甜瓜（Cucumis melo L.）是葫芦科（Cucurbitaceae）甜瓜属蔓生植物,染色体2n=24,是世界性的水果型蔬菜作物,我国甜瓜种植面积35.89万公顷,总产量达1278.82万吨（FAO,2018）,果实富含可溶性糖、维生素、矿物质等营养成分,可以鲜食、亦可加工,受到人们的广泛喜爱。白粉病是甜瓜生产中影响其产量、品质的主要真菌性病害之一,在露地及保护地栽培中均广泛发生,白粉病发病、传播速度极快,叶片感染之后首先产生白色病斑,在植株生长后期变黄萎蔫,白粉病的发生使甜瓜生长势衰弱,影响甜瓜由营养生长向生殖生长转化,最终在生长后期导致植株死亡。甜瓜抗白粉病分子育种起步较晚,其抗性机理研究仍比较薄弱,甜瓜白粉病抗性育种的主要瓶颈在于可以利用的抗源较少,在白粉病抗性基因精细定位、功能分析及分子标记辅助选择育种等领域的研究有待进一步开展。本研究对侵染甜瓜的白粉病菌进行了鉴定;通过显微观察白粉病菌侵染甜瓜叶片过程以确定抗性产生的关键时期;选取感病甜瓜材料X055为母本,含有单一抗病基因甜瓜材料PI124112为父本,配制六世代群体,分析甜瓜白粉病抗性基因遗传规律;通过BSA分析,获得与白粉病抗性紧密连锁的染色体区段,并利用PI 124111、M1-101为亲本构建第二套群体对初定位结果进行验证;在此基础上,利用CAPS（Cleave Amplified Polymorphic Sequence）分子标记进行遗传连锁分析并通过筛选重组单株对抗病基因进行精细定位;通过对精细定位区间内的基因进行基因功能注释、序列比对、表达模式分析,确定候选基因,结合亚细胞定位与生物信息学分析,初步确定候选基因功能;测定相应的激素含量并进行转录组测序分析,预测其抗病调控机制。为甜瓜白粉病抗性分子机制的深入研究提供理论基础,也为甜瓜抗白粉病分子标记辅助育种提供了基因资源与理论方法。本研究主要结果如下:通过观察白粉病菌分生孢子、吸器、分生孢子梗等显微特征以及克隆白粉病菌的ITS序列区,在NCBI上进行Blastn分析,与同源性高的序列进行系统进化分析,确定了本研究白粉病菌属于Podosphaera xanthii,通过对13份国际葫芦科白粉病生理小种鉴别寄主接种后抗感情况调查结果,确定该生理小种为2F。对PI 124112、X055接种白粉病分生孢子后0h、24h、48h、72h进行考马斯亮蓝染色观察,发现PI 124112对P.xanthii生理小种2F的抗性表现出病菌无法扩散的特征,且抗性产生的关键时期为接菌后48h。以X055、PI 124112为亲本构建六世代群体,通过种植六世代群体,调查统计各群体抗病植株与感病植株比例,发现F1为感病,F2分离群体中感病植株:抗病植株符合3:1分离比,BC1P2中感病植株:抗病植株符合1:1分离比,说明PI 124112对P.xanthii生理小种2F的抗性由一对隐性等位基因控制,并将其命名为Cmpmr2F。在F2群体中选择抗白粉病和感白粉病单株各20株,提取DNA等量混合,构建基因池,分别命名为R-pool和S-pool,通过对PI 124112、X055、R-pool以及S-pool重测序,对测序获得数据进行基于BSA技术的QTL-seq分析,将抗病基因Cmpmr2F初步定位在12号染色体22,282,737-24,906,174 bp之间。通过对另一套群体PI 124111×M1-101采取相同的方法及分析手段,在12号染色体21,618,212-24,071,898 bp之间定位到了抗病位点,验证了初定位结果的准确性。