1、甜瓜是具有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的瓜類(lèi)作物，其果實(shí)含有豐富的蛋白質(zhì)、碳水化合物、胡蘿卜素、維生素B1、維生素B2、煙酸、鈣、磷、鐵等營(yíng)養(yǎng)元素，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值極高。甜瓜還有清熱解暑，除煩止渴、利尿的功效，是人們喜愛(ài)的夏季果品。中國(guó)是厚皮甜瓜的次生起源中心之一，是薄皮甜瓜的初生和次生起源中心，甜瓜種質(zhì)資源豐富，果實(shí)性狀變異較大，為產(chǎn)量、品質(zhì)、風(fēng)味等性狀的遺傳改良提供了試材基礎(chǔ)。在前期的研究中，本課題組構(gòu)建了一個(gè)包含189份甜瓜種質(zhì)的核心種質(zhì)，其表型和分子水

2、平上的遺傳多樣性十分豐富，是遺傳研究的優(yōu)良群體。本研究以已構(gòu)建的核心種質(zhì)及擴(kuò)充種質(zhì)為自然群體，利用在甜瓜染色體上均勻分布的98個(gè)SSR標(biāo)記對(duì)自然群體進(jìn)行全基因組掃描，在分析自然群體的群體結(jié)構(gòu)、親緣關(guān)系、連鎖不平衡及果實(shí)性狀表型變異的基礎(chǔ)上，利用一般線性模型（General linear model,GLM）和混合線性模型(Mixed liner model,MLM)檢測(cè)標(biāo)記位點(diǎn)與多環(huán)境條件下果實(shí)性狀的關(guān)聯(lián)，發(fā)掘顯著關(guān)聯(lián)的位點(diǎn)和優(yōu)異等位基

3、因，探討利用全基因組關(guān)聯(lián)分析（Genome-wide association studies,GWAS）策略解析甜瓜果實(shí)性狀變異的遺傳基礎(chǔ)的可行性，同時(shí)也為甜瓜豐產(chǎn)性和高品質(zhì)育種提供標(biāo)記/基因信息和優(yōu)良載體材料。本研究的主要結(jié)果如下:
　　（1）甜瓜果實(shí)性狀的變異分析。對(duì)甜瓜核心種質(zhì)及擴(kuò)充種質(zhì)（192份）的果實(shí)性狀進(jìn)行變異分析，結(jié)果表明，在甜瓜18個(gè)果實(shí)性狀中，質(zhì)量性狀（果實(shí)形狀、果面底色、覆紋形狀、覆紋顏色、果面網(wǎng)紋、網(wǎng)紋分布、

4、網(wǎng)紋粗度、網(wǎng)紋密度、肉色、肉質(zhì)、瓜瓤顏色、瓜瓤水分、香味）的平均遺傳多樣性指數(shù)（H′）為1.22，數(shù)量性狀（果肉厚度、果實(shí)長(zhǎng)度、果實(shí)寬度、單果鮮重和可溶固形物含量）的平均遺傳多樣性指數(shù)為2.02，說(shuō)明甜瓜果實(shí)性狀具有豐富的遺傳變異，且數(shù)量性狀比質(zhì)量性狀的遺傳變異更豐富。
　　（2）甜瓜分子水平的遺傳多樣性。采用序列比對(duì)的方法開(kāi)發(fā)了從甜瓜EST中開(kāi)發(fā)42個(gè)SSR標(biāo)記，從已經(jīng)發(fā)表的文獻(xiàn)中篩選出56個(gè)SSR標(biāo)記，這些均呈“single-

5、locus”變異，且均勻分布在甜瓜24條染色體上，每條染色體有5~15個(gè)標(biāo)記。用這些SSR標(biāo)記對(duì)自然群體進(jìn)行基因分型，共計(jì)檢測(cè)到380位點(diǎn)，每個(gè)標(biāo)記檢測(cè)位點(diǎn)數(shù)為2~11個(gè)，平均3.88個(gè)，He、Ho、I和PIC的變化范圍分別為0.04~0.83、0~0.11、0.12~1.85、0.04~0.81，平均值分別為0.54、0.03、0.94、0.47，稀有等位基因所占比例為2％，說(shuō)明甜瓜核心及擴(kuò)充種質(zhì)在分子水平上變異明顯。聚類(lèi)分析表明，1

