氮素是植物生长发育过程中需求量最大的矿质元素,氮素供应不足会严重影响农作物的产量。为了保证产量,现代农业生产过程中往往施用大量氮肥。但是大多数农作物对氮肥的利用率非常低,大量氮肥因流失而造成环境污染。因此借助基因工程手段培育氮高效利用作物品种,成为降低氮肥的施用量、减少环境污染的根本途径。茶树作为叶用作物,其氮素利用率直接影响茶叶产量,选育氮素利用效率高的品种一直是茶树育种工作者的重要目标之一。茶树的氮素吸收利用率主要取决于其吸收、同化以及运输分配到收获器官中的能力。目前茶树中氮素吸收转运与初步同化相关基因已经被克隆。近年来研究发现,氮素同化下游途径中的丙氨酸代谢相关基因,也在氮素的吸收利用中起重要作用。本研究克隆了2个与茶树丙氨酸代谢相关的基因,丙氨酸脱羧酶与丙氨酸氨基转移酶基因,分析了其组织表达特性,并鉴定了相关功能。主要研究结果如下:1.根据茶树转录组数据库中获得的基因序列设计引物,克隆了茶树CL4912基因,并对其进行生物信息学分析。结果表明,CL4912的cDNA全长1716 bp,编码478个氨基酸,推导的蛋白分子量为53.6 kD,理论等电点（pI）为5.83。CL4912为稳定的亲水性蛋白,不含跨膜结构和信号肽。2.同源序列搜索与系统进化分析结果显示,CL4912蛋白具有丝氨酸脱羧酶功能。将CL4912蛋白基因进行原核表达,并纯化蛋白检测其催化活性。研究结果显示,该蛋白分子量约为55kD,CL4912蛋白既可以催化丙氨酸脱羧,又可以催化丝氨酸脱羧,且丙氨酸脱羧的活性为丝氨酸脱羧活性的8¹0倍,因此将编码该蛋白的基因命名为茶树丙氨酸脱羧酶基因（CsAlaDC）。3.明确了CsAlaDC基因的组织表达特性及其对氮素的响应。结果表明,该基因在茶树一芽二叶、成熟叶和根中均有表达,但是在根系中的表达量极高,为叶片表达量的数百倍。氮素处理后,不同茶树品种的根系中,CsAlaDC基因的表达量,有相似的变化规律,即在短期（24h）内下调表达,在随后较长一段时间内上调表达,处理5天后达到响应最大值,随后表现出下调趋势;但是该基因对氮素响应的强弱,随氮素供应水平和品种的不同而存在一定的差异。4.克隆了茶树丙氨酸氨基转移酶基因（CsAlaAT1）,并对其进行生物信息学分析。结果显示,CsAlaAT1的cDNA全长1747 bp,编码541个氨基酸,推导的蛋白分子量为59.4 kD,理论等电点（pI）为5.82。CsAlaAT1为亲水蛋白,不含跨膜结构和信号肽。通过在线序列搜索,发现CsAlaAT1蛋白与其他物种AlaAT蛋白有较高的相似性。亲缘关系分析结果表明,CsAlaAT1与黄瓜AlaAT2亲缘关系最近,推测两者具有相似的生物学功能。5.检测并分析CsAlaAT1基因表达的组织特性及其对氮素的响应。结果显示,该基因在一芽二叶、成熟叶和根系中均有表达,在根中的表达量高于其他两个组织。对CsAlaAT1基因表达对氮素的响应研究表明成熟叶中CsAlaAT1受氮素诱导上调表达,高浓度(1mmolL^-1 NH₄NO₃)氮素的诱导效应比低浓度(0.1mmolL^-1 NH₄NO₃)氮素诱导效应更强烈;在根中,处理24h后,高氮素诱导CsAlaAT1上调表达,低浓度氮素抑制CsAlaAT1基因的表达。