本發(fā)明涉及γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途。

背景技術(shù)：

玉米是我國重要的糧食和飼料作物，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位。鹽漬化土壤是一種廣泛分布的低產(chǎn)土壤，是造成世界范圍內(nèi)作物減產(chǎn)的主要環(huán)境因子之一。鹽脅迫會影響作物正常的生長發(fā)育，而玉米又是中度鹽敏感型作物，鹽脅迫會嚴重影響玉米的生理代謝，從而直接影響玉米的生長發(fā)育和產(chǎn)量品質(zhì)形成。

γ-氨基丁酸(GABA)是一種以自由態(tài)存在于各種生物中的四碳非蛋白質(zhì)氨基酸，它極易溶于水，這依賴于其在植物中存在多種構(gòu)型。植物如參屬、豆薯等的種子中含有GABA，此外在一些植物的根莖中也都含有GABA。動物體內(nèi)的GABA幾乎只存在于神經(jīng)組織中，它能參加許多代謝進程，有很高的生理活性，是重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，且也是目前研究較為深入的神經(jīng)遞質(zhì)。

GABA是一種化學物質(zhì)，它第一次被人工合成的時間是在1883年。研究表明，GABA在哺乳動物正常的腦內(nèi)含量較高，但其生理意義仍然不明確。Segal SA等人證實GABA對哺乳動物的中樞神經(jīng)具有普遍抑制作用。據(jù)目前研究，GABA的生理活性主要表現(xiàn)在以下幾方面：①鎮(zhèn)靜神經(jīng)、抗焦慮；②降低血壓；③治療疾??；④降低血氨；⑤提高腦活力；⑥促進乙醇代謝。此外GABA還在保健方面有重要作用。在食品工業(yè)中，GABA可利用糧食加工副產(chǎn)品制備的GABA添加劑，可利用發(fā)酵法生物合成GABA添加劑，開發(fā)功能性乳制品，應用于烘焙食品及在飲料中應用等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是要提供γ-氨基丁酸的新用途。

本發(fā)明γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途，具體為γ-氨基丁酸對鹽脅迫下玉米葉片氧化損傷及酶活性具有調(diào)控作用。

進一步的，γ-氨基丁酸能降低鹽脅迫下玉米幼苗葉片內(nèi)的丙二醛含量，從而減少對細胞膜的損傷。

進一步的，γ-氨基丁酸處理能降低玉米幼苗葉片內(nèi)超氧陰離子含量，外源γ-氨基丁酸能減少超氧陰離子在葉片內(nèi)的積累。

進一步的，γ-氨基丁酸降低葉片內(nèi)超氧化物歧化酶含量。

進一步的，γ-氨基丁酸處理有助于過氧化物酶(POD)活性的提升。GABA的最佳濃度為0.5mmol/L。

進一步的，0.5mmol/L的γ-氨基丁酸能提高NaCl脅迫下抗氧化酶系統(tǒng)的活性，減少有害物質(zhì)的積累，保證幼苗正常的生理代謝。

本發(fā)明γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途，具體為γ-氨基丁酸對鹽脅迫下玉米幼苗氮代謝具有調(diào)控作用。

進一步的，γ-氨基丁酸能提高NaCl脅迫生長下的玉米葉片和根系的可溶性蛋白含量，緩解NaCl脅迫對玉米幼苗根系的影響。

進一步的，NaCl脅迫下，γ-氨基丁酸處理能降低玉米葉片和根系內(nèi)丙酮酸含量。

進一步的，γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系的谷氨酰胺合成酶活性。

進一步的，γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系的谷氨酸合成酶活性。

進一步的，γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系的谷氨酸脫氫酶活性。

進一步的，γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系的谷氨酸脫羧酶活性。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明提供了γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途。與現(xiàn)有技術(shù)相比其具有以下優(yōu)勢：

