甜瓜(Cucumis melo L.)为葫芦科甜瓜属一年生蔓生作物,具有丰富的遗传多样性和表型多样性。我国甜瓜栽培面积是世界上最大且产量最高的国家,也是世界上栽培甜瓜历史最长的国家之一。表皮毛是由表皮细胞分化而来的表皮衍生结构,表皮细胞是研究植物细胞分化最好的模型,因此研究甜瓜表皮毛形成机制可以使植物细胞分化理论更加丰富。随着新一代高通量测序技术的发展和完善,以及分子生物学和生物信息学的不断交叉和深入发展,极大地加快了重要性状的图位克隆和功能分析研究进程。本文构建了厚皮甜瓜无毛材料M68和正常有毛材料M465的F2群体,利用分离群体分析法(BSA)初步定位了控制无毛性状的基因,并在亲本重测序的基础上进一步精细定位,然后对候选区段的基因预测和序列比较,最终克隆到控制甜瓜无毛性状的候选基因gl。同时通过RNA-seq转录组测序研究该基因的调控网络,为更进一步的研究gl基因的功能与作用机理打下了坚实的基础。具体结果如下:1、构建了1536单株M68×M465的F2群体,对苗期表皮毛的表型调查显示,有毛单株1156株,无毛单株380株,卡方检验后符合孟德尔遗传规律的分离比例(3:1)(χ2=0.5556<χ20.05=3.84),说明甜瓜无毛性状是由一对隐性单基因控制的,将其命名为gl。2、在F2群体中选择有毛植株和无毛植株各10株构建基因混池,然后选用480对SSR标记利用BSA法对两个亲本和混池进行筛选,共得到8个具有多态性的标记,并进一步选择256个F2单株作为初步作图群体,将基因初步定位在第8号染色体上,位于标记Cm SSR19480与Cm SSR19495之间,分别与gl基因相距0.93 c M和0.01 c M。3、对亲本M465和M68重测序,通过比较两亲本在候选区段的序列差异,寻找差异位点并开发了6个Indel标记和1个d CAPS标记,其中4个Indel标记在两个亲本和混池中具有多态性。随机选择438株F2单株,将gl基因定位在Indel1和Indel6之间,遗传距离分别与其相距0.3 c M与0.1 c M。我们进一步扩大F2群体至1536株进行精细定位,最终将gl基因定位在Indel2和Indel5之间11.58kb的范围内,对该区段进行ORF预测发现只有一候选基因,该基因DNA全长5367bp,CDS全长2166bp,编码一个含有721个氨基酸的蛋白,经BLAST比对显示它与黄瓜上已经克隆的无毛基因Csa6M514870同源性高达99%,均编码HD-ZIPⅣ蛋白。4、根据两个亲本的重测序在候选基因的序列对比显示,与正常材料序列相比,该基因在无毛材料中发生10个SNP位点突变,其中有4个位于外显子上,6个位于内含子上,且位于第4个外显子上发生SNP导致gl基因在突变体中转录翻译提前终止。5、根据20个F2有毛单株幼叶的混池(T01)和20个F2无毛单株幼叶的混池(T02)RNA-seq测序结果显示,共找到差异表达基因2368个,上调基因1195个,下调基因1173个。对发现的DGE进行GO、KEGG功能分析,结果表明,共富集8个通路,其中涉及新陈代谢通路中苯基丙氨酸,芳香族酪氨酸和色氨酸的数量最多,富集因子最高。GO功能分析,生物过程功能得到312个功能注释,比例最高,占63.3%。其中,相关新陈代谢过程注释基因数最多。6、根据两个BSR-seq混池之间的SNP差异进行的ED关联结果显示,该候选基因的定位区域位于1.98 Mb到3.72 Mb范围内,而我们通过图位克隆的方法将gl基因定位于甜瓜第8染色体上2.45Mb左右的位置,两种定位方法结果一致。