香叶醇（Geraniol）是中国种茶树（Camellia sinensis var.sinensis）品种中丰度较高且重要的单萜化合物,具有强烈的玫瑰香味,对成品茶香气品质有决定性影响。茶树鲜叶中香叶醇糖苷及类胡萝卜素前体物质,在鲜叶加工过程中经化学转化,生成游离态香叶醇,进而释放呈香。但是,香叶醇在茶树中的生物合成机理尚不清楚。在一些模式植物中,香叶醇可在香叶醇合成酶（geraniol synthase）或二磷酸核苷的水解酶（Nudix hydrolase,NUDX）的催化下,由香叶醇焦磷酸（GPP）转化而生成。NUDX1核苷水解酶普遍存在于高等植物中,均含保守的Nudix box结构,这一结构是水解GPP的关键。为了探明茶树香叶醇的生物合成机理,推进成品茶的香气品质,本研究以茶树叶片转录组数据和新近发表的茶树基因组为基础,发掘并研究了茶树CsNUDX1基因在香叶醇生物合成的功能。主要研究结果如下:1.基于课题组高通量测序获得的茶树转录组数据库,结合Rh NUDX1同源序列检索手段,通过序列比对克隆茶树CsNUDX1-chlo基因。生物信息学分析表示,茶树中的CsNUDX1-chlo基因与玫瑰Rh NUDX1基因、拟南芥At NUDX1基因处于进化树同一分支,且都含有Nudix box关键结构域。2.实时荧光定量PCR结果表明CsNUDX1-chlo基因在茶树叶片、雌蕊、花瓣和雄蕊等不同组织中都有表达,但不同发育阶段表达模式不同。在茶树叶片不同发育阶段中,CsNUDX1-chlo基因表达时空变化与香叶醇含量变化一致,具有高度相关性。在茶树花中,香叶醇的含量在花朵发育第一阶段最高,第二阶段降低,第三阶段开始升高,而CsNUDX1-chlo基因的表达量随花发育逐渐降低;在茶树花器官的不同部位,香叶醇表达规律与CsNUDX1-chlo基因的表达规律存在不一致性。3.Chloro P1.1在线预测CsNUDX1-chlo含71（或74）氨基酸组成的转运肽,表达于叶绿体。CsNUDX1-chlo与GFP融合蛋白,并将其在本氏烟中瞬时表达,结果显示其亚细胞表达位点与在线预测相一致,即证实此基因在质体中表达。4.通过构建不同pET系列CsNUDX1-chlo基因重组质粒,并在大肠杆菌菌株BL21（DE3）中进行该基因的原核表达、纯化与功能鉴定,结果显示,CsNUDX1-chlo全长基因在体外酶活实验中活性很低;在活体植物中,CsNUDX1-chlo基因在转录翻译后,需在进入叶绿体、去除其转运肽后,才可能具有活性。因而,去除质体转运肽的CsNUDX1-chlo基因在离体实验中表现出与拟南芥中At NUDX1一致的高活性。5.根据最新发布的茶树基因组数据[1],通过比对玫瑰同源基因Rh NUDX1序列,我们还发现另一条CsNUDX1基因CsNUDX1-cyto。与CsNUDX1-chlo相比,该基因不具有质体信号肽序列,定位在细胞质中表达。生物信息学分析结果表明该基因对比CsNUDX1-chlo氨基酸序列相似度更高。通过对该基因进行原核表达、纯化与功能鉴定试验,结果显示CsNUDX1-cyto的离体活性与拟南芥中At NUDX1一致的高活性。6.通过比较不同品种的茶树糖苷水解酶及其抑制剂对于香叶醇等香气物质释放的影响,我们发现,香叶醇的释放存在种间差异,且释放量与糖苷酶活性呈正相关。糖苷酶处理后不同茶树品种的香叶醇的释放量均有少量增加,糖苷酶抑制剂处理,可显著地抑制香叶醇的释放。我们推测,茶树中的CsNUDX1基因参与茶树叶片中香叶醇的生物合成途径,合成后的香叶醇与糖苷结合成糖苷态香叶醇进而通过糖苷水解途径释放。