1、相對于其他的植物生長調(diào)節(jié)劑，γ-氨基丁酸具有更高的活性；

2、γ-氨基丁酸均為生物體天然存在的氨基酸，對人體不存在任何毒性，對玉米處理后不存在殘毒殘效；

3、處理方法簡便，可操作性強。

附圖說明

圖1為鄭單958不同濃度GABA對鹽脅迫下丙二醛含量的影響；

圖2為東農(nóng)253不同濃度GABA對鹽脅迫下丙二醛含量的影響；

圖3為鄭單958不同濃度GABA對鹽脅迫下超氧陰離子含量的影響；

圖4為東農(nóng)253不同濃度GABA對鹽脅迫下超氧陰離子含量的影響；

圖5為鄭單958玉米葉片超氧陰離子組織化學定位；

圖6為東農(nóng)253玉米葉片超氧陰離子組織化學定位；

圖7為鄭單958不同濃度GABA對鹽脅迫下SOD活性的影響；

圖8為東農(nóng)253不同濃度GABA對鹽脅迫下SOD活性的影響；

圖9為鄭單958不同濃度GABA對鹽脅迫下POD活性的影響；

圖10為東農(nóng)253不同濃度GABA對鹽脅迫下POD活性的影響；

圖11為鄭單958不同濃度GABA對鹽脅迫下CAT活性的影響；

圖12為東農(nóng)253不同濃度GABA對鹽脅迫下CAT活性的影響；

圖13為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片可溶性蛋白含量的影響；

圖14為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片可溶性蛋白含量的影響；

圖15為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系可溶性蛋白含量的影響；

圖16為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系可溶性蛋白含量的影響；

圖17為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片丙酮酸含量的影響；

圖18為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片丙酮酸含量的影響；

圖19為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系丙酮酸含量的影響；

圖20為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系丙酮酸含量的影響；

圖21為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酰胺合成酶活性的影響；

圖22為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酰胺合成酶活性的影響；

圖23為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系谷氨酰胺合成酶活性的影響；

圖24為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系谷氨酰胺合成酶活性的影響；

圖25為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸合成酶活性的影響；

圖26為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸合成酶活性的影響；

圖27為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸合成酶活性的影響；

圖28為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸合成酶活性的影響；

圖29為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸脫氫酶活性的影響；

圖30為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸脫氫酶活性的影響；

圖31為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸脫氫酶活性的影響；

圖32為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸脫氫酶活性的影響；

圖33為鄭單958GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸脫羧酶活性的影響；

圖34為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下葉片谷氨酸脫羧酶活性的影響；

圖35為鄭單958GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸脫羧酶活性的影響；

圖36為東農(nóng)253GABA對鹽脅迫下根系谷氨酸脫羧酶活性的影響。

具體實施方式

本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途，具體為γ-氨基丁酸對鹽脅迫下玉米葉片氧化損傷及酶活性具有調(diào)控作用。

具體實施方式二：本實施方式與具體實施方式一不同的是：γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米幼苗葉片內(nèi)的丙二醛含量，從而減少對細胞膜的損傷。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式三：本實施方式與具體實施方式一不同的是：γ-氨基丁酸降低葉片內(nèi)超氧陰離子含量，減少超氧陰離子在葉片內(nèi)的積累。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式四：本實施方式與具體實施方式一不同的是：γ-氨基丁酸降低葉片內(nèi)超氧化物歧化酶含量。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式五：本實施方式與具體實施方式一不同的是：γ-氨基丁酸有助于過氧化物酶活性的提升，其中處理時γ-氨基丁酸的濃度為0.5mmol/L。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式六：本實施方式與具體實施方式一不同的是：γ-氨基丁酸提高NaCl脅迫下抗氧化酶系統(tǒng)的活性，減少有害物質(zhì)的積累。其它與具體實施方式一相同。

具體實施方式七：本實施方式γ-氨基丁酸提高玉米耐鹽脅迫能力的用途，具體為γ-氨基丁酸對鹽脅迫下玉米幼苗氮代謝具有調(diào)控作用。

具體實施方式八：本實施方式與具體實施方式七不同的是：γ-氨基丁酸提高鹽脅迫下玉米葉片和根系的可溶性蛋白含量。其它與具體實施方式七相同。

具體實施方式九：本實施方式與具體實施方式七不同的是：γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系內(nèi)的丙酮酸含量。其它與具體實施方式七相同。

