多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase,PG）被认为是一种重要的细胞壁水解酶,其在果实成熟后期对细胞壁中果胶等物质的降解起到关键作用。其主要功能在于能够催化果胶多糖的α-1,4-D-半乳糖苷键水解,使得细胞壁结构解体,进而改变果实质地。已有大量研究证明,PG对果实成熟后期质地转化的重要作用,然而在薄皮甜瓜中关于其家族成员的作用报道较少。本研究对薄皮甜瓜中PG家族成员进行了鉴定,并针对两种不同质地特性的薄皮甜瓜品种‘HPM’（绵软质地）和‘HDB’（酥脆质地）在果实成熟发育过程中PG家族成员的表达模式进行了分析测定。并以‘HPM’和‘HDB’为试材,通过基因瞬时转化技术对筛选出的关键基因成员CmPG1与CmPG2进行了基因功能的初步验证。进一步明确了CmPGs基因家族成员在薄皮甜瓜果实发育成熟过程中对果实质地形成的调控作用,为提高薄皮甜瓜果实质地品质提供理论依据。主要研究结果如下:1、从甜瓜基因组中鉴定出18个PG基因家族成员,其中CmPG1,CmPG2,CmPG3已有前人报道及命名,其余基因根据拟南芥对应基因的同源性,依次命名为CmPG4-18。18个CmPGs成员被划归为5个分支;分布在除第12条染色体外的其余11条染色体上;蛋白长度在397～557aa,CDS序列长度在1197bp～1674bp之间;蛋白分子量在43.16～61.10 k Da之间,等电点在4.86～9.26之间;部分CmPG蛋白存在保守结构域的缺失现象,同源性较高的CmPG基因结构较为相似,其中CmPG18外显子数目最多。2、薄皮甜瓜PG基因家族的18个成员均在薄皮甜瓜果实中有不同程度表达。我们发现CmPG1,CmPG2这两个基因均在两品种果实成熟后期呈现出较高的表达水平。在‘HDB’成熟后期的CmPG1,CmPG2表达量可以达到数百倍,CmPG2在30d的表达量甚至更高;而CmPG1,CmPG2在‘HPM’成熟后期则表现出一个极高的表达水平,CmPG2在30d达到了千倍高的表达水平,CmPG1在25和30d均达到千倍以上的表达量。所以,我们以此为依据筛选CmPG1,CmPG2作为关键基因,用于后续的果实瞬时转化试验。此外,‘HPM’中有8个CmPGs成员的表达量较少,‘HDB’中也有8个CmPGs成员的表达水平较低,这些基因或许不直接参与调控果实软化。而CmPG9,CmPG10,CmPG13这三个基因表达水平极低甚至有下调的趋势,所以我们推测这些CmPGs可能与薄皮甜瓜果实的软化无关。3、对‘HPM’果实进行农杆菌诱导的CmPG1,CmPG2沉默处理后发现,随着侵染天数的增加,果实表面侵染面积增大,果肉部分颜色变化加深。测定CmPG1,CmPG2基因的表达量发现,两基因在整个取样期间表达模式基本一致且相对稳定,而对照组果实的基因表达量在取样中后期有明显的升高趋势。同时,沉默果实硬度指标的下降速度明显减缓,且沉默果实的咀嚼性、胶着性在取样后期均显著低于对照组,而粘附性指标在整个取样期间显著高于对照组,内聚性指标与对照组相比没有明显差异。此外,CmPG1,CmPG2沉默果实的多聚半乳糖醛酸酶活性在3～8d明显要低于对照组,果胶组分中的水溶性果胶和共价结合型果胶含量也始终低于对照组,而离子型果胶的含量在整个取样期间均高于对照组且均呈现出显著差异。4、对‘HDB’果实进行农杆菌诱导的CmPG1,CmPG2过表达处理后发现,随着侵染天数的增加,果实表面侵染面积增大,果肉部分颜色变化加深且检测到的LUC荧光信号逐渐增强。在侵染3d以后CmPG1,CmPG2的表达水平均显著高于对照组,同时表现出果实硬度指标的下降速度明显加快,且过表达果实的咀嚼性、粘附性、内聚性在取样后期始终高于对照组,而果实的胶着性指标在前4d没有显著差异,4d以后过表达果实的胶着性要显著高于对照组。此外,CmPG1,CmPG2过表达果实的多聚半乳糖醛酸酶活性在侵染3d以后明显高于对照组,果胶组分中的水溶性果胶和共价结合型果胶含量也始终高于对照组,而离子型果胶与对照组相比则表现出无显著差异。综上,18个CmPGs家族成员在两品种薄皮甜瓜果实中均有不同程度的表达;在两不同品种果实成熟发育过程中参与果实质地软化的CmPGs家族成员数量存在差异;高表达的关键基因CmPG1,CmPG2可能通过降解离子型果胶降解果实细胞壁,进而影响果实质地软化。