γ-氨基丁酸對白三葉種子萌發(fā)及幼苗抗旱性的影響.pdf

1、γ-氨基丁酸(GABA)是一種廣泛存在于原核生物和真核生物中的四碳非蛋白氨基酸，各種植物以及植物的各個器官中均有GABA的存在。高等植物組織中GABA含量通常較低，但在不同逆境條件下植物體內(nèi)GABA大量積累，參與植物生長調(diào)控以及逆境脅迫響應(yīng)等生理過程。但目前為止，GABA調(diào)控植物生長發(fā)育的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制以及干旱脅迫下GABA對植物的耐旱生理機(jī)制還不清楚，干旱脅迫下，外源GABA對植物體內(nèi)保護(hù)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)以及內(nèi)源激素的影響也未見報(bào)道

2、。為此，本文以草坪草白三葉種子和幼苗為材料，研究GABA在調(diào)控種子萌發(fā)以及提高幼苗抗旱性中的作用，為闡明GABA在植物逆境響應(yīng)中的作用機(jī)制提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。
　　 結(jié)果表明，0.1、1和10μmol/L的GABA均能夠促進(jìn)白三葉種子萌發(fā)，0.1μmol/LGABA作用效果最明顯;進(jìn)一步研究表明GABA可能通過能增加α-淀粉酶活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)的降解來促進(jìn)白三葉種子的萌發(fā);藥理學(xué)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，Ca2+的螯合劑EGTA、質(zhì)膜Ca2+

3、通道阻斷劑LaCl3、液泡Ca2+釋放抑制劑RR和GABA共處理后，GABA促進(jìn)白三葉種子萌發(fā)的作用均被抑制;且EGTA和LaCl3的抑制作用比RR更顯著。這表明，GABA促進(jìn)白三葉種子萌發(fā)過程中可能涉及了胞內(nèi)外Ca2+的參與，且胞外的Ca2+作用更為重要;一氧化氮(NO)清除劑cPTIO、NR抑制劑NaN3與GABA共處理后，GABA促進(jìn)白三葉的萌發(fā)速率被顯著抑制;而NOS的抑制劑L-NAME和GABA共處理后，對GABA促進(jìn)白三葉種

4、子萌發(fā)的影響不明顯，推測NO可能參與了GABA促進(jìn)白三葉種子萌發(fā)過程，而且這一過程主要依賴于NR途徑。
　　 GABA能促進(jìn)干旱脅迫下白三葉種子萌發(fā)以及幼苗的生長，提高白三葉幼苗的抗旱性。其作用機(jī)制可能是通過提高幼苗生物量、相對含水量、保護(hù)酶(SOD、POD、CAT)活性，降低氧自由基產(chǎn)生速率以及促進(jìn)脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)含量等途徑來實(shí)現(xiàn)。此外，干旱脅迫下白三葉幼苗中ABA和JA能迅速增加，在36 h時達(dá)到高峰，同時LO

5、X活性也迅速增加，24 h時達(dá)到峰值，且變化趨勢一致。GABA處理后能顯著提高ABA和JA的含量以及LOX的活性，推測，干旱脅迫下GABA可通過促進(jìn)LOX活性的增加，進(jìn)而促進(jìn)ABA和JA含量的積累，傳遞脅迫信號，誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗旱能力;而干旱脅迫下，白三葉幼苗中的IAA、iPA和GA含量均顯著下降，外施GABA能明顯延緩IAA、iPA含量的降低，但對GA的影響不顯著。這表明，干旱脅迫下，GABA可通過延緩IAA和iPA含量的降低來緩解干旱