从国家种质杭州茶树圃选取了代表性的405份茶树资源，通过两年、春秋两季的重复鉴定，明确了我国茶树资源生物碱的变异情况，筛选出了高咖啡碱、低咖啡碱高苦茶碱和低咖啡碱高可可碱等3类、8份特异资源，其中1份资源的苦茶碱含量高于现有文献报道。新开发了109对EST-SSR标记对565份材料进行了遗传多样性分析，从中筛选出适合关联分析的213份代表性资源，并明确了群体遗传结构。研究发现茶树咖啡碱代谢相关基因结构复杂，分别克隆得到SAM、TIDH和NMT基因家族中的9个、5个和6个基因成员包括启动子区域的DNA序列全长，已向NCBI提交11条新基因（JX647690~JX647700）。明确了茶组植物中TCS1因启动子区域的插入缺失和起始密码子ATG突变，存在6种类型的等位变异，其中3种与已克隆的TCS1、PCS1和ICS1的cDNA序列一致，也首次明确了这三种基因在DNA序列上的差异，另3种是新发现的等位变异。只在12份资源中筛选到B~F类型的等位变异。发现仅存在A类型等位基因时，茶树咖啡碱的含量都高于1.7%，表明用常规资源做亲本将很难选育出低咖啡碱品种。研究发现与咖啡碱合成相关的TCS1、TCS2和TIDH3等3个基因有中等程度的核苷酸多样性，并受负向选择影响；连锁不平衡在基因内部已迅速衰减至很低水平（r2＜0.2），表明基于候选基因的关联分析适用于茶树遗传分析。通过关联分析明确了在TCS1中存在2个功能SNP，对咖啡碱的遗传效应在5.15%~23.11%，而TCS2和TIDH3中无功能多态性位点。新开发出可用于筛选高咖啡碱资源和高可可碱资源的分子标记各1个。此外，提出了2种低咖啡碱育种新思路，并已于2012年秋开展了育种实践。利用本项目，已培养硕士研究生1名。已发表SCI论文4篇（影响因子＞2.0的2篇），中文核心期刊论文4篇，会议论文2篇，参加2次学术交流活动并做分会场报告。现已完成了计划研究内容，实现了预期目标。