课题以完成测序的甜瓜、冬瓜等7个葫芦科作物为研究对象,对多倍化后复杂的基因组结构和基因家族演化,重新进行了比较基因组学和数据统计分析,获得了葫芦科重要的基因组学资源和新发现。(1)对葫芦科和参考基因组葡萄同源染色体结构进行了层级比较分析,确定了葫芦科共有多倍化发生范围,并首次重构了葫芦科共同祖先有15条染色体的核型,及向现代基因组进化过程中发生的染色体重排,揭示了冬瓜和甜瓜染色体结构最为保守,可以作为葫芦科作物基因组结构进化分析中的参照;(2)利用鉴定的基因组染色体重排和同源共线性分析,并结合同源DNA片段的相似性对由不同多倍化事件产生的同源染色体区域进行了区分,构建了当前葫芦科与进化事件关联的最大规模同源比对列表;(3)使用核密度函数对同源基因同义替换率(Ks)进行了统计分析,并根据多倍化事件发生时间的一致性,构建了适合葫芦科进化速率校正的数学方法,重新测定了葫芦科进化重要节点发生的时间,推断南瓜属出现是在2700～3100万年前,其共有全基因组加倍是在2500～2800万年前;(4)基于重复基因的系统发育距离,对多倍化后重复基因间可能的基因置换进行了鉴定,发现葫芦科作物构建的同源四联子数目较少,但是同源染色体间非正常遗传的频率高于禾本科;(5)通过基因家族聚类分析,发现葫芦科共同存在的基因家族有1249个,并鉴定了不同基因组形成过程中发生的基因家族新生和丢失,并对多聚半乳糖醛酸酶和黄瓜苦味基因在葫芦科中的进化进行了分析,发现它们的扩增机制主要是串联重复。课题的研究对认识葫芦科基因组结构、演化史和基因功能创新有重要意义,在葫芦科作物基因鉴定和分子育种上提供了基因组学层面的支撑。图22幅;表4个;参67篇。