作为一种重要的葫芦科作物,西瓜(Citrulluslanatus)果实的品质特性以及植株的栽培特性一直是育种家们关注的目标。目前对于西瓜果实及株型相关性状的认识还不够深入,遗传及分子机理方面的研究相对较少,因此该领域研究薄弱的现状急需改善。本论文主要研究西瓜果实长圆、果皮黄色以及植株无杈3个性状,通过遗传方法克隆出控制这些性状的关键基因,进一步解析它们的分子作用机制,为后续的高品质易于简约化栽培品种的选育提供科学依据。本论文主要做了以下3方面工作:1.以长果自交系品种’短125’和圆果自交系品种’郑州籽瓜’做亲本配制F2、BC1群体,通过分离比的统计,发现西瓜果实长圆受单基因控制,且表现出不完全显性的遗传,即:该基因纯合显性时为长果,杂合时为椭圆果,纯合隐性时为圆果;通过F2群体的BSA-seq结合GWAS分析将控制西瓜果实长圆的候选区间定位到了 3号染色体。之后开发大量的CAPS标记对768株F2植株进行重组单株筛选,最终将候选基因进行精细定位到3号染色体一个46 Kb的区域内。该区域只有4个功能基因,通过在两亲本中的序列比对我们发现Cla011257的CDS在长瓜中有159 bp的碱基缺失,该缺失造成了 53个氨基酸的缺失;根据该缺失片段我们开发出了一个Indel标记,将该标记在F2群体以及105份自然群体中进行验证,结果发现该标记和西瓜果实长圆紧密连锁,进一步证明了该基因为控制西瓜果实长圆的候选基因;通过对该基因的蛋白序列预测发现该基因属于IQD蛋白家族,亚细胞定位也证明了该基因主要存在于细胞质与细胞膜上,基因表达分析表明该基因在子房形成时表达量最高。该研究为后续西瓜果实形状形成分子机理的研究奠定了基础,同时也为其它作物果实形状的研究提供了借鉴。2.以黄皮品种’94E1’和绿皮品种’青峰’做亲本配制F2、BC1群体,通过分离比的统计,发现西瓜果皮黄色受单基因控制,黄皮对绿皮为显性,并且凡是果皮呈现黄色,叶柄和叶脉必定呈现黄色;通过F2群体的BSA-seq结合GWAS分析将控制西瓜果皮黄色的候选区间定位到了 4号染色体,之后开发大量的CAPS标记对候选基因进行精细定位,最终将候选基因定位到4号染色体一个59.8 Kb的区域内,该区域内存在很多gaps,只存在一个功能基因,通过对该基因的序列比对以及表达差异分析发现该基因在两亲本中不存在序列及表达的差异,因此该基因不是控制西瓜果皮黄色的候选基因;对候选区间的进一步分析开发出了一个和西瓜果皮黄色紧密连锁的SNP标记,并且在20个自然群体中进行了验证。该标记可用于果皮黄色的苗期鉴定以及分子标记辅助育种。3.以有杈自交系品种’790010’和无杈自交系品种’无杈早’做亲本配制F2、BC1群体,通过分离比的统计,发现西瓜植株无杈受单基因控制,且有杈对无杈为显性;通过F2群体的BSA-seq结果将候选区间定位到了 4号染色体,之后开发大量的CAPS标记对候选基因进行精细定位,将候选基因定位到4号染色体一个约270 Kb的区域内,该区间含有32个功能基因,通过对该区间内SNPs的进一步分析,最终发现只有2个SNPs发生在基因外显子区域,对这两个SNPs所在的基因进行氨基酸序列分析,表明只有Cla018413基因外显子内的SNP差异造成了氨基酸的改变,初步推测该基因为控制西瓜植株无杈的候选基因,但后续还需进一步研究。