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烟草是世界上重要的经济作物,而香气是烟叶品质最重要的决定因素之一。本研究对通过甲基磺酸乙酯(EMS)诱变中烟100并筛选鉴定获得的5个香气突变体fgr1-fgr5进行了鉴定。分别在光学显微镜下观察并统计突变体的腺毛密度;使用PEN3型便携式电子鼻系统对新鲜烟叶和烤后烟叶挥发性香气成分进行检测,并对电子鼻响应值进行主成分分析和聚类分析;以两个香型突出的突变体与中烟100构建了抑制性差减文库,并从中挑选香气代谢相关基因;对香气合成相关基因进行实时荧光定量PCR,研究它们的表达情况。得到以下主要结果:(1)分别取旺长期、现蕾期、盛花期、成熟前期、成熟后期的突变体的全展叶,在光学显微镜下观察并统计腺毛密度。与中烟100相比,这5个突变体表现出不同的成熟性状和很高的腺毛密度,这两个性状都与烟草香气有关,其中腺毛密度最高的是突变体fgr3和fgr4。(2)分别对香气突变体的新鲜烟叶和烤后烟叶的挥发性香气成分进行电子鼻检测,通过比较新鲜烟叶和烤后烟叶的电子鼻响应情况发现,烟叶在成熟和烘烤过程中发生了明显的化学成分变化;从电子鼻雷达响应图上可以看出,电子鼻对不同突变体的新鲜烟叶的挥发性成分具有不同的响应值和响应模式,每个材料都有特异的指纹图谱;主成分分析和聚类分析发现,可以将突变体分为2种类型:“晾晒烟类型”和“烤烟类型”。(3)分别取“晾晒烟类型”突变体fgr3和“烤烟类型”突变体fgr4的盛花期样品,分别与中烟100构建正反向差减文库,从这4个差减文库中随机挑取1536个阳性克隆进行测序,得到1017个高质量ESTs,并组装成202个unigenes。经过功能注释和GO分析,从这些unigenes中筛选到12个与烟草香气代谢相关的基因。(4)以5个生长时期的突变体fgr3、fgr4和中烟100的叶片为材料,从文献报道中挑选了19个与烟草香气合成密切相关的基因,与从差减文库中筛选到的基因一块进行荧光定量表达分析,从结果中确认了14个对突变体的香气贡献较大的基因,主要分布于苯丙烷-类黄酮途径、MEP-类胡萝卜素途径和腺毛分泌物合成途径。MEP途径的关键酶DXR在fgr3的前3个时期表达量非常高,暗示MEP途径对fgr3的香气合成贡献较大;类胡萝卜素途径的关键酶PSY在fgr4的现蕾期和盛花期的表达量显著高于中烟100,表明类胡萝卜素途径在突变体fgr4中具有重要作用。两个突变体表达水平上的差异表明它们在香气代谢相关途径中具有不同的基因表达调节机制。(5)突变体fgr3和fgr4的腺毛密度明显高于中烟100,并且香气合成关键基因DXR在fgr3中的表达量非常高,PSY在fgr4中的表达量显著高于中烟100,从而确认突变体fgr3和fgr4是高香气突变体。