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水杨酸（SA）是植物防御的关键信号因子,可以诱导某些抗病基因的表达,在植物抗病中起重要作用。课题组前期研究证实,SA能够诱导黄瓜叶片发生超敏反应（HR）,是一个细胞程序性死亡（PCD）的过程。为进一步探究SA的作用机制,对SA处理前后的黄瓜叶片进行了转录组分析,得到1756个差异表达基因。本研究选择与线粒体功能相关的显著上调表达的CsMPC1和CsE1α基因,研究其表达特性,利用超表达拟南芥和突变体拟南芥研究基因的功能,为揭示基因在线粒体介导的PCD中的作用奠定基础。研究结果如下:1.用10mM SA和0.2%MeJA分别处理黄瓜叶片,在营养器官根、茎、叶和MeJA处理叶片进行CsMPC1和CsE1α基因的qRT-PCR表达分析,并对根、茎、叶和SA和MeJA处理叶片进行相应指标丙酮酸（PA）含量和丙酮酸脱氢酶（PDH）活性测定。CsMPC1和CsE1α基因在叶片中具有较高表达量,在MeJA处理介导PCD过程皆呈上调表达调控;CsMPC1丙酮酸转运体基因水平改变引起其转运PA含量的变化,比较发现两者呈负相关;CsE1α丙酮酸脱氢酶基因水平的改变影响PDH活性的变化,比较发现两者呈正相关。但MeJA和SA处理发生PCD过程中PDH活性无明显变化。2.根据mRNA开放读码区序列设计引物,从黄瓜中克隆CsMPC1和CsE1α基因。CsMPC1基因cDNA全长311bp,蛋白由103个氨基酸构成。CsE1α基因cDNA全长1199bp,蛋白由399个氨基酸构成。通过NCBI BlastX比对测序结果显示CsMPC1属于MPC超家族,CsE1α属于TPP超家族。3.构建CsMPC1和CsE1α基因的超表达载体,通过农杆菌介导的浸花法将质粒转入到野生型拟南芥植株中,获得了转CsMPC1和CsE1α基因拟南芥植株。利用三引物法将从拟南芥生物资源中心获得MPC1基因（SALK089763.42.10.x）和E1α基因（SALK056967.56.00.x）T-DNA插入突变体进行PCR鉴定获得纯合株系。4.对筛选出的MPC1和E1α的超表达拟南芥植株（OE-1和OE#-1）和突变体拟南芥植株（mpc1-1和E1α-1）进行表型鉴定、生理指标测定和PCD鉴定。结果如下:（1）突变体植株mpc1-1对ABA敏感,具有抗旱的功能;超表达植株OE-1转运PA水平升高,表明PA转运体行使功能;突变体植株mpc1-1转运PA水平降低,表明PA转运受到阻碍,导致线粒体功能下降,糖酵解途径增强,植株生长受到抑制,但在超表达和突变体植株中均未检测到PCD现象。说明MPC1基因超表达与敲除时,PA代谢发生变化但并不影响植物PCD的发生,这是因为在MPC1基因敲除时MPC家族其他转运蛋白仍在行驶功能,MPC1基因超表达时植株正常生长没有出现细胞死亡现象。（2）超表达植株OE#-1正常生长,并且PDH活性与WT无明显差异,没有出现细胞死亡的现象;在突变体植株E1α-1中PDH活性受到抑制,生物体的有氧代谢受到阻碍,严重阻碍细胞的呼吸,导致ROS大量积累,可能引起植物PCD发生,从而影响植株正常生长发育。这说明E1α基因敲除可能引起植物PCD的发生。