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梅花(Prunus mume Sieb.et Zucc.)属于蔷薇科(Rosaceae)李属(Prunus)植物,具重要的文化和经济价值。垂枝梅是一类枝条下垂的梅花品种群,深受人们的喜爱,但垂枝性状的遗传变异仍不清楚。解析垂枝性状遗传变异,有利于加快培育垂枝型梅花新品种。本研究以214个梅花品种和342个子代的双亲群体为研究材料,综合利用全基因组关联(Genome-wide associated study,GWAS)、QTL(quantitative trait locus)作图以及RNA-seq分析方法,以期解析梅花垂枝性状的遗传变异。主要研究结果如下:(1)表型性状观察实验发现,梅花垂枝性状独立自主的发生于茎分生组织,不受来自砧木和直枝梅花信号分子交流的影响;生长素IAA(3-indoleaceticacid)对处理垂枝梅花茎的远轴侧能够显著恢复垂枝梅枝条向上生长;茎伸长区组织学观察发现,垂枝梅韧皮部发育异常,缺少韧皮纤维结构。巢式表型分型法获得的7个亚性状呈显著正相关,能够代表垂枝性状表型特征。(2)双亲群体的QTL分析,鉴定了 6个主效QTLs位于7号连锁群69.25-76.74 cM(9.61-11.57 Mb)区间,解释10.8%-55.3%表型变异;10个微效QTLs位于其它四个连锁群(LG2、LG3、LG4和LG5),解释1.2-5.1%的表型变异。上位性效应分析共鉴定了 55对显著的上位互作位点(LOD>3,PVE>3%),解释表型变异3%-31.6%,位于主效QTL区间及附近的上位性互作位点解释大部分表型变异。(3)全基因组关联分析发现,7号染色体11.1-11.8Mb(BW7.1)和14.1-15.5 Mb(BF7.2)区间均检测到显著关联的位点,其中BF7.1位点与QTL主效位点重叠。综合GWAS、QTL和基因组选择分析,最终将梅花垂枝性状主效QTL位点缩小在7号染色体11.06-11.32Mb区间内,区间大小为0.26Mb(包含37个候选基因),将其定义为Pm WEEP位点。(4)PmWEEP区间标记验证,鉴定了 SNP(single-nucleotidepolymorphism)标记Chr7 11182911为核心标记,单标记检测效率达到96.3%,可用于垂枝梅花分子标记辅助选择育种。位于Pm WEEP区间的SLAF标记同样具有较高的检测效率,两种不同来源的标记共同验证了PmWEEP区间的可靠性。(5)基于转录组测序分析,发现PmWEEP区间内的37个候选基因中,仅有Pm024213基因呈现显著特异表达,其距离核心SNP Chr7 11182911位置约为9 kb,是一个潜在的主效候选基因。荧光定量(qPCR)实验进一步验证了Pm024213在垂枝梅花中特异表达。功能注释表明Pm024213基因存在硫氧化蛋白(thioredoxin)结构域。基于Pm024213基因的共表达分析,预测和构建了以生长素和木质合成为线索的梅花垂枝性状调控通路。综上所述,本研究明确了垂枝性状发生的组织部位,挖掘了梅花垂枝性状主效位点和主效基因,预测和构建了垂枝梅花的调控通路,对解析梅花垂枝性状遗传机制和分子标记辅助选择育种具有重要的理论和实践意义。