铁观音是乌龙茶中的极品，其以香气独特驰名中外，关于铁观音香气形成的化学机制研究尚多，而其酶学、分子生物学机制的研究鲜有报道。本研究以铁观音为供试材料，研究了铁观音香气形成的生化及分子生物学机制研究。通过对不同工艺各加工工序铁观音香气总量、组分、成分的测定与分析，探讨不同工艺铁观音香气总量、组分、成分的动态变化；通过对不同工艺各加工工序铁观音β-glucosidase活性测定与分析，探讨不同工艺铁观音β-glucosidase活性的动态变化及其与香气总量、组分、成分间的相关性；克隆了铁观音茶树香气相关基因cβ-glucosidase并对其相关的生物信息进行预测和分析；开展不同工艺各加工工序铁观音β-glucosidase基因的定量表达与分析。综合分析铁观音香气变化及其与β-glucosidase活性、基因表达间的相关性，揭示铁观音香气形成的机理。研究结果如下：1.不同工艺铁观音香气的动态变化探讨不同工艺铁观音香气的动态变化。结果表明，(1)晒青阶段：低温轻发酵做青工艺中“轻晒青”阶段，铁观音主要赋香成分均有所增加，其中有效促进了α-法尼烯、β-紫罗酮、香叶基丙酮、茉莉酮、雪松烯等主要香气成分大量形成；传统自然做青工艺中“重晒青”同样促进铁观音主要赋香成分形成，其增加幅度不及“轻晒青”。(2)摇青阶段：低温轻发酵做青工艺中“轻摇青”阶段，铁观音主要赋香成分均有所增加，其中有效促进了橙花叔醇、α-法尼烯、β-紫罗酮、香叶基丙酮、茉莉酮、丁酸反-2-己烯酯、苯甲酸叶醇酯大量形成；传统自然做青工艺中“重摇青”在促进铁观音主要赋香成分形成的同时，有效促进了橙花叔醇、α-法尼烯、β-法尼烯、雪松烯、L-薄荷醇、β-紫罗酮、香叶基丙酮、丁酸反-2-己烯酯、苯甲酸叶醇酯、乙酸苯乙酯、己酸己酯大量形成；传统自然做青工艺中“重摇青”铁观音香气峰面积总值为低温轻发酵做青工艺中“轻摇青”的1.39倍，则“重摇青”较“轻摇青”更有效地促进铁观音香气的形成。(3)摊青阶段：低温轻发酵做青工艺中“长时薄摊青”的整个过程，有效促进了β-榄香烯、茉莉酮、丁酸反-2-己烯酯、乙酸苯乙酯、2-丙基-1-庚醇大量形成，摊青24h以后，香气总量虽达到最高值，但主要特征香气成分如橙花叔醇、α-法尼烯含量有所减少；传统自然做青工艺中“短时厚摊青”发酵过程中各主要特征香气成分含量与摇青结束时基本保持同一水平。2.不同季节、不同风格铁观音成品茶香气差异探讨不同季节、不同风格铁观音成品茶香气差异。结果表明，(1)不同季节铁观音香气差异：秋季加工铁观音在各香气组分含量上均高于春季加工铁观音，该季节加工铁观音成品茶的橙花叔醇、α-法尼烯、丁酸反-2-己烯酯、乙酸苯乙酯、茉莉酸甲酯、己酸己酯、吲哚、香叶基丙酮、β-紫罗酮、茉莉酮、二十烷等特殊香气成分含量显著高于春季加工铁观音成品茶。(2)不同风格铁观音香气差异：清香正韵型、青韵型、显酸型成品茶及传统浓香型铁观音茶坯香气组分均以醇类、烯类化合物为主，其共有的重要香气成分为橙花叔醇、α-法尼烯、丁酸反-2-己烯酯、乙酸苯乙酯、β-紫罗酮且含量较高；传统浓香型铁观音主要香气成分橙花叔醇、α-法尼烯、丁酸反-2-己烯酯、己酸己酯、吲哚、香叶基丙酮、苯甲酸叶醇酯、二十烷含量高于清香型铁观音；清香正韵型铁观音主要香气成分α-法尼烯、二十烷、β-法尼烯含量高于其他风格铁观音，α-法尼烯高于清香青韵、显酸型；清香青韵型顺罗勒烯含量较为突出；清香显酸型乙酸苯乙酯、茉莉酮、3,7-甲基-1,5,7-三辛烯-3-醇、雪松烯含量较突出。