γ-氨基丁酸 (GABA)可显著提高豆类作物免受非生物胁迫.pptx

γ-氨基丁酸(GABA)可显著提高豆类作物免受非生物胁迫

GABA简介1953年，发现GABA(γ-氨基丁酸)是马铃薯块茎中普遍存在的一种非蛋白氨基酸(Thompsonetal.1953)，它在植物生长和发育中起内源性信号分子的作用，并在植物组织中迅速积累，以响应多种非生物和生物胁迫(Roberts2007)。可作为氮代谢和氨基酸生物合成的必需中间体，在初级和次级代谢物合成中起着关键作用(Ramos-Ruizetal.2019)。许多研究表明，GABA参与对各种非生物胁迫的耐受性，如：高温(Nayyaretal.2014;Priyaetal.2019)、干旱(Yongetal.2017)、盐碱(Chengetal.2018),、低光照和缺氮(KinnersleyandLin2000)。

GABA简介它通过上调抗氧化防御系统刺激植物生长并减轻胁迫。由于GABA有较高的抗氧化剂活性，能保证作物贮藏期间的质量，有助于提高货架期(Ramos-Ruizetal.2019)。GABA的含量取决于植物的生长和发育阶段，在种子萌发过程中浓度水平显著升高(Kimetal.2013)，在过去的十年中，GABA在植物中的功能引起了新的关注，因为发现细胞内和细胞外GABA浓度在各种胁迫下迅速增加(Shelpetal.2017)。一般情况下，植物组织中GABA水平在0.03～2.0lmolg-1（鲜重）之间，但在非生物胁迫下增加了许多倍(Bhattacharyaetal.2018)。

GABA的生物合成通常，GABA是通过代谢在体内合成的，称为GABA分流途径（三羧酸循环的另一条之路），经过两步三羧酸循环代谢，支路包括三个关键酶：谷氨酸脱羧酶（GAD）、GABA转移酶（GABA-T）、琥珀酸半醛脱氢酶(SSADH)。当植物受到生物或非生物胁迫时，三个关键酶相互作用，协同调控酶活性，使得GABA在植物体内快速大量积累，有效地响应各种逆境胁迫。在植物中通过GABA分流生物合成GABA

GABA在减轻非生物胁迫中的作用

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（1）GABA缓解高温干旱胁迫绿豆是一种富含蛋白质、维生素和矿物质的夏季食品豆类，其温度最佳值约为35C℃/25℃（日/夜）。温度高于36℃/28℃（昼夜温度）在繁殖期对绿豆植株造成高温胁迫，如失花、结荚不良、荚果大小、荚数和种子产量减少等方面。外源GABA处理大大增强了作物的生殖功能（花粉萌发、花粉活力、柱头感受性和胚珠活力），减缓对膜、光合机制的损伤，蔗糖合成等碳同化及其利用，并与对照(未经处理的GABA)植物相比增加了渗透压物质的积累。

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（1）GABA缓解高温干旱胁迫与没有GABA应用的对照相比，GABA应用产生了更多的荚数（28%)，每株种子重量(27%）更高，研究表明，GABA的补充有利于花的发育和生殖功能(Priyaetal.2019)。

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（2）GABA缓解冻害胁迫Yangetal.(2011)，研究表明，GABA的应用显著抑制了桃果实中超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽过氧化物酶、谷胱甘肽S-转移酶、单脱氢抗坏血酸还原酶和脱氢抗坏血酸还原酶等抗氧化酶的活性。外源GABA的应用也提高了三磷酸腺苷和二磷酸腺苷的含量，但降低了腺苷一磷酸含量，导致GABA处理果实中能量电荷水平较高。

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（2）GABA缓解冻害胁迫还有其他一些关于GABA在减轻冷/冷应激方面的作用的报道，例如在桃子中(Shangetal.2011;Bustamanteetal.2016)小麦幼苗(Malekzadehetal.2012)等，然而，外源GABA在冷胁迫豆科中的作用尚未见报道。

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（3）GABA缓解盐胁迫Kumaretal.(2017)研究表明，外源GABA通过增加各种抗氧化酶，减少活性氧(ROS)的积累和渗透压物质，有助于维持细胞形态，增加细胞在盐胁迫下的功能。实验研究了GABA对盐胁迫黑果形态特征和产量属性的影响，结果表明，在30、45、60（播种后天数）各阶段NaCl50mM处理中，NaCl50mM+GABA70mM处理植株高度、植株干重和每株荚数均显著升高，且最大种子产量3.9g，明显优于所有其他处理和对照。

GABA在减轻非生物胁迫中的作用（4）GABA缓解重金属胁迫Songetal.(2010)，报道外源应用GABA，通过激活抗氧化酶作为防御反应，降低ROS引起的羰基化蛋白水平，缓解了H+的氧化损伤和对大麦幼苗的铝毒性。不仅如此，GABA