具體實施方式十：本實施方式與具體實施方式七不同的是：γ-氨基丁酸降低鹽脅迫下玉米葉片和根系的谷氨酰胺合成酶活性、玉米葉片和根系的谷氨酸合成酶活性、玉米葉片和根系的谷氨酸脫氫酶活性以及玉米葉片和根系的谷氨酸脫羧酶活性。其它與具體實施方式七相同。

為驗證本發(fā)明的有益效果，進行以下試驗：

1材料與方法

1.1試驗材料

供試玉米品種：耐鹽型品種鄭單958、鹽敏感型品種東農(nóng)253，選用籽粒飽滿、整齊一致、凈度高且無害的種子，播種前進行發(fā)芽試驗。

供試植物生長調(diào)節(jié)劑：γ-氨基丁酸(GABA)，購自sigma公司。

1.2試驗設計

試驗于2014、2015年在東北農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院溫室進行。水培試驗播種前將挑選好的種子在恒溫25℃下浸泡24h，將種子播種在放有蛭石的直徑為0.5m，深度為7cm的圓盤中，每盤80粒種子，之后在種子上覆蛭石2-3cm，每天視情況澆水。待幼苗長至2葉1心時，將幼苗移至裝有1/2霍格蘭營養(yǎng)液的水槽中，通氣裝置24h向水槽中通氣，以保證幼苗生長的需氧量。每隔2d更換一次營養(yǎng)液，并且定期調(diào)節(jié)溶液pH值，保證其為幼苗生長最適pH值，待幼苗生長到3葉1心時進行處理和取樣。每個試驗處理3次重復。

1.2.1種子萌發(fā)試驗設計

1.2.1.1NaCl濃度的篩選

選取大小一致，籽粒飽滿的試驗種子，種子表面用0.1％的HgCl₂溶液消毒15min，取出后用蒸餾水反復沖洗3次，之后用吸水紙吸干。將種子浸泡在清水中24h。將直徑為150mm的培養(yǎng)皿洗凈，并且放入滅菌鍋中高溫殺菌30分鐘。在培養(yǎng)皿中放入2層濾紙，并分別加入(1)清水(CK)，(2)50mmol/L NaCl(AT1)，(3)100mmol/L NaCl(AT2)，(4)150mmol/L NaCl(AT3)，(5)200mmol/L NaCl(AT4)溶液20ml。將浸泡后的種子胚向上且同方向擺放在培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放80粒，種子上放1層濾紙，保水保濕，三次重復。人工氣候箱溫度為28/22℃，每天光照時數(shù)為12h，黑暗時數(shù)為12h，相對濕度為60％，光照強度為4000lux。主根長達到種子長度一半的時候為發(fā)芽標準，每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。

1.2.1.2不同濃度GABA調(diào)控種子萌發(fā)試驗

選取大小一致，籽粒飽滿的試驗種子，種子表面用0.1％的HgCl₂溶液消毒15min，取出后用蒸餾水反復沖洗3次，之后用吸水紙吸干。將種子浸泡在清水中24h。將直徑為150mm的培養(yǎng)皿洗凈，并且放入滅菌鍋中高溫殺菌30分鐘。在培養(yǎng)皿中放入2層濾紙，并分別加入(1)清水(CK)，(2)100mmol/L NaCl(AN)，(3)100mmol/L NaCl+0.25mmol/L GABA(ANG1)，(4)100mmol/L NaCl+0.5mmol/L GABA(ANG2)，(5)100mmol/L NaCl+1mmol/L GABA(ANG3)，(6)100mmol/L NaCl+2mmol/L GABA(ANG4)。將浸泡后的種子胚向上且同方向擺放在培養(yǎng)皿中，每個培養(yǎng)皿中放80粒，種子上放1層濾紙，保水保濕，三次重復。人工氣候箱溫度為28/22℃，每天光照時數(shù)為12h，黑暗時數(shù)為12h，相對濕度為60％，光照強度為4000lux。主根長達到種子長度一半的時候為發(fā)芽標準，每天統(tǒng)計發(fā)芽數(shù)。