利用初定位区间内15个多态性CAPS标记对2017年种植的F2分离群体各单株进行基因分型,结合表型数据进行遗传连锁分析,将定位区间缩小到了标记CHR12PM7-CHR12PM9之间333,464 bp范围内;2018年通过种植1200株的F2群体,筛选重组单株并在标记CHR12PM7-CHR12PM9之间加密标记,将抗病基因Cmpmr2F定位到标记CHR12PMA1-CHR12PMIndel1之间26,520 bp范围内。根据参考基因组注释信息,发现精细定位区间内共包含两个编码基因,其中MELO3C002403基因功能注释为尿囊酸酰胺水解酶（Allantoate deiminase）。MELO3C002403在PI 124112与X055间存在3个非同义突变,PI 124112与X055相比对发现,在PI 124112材料中MELO3C002403基因第8位氨基酸由丝氨酸（S）变成了苯丙氨酸（F）,第287位氨基酸由异亮氨酸（I）突变为了蛋氨酸（M）,第321位氨基酸由天冬氨酸（D）变为了谷氨酸（E）;并且PI 124112中MELO3C002403编码区序列第882-889 bp处存在一个7 bp的插入,这个插入导致了MELO3C002403基因翻译的提前终止,无法翻译出完整的蛋白质序列;表达模式分析表明,PI 124112中MELO3C002403接菌后48h相对表达量有显著增加,至72h相对表达量略有下降,但显著高于X055中MELO3C002403的表达量;在X055中,MELO3C002403基因表达整体呈现上升趋势,但在各时间点表达量均低于PI 124112。MELO3C002403基因的表达模式与PI 124112响应白粉病菌侵染过程相吻合;而定位区间内的另一个基因MELO3C002402在两亲本间无非同义突变,表达模式无明显规律。确定了尿囊酸酰胺水解酶MELO3C002403为Cmpmr2F候选基因。对候选基因MELO3C002403进行生物信息学分析,构建GFP融合载体,进行亚细胞定位,结果表明MELO3C002403编码的蛋白质定位于细胞质和细胞膜上。MELO3C002403基因编码的蛋白质存在一个M20 family metallo-hydrolase保守结构域,功能为催化水解目标底物中的酰胺键,将尿囊酸转化为（S）-脲基乙醇酸和氨,基于此推断,本研究进而接菌以喷洒无菌水为对照,分别测定甜瓜材料PI 124112在接菌后0h、24h、48h、72h叶片中尿囊素、茉莉酸、水杨酸含量,发现尿囊素与茉莉酸含量变化表现出相同趋势,即在接菌48h时含量明显增加,而水杨酸的含量变化与接菌与否无关。以抗白粉病甜瓜材料PI 124112为研究对象,接种白粉病菌作为处理组,喷洒无菌水作为对照组,对处理后0h、24h、48h、72h甜瓜叶片进行转录组测序,MELO3C002403的表达模式与荧光定量PCR结果相吻合,结合激素含量数据进行Weighted Correlation Network Analysis（WGCNA）分析,获得与激素含量显著相关的差异表达基因,进而通过功能富集分析找到了植物-病原菌互作相关的差异表达基因,并对差异基因的表达量进行了验证,推测钙结合蛋白、钙调蛋白与WRKY转录因子参与到PI 124112响应P.xanthii生理小种2F入侵的调控通路之中。综上,本研究针对P.xanthii生理小种2F,在甜瓜白粉病抗性材料PI 124112中发现了一个隐性抗病基因,并将其精细定位,确定了候选基因为MELO3C002403,对候选基因进行了初步功能分析;并且利用转录组测序手段初步探索了亲本材料PI 124112对白粉病抗性机制。研究结果为甜瓜白粉病抗性基因的功能分析及抗病调控网络分析提供了基因资源与理论基础,为抗白粉病甜瓜新品种选育提供了用于抗性分子标记辅助选择的有效标记,为今后阐明甜瓜抗白粉病机理与信号转导通路研究奠定了基础。