萜类挥发油是植物体的重要组成物质,参与植物生长发育、逆境胁迫响应、香味和口感形成等的调控。紫苏是一种富含挥发油的重要油料作物,其萜类挥发油合成调控关键基因的发掘和功能分析,可为高产、抗逆、高品质作物新种质创制提供重要的基因来源。本研究在对紫苏挥发油化学类型鉴定基础之上,利用转录组测序技术对紫苏萜类挥发油调控关键基因进行筛选分析,并通过模式植物拟南芥遗传转化分析候选基因功能。主要研究内容和结果如下:1.紫苏挥发油化学类型。通过GC-MS技术对4个不同品种的紫苏叶片进行挥发油检测,发现挥发油成分在不同品种中的相对含量存在较大差异,据此将它们分为紫苏醛型、紫苏酮型、紫苏烯型和薄荷酮型4种挥发油化学型,所含典型物质分别是紫苏醛68.01μg·ml-1、紫苏酮88.76μg·ml-1、紫苏烯71.65μg·ml-1、薄荷酮为61.20μg·ml-1。2.萜类挥发油合成调控关键基因。构建4个化学型紫苏的叶片cDNA文库和进行转录组测序,分析挥发油形成调控网络和发掘关键基因。发现在萜类挥发油形成过程中上调表达基因在紫苏醛型中为834条、紫苏酮型中373条、紫苏烯型中329条,薄荷酮型中542条,以紫苏醛型中参与萜类挥发油调控过程的基因最多,包括在该化学型中上调表达并存在于异戊二烯途径中,且和该途径其它基因共表达的萜类合成酶基因PfTPS86。GO和KEGG富集分析发现,上述差异基因主要富集在异戊二烯途径,有78条基因参与该调控途径。基因组预测分析发现紫苏有3195条转录因子,其中75条上调并与异戊二烯途径中的15条PfTPS基因共表达。根据上述结果得到萜类挥发油调控候选关键基因PfTPS86,qRT-PCR分析证实该基因的表达一致性。3.PfTPS基因家族特性。为探明PfTPS86基因可能的性质和生物学作用,对其所在紫苏PfTPS基因家族进行生物信息学分析。研究发现紫苏PfTPS基因家族成员共有118条,分属5个亚族,以PfTPS-a亚族最大,有64个家族成员,而PfTPS86属于b亚族,其存在光响应、水杨酸等启动子元件。PfTPS家族成员在系统发育、基因结构、表达特性、理化性质和顺式作用元件组成等方面均存在差异,表明PfTPS基因家族较为复杂,功能丰富。4.PfTPS基因的克隆。通过同源克隆技术从醛型紫苏中克隆了PfTPS86基因,生物信息学分析表明该基因具有明显萜类合成酶保守结构域,ORF为1758bp,编码586个氨基酸,分子质量为68.18532 KDa,等电点（pI）为5.09,亲疏水性（GRAVY）为-0.347,编码蛋白为酸性亲水性蛋白。PfTPS86基因与野生型紫苏的同源性最高,系统发育树发现其同野生型紫苏划分为一类。5.PfTPS基因的生物学功能。构建以35S为启动子和GUS为报告基因的PfTPS基因植物过表达载体pCambia2301-35S-PfTPS,通过菌落PCR和Sal I/Bam H I双酶切进行载体构建验证。利用沾花法将PfTPS基因遗传转化模式植物拟南芥开展基因功能研究。经GUS组织化学检测和基因组PCR鉴定,获得12株T0代独立转基因植株。对T1代进行qRT-PCR检测和生长发育观察,发现TP植株各生育期的发育比野生型（WT）快2-3d,植株高、种子大粒;TP拟南芥的叶脉和叶柄出现淡紫色变化。PfTPS基因表达对受体植物的生长发育具有一定的促进作用。