【摘 要】
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西瓜（Citrullus lanatus L.）是全球最受欢迎的水果之一,在世界范围内广泛种植。中国是西瓜消费和生产大国,随着西瓜产业的迅速发展,对我国经济促进越发有着十分重要的影响。果皮颜色是西瓜主要的外部性状,对消费者的选择具有决定性作用,培育符合大众需求的果皮外观是西瓜育种的重要目标之一;植物的性别类型影响授粉率、座果率和果实产量及品质。因此,明确西瓜果皮颜色、花器官性别分化遗传规律及关键基
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西瓜（Citrullus lanatus L.）是全球最受欢迎的水果之一,在世界范围内广泛种植。中国是西瓜消费和生产大国,随着西瓜产业的迅速发展,对我国经济促进越发有着十分重要的影响。果皮颜色是西瓜主要的外部性状,对消费者的选择具有决定性作用,培育符合大众需求的果皮外观是西瓜育种的重要目标之一;植物的性别类型影响授粉率、座果率和果实产量及品质。因此,明确西瓜果皮颜色、花器官性别分化遗传规律及关键基因,对西瓜品质育种具有重要作用。本研究中,我们利用浅绿皮色两性花西瓜品系ZXG1555、绿皮色单性花西瓜品系Cream of Saskatchewan（简称“COS”）为亲本,构建F2群体,根据目标性状在群体中的分离情况构建绿色-浅绿色果皮基因池和两性花-单性花基因池,对基因池及两亲本进行Bulked Segregant Analysis（BSA-seq）测序分析,获得控制对应性状的目标染色体区段,结合亲本重测序数据,开发多态性In Del和CAPS分子标记对F2群体进行基因分型,缩小定位区间,完成初步定位。对定位区间内基因进行分析,筛选并初步推测候选基因。本研究的主要结果如下:（1）对两亲本及其F1和F2果皮颜色田间表型进行遗传分析,F1果皮颜色表现为绿色,F2群体中绿色与浅绿色果皮单株的分离比经卡方检测符合3:1孟德尔遗传定律,表明浅绿色西瓜果皮颜色性状受隐性单基因控制。BSA-seq结果显示,控制绿色-浅绿色果皮的基因位于9号染色体9,231,575 bp至14,532,222 bp（约5.3 Mb）区间内,在该区间内设计In Del分子标记,利用多态性引物对春季F2代群体单株进行基因分型,将区间缩短至12,625,472bp-13,732,411 bp,区间大小约为1.1 Mb。区间内共包含37个候选基因,其中22个在编码区存在非同义突变,经过筛选初步确定Cla97C09G175170为控制绿色-浅绿色果皮性状候选基因。Cla97C09G175170基因注释为Two-component response regulator-like protein APRR2,该基因参与叶绿体发育,与叶绿素代谢相关。（2）对两亲本、F1和F2各单株雌花雄蕊数量进行统计,F1表现为完全花,F2中非单性花与单性花比例符合3:1,表明单性花由隐性单基因控制。BSA-seq结果显示在3号染色体28,443,661 bp-29,576,359 bp（约1.1 Mb）范围内存在与单性花性状连锁的染色体区段,在区间内开发多态性CAPS和In Del分子标记,对春、秋两季F2群体单株进行基因分型,两季F2结果均定位至相同区间:29,252,650 bp-30,021,268 bp处,物理距离约为0.7 Mb,区间内包含74个候选基因,其中27个基因在编码区显示非同义突变,初步筛选确定Cla97C03G066110为控制单性花性状的候选基因。Cla97C03G066110在西瓜基因组中的功能注释为1-aminocyclopropane-1-carboxylate synthase 7,被命名为Cit ACS4,参与植物体乙烯的生物合成,在葫芦科作物性别分化过程中,乙烯起到重要作用,故初步推测Cla97C03G066110为西瓜单性花性状候选基因。
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