导、胞内运输等相关的蛋白,约占鉴定总数的30％。定量PCR的表达分析结果进一步验证了它们表达的特异性。一些已知的响应生长素、细胞分裂素和油菜素内酯等信号过程的蛋白也被发现,表明了植物次生生长和木材形成的过程受到激素等多种信号分子的调节。还发现了一些没有研究报道或未知的蛋白,如受体蛋白激酶和一些具有多次跨膜结构域的蛋白,其中许多蛋白在拟南芥中没有同源蛋白,这表明在木本植物次生生长中可能存在区别于草本植物生长的一些独特机制。