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莲(Nelumbo nucifera)是一种古老的双子叶植物,具有很高的观赏、食用和药用价值,在我国有着悠久的栽培历史。莲基因组草图的发布,为在全基因组水平上进一步开展莲相关性状的遗传机制研究打下了基础。莲的地下茎俗称藕,是我国较受欢迎的水生蔬菜之一,具有很高的经济价值。研究莲藕膨大的进化与遗传机制,对于促进莲藕的育种与产业化具有重要意义。本研究选用19个莲种质资源,通过全基因组重测序的方法,探究全基因组水平上莲种质资源的遗传分化模式,同时,通过以地下茎膨大的温代莲为父本,以地下茎不膨大的热带莲为母本构建莲F2遗传群体,利用GBS简化基因组测序技术获得海量的SNP标记,结合筛选得到的亲本间多态性SSR标记,绘制了一张高密度莲F2遗传连锁图谱。通过调查莲F2群体两年的地下茎表型相关性状,对莲地下茎发育相关性状进行QTL定位分析,探究莲地下茎发育的遗传机制。主要结果如下:1,对19份不同来源的莲野生及栽培资源进行了重测序分析,从全基因组水平上,解析了莲不同生态型及亚种之间的遗传分化。其中,美洲黄莲(N.lutea Pers.)和亚洲莲之间(N.nucifera Gaertan.)遗传距离较远,多态性较高;温代野生莲与热带莲具有较高的基因组多样性;藕莲种质与温带野生莲遗传距离较近;花莲、子莲种质与热带莲之间有基因组混杂现象。2,初步分析了,莲两种生态型分化中基因的变异模式,并筛选得到了 4603个莲生态型分化相关基因。通过对这四类基因分别进行GO分类注释,可以发现不同功能基因的进化速率。变异系数极低(MR<1.5724),进化非常保守的基因,主要集中在基因表达与转录,以及RNA代谢调控进程中;变异系数较低,基因进化相对保守的基因(1.5724<MR≤3.4388),主要集中在碳水化合物合成相关生物进程中;变异系数较高(3.4388<MR≤6.3132),进化速度相对较快的基因,主要集中在信号传导等生物进程中;变异系数很高(MR>6.3132),进化速度非常快的基因,主要集中在NADH电子信号传递链等相关生物进程中。3,对12个莲主要基因家族基因变异检测,发现无义突变率的变化范围是22.4%-44.9%。其中NB-ARC基因家族的无义突变率最高;其次为细胞色素P450(Cytochrome P450)家族;而基因转录相关基因家族如Ring finger,Helix-loop-helixDNAbinding,Myb-likes 和 AP2 domain 基因家族的无义突变率相对较低。4,通过构建莲F2遗传群体,利用GBS测序技术,绘制了一张标记总数为1256,由8个连锁群组成,总遗传图距为1576.98 cM的莲F2高密度遗传连锁图谱。最大连锁群的遗传距离为378.87 cM,最小的遗传连锁群的遗传距离为109.46 cM,;两个标记间最大遗传距离为16.04cM,最小遗传距离为3.88cM,平均遗传距离为1.35cM5,通过两年的地下茎表型相关性状的调查,统计发现莲地下茎最大节间膨大指数(EI,Enlargement index)与节间长度(IL,Internode length)呈极显著负相关,与节间周长(IP,Internode perimeter)、单支藕重(SRW,Single rhizome weight)和藕总重(TW,Total weight)呈极显著正相关;最大节间长度(IL,Internode length)与地下茎最大节间周长(IP,Internode perimeter)呈极显著负相关;地下茎最大节间周长(IP,Internode perimeter)与单支藕重(SRW,Single rhizome weight)和总重(TW,Total weight)呈显著正相关;地下茎总支数(RN,Rhizome number)与地下茎总重(TW,Total weight)之间呈正相关;单支藕重与总重呈显著正相关。6,结合莲生态型分化相关基因及QTL作图数据最终筛选得到374个莲地下茎发育相关基因。发现部分基因与花期相关,表明莲地下茎发育与花期之间存在相关性。本研究首次利用自然和栽培群体重测序分析与F2遗传群体QTL作图分析结合起来研究莲藕膨大的分化及遗传机制,并确定了部分候选基因,为进一步开展莲藕膨大分子机理的研究奠定了坚实的基础。