γ-氨基丁酸介导渗透物质、氮代谢及抗氧化防御的调控赋予绿豆剂量依赖性的抗旱性

《Journal of the Science of Food and Agriculture》：γ-Aminobutyric acid-mediated regulation of osmolytes, nitrogen metabolism, and antioxidant defense confers dose-dependent drought tolerance in mungbean

　　

摘要

背景

干旱通过扰乱生理和代谢过程严重限制绿豆（Vigna radiata）的生长。虽然γ-氨基丁酸（GABA）可以增强对非生物胁迫的耐受力，但其在不同干旱强度下对绿豆的剂量依赖性效应仍不明确。

结果

本研究评估了外源GABA（0、0.5、1和2?mmol?L^?1）在充分供水（WW）、中度干旱（MD）和重度干旱（SD）条件下对绿豆生长、渗透调节物质积累、氮同化和抗氧化防御的影响。两个干旱胁迫水平均显著降低了茎根生长和生物量、叶片相对含水量、光合色素以及NO?^?、NH?⁺的含量，以及硝酸还原酶（NR）、谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合酶（GOGAT）的活性。氧化应激加剧，表现为H₂O₂、丙二醛（MDA）、脱氢抗坏血酸和氧化型谷胱甘肽水平升高。干旱还增加了脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、总酚类和抗氧化酶（SOD、CAT、APX）的含量，但降低了抗坏血酸（AsA）、谷胱甘肽（GSH）以及MDHAR和DHAR的活性，表明AsA-GSH循环受到破坏。外源GABA，尤其是2?mmol?L^?1浓度，通过改善渗透调节、增强抗氧化防御和恢复氮同化，显著缓解了这些不利影响。GABA处理增加了脯氨酸、甘氨酸甜菜碱、NR、GS、GOGAT和抗氧化酶活性（SOD、CAT、APX、GR），同时改善了AsA-GSH回收并减少了H₂O₂和MDA的积累。GABA的保护作用在中度干旱条件下比重度干旱条件下更为显著。

结论

GABA通过协调调控渗透调节、抗氧化防御和氮代谢来增强绿豆的耐旱性，凸显了其作为水分限制条件下维持生产力的诱导剂的应用潜力。未来需要进行分子研究以阐明GABA调控绿豆耐旱性的机制。? 2026 化学工业学会。

利益冲突

作者声明他们不存在任何已知可能影响本文所报告工作的竞争性经济利益或个人关系。

数据可用性声明

所有数据均可通过联系通讯作者获取。