柚（Citrus grandis）是柑橘属的三大基本种之一,遗传背景较为单一。中国是柚的起源中心之一,拥有丰富的地方资源和品种。相比于其它柑橘受无性生殖干扰,柚主要为有性生殖,适合做正向遗传学研究。由于柚的童期平均在八年左右且树体大,利用柚开展正向遗传学的研究很少。果肉色泽和果形是品种选育和遗传改良的重要目标。在我国柚种质资源中,果肉颜色和果实形状表现出丰富的多态性,为挖掘果肉色泽和果形调控基因提供了宝贵材料。本研究在本团队柚基因组平台基础上,结合正向遗传学、代谢组和基因功能验证等手段研究了柚自然群体果肉色泽的代谢物成分,鉴定到柚红肉性状的关联位点,克隆了调控柚果肉色泽和果形的基因并进行了功能验证。主要的研究结果如下:1、柚自然群体果肉色泽的代谢物成分及关联SNP位点分析。以实验室前期收集并保存的163份柚果肉自然资源样品为材料,利用高效液相色谱对其进行类胡萝卜素组分分析。结合柚果肉颜色和高效液相色谱分析结果,建立了果肉颜色与类胡萝卜素组分的对应关系。基于前期色泽全基因组关联分析结果,在柚自然群体中验证了获得的12个紧密关联SNP。2、柚果肉色泽杂交群体遗传分析。实验室前期构建了白肉琯溪蜜柚×坪山柚、红肉琯溪蜜柚×坪山柚和华农红柚×红棉琯溪蜜柚三个杂交群体,2017年三个杂交群体分别有134、104和184株结果单株。白肉琯溪蜜柚×坪山柚和红肉琯溪蜜柚×坪山柚杂交群体子代果肉无颜色分离。华农红柚×红棉琯溪蜜柚杂交群体子代果肉色差值呈偏正态分布。在2017、2018和2019年对华农红柚×红棉琯溪蜜柚杂交群体子代果肉颜色进行观察,不同年份之间同一单株的果实果肉颜色表现稳定。从自然群体关联分析结果中鉴定到一个SNP位点与果肉色泽的关联度最高并且与华农红柚×红棉琯溪蜜柚杂交群体子代极端单株共分离。3、调控柚果肉色泽关键基因鉴定和功能分析。通过分析白肉高斑柚、红肉华农红柚以及华农红柚×红棉琯溪蜜柚杂交群体子代红肉极端单株HP337和白肉极端单株HP146果肉转录组数据,鉴定到一个表达模式和果肉色泽变化相符的候选调控基因CitSDG40。通过q RT-PCR分析CitSDG40在白肉晚白柚、红肉钱德勒不同发育时期果肉和华农红柚×红棉琯溪蜜柚杂交群体子代中5对白肉、红肉极端单株果肉中的表达量,结果表明,红色果肉中CitSDG40表达量均显著高于白色果肉。并且CitSDG40与类胡萝卜素通路关键基因八氢番茄红素合成酶基因（PSY）在染色体上处于相邻的物理位置,两者启动子存在部分重叠区域。亚细胞定位结果表明CitSDG40位于细胞核。在柑橘愈伤中稳定超表达CitSDG40可显著增加总类胡萝卜素含量,超表达系中PSY基因和MEP途径的DXR基因表达显著高于对照。但是CitSDG40超表达系和对照拟南芥无明显表型差异。同时结合前期色泽全基因组关联分析结果和果肉转录组数据,鉴定到一个含CRAL＿TRIO结构域的CitPITP1基因,该基因表达模式与果肉色泽变化相符。亚细胞定位结果表明CitPITP1位于细胞质。CitPITP1超表达系与对照拟南芥无明显表型差异。同时发现CitPITP1编码序列具有原核启动子新功能。4、调控柚果形关键基因鉴定和功能分析。通过生物信息学手段在柚全基因组内共鉴定到16个OFPs（Ovate Family Proteins）基因。以柚和拟南芥OVATE基因家族成员以及Slovate基因构建进化树,柚基因组中16个OFPs基因分成ClassⅠ、ClassⅡ和ClassⅢ三个亚家族。以柚自然群体中典型梨形高斑柚和圆形华农红柚的子房为材料,分析16个OFPs的表达模式,发现CitOFP19在圆形柚子房中的表达显著高于梨形柚。在番茄中稳定超表达CitOFP19,超表达系果实表现为梨形,而对照果实为圆形,表明CitOFP19在调控果形性状中起重要作用。本研究细致分析了柚果肉色泽和类胡萝卜素的对应关系,鉴定到一个与果肉色泽高度关联的SNP位点。揭示了琯溪蜜柚和华农红柚果肉色泽遗传特性,并鉴定到一个调控柑橘类胡萝卜素稳态的CitSDG40基因。通过对OVATE基因家族进行全基因组分析,鉴定到一个调控柑橘果形的CitOFP19基因。本研究为分子标记辅助育种以及基因组选择育种提供了基因资源和SNP位点。