氮是植物生长发育中不可或缺的营养元素,同时也是最常见的限制植物生长和产量品质的因素之一。茶树是我国十分重要的一种经济作物,是山区人民致富的主要来源之一。茶树作为一种喜铵植物,氮肥利用率较低,而且茶树氮代谢直接影响茶叶品质。因此如何提高茶树对氮肥尤其是铵态氮肥的利用率,提高茶叶品质成为实现茶园优质高产的关键问题之一。植物对NH4+的吸收和转运主要由铵转运蛋白（Ammonium transporter,AMT）负责,所以铵转运蛋白在茶树氮吸收转运及代谢中起着重要的作用。本研究通过茶树基因组分析鉴定了茶树中铵转运家族的成员,并克隆茶树AMT家族的相关基因CsAMT1.3,在此基础上对其基因功能进行了进一步的深入研究。主要结果如下:1、通过生物信息学分析,在茶树（Camellia sinensis var.sinensis）基因组中,共鉴定出16个AMT家族基因成员。根据基因结构域和系统进化树将所有的CsAMTs基因分为3组,基因均分布在12条染色体上。预测了可能调控CsAMTs基因的启动子顺式元件,发现茶树中AMT的表达受多种因素的调控,如植物激素和环境胁迫等。根据公共转录组数据,发现CsAMTs大部分主要表达在嫩叶和根尖。干旱、盐胁迫、茉莉酸甲酯都会影响CsAMTs的表达。2、克隆得到茶树CsAMT1.3基因,基因全长1389 bp,不含内含子,编码462个氨基酸,蛋白分子量49.73 k Da,等电点为4.95。根据分类规则属于AMT1亚家族。通过生物信息学分析,该蛋白不含信号肽,属于疏水蛋白,含有9个跨膜结构和多个磷酸化位点。该基因定位在细胞质膜上,主要在地上部表达,其中第一、二叶表达量最高,根和维管组织表达量相对较低。3、不同茶树品种间CsAMT1.3的表达量有所不同,这可能与其铵转运同化的能力相关。茶树CsAMT1.3不仅受到铵的调控,也受到光周期影响,白天表达量高于夜晚,具有典型的昼夜交替节律。CsAMT1.3也与谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸脱氢酶（GDH）的表达呈现相似的趋势,说明其可能与氮同化和碳氮平衡相关。4、研究不同氮源对CsAMT1.3及茶树碳氮代谢的影响时发现,代表碳库的茶多酚和儿茶素在NO3-作为唯一氮源和无氮处理时含量增加,且大多数与儿茶素合成相关的基因表达也呈现上调趋势。与NO3-作为唯一氮源相比,NH4+和混合氮处理对氨基酸的积累有积极作用,尤其是茶氨酸、谷氨酸和精氨酸;氮代谢中与铵同化相关的基因表达量也随着NH4+的供应而上调。在混合氮处理下,酚氨比介于仅有NH4+和NO3-供应之间,表明在混合氮处理下茶树更趋于碳氮平衡状态。在不供氮、仅供应NO3-或NH4+和供应混合态氮四种处理条件下,CsAMT1.3在不同组织中的表达量都是在仅供应NH4+时最高,其中成熟叶中CsAMT1.3的表达量显著高于其余三个处理,这也说明了只供铵下CsAMT1.3更倾向于依靠茶树成熟叶来发挥铵同化和维持碳氮平衡的作用。5、酵母功能互补实验证明,茶树CsAMT1.3基因不仅能转运NH4+,还可以转运铵的同系物甲基铵。同时它能够使重组酵母在低p H值下生长,说明可能受外界质子调控。对茶树CsAMT1.3过表达的拟南芥植株的生理表型、生化指标和基因表达量进行分析,结果发现,转基因拟南芥植株的生长势更好,侧根更发达,叶绿素和游离氨基酸的含量也相应增加。同时,在4 m M NH4+处理下,转基因植株中碳氮代谢的关键基因磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）和谷氨酸合成酶（GLT）表达上调。这些结果说明CsAMT1.3可能受铵诱导表达,促进氮代谢,加快铵的同化。