盐胁迫下γ-氨基丁酸(GABA)对杨树生长与碳代谢的调控作用

##γ-氨基丁酸(GABA)是一种非蛋白质组成的四碳氨基酸,在动物大脑中作为重要的神经递质抑制剂,而在植物生长发育和逆境胁迫中起着重要作用。课题组前期研究发现 GABA 在盐胁迫林木中倾向于作为信号分子(Plant Cell and Environment 2010)以及参与激素信号途径和碳氮代谢响应(Planta 2018;Ec otoxicology and Environmental Safety 2020);还发现GABA能够降低低氮诱导的抗性物质的增加,从而分配更多的碳用于生长(Tree Physiology 2020),那么这种既能提高抗逆性又能兼顾生长的作用是否具有普适性?本研究继续以盐胁迫幼苗为材料,在低盐(N1)、中盐(N2)和高盐(N3)浓度的盐胁迫下,分别施加 0 和 10 mM GABA,研究GABA对盐胁迫下杨树(Populus alba×P.glulosa 84K)幼苗生长和生理性状以及代谢组和转录组水平响应。结果发现不同浓度盐胁迫均显著抑制植株的生长,施加外源 GAB A(N2GB)则显著增加杨树幼苗叶面积、叶片数量以及光合参数,提高幼苗生物量。施加外源GABA还增加结构性碳水化合物含量,并伴随着相关碳代谢基因表达变化,降低了茎中非结构性碳水化合物含量,这意味着盐胁迫下外源GABA通过调控杨树叶与茎碳代谢促进生长。此外,同位素标记实验发现,外源GABA显著增加杨树幼苗各部位光合碳同化产物的固定量,并促进碳从源向库的分配。结果表明,外源 GABA 通过调控盐胁迫下杨树碳流走向,直接影响碳固定能力及碳的转运和分配,揭示其既具备促进生长又兼顾抵御逆境功能。