茶氨酸是茶叶的特征成分之一,不仅影响茶叶品质,而且具有重要经济和医药价值。茶氨酸随茶叶的加工发酵而减少。促进茶氨酸在茶树中大量合成的研究,将有望提高茶饮料中茶氨酸的含量,提升茶的风味和品质,增强保健功效,拓展茶叶应用领域。茶树体内的茶氨酸主要是通过茶氨酸合成酶、谷氨酰胺合成酶等参与合成。2018年中国茶树基因组草图首次绘制完成,提供了茶氨酸合成途径中关键酶的参考基因序列。但由于茶树转基因技术体系尚未成熟,目前难以通过基因敲除或者过表达的方法在茶树体内验证这些参考基因序列的功能。本研究首次建立了铁观音（Tieguanyin）茶苗叶片原生质体提取和瞬时转染体系,初步探索茶氨酸合成酶（theanine synthetase,TSI）和谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase,GSII-1.1）的亚细胞定位,及GSII-1.1在转基因拟南芥幼苗中的生物学功能,为在茶树中研究基因功能和提高茶氨酸含量提供新的研究方法和技术手段。本研究分为三部分。第一部分,建立和优化铁观音茶苗叶片原生质体的提取方法。本文以铁观音实生幼苗的叶片为试验材料,改变原生质体提取配方中的纤维素酶、果胶酶、离析酶和甘露醇的浓度,最终根据原生质体的数量、活性、杂质含量综合确定最有效的配方。通过试验发现:酶解液配方为1.6%纤维素酶、0.4%果胶酶、0.1%离析酶、0.5 M甘露醇、20 m M KCl、20 m M MES（p H=5.7）、100 m M Ca Cl2、0.1%BSA时,所提取的原生质体数量最多,每克鲜叶可达到2.09×10~6个原生质体。而酶解液配方为1.4%纤维素酶、0.4%果胶酶、0.2%离析酶、0.4 M甘露醇、20 m M KCl、20 m M MES（p H=5.7）、100 m M Ca Cl2、0.1%BSA时,所提取的原生质体活性最高,可达到80%。第二部分,建立铁观音叶片原生质体转化体系,研究TSI和GSII-1.1亚细胞定位。首先,利用高表达的HBT-TCP20-GFP载体,建立铁观音原生质体转化体系。随后,根据TSI和GSII-1.1的基因序列,设计、合成引物,提取茶苗叶片中的总RNA,反转录成c DNA,通过PCR扩增出TSI、GSII-1.1基因片段,并连接到HBT-GFP-HA瞬转载体中。然后对提取的原生质体进行HBT-GFP-TSI和HBT-GFP-GSII-1.1瞬时转染及培养。结果表明,这两种酶在原生质体中的定位均在细胞质中。同时我们将目的基因GFP-GSII-1.1连入PCRTM8/GW/TOPO载体并转入拟南芥植株中。选取有荧光的拟南芥苗,观察GSII-1.1在转基因拟南芥叶片、根部、茎部的定位,发现也主要集中在细胞质中。第三部分,GSII-1.1在拟南芥幼苗中的基因功能分析。盐酸乙胺处理转GFP-GSII-1.1拟南芥幼苗后,用超高效液相色谱-三重四极杆串联质谱（UPLC-Qq Q MS）测定拟南芥幼苗中茶氨酸含量的变化。研究表明,与未处理过的拟南芥幼苗相比,盐酸乙胺处理0至3天时,茶氨酸含量并未有明显的变化;当处理9天时,茶氨酸含量与对照组相比显著增加。总之,本研究为明确铁观音中茶氨酸合成相关酶的定位和功能提供了新技术和工具,对提高铁观音的经济和医药健康价值具有潜在重要作用。