兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr. Kuzen)高大落叶乔木,广泛分布在我国大兴安岭地区,是该地区的主要造林树种。兴安落叶松抗逆性强,其木材材质优良,具有广泛的应用价值。咖啡酸-O-甲基转移酶(caffeic acid-3-O-methl transferase,COMT)是植物木质素合成途径中一个重要的甲基化酶,在紫丁香基木质素单体的合成中发挥着重要的功能,调控该基因的表达可影响木质素含量及单体的组成。因此,研究兴安落叶松COMT基因的特性及表达调控机理可为林木的材质改良提供依据。本研究采用同源克隆技术分离获得了兴安落叶松COMT基因(LgCOMT)的cDNA序列1173bp,其包含一个1092bp的ORF,编码364个氨基酸,5’非编码区29bp,3’非编码区49bp,蛋白分子量为40.18kDa,理论等电点为5.63。基因组DNA全长为1400bp,由3个外显子分别为759bp、65bp和349bp和两个内含子分别为91bp和136bp构成。生物信息学分析结果显示LgCOMT属于甲基转移酶(OMTs)家族,序列含有OMTs家族特有的保守元件。系统进化分析结果显示与日本落叶松、挪威云杉、银杏等裸子植物的COMT亲缘关系较近。Semi-quantitative RT-PCR分析结果显示LgCOMT在兴安落叶松幼苗的茎和针叶中的表达量相对较高,根中的表达量最少。将LgCOMT基因转化到原核生物大肠杆菌中,经IPTG诱导表达得到与预期大小一致的融合蛋白表达。另外,成功构建了LgCOMT基因的植物双元表达载体pBI101-LgCOMT,为分析该基因的功能特性及利用该基因进行植物遗传转化研究奠定了基础。以上研究成果为进一步研究LgCOMT基因在木质素单体生物合成中的调控机理及利用该基因进行林木的材质改良提供了理论和实验依据。