自然界中大部分的生物量由植物细胞壁组成,同时植物细胞壁也是重要的可再生资源。随着化石能源日渐枯竭,生物质能源的开发、研究和应用得到了各国政府的密切关注。为了获得高产和良好品质的木材,研究植物细胞壁及其次生生长的生长发育机理,再根据机理选择一些产量和木材品质相关的基因通过基因工程手段导入植物的基因组从而获得高产高品质的新品种。已有研究表明KNOX家族是一类编码含有同源异型结构域的转录因子,KNOX Ⅱ类家族成员KNAT7可以通过和BLH6和OFP4等蛋白相互作用调控拟南芥次生细胞壁的生长发育。然而KNOX Ⅱ家族中的KNAT3、KNAT5是否也参与调控次生壁合成,如何调控次生细胞壁的形成,分子机制如何?仍有待我们探索。本研究以拟南芥为材料,以KNAT3、KNAT5与KNAT7 T-DNA插入功能缺失突变体knat3、knat5、knat7为研究对象,通过荧光定量PCR、酵母双杂交实验、反式激活、RNA-seq等技术手段对knat3、knat5、knat7及其双突和三突的茎部表型和作用机理进行研究与分析,获得以下结果。（1）杂交获得KNAT3、KNAT5、KNAT7的双突变体和三突变体,其knat3knat7双突变体具有明显的矮化,茎部切片发现其具有明显的不规则的木质部。knat3knat5knat7三突变体上述表型进一步加重。（2）通过实时荧光定量PCR检测KNAT3、KNAT5与KNAT7在不同部位的相对表达量,结果发现KNAT3在不同部位表达量比较一致,KNAT5在苔叶和莲座叶中表达量较高,KNAT7主要在茎中表达。并且KNAT3、KNAT5与KNAT7在茎部都有表达。（3）利用国标法测定野生型和突变体茎部纤维素和半纤维素的含量,发现knat3knat7和knat3knat5knat7相较于野生型纤维素和半纤维素的含量均降低。（4）在单独对野生型和突变体木质素中的单体测定发现相较于野生型knat3knat7和knat3knat5knat7中S-木质素和G-木质素的比例大幅降低。（5）RNA-seq数据分析表明knat3knat7或knat3knat5knat7和WT之间差异基因显著富集于苯丙氨酸代谢通路,并且合成S木质素的关键基因F5H表达量相较于野生型下调了50%。（6）通过酵母双杂交实验,发现KNAT3自身形成同源二聚体也可和KNAT7形成异源二聚体,并且KNAT3可与NST1/NST2相互作用。以上实验结果表明KNOX Ⅱ家族中的KNAT3、KNAT5参与调控拟南芥木聚糖合成,并且KNAT3与KNAT7间接调控F5H的表达从而调控S-木质素的合成。另外KNAT3和KNAT7、NST1、NST2形成异源二聚体。以上结果表明KNOX Ⅱ类转录因子参与调控拟南芥次生细胞壁的的生物合成,并且KNAT3和KNAT7协同调节S-木质素的合成。