咖啡碱是茶叶、咖啡等植物中重要的次生代谢产物，具有多种特殊的功能保健作用。目前咖啡中咖啡碱代谢的分子机理已基本阐明，但茶叶等山茶属不同咖啡碱代谢模式的植物中,仅茶叶已克隆出TCS1等几个基因，而调控咖啡碱合成的许多关键酶基因，尤其是催化第一、第三步转甲基化的NMT系列基因等仍未见研究报道，因此山茶属植物咖啡碱的合成代谢及其差异表达的分子机理仍未探明。本研究以珍稀天然低咖啡碱、高可可碱的南昆山毛叶茶为主要研究材料，以高咖啡碱、低可可碱的茶树品种英红9号和低咖啡碱、低可可碱的油茶为对照材料,通过cDNA文库的构建与筛选、RACE、基因的体外表达、酶活性鉴定及分子杂交等技术，克隆、鉴定三种山茶属植物参与咖啡碱代谢的三步转甲基化酶基因系列，揭示山茶属植物不同咖啡碱代谢模式的分子机理，为通过基因超表达、RNAi介导的基因沉默等基因工程手段培育不同咖啡碱含量的茶树新品种，奠定基因水平的研究基础。