植物维管系统负责运输水分和营养物质,维管的形成和结构对器官发育和胁迫响应至关重要。目前维管发育的研究多集中在模式植物拟南芥中,而园艺作物维管发育的分子机理知之甚少。黄瓜是广泛种植的蔬菜作物,拥有重要的经济价值和营养价值,并具有发达的双韧维管系统。本论文结合植物生理学、分子发育学和生物化学等技术手段,在黄瓜上研究了维管发育调节因子Cucumis sativa Irregular Vasculature Patterning（CsIVP）的功能。进化研究表明,IVP在被子植物出现之前就已经存在。CsIVP编码一个bHLH转录因子,在黄瓜维管组织特异性表达。CsIVP-RNAi干扰植株地上部器官的维管系统发育紊乱,植株矮壮,器官形态异常,育性降低。并且,CsIVP-RNAi干扰植株既耐低氮又抗黄瓜霜霉病。生化研究表明,CsIVP直接调控生长素信号途径基因CsA UX4,也与维管发育调节因子的同源基因CsMYB116、CsBP、CsYAB5和CsKAN2直接互作,表明CsIVP通过生长素和已知维管发育基因来调控黄瓜维管系统的大小和形态。CsIVP-RNAi转基因植株优先将氮磷钾分配到幼嫩叶片,并且通过优化氮分配和增强氮运输来抵御低氮胁迫。抗病机理研究表明,CsIVP改变植株茉莉酸含量,直接与茉莉酸信号途径基因CsJAZ8蛋白互作,进而调节黄瓜霜霉病抗性。因此,CsIVP调控黄瓜双韧维管束的形成,并介导黄瓜的器官发育、营养运输和胁迫响应。生长素在植物发育过程中起着非常重要的作用。YUCCA（YUC）是植物内生长素合成途径中重要的限速酶。尽管YUC家族基因在很多物种都有发现,但农作物YUC基因在胁迫响应和发育调控中的功能研究甚少。本论文从黄瓜中克隆分析了 10个CsYUC家族基因,并研究了四种非生物胁迫处理对CsYUCs基因的表达变化。高温胁迫条件下,CsYUC8和CsUC9特异性上调表达,生长素含量升高。低温胁迫条件下,CsYUC10b上调表达而CsYUC4下调表达。盐胁迫条件下,CsYUC10a、CsYUC11下调表达而CsYUC10b上调表达,表明CsYUC基因可能通过协同或拮抗作用参与不同的非生物胁迫。另外,Cs YUC11在黄瓜雄花中特异性表达,拟南芥过量表达CsYUC11导致生长素含量升高,果柄变长,雄蕊发育不良,耐盐胁迫能力增强,表明CsYUC11通过生长素合成调节器官发育和盐胁迫响应。综上所述,本论文解析了维管发育基因CsIVP在黄瓜器官发育、营养运输和胁迫响应的生物学功能和调控机制;发现了生长素合成基因CsYUCs响应逆境胁迫,调控生殖器官发育;建立了黄瓜器官发育与抗逆之间的分子联系,为黄瓜高效抗逆育种提供了理论依据和基因资源。