挥发性香气化合物是衡量茶叶品质的重要指标之一,并直接影响人们的消费行为。4-羟基-2,5-二甲基-3(2H)-呋喃酮(HDMF)具有强烈的焙烤焦糖香味,广泛存在于草莓、葡萄等水果中且被认为是一种重要的香气物质,同时在茶叶中HDMF被认为是茶叶中“焦糖香”的重要成分。长期以来,茶叶中具有焦糖香风味的HDMF一直被认为是美拉德反应的产物,然而茶树中是否天然存在HDMF及其合成机制至今仍不清楚。本文先是在茶树鲜叶中鉴定了HDMF葡萄糖苷的天然存在,随后在茶树全基因组范围内,结合糖基转移酶(UGTs)各个亚家族特点,最终在茶树众多糖基转移酶基因中筛选到一个可催化HDMF糖基化的UGT基因UGT74AF3。接着本文对UGT74AF3a/b的体内体外功能进行了验证,从而解析了HDMF在茶树中合成的分子机制。本文主要研究工作和成果总结如下:1)以“舒茶早”鲜叶为原料,通过香气底物饲喂,结合LC-MS代谢分析等手段,证实了茶树中HDMF及其葡萄糖苷的天然存在。2)对UGT74AF3a/b进行了蛋白表达和纯化,进一步的大量底物筛选发现,UGT74AF3a/b均可特异性糖基化HDMF形成HDMF葡萄糖苷。3)对UGT74AF3a和UGT74AF3b进行了序列比对和氨基酸定点突变,进一步酶活性分析发现,UGT74AF3基因中A456V单氨基酸突变可以改变该基因对HDMF的糖基化活性并影响其对糖供体的选择。4)以“本氏烟”为实验材料,对UGT74AF3a进行了基因过表达实验,结果表明,UGT74AF3a可以在本氏烟中糖基化HDMF形成HDMF葡萄糖苷。5)以茶树单个品种为实验材料,对UGT74AF3a进行了基因沉默实验;随后对多个茶树品种中UGT74AF3a的基因表达量和HDMF葡萄糖苷的含量进行了测定,结果表明UGT74AF3a不仅在单个茶树品种中可以糖基化HDMF形成HDMF葡萄糖苷,在多个茶树品种中也具有相同的功能。