1.2.2幼苗生長水培試驗設計

1.2.2.1NaCl濃度的篩選

玉米幼苗生長到3葉1心時，進行處理。處理前更換一次霍格蘭營養(yǎng)液，之后加入NaCl，使得NaCl在溶液中的濃度分別達到0mmol/L(CK)，50mmol/L(BN1)，100mmol/L(BN2)，150mmol/L(BN3)，200mmol/L(BN4)和250mmol/L(BN5)。加入氯化鈉后48h取樣測定。葉片取第2片葉，用錫紙包樣，-80℃保存待用。

1.2.2.2GABA濃度的篩選試驗

玉米幼苗生長到3葉1心時，進行處理。處理前更換一次霍格蘭營養(yǎng)液，之后加入GABA，使得GABA在溶液中的濃度分別達到0mmol/L(CK)，0.25mmol/L(BNG1)，0.5mmol/L(BNG2)，1.0mmol/L(BNG3)，2.0mmol/L(BNG4)。加入GABA的24h后，溶液中分三次加入NaCl，使得最終濃度為150mmol/L，待NaCl濃度為150mmol/L時即為0h，加入NaCl后0、12、24、36、48h，取樣測定。葉片取第2片葉，根系取生長良好的，用錫紙包樣，-80℃保存待用。

1.2.2.3GABA調(diào)控幼苗生長試驗

玉米幼苗生長到3葉1心時，進行處理。處理前更換一次霍格蘭營養(yǎng)液，之后加入GABA，使得GABA在溶液中的濃度達到0和0.5mmol/L。加入GABA的24h后，溶液中分三次加入NaCl，使得最終濃度為0和150mmol/L，待NaCl濃度為150mmol/L時即為0h，四個處理分別為0mmol/L GABA+0mmol/L NaCl(CK)，0.5mmol/L GABA+0mmol/L NaCl(G)，0mmol/L GABA+150mmol/L NaCl(N)，0.5mmol/L GABA+150mmol/L NaCl(NG)。加入NaCl后0、12、24、36、48h，取樣測定。葉片取第2片葉，根系取生長良好的，用錫紙包樣，-80℃保存待用

1.3測定指標及方法

1.3.1氧化損傷及抗氧化酶活性指標

1.3.1.1丙二醛(MDA)含量

硫代巴比妥酸法測定。

1.3.1.2超氧陰離子(0₂^-)含量

采用羥氨氧化法測定。

1.3.1.3超氧化物歧化酶(SOD)活性

用NBT還原法測定。

1.3.1.4過氧化物酶(POD)活性

采用愈創(chuàng)木酚法。

1.3.1.5過氧化氫酶(CAT)活性

5.73ml PBS溶液+0.2ml酶液，測定管沸水浴10min，對照管不水浴。10min水浴后將對照與測定管25℃水浴5min后，逐管加入0.07ml H₂O₂反應液，每加完一管后即計時，并迅速倒入石英比色杯中，240nm下比色，每隔1min讀數(shù)1次，共讀數(shù)3次。

1.3.2氮代謝相關(guān)指標測定

1.3.2.1可溶性蛋白含量

考馬斯亮藍法測定。

1.3.2.2谷氨酸脫氫酶(GAD)活性

采用GABA比色定量法測定谷氨酸脫羧酶(GAD)活性，以每30min生成1μmol GABA作為一個酶活力單位。

1.3.2.3谷氨酰胺合成酶(GS)活性

參照Oaks等的方法，用γ-谷氨?；惲u肟酸(GHA)作標準曲線，測定GS活力，酶活力以μmol NADH·g^-1FM·min^-1表示。

1.3.2.4谷氨酸合成酶(GOGAT)活性

谷氨酸合成酶(GOGAT)的酶液提取同GS，活性測定參照Singh和Srivastava^[166]的方法，酶活力用μmol NADH·g^-1FM·min^-1表示。

