蜡梅（Chimonanthus praecox L.）为我国传统名花,芳香馥郁,作为提取香精的理想材料,具有重要的观赏价值和经济价值。花香是由植物特有的代谢物组成,可作为信号物质吸引授粉者,还可以趋避病原菌,抵御环境胁迫。花香还是植物育种的重要目标性状,可以增加观赏植物和鲜切花的观赏价值。在蜡梅花香挥发性有机物中单萜类化合物和苯环型化合物占主导地位。但是不同基因型蜡梅的花香存在显著的感官差异,有些基因型具有极强的香味,而另一些基因型几乎没有香味。然而,这种花香多样性的分子机制尚不清楚。最近基因组、转录和蛋白质组学的手段已经应用到多种植物中,在生物化学和分子生物学层面逐渐阐明了植物花香合成和释放的机理。但是由于基因组信息的缺乏,蜡梅花香萜烯类化合物生物合成途径的结构基因的研究相对薄弱。本研究主要是对两个蜡梅花香差异显著的基因型的花香成分进行比较分析。利用转录组和蛋白质组数据对参与蜡梅花香中主要萜烯类物质合成的萜烯合成酶（TPSs）进行鉴定、克隆以及功能验证,并进一步筛选可能与其互作的转录因子。本研究为揭示蜡梅花香萜烯类化合物的合成以及调控提供了重要的理论依据。主要研究结果如下:1.利用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱技术（HS-SPME-GC-MS）测定了两个基因型蜡梅（H29和SW001）盛花期花香挥发物。在两个基因型共检测到4大类挥发物,分别是萜烯类（包括单萜和倍半萜）、苯基/苯丙烷类、脂肪族化合物和各种杂环化合物。在两个基因型总共检测到36种花香挥发物,其中H29中共鉴定到20种,SW001中共检测到24种。H29中鉴定到的花香挥发物主成分有5种,占总挥发物的89%,分别是芳樟醇、乙酸苄酯、水杨酸甲酯、苯甲醇和苯甲酸甲酯。SW001中鉴定到的花香挥发物主成分有5种,占SW001总挥发物的92%,分别是反式-β-罗勒烯、别罗勒烯、水杨酸甲酯、（1S,2S,3R,5S）-（+）-2,3-蒎烷二醇和顺式-β-罗勒烯。感官上清香的H29中香气值较大的组分依次有:芳樟醇（300.92±132.03）、乙酸苄酯（66.60±47.47）、水杨酸甲酯（9.53±4.94）、β-月桂烯（6.16±0.80）和柠檬烯（4.72±1.75）。感官上淡香近无香的SW001中香气值较大的组分依次有:反式-β-罗勒烯（157.17±11.42）、别罗勒烯（13.07±0.92）、水杨酸甲酯（6.21±0.11）、β-月桂烯（5.76±1.33）和顺式-β-罗勒烯（5.45±1.09）。2.为了揭示蜡梅花香在不同基因型中的多态性,我们选取H29和SW001蜡梅盛花期鲜花为材料,采用高通量转录组测序和蛋白质组的手段,共鉴定到14,443个差异表达基因和3446个差异表达蛋白。通过实时定量表达结果验证了差异基因和蛋白的可靠性。KEGG通路富集分析表明,萜烯骨架合成途径和单萜合成途径差异表达基因显著富集。通过生物信息学分析,挖掘到参与萜烯类化合物合成途径和苯环型化合物合成途径中差异表达的关键基因和蛋白,包括Cp DXS、Cp GPPS、Cp TPS、Cp PAL、Cp SDRs和Cp BEAT。通过同源序列搜索,在蜡梅转录组中共鉴定到16个差异表达的Cp TPSs基因。其中,9个Cp TPSs全长基因命名为Cp TPS1-Cp TPS9。根据聚类分析结果,鉴定得到5个单萜合成酶、2个倍半萜合成酶和2个二萜合成酶候选基因。通过生物信息学分析,在蜡梅转录组中鉴定到341个差异表达的转录因子,属于56个转录因子家族。进一步筛选到可能参与蜡梅花香合成和调控的转录因子,为研究蜡梅花香转录调控提供了新的思路。3.本研究从H29和SW001克隆到5个单萜合成酶基因全长、2个倍半萜合成酶基因全长和1个萜烯合成酶基因片段。7个全长TPSs的C端都两个Mg2+结合保守结构域（DDXXD和NSE/DTE）,用于螯合二价金属离子。荧光实时定量PCR分析7个全长TPSs在蜡梅不同基因型中的表达情况。结果表明,Cp TPS1基因在不同基因型中的表达量与各个基因型中反式-β-罗勒烯的释放量一致,Cp TPS5与芳樟醇在5个基因型中的释放趋势基本一致。亚细胞定位结果表明,Cp TPS1和Cp TPS5均定位于质体中。通过体外酶活实验证实,Cp TPS1在体外催化GPP产生罗勒烯,Cp TPS5不仅可以催化GPP产生芳樟醇,还可以催化FPP产生橙花叔醇。进一步转化早花烟草实验证实,转Cp TPS5基因早花烟草幼苗产生了大量挥发性芳樟醇,并且植株表型未发生显著变化。在H29和SW001中分别克隆得到1973bp和1627bp的Cp TPS5基因启动子片段,其序列包含一些光应答相关元件、植物非生物胁迫响应元件以及与植物生长发育相关的元件。同时还预测到Cp TPS5基因启动子中一些花香相关的调控元件分布。