【摘 要】
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裂果是果品生产和流通过程中普遍发生的现象,这严重影响果实的产量和商品性。准确量化耐裂性状、精准定位耐裂基因能为培育耐裂瓜类新品种提供重要的理论支撑,具有重要的理论意义与应用价值。本研究筛选到果皮硬度可做为西瓜耐裂性的评价指标,利用BSA和KASP分子标记等方法精细定位了西瓜耐裂基因Cl ERF4,并初步探索了西瓜耐裂机制。本研究的主要发现如下:（1）绘制了西瓜高密度的遗传图谱,并确定了果皮硬度可作
【基金项目】
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浙江大学争创优秀博士学位论文； 国家西甜瓜产业体系；
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裂果是果品生产和流通过程中普遍发生的现象,这严重影响果实的产量和商品性。准确量化耐裂性状、精准定位耐裂基因能为培育耐裂瓜类新品种提供重要的理论支撑,具有重要的理论意义与应用价值。本研究筛选到果皮硬度可做为西瓜耐裂性的评价指标,利用BSA和KASP分子标记等方法精细定位了西瓜耐裂基因Cl ERF4,并初步探索了西瓜耐裂机制。本研究的主要发现如下:（1）绘制了西瓜高密度的遗传图谱,并确定了果皮硬度可作为耐裂性评价的有效指标。利用分离群体的重测序数据,构建了一张西瓜高密度遗传图谱,并对耐裂指标（果皮硬度RH,果皮破裂做功CRW,果皮破裂时间CRT,果皮破裂与否CRN）进行QTL定位发现这些指标共定位于同一区间内,且果皮硬度具有较高的灵敏度,可以作为西瓜耐裂性评价的有效指标。（2）定位到了西瓜果皮硬度和耐裂性的调控基因Cl ERF4。结合QTL定位、BSA分析和KASP分子标记,将西瓜耐裂基因精细定位到9,372 bp的区间内,该区间里仅存在一个编码乙烯响应因子4的Cl ERF4基因,该基因的编码区存在一个SNP和一个邻近的11 bp的In Del,这个In Del能够引起移码突变导致蛋白翻译提取终止。同时,利用基于Cl ERF4开发的KASP标记对104个西瓜种质资源进行基因分型后验证了Cl ERF4基因是调控西瓜耐裂性的关键基因。此外,对常见的栽培品种进行基因分型后发现设施与露地栽培模式分别对Cl ERF4基因位点进行了不同选择。（3）发现了Cl ERF4可能通过调控参与细胞壁代谢相关的的基因从而调控西瓜果皮硬度和耐裂性。对西瓜种质耐裂品质P-a和易裂品种P-b果实发育过程中的中果皮样品进行了转录组研究,通过加权基因共表达网络分析和表达模式聚类分析分别筛选到包含3644和1500个基因的brown模块与cluster 7模块与果皮硬度的变化趋势相同,这两个模块的功能都富集在细胞壁相关的代谢通路。此外,参与初生细胞壁合成相关的CESA基因的表达量显著高于参与次生细胞壁合成的CESA,且参与初生细胞壁合成的CESA在P-a中基因表达量较高。这暗示着Cl ERF4可能通过调控参与细胞壁多糖合成相关基因的表达进而调控西瓜的果皮硬度及耐裂性。（4）发现了西瓜高韧性果皮种质并对该性状进行了基因初步定位。对Cl ERF4基因分型发现了P-c的基因型与表型不一致,P-c在西瓜成熟时果皮弹性高,韧性强,在果实发育过程中果皮硬度先上升后下降,这一趋势与P-a和P-b不同。基于这一份特殊种质构建了F2群体,并初步将西瓜高韧性果皮性状的QTL定位在3号和9号染色体上。
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