【摘 要】
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甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科甜瓜属草本植物。甜瓜分布广泛、栽培周期短、遗传多样性十分丰富。甜瓜果面沟又称为脉痕,为甜瓜顶端到底部的缝合线,果面沟影响甜瓜果皮结构、外观及果实开裂,是甜瓜重要的育种目标之一。因此,开展甜瓜果面沟性状遗传规律及关键基因定位研究,对甜瓜种质资源改良和加快分子育种进程具有重要意义。本试验以果实表面光滑无果面沟的三份甜瓜品系（M4-12、M4-18、M4-4
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甜瓜（Cucumis melo L.）为葫芦科甜瓜属草本植物。甜瓜分布广泛、栽培周期短、遗传多样性十分丰富。甜瓜果面沟又称为脉痕,为甜瓜顶端到底部的缝合线,果面沟影响甜瓜果皮结构、外观及果实开裂,是甜瓜重要的育种目标之一。因此,开展甜瓜果面沟性状遗传规律及关键基因定位研究,对甜瓜种质资源改良和加快分子育种进程具有重要意义。本试验以果实表面光滑无果面沟的三份甜瓜品系（M4-12、M4-18、M4-45）和果实表面带有果面沟的三份甜瓜品系（M4-127、M4-120、M4-133）构建三套F2代遗传群体（M4-12×M4-127-F2、M4-18×M4-120-F2和M4-45×M4-133-F2）,通过表型调查分析并确定甜瓜果面沟性状遗传规律。在M4-12×M4-127-F2群体中利用群体分离分析法（Bulked Segregant Analysi s,BSA-seq）结合全基因组关联分析（Genome Wide Association Study,GWAS）获得甜瓜果面沟关键基因所在的染色体区段,在目标染色体区段内开发分子标记,经遗传连锁分析初步定位甜瓜果面沟基因Cmfsg（Fruit surface groove）。继续扩大F2代群体,利用初步定位侧翼标记筛选重组单株,在初步定位区间继续开发多态性分子标记,进一步检测重组事件,精细定位甜瓜果面沟性状关键基因,筛选精细定位区间的内候选基因,建立并验证甜瓜果面沟性状分子标记辅助选择技术体系。本试验为今后研究甜瓜果面沟形成的分子机理研究奠定基础,研究结果如下:（1）三套杂交组合中,F1代果实均表现为无果面沟光滑果皮,三套F2群体中,具有果面沟性状与无面沟性状单株分离比例分别为51:136、40:143和36:124,符合1:3遗传比例,表明甜瓜果面沟性状受隐性单基因控制。（2）在M4-12×M4-127-F2群体中,选择极端性状单株进行BSA-seq测序分析,将控制甜瓜果面沟性状基因Cmfsg定位于第11号染色体约8.96 Mb（20,013,001 bp-28,966,000 bp）范围内。在该区间内开发了8对多态性分子标记,对F2代中51个隐性表型单株（有果面沟）进行基因分型,共获得10个重组单株,将Cmfsg位点初步定位于标记Chr11-230070980和Chr11-24713146之间约1.71 Mb（23,009,80 bp-24,7131,46 bp）区间内。同时,利用187份甜瓜材料进行果面沟性状全基因组关联分析也获得了相同的关联区域,进一步验证了BSA-seq及初步定位结果的准确性。（3）在初定位区间继续设计引物,扩大F2代群体至1200株,利用初步定位侧翼标记筛选重组单株,利用重组单株最终将控制甜瓜果面沟基因Cmfsg定位于标记Chr11-24049463和Chr11-24256692之间,物理距离缩短至24,049,463 bp-24,256,692 bp（约207 kb）范围内,区间内共包含11个候选基因。由于候选基因编码区和启动子区在两亲本中均未发生非同义突变或顺式作用元件改变,进一步利用in silico BSA方法,选择具有果面沟和果面光滑的6份甜瓜材料基因测序数据检测定位区间内的序列差异,发现一处1.07 kb片段缺失/插入结构变异,该变异在F2和自然群体中与果面沟性状具有较高的相关性。利用该处结构变异建立了甜瓜果面沟性状的分子标记辅助选择技术体系。（4）为预测甜瓜果面沟Cmfsg候选基因,重点查找1.07-kb片段缺失附近区域。发现1.07kb缺失片段位于MELO3C019694.2基因上游约23.8-kb处,因此分析了MELO3C019694.2在M4-127和M4-12子房和成熟果实有果面沟和无果面沟果皮组织中的表达模式。结果表明MELO3C019694.2（AGAMOUS MADS box factor transcription factor）在M4-127子房中表达高于M4-12并且差异显著。MELO3C019694.2在成熟果实果面沟组织的表达也明显高于无果面沟组织。结合已经发表的葫芦科数据库转录组数据（Bio Project:PRJNA383830）,MELO3C019694.2在果实中特异性表达,且表达量显著高于雌花、雄花、根和叶片中,表明该基因可能为Cmfsg关键候选基因,参与甜瓜果面沟形成。
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