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4-香豆酸：辅酶A连接酶(4CL，EC6.2.1.12)是植物木质素生物合成途径中的关键酶之一，它催化羟基肉桂酸及其衍生物到相应的硫酯化合物的转化反应。
为了深入细致地研究毛白杨4CL1的酶学性质，我们构建了毛白杨4CL1原核表达载体pQE31-4CL1，经KpnI、BamHI、SmaI酶切鉴定获得了毛白杨4CL1基因正向插入的原核表达载体。毛白杨4CL1原核表达载体pQE31-4CL1转化宿主菌M15(pREP4)获得的基因工程菌命名为QM4CL1。
基因工程菌QM4CL1经IPTG诱导高效表达了毛白杨4CL1融合蛋白。建立了一种简便易行的大肠杆菌诱导表达毛白杨4CL1融合蛋白的方法。建立了植物4CL酶活性简便快速且节约资金的检测方法。确定4CL酶活测定时间为3min。重复性检测实验检测表明该方法重复性可行。应用该方法在蛋白酶学水平上证实了4CL1反义转基因烟草的叶片和茎部的4CL酶活性较非转基因烟草均有不同程度的降低。全长和部分4CL1反义转基因烟草叶片4CL酶活性较对照分别降低26.74％和22.65％；全长和部分4CL1反义转基因烟草茎的4CL酶活性较对照分别降低24.28％和17.15％。木质部解剖实验证明，全长和部分4CL1反义转基因烟草茎木质化程度均较对照低。
在蛋白酶学水平上证实了4CL1正义转基因毛白杨在芽、叶、茎的4CL酶活性较非转基因毛白杨得到不同程度的提高。正义4CL1转基因杨树芽、叶、茎的4CL酶活性较对照分别增加26.90％、13.42％和66.61％；正义4CL1转基因杨树叶片、茎的木质素含量较CK增加了6.96％和20.34％。筛选出的几个木质素增加的转基因毛白杨株系，为林木材性育种(如硬木育种)奠定了一定的理论和实践基础。毛白杨不同部位的4CL酶活性差异较大，其中芽的4CL酶活性最高，其次为叶片，其相对酶活性为芽的4CL酶活性的54.08％；而茎部最低，其相对酶活性为芽的4CL酶活性的36.03％。
以亲和层析一步纯化获得的电泳纯的重组毛白杨4CL1蛋白为抗原，免疫新西兰大白兔获得了4CL多克隆抗血清。双向免疫扩散试验测定抗体效价为1：64；间接ELISA实验测定该抗体效价为12800。Western点杂交证实该多克隆抗体能与重组毛白杨4CL1蛋白特异性地产生反应信号；Western杂交表明该抗体能够特异性地与重组毛白杨4CL1和植物4CL蛋白发生反应，表明获得了效价高、特异性强的4CL多克隆抗体。化学免疫定位和荧光免疫定位实验表明4CL蛋白特异性地在正在木质化的组织特异性地表达。