茶树多酚氧化酶(PPO)作为一种儿茶酚酶,在茶叶加工过程中扮演了重要的角色,在绿茶的加工过程中通常使用140℃的高温杀青使PPO失去活性,避免茶多酚被进一步氧化,在红茶、青茶等发酵茶加工过程中,PPO氧化茶多酚生成茶黄素、茶红素等构成发酵茶独特品质与风味的物质。宜兴红茶作为全国著名红茶,其制作原料为宜兴地区特有的小叶种茶树宜兴茶树群体品种,从宜兴群体种中选育出特异性优良品种,并与从其他地区引进的茶树品种繁育出优良的新品种并进行推广已成为当地茶叶科技工作者迫在眉睫的任务。茶叶品质好坏的基础是品种的优良与其适制性,具有独特风味与优良品质的宜兴红茶与加工过程中利用当地特有的宜兴茶树群体品种是分不开的。PPO作为影响红茶品质的关键酶类,不同茶树品种PPO基因之间是否在分子水平存在显著差异,导致PPO活性发生变化,从而影响茶的品质;同时PPO通过氧化茶多酚构成红茶独特的品质,PPO基因上的差异与茶多酚含量之间是否存在显著关联性便成为了本研究的主要切入点。本研究在前期根据物候期的早晚从宜兴三个不同地理位置的宜兴茶树群体种中选拔出部分萌芽较早的22个单株进行扦插繁育,并连续三年对其物候期进行观测以及生化成分的测定,初步判断其适制性。利用PPO基因单核苷酸(SNP)分子标记对选育出的22个宜兴茶树群体种单株与从其他地区引进栽培的61个优良茶树品种进行亲缘关系与遗传距离分析;利用不同品种PPO基因存在的独特的SNP位点结合传统形态学分类对不同品种进行鉴别;分析PPO基因SNP位点对茶多酚含量影响的显著性以及对PPO基因进行进一步的分子适应性进化分析,为以后当地茶树育种工作中育种亲本的选择与配置提供理论基础与选择依据。主要分析结果如下:1.在选育出的22个宜兴群体品种中有21个属于早生品种,1个中生品种。22个选育品种中有5个品种的酚氨比高于8,从理论上推断适制红茶,17个品种的酚氨比小于8,理论上推断适制绿茶,适合进行进一步的适制性分析与品种认定。2.对22个宜兴茶树群体品种与引进的61个优良栽培品种的PPO基因进行克隆分析,发现67个茶树品种PPO基因编码区全长为1800bp,4个茶树品种编码区全长为1779bp,8个茶树品种基因编码区全长为1794bp,4个茶树品种基因编码区全长为1797bp。在16个存在不同程度碱基缺失的品种中有4个为宜兴群体品种,所占比例为1/4,其余SNP位点在宜兴群体品种中分布并没有规律,所有品种均无内含子。单核苷酸多态性指数pi为0.00859,PPO基因的单倍型数为69个。83个编码区序列中共发现197个SNP突变位点,根据这些突变位点可区别大部分品种,但仍有部分品种PPO基因编码区一致而无法区别。4个茶树地方种群间双向基因流均比较弱,不同地理茶树种群间存在较为严重的限制性基因流。3.对茶树PPO基因序列特征进行了详细分析,发现83个茶树品种PPO基因的密码子偏性并不高,G+C含量与GC3含量所占比例也比较均衡,占50%左右,证实了83个茶树品种之间亲缘关系较近,且亲缘关系相近的物种,更倾向于使用相同的密码子使用模式。4.对茶多酚含量与SNP位点进行关联分析,发现1582位点出现的碱基缺失与1309位点处的突变与茶多酚含量增高有关;484与913位点的突变与茶多酚含量降低有关,但PPO基因的位点突变或缺失对茶多酚含量影响并不显著,很可能被PPO基因的表达量、测定茶多酚时取样造成的误差等其他因素所掩盖。5.对茶树品种白叶1号PPO基因蛋白质结构与理化性质等进行预测,发现存在7个α-螺旋、13个β-折叠、20个无规则卷曲。茶树PPO蛋白的相对分子质量为148505.53,理论等电点(pI)为4.93,脂肪指数为27.94,被归类为不稳定蛋白和疏水性蛋白,在7~29、44~66、87~109处存在3个跨膜螺旋区。6.在对茶树PPO基因进行替换饱和性检测分析后发现,序列间的替换与颠换尚未达到饱和,序列可以用于构建系统发育树并进行分析。83个茶树品种之间平均遗传距离为0.0177,遗传距离并不大,洞庭7号与华锦8号品种之间遗传距离最远,与洞庭群体种与宜兴群体种之间双向基因流较弱这一现象吻合。构建的ML进化树可大致聚为四类,再依次分为若干分支。聚类结果与传统分类大体一致,小部分存在差异,这与不同品种遗传背景比较复杂有关。7.茶树PPO基因在适应性进化过程中存在5个正选择位点,20S、75L、162L、395W、430T;其中75L与162L两个正选择位点位于α-螺旋中;3个位点位于无规则卷曲中;其中20S位于跨膜螺旋区。在M8模型中,茶树PPO基因有效的587个氨基酸位点中,绝大部分位点均受到了清除选择作用,但并不强烈。