解密!γ-氨基丁酸如何提高植物的抗逆性?

  γ-氨基丁酸(GABA)是一种以自由态广泛存在于各种生物中的四碳非蛋白质氨基酸,在植物的生长和发育过程中担任着信号物质和能量代谢的双重身份。在植物遭受逆境胁迫时,GABA可快速反响并大量积累,含量比正常生长增加10-1000倍以上,可提高植物细胞对逆境胁迫的反应和增强植物对逆境的适应性

1、抗盐害胁迫

△来源于:γ-Aminobutyric Acid Imparts PartialProtection from Salt Stress Injury to Maize Seedlings by ImprovingPhotosynthesis and Upregulating Osmoprotectants and Antioxidants.  (Yongchao Wang, Wanrong Gu, Yao Meng,Tenglong Xie, Lijie Li, Jing Li & Shi Wei. 2017)
  盐胁迫严重损害玉米幼苗细胞功能,抑制光合作用,尤其是高盐害下。外源施用GABA可以减轻有害物质超氧阴离子(O??)和丙二醛(MDA)造成的氧化损伤,帮助维持细胞形态,改善光合作用和叶绿素荧光参数。这些作用可以减轻盐胁迫对光合系统的损害,从而增强了玉米幼苗的耐盐性。
2、抗干旱胁迫

△来源于:外源γ-氨基丁酸对孕穗期干旱胁迫下寒地粳稻氮代谢及产量的调控效应。谷海涛,2018

  与干旱胁迫相比,喷施GABA提高两品种籽粒干物质积累量。在一定范围内,随着喷施GABA浓度的增加,籽粒干物质积累量上升,达到一定浓度后下降,在齐穗后第35天,松粳6与东农425籽粒干物质积累量分别在A3和A2处理下增幅最大,其增幅分别为32.80%和27.67%,分别恢复到正常灌溉的84.79%和88.62%。
3、抗高温胁迫

△来源于:γ-氨基丁酸对高温胁迫下高羊茅耐热性的调控。夏倩倩,2018.

  喷施不同浓度GABA的高羊茅出现了对高温胁迫有不同程度的耐受现象。其中以100mg/L的GABA处理效果最佳,其幼苗存活率较高、色泽较鲜艳、叶片挺直。采用不同浓度的GABA(25、50、100、200和400mg/L)预处理后,各GABA处理组高羊茅幼苗株相对于HS组其干重和鲜重下降幅度有所缓解。且从第2天后,HS G100组高羊茅幼苗株干重和鲜重均显著高于其他GABA处理组(P<0.05)。高温胁迫至第8天时,,HS组幼苗的相对含水量较con-trol组下降了32.50%,差异显著(P<0.05)。而HS (G25、G50、G100、G200、G400)各处理组的相对含水量较control分别下降了8.12%、5.44%、2.84%、3.53%和3.52%,但无显著性差异(P>0.05)其中,100mg/L的GABA处理组高羊茅幼苗株相对含水量相对于con-trol组下降百分比最小。

4、抗低氧胁迫

  低氧处理下幼苗根系生长纤弱,根系长度、鲜质量、干质量明显低于对照;外源添加GABA促进了对照和低氧胁迫下根系的生长,与低氧处理相比,外源GABA处理的根系鲜、干质量分别比低氧处理提高28.9%、38.5%;幼苗鲜、干质量较低氧处理提高38.2%,41.8%,差异均达显著水平,有效缓解了低氧胁迫对幼苗生长的抑制作用;但低氧 GABA VGB处理的幼苗鲜、干质量显著低于低氧 GABA处理(表1).表明GABA在一定程度上可以缓解低氧胁迫对甜瓜幼苗生长的抑制。
5、γ-氨基丁酸在火龙果抗冻上的表现
清水对照组的火龙果树抗冻情况
喷施稀释1000倍的γ-氨基丁酸,火龙果树抗冻效果
6、添加了γ-氨基丁酸的肥料,在玉米抗涝抗旱上的表现
全球新兴的肥料增效剂γ-氨基丁酸(GABA)
  汉和生物独家买断江南大学专利技术,通过全细胞转化法生产的γ-氨基丁酸,反应条件温和,安全性高,效果稳定,所得转化液成分相对简单,杂质含量少,产品活性比其他工艺高出40%以上。

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