6、92份種質(zhì)可分為4個(gè)組群，但每個(gè)組群包含的種質(zhì)來(lái)源地分布較廣，表型性狀差異較大，說(shuō)明這些種質(zhì)的遺傳背景較為復(fù)雜。
　?。?）群體結(jié)構(gòu)和親緣關(guān)系分析?；谪惾~斯算法的群體結(jié)構(gòu)分析表明，192份甜瓜種質(zhì)可劃分為2個(gè)類(lèi)群，即P1和P2，其中P1類(lèi)群包含71份甜瓜品種(36.98%)，P2類(lèi)群包含121份甜瓜品種(63.02%)。P1和P2可分別細(xì)分為2個(gè)亞群（G1、G2和G3、G4）。P1的種質(zhì)主要是薄皮亞種，主要來(lái)自中國(guó)中東部地區(qū)。P

7、2以厚皮亞種為主，主要來(lái)源于國(guó)外及我國(guó)西北地區(qū)。群體內(nèi)69.80%的任意材料之間的親緣關(guān)系值小于0.05，說(shuō)明組成自然群體的種質(zhì)之間的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)，適合進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析。
　?。?）連鎖不平衡。共檢測(cè)到3551位點(diǎn)組合處于連鎖不平衡狀態(tài)，共線和不共線的位點(diǎn)間都一定程度的連鎖不平衡，通過(guò)計(jì)算共線染色體上兩兩標(biāo)記間的r2值，結(jié)果表明LD水平在甜瓜基因組中隨著遺傳距離的增加而快速的衰減。當(dāng)r2衰減閾值設(shè)為0.20時(shí)，平均衰減距離約為6cM。

8、
　?。?）全基因組關(guān)聯(lián)分析。分別利用GLM和MLM模型檢測(cè)標(biāo)記與果實(shí)性狀的關(guān)聯(lián)，GLM共檢測(cè)到56個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)，MLM共檢測(cè)到49個(gè)關(guān)聯(lián)位點(diǎn)。其中，26個(gè)位點(diǎn)均能被兩個(gè)模型檢測(cè)到，即HNM16、HNM31、CMCTTN175、DM0767、TJ204、HNM20、CMCAN90、DM0035、CM46、CM38、CMBR150、CMCTTN166、CMTC47、DE1557、CM38、HNM12、HNM13、HNM22、HNM31

9、、HNM36、HNM37、HNM38、CMCTTN166、CMCTTN175、CMGA128、HNM18，37個(gè)位點(diǎn)至少在2個(gè)環(huán)境條件下同時(shí)出現(xiàn)，即HNM37、DM0035、HNM36、CM38、HNM13、DM0804、DE1218、CMBR150、HNM20、HNM38、CMCTTN175、CM46、HNM33、HNM16、HNM23、CMCAN90、TJ204、HNM31、DM0767、CMCTTN166、MU44460。通過(guò)比較

10、兩種模型的吻合度，發(fā)現(xiàn)MLM模型能很好的控制由群體結(jié)構(gòu)造成的假陽(yáng)性。
　?。?）優(yōu)異等位變異及其載體材料的發(fā)掘。對(duì)兩種模型在不同年份的檢測(cè)位點(diǎn)進(jìn)行篩選，得到重復(fù)出現(xiàn)的位點(diǎn)14個(gè)，其中12個(gè)位點(diǎn)的等位變異在表型之間呈現(xiàn)出顯著差異。對(duì)單果鮮重具有明顯增效的等位變異為HNM31-262、HNM37-210和CMCTTN175-135，其載體材料分別是河套冬瓜、白冬瓜和92004；對(duì)果肉厚度具有明顯增效的等位變異為HNM31-265和TJ

11、204-216，其載體材料都是PMR-45；對(duì)果肉長(zhǎng)度具有明顯增效的等位變異為HNM20-162、CMCAN90-136和DM0035-131，其載體材料分別是PI-165508、PI-165508和PI-136192；對(duì)果實(shí)寬度具有明顯增效的等位變異為HNM18-163，其載體材料分別是PI-164409；對(duì)可溶性固形物含量有明顯增效的等位變異為CMBR150-214、CMCTTN166-151和CM38-133，其載體材料分別是PI