1.3.2.5谷氨酸脫氫酶(GDH)活性

谷氨酸脫氫酶(GDH)的酶液提取同GS，活性測定參照Lin和Kao的方法，酶活力用μmol NADH·g^-1FM·min^-1表示。

1.3.2.6丙酮酸含量

稱取0.5g新鮮植物組織于研缽內(nèi)加適量8％三氯乙酸，仔細研成勻漿，再用8％三氯乙酸洗入25ml容量瓶，定容至刻度。塞緊瓶塞，振搖提取，靜置30min。取約10ml勻漿液離心(4000r/min)10min，上清液備用。取1.0ml上清液于刻度試管中，加2ml 8％三氯乙酸，加1.0ml 0.1％2,4-二硝基苯肼液，搖勻，再加5.0ml 1.5mol/L，NaOH溶液，搖勻顯色，10min后在520nm波長下比色，記錄吸光度，在標準曲線上查得測定管的丙酮酸含量。

2結(jié)果與分析

2.1外源GABA對NaCl脅迫下玉米葉片氧化損傷及酶活性的調(diào)控

2.1.1對丙二醛含量的影響

丙二醛是膜脂過氧化的產(chǎn)物，對細胞膜具有損害作用。如圖1和2所示(圖中◆表示CK，□表示BN，▲表示BNG1，×表示BNG2，■表示BNG3，●表示BNG4)，鄭單958對照處理丙二醛含量(MDA)在0-48h中沒有明顯的變化，其他處理都出現(xiàn)丙二醛含量上升的情況。其中BN處理丙二醛含量高于其他的處理，這表明GABA能降低鹽脅迫下玉米幼苗葉片內(nèi)的丙二醛含量，從而減少對細胞膜的損傷。在脅迫48h時，BNG2處理效果要好于其他GABA處理，并且與其他GABA處理差異顯著。在0-48h中，東農(nóng)253葉片丙二醛含量出現(xiàn)了較大的波動。對照的丙二醛含量變化較小，BN處理在0-24h內(nèi)含量上升，之后下降，36-48h又出現(xiàn)了明顯的含量上升。GABA的所有處理總體上表現(xiàn)出0-12h內(nèi)含量上升，之后丙二醛含量出現(xiàn)下降，在24-48h，MDA含量持續(xù)上升。在48h時，BNG2處理的丙二醛含量低于其他的GABA處理，且差異顯著。結(jié)果表明，由于品種特性，鄭單958在受到NaCl脅迫時體內(nèi)丙二醛含量變化幅度較小，東農(nóng)253變化劇烈。GABA處理后，兩個品種的丙二醛含量相對BN處理均下降，這表明GABA能減少脅迫下膜脂過氧化物的生成，減小對細胞的損害。在供試的GABA濃度中，BNG2(0.5mmol/L)處理效果好于其他處理，這表明適宜濃度的調(diào)節(jié)物質(zhì)對于調(diào)控效果有顯著的影響。

2.1.2對超氧陰離子含量的影響

氧氣在植物體內(nèi)產(chǎn)生氧自由基時第一個產(chǎn)生的就是超氧陰離子，其本身具有毒性，進行一系列的反應后會產(chǎn)生其他的氧自由基，對細胞有毒害作用。由圖3和4可知(圖中◆表示CK，□表示BN，▲表示BNG1，×表示BNG2，■表示BNG3，●表示BNG4)，隨著脅迫時間的增加，鄭單958對照葉片超氧陰離子含量保持穩(wěn)定，而其他處理則出現(xiàn)上升趨勢。BN處理在24-48h中高于其他處理，且48h時與其他處理差異顯著。GABA處理超氧陰離子含量低于BN處理，其中BNG2處理葉片超氧陰離子含量低于其他GABA處理，且在36h和48h與其他GABA處理差異顯著。東農(nóng)253的對照處理在脅迫時間內(nèi)超氧陰離子含量相對穩(wěn)定，低于所有處理且在各取樣點差異均顯著。BN處理在0-12h超氧陰離子含量略微下降，后出現(xiàn)大幅度上升的現(xiàn)象，且在36h和48h超氧陰離子含量高于所有處理，且差異顯著。GABA各處理超氧陰離子含量變化趨勢呈現(xiàn)“W”型，且在24h時呈現(xiàn)最高數(shù)值。其中BNG2處理含量低于其他GABA處理，但是差異不顯著。結(jié)果表明，未受脅迫時，玉米幼苗葉片內(nèi)超氧陰離子含量趨于穩(wěn)定，當鹽脅迫時則出現(xiàn)較大幅度的波動。GABA處理能降低葉片內(nèi)超氧陰離子含量，且BNG2處理效果最好。兩個品種之間，鄭單958的BN處理超氧陰離子含量變化相對平穩(wěn)，東農(nóng)253變化的幅度較大，48h時的含量未出現(xiàn)平穩(wěn)或者下降趨勢。在GABA處理中，東農(nóng)253的超氧陰離子含量24h后出現(xiàn)明顯的下降趨勢，鄭單958則為小幅下降或平穩(wěn)，所以GABA對于東農(nóng)253葉片超氧陰離子積累的緩解作用好于鄭單958。

