众所周知,黄瓜(Cucumis sativus L.)是世界上最重要的蔬菜作物之一。黄瓜的遗传基础较为狭窄,栽培种间的多态性仅为3-9%。长期的人为选择进一步降低了黄瓜育种材料的多样性,导致现有黄瓜栽培品种的优异基因来源单一,对各种不利环境条件和病虫害的抵抗能力逐渐下降。为了发掘优异的黄瓜种质资源,并利用关联分析高效挖掘黄瓜优异基因,从而为黄瓜育种提供候选种质和黄瓜分子辅助选择育种提供理论依据,本论文从以下几方面开展了研究：1.以不同地理分布和生态类型的具有代表性的203份黄瓜自交系为材料构建了黄瓜关联分析群体。选择在黄瓜基因组中均匀分布,并多态性较高的215对SSR引物对203份黄瓜材料进行基因型分型,共检测到1165个等位基因,每个位点的等位基因数(Na)为2-16,平均为5.42个。采用Structure v2.3.4软件中的贝叶斯(Bayesian)聚类方法对黄瓜种质资源的遗传结构进行分析,设置群体分组范围K值为1到10,选择不含任何种群来源信息的混合祖先模型(Admixture model)和等位变异发生频率相关模型(Allele frequency correlated model)来进行分析,设定不作数迭代(Length of burn-in period)和不作数迭代后的马尔可夫链MCMC (Markov’s Chain Monte Carlo)分别为50000和100000,各20次重复运算。根据运算结果,判断K=2时接近真实K值,将203份黄瓜材料分为2个类群,一个为欧美黄瓜类群,共114份黄瓜材料,主要包括北美加工型、北美鲜食型和欧洲温室型黄瓜。另一个为亚洲黄瓜类群,共99份黄瓜材料,主要包括华北型、华南型、日本型、印度型、野生黄瓜(Cucumis sativus var. hardwickii)和西双版纳黄瓜。当K=3时,亚洲黄瓜类群被划分印度黄瓜类群和东亚黄瓜类群。当选择K=4时,欧美黄瓜类群被划分为北美型黄瓜和欧洲温室型黄瓜。2.以WI 2757(3心皮)和True Lemon(5心皮)作为亲本,对控制黄瓜心皮数基因Cn进行了定位及克隆研究。对110个F3家系进行表型调查,通过遗传分析发现,3心皮性状对5心皮性状是显性,F2群体的分离比例符合1：2：1,说明该性状是简单质量性状。初定位结果显示Cn位点位于黄瓜1号染色体的长臂,位于2个SSR标记SSR01816和UW083720之间,且分别位于Gy14的Scaffold03078和Scaffold00464。在连锁分析初定位的基础上,利用自然群体对心皮数性状进行了关联分析。以Gy14基因组序列为参考序列,利用BWA程序对5心皮和3心皮黄瓜材料的基因组重测序数据进行了SNP频度分析,结果表明在Scaffold03078的270337bp至286040bp大约16Kb区间内有45个SNP位点与心皮数性状高度相关。FGENESH程序在此区段预测到5个基因,其中CLAVATA3为控制心皮数的最优候选基因。在此候选基因内有5个与心皮数相关的SNP,与122份不同的黄瓜材料基因组重测序数据进行比对后,结合已知的部分黄瓜材料的心皮数表型数据,判断位置为271311bp的SNP与黄瓜心皮数高度关联。对该位点SNP设计了1个dCAPS标记,并在分离群体中进行了验证。利用qPCR对CLAVATA3进行了表达分析,结果表明该基因在双亲WI 2757和True Lemon的同一组织间表达差异显著：CLAVATA3在WI 2757幼叶、未开花的子房和顶芽中的表达量分别是True Lemon的2.84,3.17和3.74倍。推测位于271311bp的碱基由“T”变为“C”后,抑制了CLAVATA3基因的表达,WUX基因表达量增加,导致心皮数增加。根据以上研究结果,克隆了CLAVATA3基因在WI 2757和True Lemon中基因组序列。