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苦瓜(Momordica charantia L.)是海南省重要的冬种瓜菜之一,根结线虫(Meloidogyne spp.)是影响苦瓜产量和品质的重要土传病害之一,尤其象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)近几年发展成为华南地区新的优势种群,能克服抗根结线虫Mi和N基因的特点,防治较为困难,筛选与创制抗性种质资源及选育抗性品种是最为环保和有效的技术措施。目前葫芦科蔬菜作物开展抗根结线虫的基因定位研究较少。本研究以192份苦瓜种质为研究对象,以根结指数和病情指数为主要鉴定指标,连续三年进行象耳豆根结线虫抗性鉴定;基于2020-2021年连续2年的抗性结果,通过对获得的8份抗性材料和8份感病材料开展根结指数、病情指数、卵粒指数、繁殖系数、株高、株重、茎粗、根鲜重及隶属函数等多指标综合抗性评估的方法,鉴定筛选出高抗高感的苦瓜种质资源;采用简化基因组技术(GBS)获得基因分型数据,以主成分分析法和STRUCUTURE群体结构分析两种方法对192份苦瓜种质进行群体结构划分;采用MLM(PCA+K)和MLM(K)2种混合线性模型开展全基因组关联分析(GWAS),鉴定苦瓜抗象耳豆根结线虫显著相关的SNP位点,开展关联候选位点的基因功能预测,为进一步开展抗性位点基因克隆、功能诠释以及抗病品种的培育提供理论基础,基于主要研究结果给出如下结论:(1)192份苦瓜种质对象耳豆根结线虫连续三年的抗性鉴定。‘parjat-1黑绿’、‘小苦瓜哥伦比亚卡利’、‘THMC286-1-1’等材料三年抗性鉴定中分析作为抗性种质;‘THMC356-1-1’和‘Y95-1-1’苦瓜种质在三年的表型鉴定中均为感病种质。根结指数的变异系数范围为51.64%-52.10%,病情指数的变异系数范围为25.35%-39.51%,表明根结指数的表型多样性远远高于病情指数,更能反映苦瓜种质对象耳豆根结线虫的抗性强弱。表型结果基本符合正态分布,属于典型的数量性状遗传特征。相关性分析表明表型数据的结果重复性较稳定。(2)多指标综合抗性鉴定。对2020-2021年获得的8份抗性材料和8份感病材料进行多指标综合抗性鉴定,16份材料受象耳豆根结线虫侵染后,株高、地上部鲜重、茎粗和根鲜重等相对生长量和根结指数、病情指数、卵粒指数和繁殖系数等抗性指标均存在明显差异,以相对生长指标、抗性指标和隶属函数结果进行综合分析,获得高抗的苦瓜种质为‘THMC286-1-1’、‘THMC285-1-1’和‘THMC283-1-1-1’,隶属函数值均达6以上,高感的苦瓜种质为‘Y95-1-1’,隶属函数值最小为2.57。16份材料鉴定的抗感结果较稳定,表明之前三次抗性鉴定的结果具有可靠性和准确性。(3)192份苦瓜种质资源的群体结构分析。采用主成分分析和STRUCUTURE群体分析两种方法,将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2个亚群。主成分分析将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2亚群;STRUCUTURE群体结构分析设置分群数K为2时,主要划分为中国和东南亚国家2个亚群,随着亚群数的增加,即从中国亚群和东南亚亚群细分离出更多亚群,基本起源于中国和东南亚国家。综合两种分析方法,表明将192份苦瓜种质划分为中国和东南亚国家2个亚群。(4)苦瓜种质抗象耳豆根结线虫的全基因组关联分析。采用简化基因组(GBS)技术获得了高质量的42,587个SNP位点,应用GEMMA软件基于MLM(PCA+K)和MLM(K)两种混合线性模型进行全基因组关联分析。在MLM(PCA+K)模型中,以lg(P)>5为阈值获得8个极显著SNP位点;以lg(P)>3为阈值检测到至少有两次重复的13个显著SNP位点,在3号染色体的8.11-8.27Mb区间检测到14个连续显著的SNP位点。在MLM(K)模型中,以lg(P)>3为阈值分析至少重复两次的41个显著SNP位点,其和MLM(PCA+K)模型共有6个显著位点重复,chr11-8711940标记是三年鉴定中均重复出现,认为该位点可能和象耳豆根结线虫抗性有关。(5)通过NCBI(National Center for Biotechnology Information)开展显著SNP位点的功能预测与生物信息注释。在MLM(PCA+K)模型中,8个极显著SNP位点的连锁不平衡区间获得60个候选基因,其中10个基因有功能注释,14个未知基因和36个功能未知基因;至少两次重合的13个显著SNP位点对应10个候选基因,其中2个基因有功能注释,2个未知基因,6个基因无功能注释;3号染色体的8.11-8.27Mb区间连续14个显著SNP位点存在30个候选基因,26个基因无功能注释,3个未知基因,1个基因有功能注释。在MLM(K)模型中根据重复的41个显著SNP位点,共发现了27个候选基因,9个基因有功能注释,3个未知基因,15个基因功能未知。综上,共获得127个候选基因,其中22个基因具有功能注释,83个基因功能未知,22个未知基因。推测细胞分裂素脱氢酶(CKX)、细胞分裂控制蛋白48(CDC48)、外囊复合物组成(SEC8)、NAC结构域蛋白、类受体胞浆丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶(RBK2)和蛋白增强霜霉病(EDM2)基因为参与苦瓜抗象耳豆根结线虫的重要候选基因。