牡丹（Paeonia section Moutan DC.）是我国传统名花,其花大而美,具有极高的观赏价值,‘海黄’牡丹作为牡丹黄色系的一个晚开品种,因其花期较晚、颜色纯正、花香浓郁,具有重要的应用价值。植物挥发物是由植物体内合成并释放到空气中的多种挥发性成分,花挥发物主要来源于花器官,是花卉的一个重要品质指标。近年观赏植物的花挥发物研究已取得一定进展,但是在牡丹中的研究及应用仍较匮乏。本研究分析‘海黄’牡丹花挥发物成分和相对含量的变化规律,克隆并鉴定了部分萜烯合酶基因。主要结果如下:1.在‘海黄’牡丹中共检测出34种挥发物,不同花期花挥发物的释放量为盛开期＞初开期＞衰败期＞绽口期,在花的不同器官中花瓣相对含量最高,日变化规律为先上升后下降,在14:00-16:00时间段达到峰值,其中芳樟醇、2,6-辛二烯-1-二醇,-3,7-二甲基、大根香叶烯D等化合物是‘海黄’牡丹花挥发物质主要成分。2.克隆并鉴定了‘海黄’牡丹芳樟醇合酶（Linalool synthase,Ps LIS）基因和大根香叶烯D合酶（Germacrene D synthase,Ps GDS）基因,Ps LIS全长为1698 bp,编码565个氨基酸,Ps GDS开放阅读框为1725 bp,编码574个氨基酸。Ps LIS、Ps GDS均为不稳定亲水、非跨膜、非分泌蛋白,有1个萜烯环化酶类保守结构域,并且定位于细胞质中。系统进化分析表明牡丹中Ps LIS、Ps GDS蛋白与木本植物的进化关系较近,与草本植物的进化关系较远。3.Ps LIS、Ps GDS在花瓣中表达量显著高于花萼、雄蕊和雌蕊;Ps LIS在盛开期为最高,而Ps GDS在初开期表达量最高;日变化中,Ps LIS在14:00-16:00表达量最高,Ps GDS在12:00-14:00表达量最高。并且,Ps LIS、Ps GDS基因表达表达水平分别与芳樟醇、大根香叶烯D相对释放规律一致,且具有显著相关性,推测Ps LIS、Ps GDS可能是控制‘海黄’牡丹芳樟醇、大根香叶烯D化合物挥发量的关键基因。4.亚细胞定位试验结果Ps LIS、Ps GDS蛋白主要是定位在细胞质中,表明其功能的发挥是在细胞质中。5.构建35S::Ps LIS、35S::Ps GDS表达载体,转入农杆菌,叶盘法进行烟草的遗传转化,经鉴定得到3个Ps LIS阳性株系、3个Ps GDS阳性株系,其表达量均高于野生型,其中Ps LIS最高的表达量是野生型的4.92倍,Ps GDS最高的表达量是野生型的5.2倍。综上所述,本研究揭示了‘海黄’牡丹花挥发物释放规律,首次在牡丹中克隆得到Ps LIS基因Ps GDS基因,并进行生物信息学、表达模式和亚细胞定位分析,获得了过表达烟草遗传转化植株,为进一步解析牡丹花挥发物产生的分子机制,培育不同香型牡丹提供一定的理论参考。