克隆过程
1.基因来源与命名：研究从棉花中克隆了4CL基因，并命名为Gh4CL2（GenBank登录号为FJ848870）。此外，还有研究从棉花中克隆了Gh4CL1（GenBank登录号为FJ479707）和Gh4CL30等基因。
2.基因结构：以Gh4CL2为例，其cDNA全长2332bp，具有一个1725bp的开放阅读框，5′非编码区为64bp，3′非编码区为543bp，编码574个氨基酸，预测分子量约为62.106kD，等电点为5.94。Gh4CL1基因cDNA全长2331bp，具有1个1722bp的开放阅读框，5′非编码区为64bp，3′非编码区为445bp，编码573个氨基酸，预测分子量约为61.951kD，等电点为5.70。
3.同源性分析：氨基酸同源性分析发现，Gh4CL2与来自白杨、大豆和紫草的4CL一致性较高。Gh4CL1也与来自白杨、大豆和紫草的4CL同源性较高。
表达情况
1.原核表达载体构建：以Gh4CL2为例，进一步研究其功能时，构建了该基因的原核表达载体pET-28a-4CL2，经酶切鉴定后转化到大肠杆菌BL21（DE3）中。
2.最佳诱导表达条件：SDS-PAGE分析表明，对于Gh4CL2，最佳诱导表达条件为0.5mmol/L IPTG在37℃下诱导4h，重组蛋白主要以包涵体形式出现。
3.表达模式与功能：
Gh4CL1：半定量RT-PCR检测表明，Gh4CL1基因在不同发育阶段的棉纤维中均有表达，在开花后20d的棉纤维中表达量最大，说明该基因可能参与调控棉纤维细胞的伸长和次生壁的增厚。此外，Gh4CL1基因在棉花花瓣中表达量最高，在其他组织中低水平表达或不表达。
Gh4CL30：利用病毒诱导的基因沉默技术和基因编辑技术获得Gh4CL30沉默和编辑植株，测定发现该基因抑制及敲除植株的黄酮和木质素含量降低，棉花田间表型性状、种子大小和纤维品质也受到影响，如茎秆中木质素含量显著降低，株高、种子大小和纤维长度显著降低。这表明Gh4CL30通过调控棉花木质素生物合成功能影响其生长发育。
研究进展与应用
1.基因功能研究：通过对棉花4CL基因的克隆与表达研究，可以深入了解其在棉花生长发育、次生代谢等过程中的作用机制。
2.遗传改良：利用基因工程技术对棉花4CL基因进行调控，有望改良棉花的纤维品质、抗逆性等性状。例如，通过降低木质素含量可能提高造纸制浆行业的生产率，保护生态环境。
3.比较基因组学：将棉花4CL基因与其他植物中的同源基因进行比较分析，有助于揭示植物4CL基因家族的进化规律和功能多样性。
