Mạch gỗ (xylem) là tổ chức dẫn truyền nhựa nguyên (khoáng và nước) trong thân cây, chỉ có ở cây gỗ lá rộng. Mạch gỗ chiếm 20-30% thể tích thân cây. Cấu tạo mạch gỗ là tập hợp của các tế bào mạch gỗ nối tiếp nhau thành ống dài theo chiều dọc của thân
cây. Mạch gỗ là thành phần lớn nhất trong cấu tạo thô đại của gỗ nên dễ quan
Hì n h 1. 2 : S in h t ổn g h ợ p li gn in t ron g th ự c v ật
sát nhất [32], ở thực vật tầng xylem là nơi quá trình sinh tổng hợp lignin diễn ra mạnh nhất [13], do vậy để điều khiển hoạt động của các gen trong tầng xylem với mục đích làm tăng hàm lượng và chất lượng lignin đòi hỏi phải sử dụng promoter mạnh có khả năng biểu hiện đặc hiệu các gen thuộc tầng xylem.
Năm 1995, Feuillet và cộng sự lần đầu tiên phân lập thành công promoter của gen CAD từ cây bạch đàn Eucalyptus gunii (EuCAD promoter). Theo tác giả thì chiều dài của promoter này là khoảng 2,5 kb. Để nghiên cứu hoạt động của promoter này, tác giả đã thiết kế cấu trúc chuyển gen vào cây bạch dương trong đó gen GUS chịu sự điều khiển của promoter này. Sau khi phân tích cây chuyển gen mang cấu trúc này tác giả nhận thấy rằng gen GUS biểu hiện chủ yếu ở phần xylem và các tế bào bó mạch. Đây là nơi mà sự lignin hóa diễn ra mạnh nhất [13]. Các kết quả của nghiên cứu này là nguyên liệu rất tốt cho đề tài của chúng tôi.
Cinnamyl alcohol dehydrogenase là enzyme xúc tác cuối cùng trong con đường sinh tổng hợp lignin. Năm 2002, tác giả Lauvergeat cho rằng sự biểu hiện của promoter EuCAD trong các tế bào bó mạch là sự bảo tồn và phát triển hệ mạch của những thực vật hạt kín (Vitis vinifera L.), cũng như trong một số loài cây thảo mộc (Nicotiana tabacum L.). Hơn nữa, việc loại bỏ một vài đoạn trình tự promoter để phân tích sự biểu hiện của promoter này đã giúp xác định các vị trí cần thiết ảnh hưởng tới tầng phát sinh gỗ [23].
Năm 2003, tác giả Lu đã tiến hành nghiên cứu sự hoạt động của promoter GRP1.8 trong đối tượng cây thuốc lá, trong nghiên cứu này tác giả đã sử dụng cấu trúc promoter và gen chỉ thị GUS kết quả nghiên cứu cho thấy gen GUS biểu hiện rất mạnh trong tầng xylem của thân. dựa trên những kết quả đã đạt được tác giả đã tiếp thực nghiên cứu sự biểu hiện đặc hiệu của promoter GRP1.8 bằng việc sử dụng cấu trúc promoter với gen mục tiêu
4CL1 và cấu trúc này được chuyển thành công vào cây thuốc lá. Kết quả cho thấy gen 4CL1 biểu hiện rất mạnh ở trong thân theo tác giả lượng enzyme 4CL1 tồn tại trong thân đã ra tăng gấp từ 1 – 2 lần so với cây đối chứng chỉ chuyển gen 4CL1, tuy nhiên sự biểu hiện của gen 4CL1 lại hầu như không có tại các mô khác như lá. Điều này càng khẳng định hơn nữa sự biểu hiện đặc hiệu của promoter GRP1.8 trong tầng xylem của thân [17].