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茶树（Camellia sinensis（L.）O.Kuntze）属于真双子叶植物（Eudicots）菊分支（Asterids）山茶科（Theaceae）山茶属（Camellia）。萜类化合物是茶叶中香气的重要组分,是决定茶叶品质与风味的主要成分之一。萜类合成酶（Terpenoid synthase,TPS）是萜类物质合成的关键酶,萜类合成酶基因经常在基因组里发生串联复制,不容易被注释到。本论文首先通过整合茶变种‘舒茶早’（Camellia sinensis var.sinensis,CSS,小叶种茶树）早期版本的基因组（‘舒茶早v1’）和转录组数据以及阿萨姆变种‘云抗10号’（Camellia sinensis var.assamica,CSA,大叶种茶树）的基因组和转录组数据,利用生物信息学方法,对茶树的TPS基因家族进行重新鉴定和分类。然后对7个基于三代基因组测序技术组装的茶树基因组,包括‘舒茶早v2’、‘碧云’、古茶树、‘龙井43’、‘铁观音’、‘黄棪’和‘福鼎大白茶’的注释蛋白进行TPS基因鉴定。本论文阐述了茶树TPS基因的进化历史,结合不同组织部位和处理的基因表达数据,以及‘福鼎大白茶’叶片挥发性物质的代谢数据,对茶树TPS基因功能进行探究,主要研究结果如下:1)基于茶树基因组注释的蛋白,以及在基因组上重新注释,在茶变种（小叶种茶树,CSS）‘舒茶早v1’（第一个版本）中鉴定到112条TPS序列,其中25条是新注释出来的。在阿萨姆变种（大叶种茶树,CSA）‘云抗10号’中鉴定到81条TPS序列,其中33条是新注释出来的。与其它被子植物比较,茶树TPS基因数目比大部分被子植物的成员多,显示有明显的扩张。茶树TPS可以分为5个亚家族:TPS-a、b、c、e/f和g。在茶变种（小叶种茶树,CSS）‘舒茶早v1’中,TPS-a和TPS-b分别有37个和60个,是两个成员最多的亚家族,且超过大多数植物中该亚家族的成员数目,显示茶树TPS基因主要是在TPS-a和TPS-b亚家族中扩张。2)为了更好地理解茶树TPS基因的进化历史,结合其它代表性被子植物的TPS基因,对被子植物的TPS基因各个亚家族进行了分类。在被子植物中,TPS-a有一个分支,TPS-b和TPS-g各有两个分支,分别是TPS-B1和TPS-B2、TPS-g.1和TPS-g.2。TPS-a在真双子叶植物中可分为TPS-a.1-a.5这5个分支;TPS-B1在真双子叶植物中有4个分支,分别是TPS-b.1-b.4。TPS-B2、TPS-g.1和TPS-g.2在真双子叶植物中各只有一个分支。TPS-c和TPS-e/f在被子植物中各只有一个分支,且在真双子叶植物中各只有一个分支。3)对‘云抗10号’、‘舒茶早v1’（第一个版本）、‘舒茶早v2’（第二个版本）、‘碧云’、古茶树、‘龙井43’、‘铁观音’、‘黄棪’和‘福鼎大白茶’基因组质量进行评估和TPS基因鉴定,显示最近测序的基因组组装质量相对较好,但是注释水平相对差异较大。TPS基因一般呈簇,难以注释,基因组注释质量好坏直接影响TPS基因的注释,因此要详细研究TPS基因不能只是依赖基因组本身的注释,还要手工进行注释,也就是重新注释。上述7个茶树基因组的TPS基因数量差异较大,如古茶树有94个,而‘龙井43’只有33个。根据不同基因组的TPS基因数目,估计每个茶树品种的TPS基因总数有100个左右。4)茶树在真双子叶植物中的分类结果表明茶树的TPS基因可以分为12个分支,其中TPS-a.2和TPS-b.4分支包含最多的茶树成员,在茶变种（小叶种茶树,CSS）‘舒茶早v1’中分别是23个和33个,在阿萨姆变种（大叶种茶树,CSA）‘云抗10号’中分别是17个和29个。TPS-b.4分支在‘碧云’、古茶树、‘铁观音’和‘福鼎大白茶’中都有超过24个成员,TPS-a.2在上述几个基因组分别有9、21、14、14个成员。TPS-a.2和TPS-b.4分支内部没有其它被子植物,说明它们是在茶树中的特异性扩张。进一步分析发现,在茶树TPS基因的12个分支中,除了TPS-c在不同品种茶树中只有一个拷贝,其它11个分支内部都有扩张,以串联复制为主,且数目差异较大。TPS基因在不同茶树基因组中数量有较大差异,除了注释质量有一定影响,同时显示不同品种茶树的TPS基因存在着差异。5)根据不同组织部位以及处理的转录组数据,初步分析了茶树的TPS基因表达情况。TPS-a、TPS-b和TPS-g在顶芽、花和嫩叶中表达量较高,其中TPS-g成员主要在花中表达量较高,而TPS-a和TPS-b成员主要在叶片中表达较高,表明它们是茶树萜类物质合成的主要成员。根据睡莲的TPS-b分支基因编码蛋白催化倍半萜,推测茶树TPS-b分支基因编码蛋白可能也催化合成倍半萜。CSS＿TPS107.g在低温、干旱、盐分胁迫以及茉莉酸甲酯处理中都有表达,显示其可能在这些处理中发挥功能。已有研究表明R2R3-MYB型转录因子参与调控植物中萜类化合物的生物合成,本研究通过与萜类合成酶基因共表达分析,发现R2R3-MYB型转录因子Te MYB4a.III-D、Te MYB21.III-A、Te MYB36d.III-G、Te MYB64.I-C Te MYB65.II-C和Te MYB112.III-A与茶树萜类合成酶基因具有很强的相关性,显示上述转录因子可能参与调控茶树中萜类化合物代谢过程。6)对‘福鼎大白茶’叶片的挥发类代谢产物进行测定,发现杂环化合物含量最多,其次是萜类物质。萜类中单萜是主要成分,如香叶醇和芳樟醇等。根据基因表达,推测属于TPS-b.4分支的F1080315是催化单萜合成的主要萜类合成酶基因。根据共表达网络,发现更多的TPS基因是在花朵中特异性高表达,表明TPS是更多的参与花发育。综上,系统的鉴定了茶树TPS基因家族,详细研究了其进化历史,以及分析了其基因表达,上述结果对茶树萜类合成酶基因功能研究和品质改良有重要参考价值。