2.1.3玉米葉片超氧陰離子組織化學定位

超氧陰離子組織化學定位技術(shù)將O₂^·-在植株體內(nèi)的分布和含量可視化。圖中藍色點狀物代表超氧陰離子在葉片內(nèi)的含量和分布。兩個玉米品種中，對照處理點狀物較少，BN處理點狀物最多且分布于整個葉片中。外源GABA能減少超氧陰離子在葉片內(nèi)的積累，BNG2處理效果最好。兩個品種的BNG2處理點狀物最少，并且多分布于葉片的中后部。其他GABA處理與BN處理相比點狀物有所減少，但效果不明顯，且點狀物分布于整個葉片(圖5和6)。

2.1.4對超氧化物歧化酶活性的影響

SOD能歧化兩個O₂^·-自由基成為H₂O₂和O₂，這一過程對于保護細胞至關(guān)重要。如圖7和8所示(圖中◆表示CK，□表示BN，▲表示BNG1，×表示BNG2，■表示BNG3，●表示BNG4)，隨著脅迫時間的增加，除對照外，兩個玉米品種的超氧化物歧化酶(SOD)活性均出現(xiàn)較大的波動。NaCl脅迫的0-12h，由于植株的自身防御特性，兩個品種SOD活性出現(xiàn)明顯的升高，BNG2和BNG4處理的SOD活性高于其他處理，彼此差異不顯著，但與其他處理差異顯著。脅迫后的12-24h，隨著活性氧自由基在植株體內(nèi)含量的減少或趨于穩(wěn)定，鄭單958的SOD活性呈現(xiàn)下降趨勢，東農(nóng)253部分處理SOD活性表現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)，但BNG2和BNG1處理則表現(xiàn)出活性上升趨勢。在脅迫的24-48h后，由于活性氧的持續(xù)積累，鄭單958的SOD活性持續(xù)升高，以便于清除體內(nèi)活性氧，其中BNG2處理效果最好。東農(nóng)253除BNG2處理外，其他處理在脅迫36-48h后，SOD活性下降。其中BN是除對照外活性最低的處理，且與其他處理差異顯著，BNG2活性最高，且與其他處理差異顯著。結(jié)果表明，兩個玉米品種對于NaCl脅迫響應敏感程度不同，鄭單958會快速的對脅迫做出響應，而東農(nóng)253則響應緩慢，這可能與二者對脅迫抗性不同有關(guān)。

2.1.5對過氧化物酶活性的影響

H₂O₂對細胞會產(chǎn)生毒害作用，POD被認為是活性氧清除系統(tǒng)中主要的H₂O₂清除酶。由圖9和10可知(圖中◆表示CK，□表示BN，▲表示BNG1，×表示BNG2，■表示BNG3，●表示BNG4)，兩個玉米品種對照的過氧化物酶(POD)活性隨著脅迫時間的增加變化不明顯，其他處理均出現(xiàn)明顯的變化。兩個品種的POD活性均呈現(xiàn)先上升后下降，之后再上升的趨勢。NaCl脅迫初期，由于玉米自身的防御機制，會升高體內(nèi)的POD活性，以便于清除H₂O₂，GABA處理有助于POD活性的提升，其中BNG2處理效果最為明顯。在脅迫后12h，兩個品種BNG2處理的POD活性高于其他處理，且差異顯著。隨著有害物質(zhì)在玉米幼苗體內(nèi)的穩(wěn)定，在脅迫后的12-36h，POD活性呈現(xiàn)下降的趨勢，在此過程的所有處理中BNG2處理活性最高。在脅迫后的36h東農(nóng)253的部分處理POD活性低于對照，這可能是因為NaCl脅迫對幼苗的生理機制造成了一定的損傷，使酶的合成等過程受阻。在脅迫后48h，隨著活性氧等物質(zhì)的積累，玉米幼苗體內(nèi)的POD活性隨之升高，其中兩個品種的BN處理活性最低，BNG2處理活性最高，但與其他GABA的處理差異不顯著。結(jié)果表明，在未受到脅迫的玉米幼苗中，POD活性穩(wěn)定，當受到脅迫時玉米幼苗會啟動自身防御機制，抵抗損傷。GABA有助于POD活性的提升，其中BNG2處理的GABA濃度(0.5mmol/L)效果最為理想。

