由于全基因组重复产生的同源基因序列和染色质环境相同,所以从理论上讲它们应具有相同的表达水平。然而在经过整个进化过程中的选择压力后,它们已经出现了明显的功能差异和表达差异。因此从物种层面来说,明确模式植物拟南芥的旁系同源基因在不同选择压力下的表达模式、功能差异、以及表达水平和序列差异之间的关系是尤为重要的。另外,从基因家族层面来讲,1A型酰基转移酶（SCPL1A）基因家族在茶树的儿茶素合成中起重要作用且也进行了多次全基因组重复,并且这些重复通常在不同的胁迫条件下被差异表达,但是尚不清楚茶树中SCPL1A基因家族的系统发育关系及在不同胁迫下的调控机制。因此,明确SCPL1A基因家族的系统发育关系及其与转录因子互作网络的构建是研究茶多酚合成的关键步骤。本研究以全基因组重复为背景,从物种和基因家族两个层面对拟南芥和茶树的基因进化、表达模式、序列差异和共表达网络等方面进行了详细研究,获得结果如下:1.本研究首先对拟南芥的旁系同源基因进行了鉴定,然后分析了这些基因在四种不同胁迫下的差异表达模式并将其分为三种类型。其次,研究了它们在不同胁迫下随着压力增强旁系同源基因增强和减弱的表达模式,得出旁系同源基因的表达水平与应对的胁迫类型以及其严重程度有关。然后构建了差异表达的旁系同源基因和转录因子相应的共表达网络,得出增强模式的差异表达的旁系同源基因比减弱表达模式的差异表达的旁系同源基因与转录因子之间存在更多的相互作用。第三,确定了表达水平和序列差异之间的相关性,并计算出表达水平和序列差异之间呈正相关。最后,研究发现经历纯化选择压力的旁系同源基因倾向于在功能上出现冗余,而经历强烈的正选择压力的旁系同源基因则更多的倾向于序列产生差异。2.在茶树SCPL1A基因家族研究中,分析了六个物种中SCPL1A基因家族的系统发育关系,并研究了茶树SCPL1A基因家族成员的结构、保守基序和顺式作用元件。然后分析了两种胁迫下SCPL1A基因家族的表达模式,得出在不同胁迫下这些基因的功能不同。进而构建了SCPL1A基因与转录因子在不同胁迫下的共表达网络,预测出SCPL1A基因家族在机械损伤胁迫下受转录因子的调控更强。最后,选择在不同胁迫下差异表达的SCPL1A基因进行qRT-PCR分析来验证数据的可靠性。这些研究内容一方面可以揭示不同胁迫下旁系同源基因的差异表达模式,同时对理解表达水平与序列差异之间的关系提出了新的见解。另一方面也为进一步研究茶树中SCPL1A基因如何参与产生儿茶素,进而如何改善茶树的品质以及产量提供了参考。