3.不同风格铁观音成品茶香气成分与感官审评的关系分析了铁观音成品茶香气成分与感官审评的关系。结果表明，传统浓香型铁观音橙花叔醇、α-法尼烯2种重要特征香气含量最高，其他多种香气成分含量均高于清香型铁观音，由此其香气浓度、强度、持久性表现优异，而清爽度、纯度较差；清香正韵型铁观音橙花叔醇、α-法尼烯2种重要特征香气含量高于清香青韵、显酸型，而丁酸反-2-己烯酯、乙酸苯乙酯、吲哚、茉莉酸甲酯、己酸己酯、β-紫罗酮、顺-罗勒烯等多种香气含量低于其他风格铁观音，由此其香气纯度、清爽度表现优异；清香青韵型香气成分含量居中为多，由此其香气表现不突出；清香显酸型香气总量最高，但其橙花叔醇、α-法尼烯2种重要特征香气含量较低，而其他多种香气成分含量均高于其他风格铁观音，由此其香气浓度虽好，但纯度、清爽度、强度均较差，略有闷杂特征。研究得出铁观音主要赋香成分为橙花叔醇、α-法尼烯、丁酸反-2-己烯酯、乙酸苯乙酯、吲哚、茉莉酸甲酯、己酸己酯、香叶基丙酮、苯甲酸叶醇酯、β-紫罗酮、顺-罗勒烯、二十烷、茉莉酮、β-法尼烯、3,7-甲基-1,5,7-三辛烯-3-醇、雪松烯等。而铁观音香气给予品茗者“如花带果”感受的化学依据在于：似兰花香，如茉莉酸甲酯；似桂花香，如顺-罗勒烯及多种单萜类和倍半萜类物质；似栀子花香，如芳樟醇、香叶醇、苯甲酸甲酯；似梅花香如乙酸苯甲酯；似蜜桃香，如内酯。已测得铁观音香气成分或与其相同，或经异构、转化能形成该类香气，由此作为铁观音形成浓郁花果香气的化学依据。4.不同季节、不同工艺、不同叶位铁观音β-glucosidase酶活性变化差异讨探了不同季节、不同工艺、不同叶位铁观音β-glucosidase酶活性变化差异。结果表明，不同季节铁观音β-glucosidase酶活性变化差异如下：低温轻发酵做青工艺下，春季铁观音成熟叶β-glucosidase酶活性可达秋季铁观音的1.4-2.6倍，其变化辐度大于秋季，而两季铁观音成熟叶β-glucosidase酶活性变化趋势略有不同，摊青期间两者酶活性表现为“此起彼伏”变化特点；传统自然做青工艺下，春季铁观音β-glucosidase酶活性可达秋季铁观音的1.7-2.2倍，且春季酶活性变化辐度大于秋季，而两季铁观音成熟叶β-glucosidase酶活性的试样变化趋势一致。由此可知，春季铁观音成熟叶β-glucosidase酶活性远高于秋季铁观音，其变辐大于秋季。不同工艺铁观音β-glucosidase酶活性变化差异如下：低温轻发酵工艺下铁观音β-glucosidase酶活性高于传统自然做青工艺；春季不同工艺铁观音β-glucosidase酶活性变化趋势较一致，即晒青阶段有所上升，摇青阶段呈“降-升-降-(升)”的波形变化趋势，摊青至4-5h酶活性下降而后上升；秋季不同工艺铁观音β-glucosidase酶活性变化趋势有此消彼长的变化特点，且传统自然做青工艺变辐大于低温轻发酵做青工艺。不同叶位铁观音β-glucosidase酶活性变化差异如下：春季不同叶位铁观音β-glucosidase酶活性高低差异不明显，而秋季不同叶位铁观音β-glucosidase酶活性高低表现为成熟叶>老叶>嫩叶；春秋两季、轻重做青的铁观音不同叶位β-glucosidase酶活性多数在摇青前中期达到最高值；春秋两季铁观音嫩叶位β-glucosidase酶活性在不同工艺下酶活性变辐均较大。