2.1.6對過氧化氫酶活性的影響

CAT能將H₂O₂分解成為H₂O和O₂，從而降低H₂O₂含量。隨著脅迫時間的增加，除對照外，其他處理的過氧化氫酶(CAT)活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，脅迫后的24h活性最高。鄭單958中，BN處理的CAT活性低于含有GABA的處理，其中BNG2好于其他的GABA處理，且在12和24h與其他的GABA處理差異顯著。脅迫48h后，BNG2處理活性高于其他處理，但差異不顯著。在東農(nóng)253中，BNG2處理仍效果好于其他處理，且在脅迫后的36h和48h顯著的高于其他處理，見圖11和12(圖中◆表示CK，□表示BN，▲表示BNG1，×表示BNG2，■表示BNG3，●表示BNG4)。在脅迫后48h，BN處理的CAT活性低于對照的活性，這可能是因為脅迫造成玉米的某些生理障礙，導致酶的合成途徑受阻。

綜合以上數(shù)據(jù)可知，0.5mmol/L的GABA能提高NaCl脅迫下抗氧化酶系統(tǒng)的活性，減少有害物質(zhì)的積累，保證幼苗正常的生理代謝。因此，也驗證了此濃度為幼苗形態(tài)建成最佳濃度的結(jié)論，之后試驗采用0.5mmol/L GABA進行。

2.2外源GABA對NaCl脅迫下玉米幼苗氮代謝的調(diào)控

2.2.1對可溶性蛋白含量的影響

2.2.1.1對葉片可溶性蛋白的影響

可溶性蛋白是重要的滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)和營養(yǎng)物質(zhì)，他們的增加和積累能提高細胞的保水能力，對細胞的生命物質(zhì)及生物膜起到保護作用。由圖13和14可知(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)，隨著脅迫時間的增加，兩個玉米品種的葉片可溶性蛋白含量呈現(xiàn)先升高后下降，之后再次升高的趨勢。鄭單958中，四個處理中可溶性蛋白含量的順序為G＞CK＞NG＞N。這表明，GABA能明顯的提高未受到NaCl脅迫的鄭單958葉片內(nèi)的可溶性蛋白含量，增加幅度為12.61％-38.89％，除了脅迫后的24h外，其他時間與對照差異顯著。與對照相比，NaCl會明顯的降低鄭單958葉片內(nèi)的可溶性蛋白的含量，降低的幅度為28.91％-37.39％，所有取樣時間差異均顯著。NaCl脅迫下，施用GABA能顯著的提高葉片內(nèi)可溶性蛋白含量，緩解因NaCl脅迫造成的可溶性蛋白含量下降的現(xiàn)象。NG處理葉片內(nèi)可溶性蛋白含量高于N處理，增加的幅度為17.42％-30.77％，除了脅迫后的24h外，其他取樣時間差異均顯著。東農(nóng)253的G處理葉片內(nèi)可溶性蛋白含量高于對照，提高的比例為17.46％-34.37％，除了脅迫的48h外，其他時間差異顯著。NaCl脅迫明顯的降低了葉片內(nèi)可溶性蛋白含量，隨著GABA的施用，NG處理的蛋白含量明顯的高于N處理，增加了14.96％-78.18％，除脅迫后24h差異不顯著外，其他取樣時間差異顯著。兩個品種相比，脅迫后的東農(nóng)253玉米幼苗對GABA的響應更為強烈，其葉片內(nèi)可溶性蛋白含量變化范圍大于鄭單958。

