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黄瓜绿斑驳花叶病毒（cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV）严重影响西瓜产量和品质。硼元素对植物生长发育尤其是果实形成有重要影响。本实验室前期研究发现,硼元素与CGMMV侵染后的西瓜果实腐败血瓤症状密切相关,施用硼可明显减轻血瓤症状发生的概率和发病程度,但其作用机制尚不清楚。本文通过多组学与生物信息学分析,鉴定西瓜中响应CGMMV侵染和硼元素调控抗CGMMV的差异表达基因,利用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）验证关键候选基因的抗病毒功能,结合高效液相色谱（HPLC）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）与生化检测,进一步探索了西瓜关键候选基因对CGMMV抗/感病的分子机制。取得的主要研究结果如下:1.硼元素抑制CGMMV侵染西瓜,明显减轻西瓜叶片花叶和果实血瓤症状。通过用0 mg·L-1、0.5 mg·L-1（标准浓度）和1.0 mg·L-1硼浓度梯度营养液水培西瓜幼苗,与分别用浓度为30 mg·L-1和300 mg·L-1 H3BO3喷施幼苗期和伸蔓期西瓜叶片,探究硼元素施用对CGMMV侵染西瓜的影响。结果发现,在西瓜叶片中,标准与双倍硼浓度处理分别使CGMMV RNA积累量减少了55%和95%,使CGMMV CP积累量减少了30%和74%;在西瓜果实中,喷施硼分别使CGMMV RNA和CP积累降低了58%和52%,血瓤率减少了45%。因此,硼元素的水培补充和外源增施均可抑制CGMMV侵染西瓜。2.硼元素可通过调控西瓜营养元素和糖类物质稳态抑制CGMMV侵染。硼元素影响CGMMV侵染后西瓜叶片中营养元素的吸收和转运。与仅接种CGMMV相比,水培补充硼上调了叶片中元素吸收和转运相关基因NIP2;1,NIP5;1,BOR2,KUT11和VIT1的表达,并增加了B、N、K、Ca和Fe含量,促进叶片正常生长;外源增施硼上调了果实中NIP5;1和BOR2的表达,下调了NRT1.5、KUP11和VIT1的表达,并增加了B含量,减少了N、K、Ca和Fe含量,维持了细胞中营养元素的稳态。硼元素调控CGMMV侵染后西瓜中糖类的转化与转运过程。与仅接种CGMMV相比,增施硼影响叶片和果实中细胞壁转化酶CWINV1的表达,上调双向糖转运蛋白SWEETs基因的积累,改善植株中可溶性糖的转化与运输。此外,增施硼降低了叶片中果胶含量;上调果实中细胞壁机械强度相关酶Ces A和COBL7的表达,下调果胶分解代谢相关酶PG与PL1的表达,并提高了木质素、纤维素和半纤维素含量,恢复多糖含量。3.西瓜中NIP5;1和SWEET4通过调控营养元素和糖类物质稳态发挥抗CGMMV的作用。硼转运蛋白基因NIP5;1和双向糖转运蛋白基因SWEET4沉默植株的花叶症状和果实腐败血瓤症状都明显加重,且植株病毒积累量均高于对照,尤其是NIP5;1沉默植株,其病毒积累量是对照的5～10倍,血瓤面积达到90%以上;NIP5;1沉默使果实中N、P、K、Ca、Mg和Fe含量显著升高,S和B含量显著降低,SWEET沉默植株中元素含量变化与NIP5;1沉默植株的变化类似,但没有其显著;沉默NIP5;1和SWEET4的果实中可溶性糖含量降低;沉默NIP5;1引起西瓜果实中的纤维素和半纤维素含量降低,沉默SWEET4引起果胶含量降低,这些生理指标的变化均与CGMMV侵染大田西瓜果实中的营养元素、可溶性糖和细胞壁多糖水平的变化一致。4.对不同处理下的西瓜果实进行转录组、蛋白组和代谢组分析发现,CGMMV致病和硼元素调控西瓜抗CGMMV的差异表达基因所涉及的生物过程主要集中于植物激素合成与传导、免疫信号传输、细胞壁与质膜的合成与代谢、能量代谢和次生代谢等方面;多组学联合分析表明,细胞壁修饰相关基因XTH23和PE/PEI7、细胞骨架蛋白TUBB1、ATP硫化酶ATPS1、醛酮还原酶AKR1、转录因子MYB6和WRKY12与组蛋白H2A等关键作用基因与差异积累代谢物相关。5.受硼调控抗CGMMV侵染的关键基因及CGMMV致病相关重要寄主因子的筛选、鉴定与功能验证CGMMV介导的VIGS沉默实验结果表明,西瓜果实中受硼调控的乙烯转录因子RAP2-3、细胞壁修饰酶XTH23和PE/PEI7、ATP硫化酶ATPS1、伴侣蛋白Dna J11、转录因子MYB6和WRKY12与组蛋白H2A等参与西瓜对CGMMV侵染的抗性反应;CGMMV侵染致使西瓜果实中亚精胺合酶SPDS、细胞骨架蛋白Tu BB1和枯草芽孢菌蛋白酶SBT上调表达,加剧西瓜果实腐败血瓤症状,是CGMMV致病的重要寄主因子。进一步通过烟草脆裂病毒（tobacco rattle virus,TRV）沉默载体在本生烟上进行上述西瓜同源基因的功能验证,其对CGMMV的抗/感性结果与西瓜基因沉默试验结果一致。综上,本文揭示了硼元素调控西瓜抗CGMMV的分子机制,为研究硼元素缓解西瓜果实受CGMMV侵染引发腐败血瓤症状的机制提供了新的思路,获得了协助和限制CGMMV侵染的基因,为西瓜和其他葫芦科作物分子抗病育种提供了候选靶标,为CGMMV的绿色防控提供了新的环境友好型策略。