5.铁观音cβ-glucosidase克隆从铁观音中克隆出cβ-glucosidase片段，该cDNA序列长度1477bp，包含开放阅读框(ORF)共有1284个碱基组成，编码428个氨基酸。在3’RACE与保守区重叠碱基数为267bp，非编码区3’RACE有186bp，与其他植物同源60%-80%。已将该基因序列登录GenBank，登录号为HQ679938.2。6.铁观音cβ-glucosidase生物信息学分析分析了铁观音cβ-glucosidase相关生物信息。结果表明，铁观音cβ-glucosidase蛋白属于碱性、稳定、亲水蛋白。铁观音cβ-glucosidase定位细胞质，存在跨膜结构域，属于跨膜蛋白，但由于没有信号肽即为非分泌蛋白。另外，其磷酸化位点有20个，其中在C末端有Ser磷酸化位点，预测Ser磷酸化可能与铁观音cβ-glucosidase蛋白构象变化、核定位调节、细胞周期之间存在的密切联系。7.不同工艺铁观音cβ-glucosidase的表达量差异探讨了不同工艺铁观音cβ-glucosidase的表达量差异，结果显示：在低温轻发酵、传统自然做青工艺中，晒青及摇青阶段cβ-glucosidase相对表达量逐步增加，晒青期间该基因的相对表达量与鲜叶比较差异不显著，摇青结束其变化达到极显著水平；而摊青前期表达量变化不显著，至摊青时间达6-10h，cβ-glucosidase相对表达量均达到最高值，与鲜叶、晒青叶、摇青叶的相对表达量比较，差异均达到极显著水平。综上说明铁观音加工工艺促进了cβ-glucosidase的表达，摊青至一定程度该基因表达信号最强，表达量最高，随着摊青的延续，基因表达减弱。8.不同工艺铁观音香气变化、β-glucosidase酶活性、基因定量表达的相关性探讨了不同工艺铁观音香气变化、β-glucosidase酶活性、基因定量表达的相关性。结果表明，不同工艺铁观音β-glucosidase酶活性与香气变化关系表现为：β-glucosidase酶活性与香气含量成指数负相关。低温轻发酵做青工艺及传统自然工艺中，铁观音成熟叶β-glucosidase酶活性与香气总量、醇系香气含量、特征香气橙花叔醇含量的关系表现为：晒青阶段酶活性的提高伴随着香气总量、醇系香气含量、特征香气橙花叔醇含量的提高；摇青前期酶活性大幅上升而伴随着游离态芳香物质的大量生成；摊青阶段，酶活性的变化趋势与香气的变化趋势基本一致。不同工艺铁观音cβ-glucosidase定量表达与酶活性关系表现为：在低温轻发酵做青工艺、传统自然做青工艺中，晒青阶段cβ-glucosidase相对表达量有所增加，酶活性也显著上升；摇青结束相对表达量持续增加，而酶活性显著下降；摊青阶段，铁观音基因相对表达量与酶活性邻间变化率正负值相同，则两者的变化趋势一致。不同工艺铁观音cβ-glucosidase定量表达与香气变化关系表现为：在低温轻发酵及传统自然做青工艺的晒青及摇青阶段，cβ-glucosidase相对表达量与香气峰面积总值、醇系香气峰面积值、橙花叔醇峰面积值均保持不断上升的趋势；摊青过程，基因相对表达量与香气峰面积总值变化趋势保持一致，而摊青后期基因表达量的显著变化没有引起醇系香气成分的相应变化，而是略呈此消彼长的变化趋势。