南瓜是世界范围内重要的园艺作物和经济作物,果皮颜色是南瓜重要的农艺性状,不仅可以作为果实是否成熟的评价标准,还决定着果实的商品价值。大量研究表明南瓜果皮颜色与果皮中叶绿素和类胡萝卜素种类、含量以及不同色素间的比例有关,因此开展南瓜叶绿素和类胡萝卜素合成及代谢相关分子机制的研究对改善南瓜果实外观品质和提高南瓜商品价值具有重大意义。本研究以印度南瓜橘红果皮自交系‘2013-12’与灰果皮自交系‘9-6’为试验材料构建遗传群体,对果皮颜色性状进行了表型鉴定和遗传规律分析;通过开发多态性分子标记扫描F2大群体,结合F2:3表型对调控果皮颜色性状的基因进行精细定位。同时,以这两个亲本果实发育0,15和30 DAP时期的果皮样本为试验材料,基于转录组测序和类胡萝卜素代谢组技术对果皮样本中类胡萝卜素合成及代谢的调控机制进行研究。主要结论如下:（1）对两个亲本果实发育45 DAP时期果皮中的色素含量进行测定,结果表明‘2013-12’成熟果皮中主要积累的色素为类胡萝卜素。‘9-6’成熟果皮中主要积累的色素为叶绿素,叶绿素a是‘9-6’果皮叶绿素的主要成分。对两个亲本成熟果皮显微结构进行观察,结果显示两个亲本成熟果皮颜色与相应的主色素层颜色基本一致。以橘红果皮‘2013-12’与灰果皮‘9-6’自交系为亲本构建6世代群体进行遗传规律分析,结果表明橘红果皮性状由显性单基因调控,将该基因命名为CmaRd。（2）通过开发多态性分子标记扫描2027株F2大群体,最终将调控果皮颜色性状候选基因CmaRd定位在标记M＿13878396和M＿13883706之间12.21 Kb候选区间内,其中共包含3个候选基因。通过基因功能注释、序列比对分析和qRT-PCR等分析,推测CmaCh14G019730是CmaRd的候选基因。CmaCh14G019730基因在两个亲本间存在3个非同义突变SNP位点,分别位于PLN00113 super family和LRRNT＿2两个结构域中。系统进化树分析表明CmaCh14G019730与拟南芥中的LRR-RLK家族Ⅳ亚族亲缘关系最近。CmaCh14G019730基因非同义突变位点与10株F2单株和21份印度南瓜种质资源成熟果皮颜色之间的相关性表明,3个非同义突变位点与F2成熟果皮颜色一致,与种质资源成熟果皮颜色间的吻合度达到86.36%。（3）通过对两个亲本在授粉后0、15和30天果皮样品的转录组进行测序,根据与GO,KEGG等数据库的比对结果对所有基因进行了注释。差异表达基因在GO注释中主要富集在生物学过程中的“光合作用”条目、细胞组分中的“光合系统”及分子功能中的“四吡咯结合”、“血红素结合”等条目;在KEGG中主要富集在“次级代谢产物生物合成”、“光合作用-天线蛋白”、“植物激素信号转导”等通路中,在两份材料叶绿素和类胡萝卜素合成代谢通路中,0 DAP与15和30 DAP之间差异基因数目多,而15和30 DAP之间差异基因数目少的现象。通过对基因表达量的统计比较,得到32个与叶绿素合成相关、26个与叶绿素代谢相关、51个与类胡萝卜素合成代谢相关的DEGs。（4）‘2013-12’和‘9-6’在0、15和30 DAP时期果皮样品中共检测到68种类胡萝卜素,包括6种胡萝卜素、47种类胡萝卜素酯和15种叶黄素。KEGG富集分析显示差异代谢物主要参与的代谢途径为“代谢物调控途径”,“类胡萝卜素生物合成”和“次级代谢产物生物合成”。随着果实发育,类胡萝卜素在两个亲本果皮中均呈现积累趋势,‘2013-12’果实发育过程果皮中主要积累的类胡萝卜素组分为叶黄素＞玉米黄质＞β-胡萝卜素＞β-隐黄质。‘9-6’中主要积累的类胡萝卜素为叶黄素＞β-胡萝卜素。叶黄素在两个亲本中均为积累量最高的类胡萝卜素,玉米黄质是两个亲本15和30 DAP时期积累量差异最大的色素。（5）‘2013-12’橘红果皮颜色的形成与果皮中类胡萝卜素的含量及各代谢物组分的比例有关。叶黄素是果实发育过程果皮中积累量最高的类胡萝卜素,玉米黄质是果皮颜色由浅黄色转变为橘红色的关键代谢产物。CmaPSY1基因与‘2013-12’中叶黄素,玉米黄质和β-隐黄质含量显著正相关。CmaBCH2基因是调控‘2013-12’果皮中玉米黄质和β-隐黄质含量的关键基因。果实发育过程中‘9-6’果皮颜色的加深主要取决于各色素成分的总积累量,与色素组分的比例不相关。CmaChl H基因的上调表达和叶绿素降解途径相关基因的下调表达促成‘9-6’果皮中叶绿素的高积累。‘2013-12’果皮中叶绿素合成主要受阻于粪卟啉原Ⅲ与原卟啉Ⅸ之间。CmaChl H基因的下调表达、叶绿素代谢通路相关基因的上调表达促成‘2013-12’果皮中叶绿素的低积累。