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西瓜（Citrullus lanatus）是葫芦科一年生草本植物,也是一种重要的园艺作物。西瓜的品质及株型一直是育种家关注的重要目标。西瓜的外观品质直接影响了消费者的感官判断,而果皮覆纹是影响西瓜果实外观的一个重要性状。下胚轴是西瓜苗期株型的一个重要性状,它的长短是衡量种苗质量的一个重要标准。然而,目前对于西瓜果实覆纹的形成及下胚轴伸长的认识还不够深入,相关遗传机制及分子机理报道尚属空白。本研究以一份网状覆纹果皮、短下胚轴材料WM204与一份深绿色覆纹果皮、正常下胚轴材料WT2作为亲本,构建了F1,F2代群体,通过遗传分析明确了两个性状的遗传规律,并进一步通过BSA和连锁分析对两个性状Cl GS（Green-Stripe）和Clsh（Short-Hypocotyl）进行了精细定位,开发了与这两个性状共分离的分子标记,对我们后续进行功能验证和分子辅助育种提供了理论基础和技术支持。主要研究结果如下:1.通过对两个亲本WM204及WT2授粉前、授粉当天及授粉后3 d、5 d、7 d、9 d的子房进行观察,发现WM204果皮为浅绿色表皮且附有网状覆纹,而WT2为浅绿色表皮覆有深绿色条纹。进一步对WT2子房深绿色条纹区域、浅绿色果皮区域以及WM204子房网状覆纹区域、浅绿色果皮区域的果皮组织进行细胞学观察发现,WT2子房中深绿色条纹区域的叶绿体数量明显高于其他三个区域,且叶绿体发育更为饱满。利用WT2和WM204为亲本构建了F2作图群体,通过对果皮条纹的遗传分析表明WT2的深绿色条纹性状由一对显性单基因控制,命名为Cl GS。2.利用实验室合成的1256个西瓜SSR标记对亲本进行筛选,其中有242对SSR标记表现出良好的多态性,并进一步通过BSA分析获得12个标记,初步分析表明Cl GS位于6号染色体末端的一个区域。利用一个137个F2单株的群体进行连锁分析,将Cl GS定位在6号染色体1个550 kb的区间内。在对两个亲本进行重测序的基础上,我们在候选区域内开发了SNPs和Indels标记,同时扩大群体至1208株,最终将Cl GS基因定位于6号染色体上d CAPS3和d CAPS8之间,约为107 kb的区域,在候选区间总共预测到11个基因。进一步对序列进行分析,发现共有64个SNP分布于其中10个基因上,且有25个SNP造成了氨基酸序列的改变。我们接着对这11个基因在子房中的表达模式进行分析,结果显示有多个基因存在差异表达,且Cla019205在亲本间的表达差异最大。3.根据公布的414份西瓜种质重测序数据,我们从中分别挑选了41份表现为网状覆纹的材料及33份表现为深绿色条纹的材料作为关联群体,以d CAPS3和d CAPS8之间的107kb序列作为参考序列,分析74份材料在候选区段的SNP变异情况,结果显示在网状覆纹材料中均存在一个3 bp的插入,且该位点位于Cla019205的第8个外显子上。我们以此开发了一个Indel标记,并在实验室收集的其它25份材料进行了验证,结果表明该标记与所有绿色条纹材料共分离。此外,我们发现在Cla019205的启动子上游第579位碱基的突变同样在两个自然群体中具有极高的保守性,在所有的网状覆纹材料中均发生了缺失。这些结果说明Cla019205是控制西瓜果皮深绿色覆纹形成的候选基因。4.对两个亲本的下胚轴长度进行测量,我们发现WT2的下胚轴长度为6.17±0.43 cm,WM204的下胚轴长度为2.08±0.28 cm,两个亲本间下胚轴差异非常明显。利用双亲构建的F1,F2群体,对下胚轴长度进行调查、统计、并进行遗传分析,结果表明WM204的短下胚轴由一对隐形单基因Clsh控制。利用242对在双亲间表现出良好多态性的SSR标记,通过BSA分析,发现有3个SSR标记在混池中表现出良好的多态性,初步分析表明Clsh位于9号染色体前端。进一步通过一个168单株的F2群体对Clsh进行连锁分析,并将其定位在9号染色体一个200 kb的区间内。结合亲本在候选区域中重测序差异,我们开发了更多的SSR标记用于精细定位,最终通过一个1408个单株的F2群体,将Clsh锁定在9号染色体上一个50 Kb的区间内。5.我们在候选区间共有预测到3个基因,分别为Cla015408,Cla015407,Cla015406,其中Cla015408与Cla015407均编码GA3-β羟化酶,Cla015406编码一个酮戊二酸氧化酶。根据两个亲本在该区间的序列差异分析,我们共发现了5个SNPs（2个位于Cla015408,2个位于Cla015407,1个位于Cla015406）,且只有Cla015407中的SNPs发生在内含子序列中,另外3个SNPs均发生在外显子之上。根据这些SNPs的分布,我们分别在Cla015408和Cla015406开发了2个SNP标记在重组单株中进行验证,结果最终确定Cla015407为候选基因。此外,我们利用100份西瓜的重测序数据对Cla015407内含子上的两个SNP的等位性分析发现,位于Cla015407第626位碱基发生的G到A的突变具有极高的保守性。通过对亲本分别喷施GA3和PAC,短下胚轴突变体材料WM204的下胚轴长度得到了部分恢复,说明了WM204可能由于Cla015407的突变影响了体内活性赤霉素含量,进而导致的下胚轴变短。