2.2.1.2對根系可溶性蛋白的影響

隨著脅迫時間的增加，兩個品種根系的可溶性蛋白含量呈現(xiàn)出與葉片相同的趨勢。兩個品種的根系可溶性蛋白含量排序為G＞CK＞NG＞N，這表明GABA能提高正常生長條件和NaCl脅迫生長下的根系的可溶性蛋白含量，緩解NaCl脅迫對玉米幼苗根系的影響。在鄭單958中，G處理與對照的可溶性蛋白含量除了12h差異不顯著外，其他時間差異顯著。每個取樣時間的NG處理可溶性蛋白含量均高于N處理，增加的范圍在12％-45.16％間，且在脅迫后的12h、24h和36h差異顯著。東農(nóng)253的G處理可溶性蛋白含量高于對照處理，但是各個取樣時間差異不顯著，提高的幅度在4.25％-12.09％間。NG處理與N處理的可溶性蛋白含量除0h差異不顯著外，其他取樣時間均差異顯著，且NG處理較N處理提高的幅度在18.84％-48.75％之間，見圖15和16(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。

2.2.2對丙酮酸含量的影響

2.2.2.1對葉片丙酮酸含量的影響

丙酮酸參與整個生物體基本代謝的中間產(chǎn)物之一。丙酮酸可通過乙酰CoA和三羧酸循環(huán)實現(xiàn)體內(nèi)糖、脂肪和氨基酸間的互相轉(zhuǎn)化，因此，丙酮酸在三大營養(yǎng)物質(zhì)的代謝聯(lián)系中起著重要的樞紐作用。如圖17和18所示(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)，隨著脅迫時間的增加，兩個玉米品種葉片丙酮酸含量大致呈現(xiàn)上升趨勢。在鄭單958中，G處理葉片內(nèi)丙酮酸含量低于對照，除0h二者差異不顯著外，其他時間差異均顯著。與對照相比，NaCl脅迫會導致葉片內(nèi)丙酮酸含量上升，GABA處理后會降低葉片內(nèi)丙酮酸的含量，如脅迫后的36h，NG處理丙酮酸含量比N處理低23.85％。除脅迫0h的NG處理和N處理差異不顯著外，其他取樣時間兩個處理差異均顯著。東農(nóng)253的G處理丙酮酸含量在12、24和36h均低于對照，且差異顯著。所有取樣點NG處理的丙酮酸含量均低于N處理，降低的幅度為7.14％-37.5％，除0h差異不顯著，其他時間差異顯著。

2.2.2.2對根系丙酮酸含量的影響

兩個品種根系丙酮酸含量隨著脅迫時間的增加而增加，脅迫后的36h含量最高，之后呈現(xiàn)下降趨勢，見圖19和20(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。在鄭單958中，G處理在0h時丙酮酸含量高于對照，其他取樣時間的含量均低于對照，且在脅迫后12h和24h與對照差異顯著。脅迫后12、24、36和48h后的N處理丙酮酸含量高于對照，并且與對照差異顯著。脅迫后的12-48h中，NG處理丙酮酸含量低于N處理，降低的幅度為8.25％-29.33％。在東農(nóng)253中，脅迫后的12-48h的G處理丙酮酸含量低于對照處理，且差異顯著；NG處理丙酮酸含量低于N處理，且在脅迫后的12-48h差異顯著。結(jié)果表明，GABA處理在正常生長條件下和NaCl脅迫下均能降低玉米根系內(nèi)丙酮酸含量，但在NaCl脅迫下，GABA降低丙酮酸含量的效果好于正常生長條件。兩個品種相比較，GABA對東農(nóng)253調(diào)控效果更為顯著。

2.2.3對谷氨酰胺合成酶的影響

2.2.3.1對葉片谷氨酰胺合成酶的影響

谷氨酰胺合成酶(GS)是植物氮代謝的關(guān)鍵酶，它在谷氨酸合成循環(huán)中催化谷氨酸與NH₃形成谷氨酰胺，參與植物含氮化合物的新陳代謝。如圖21和22所示(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)，谷氨酰胺合成酶(GS)活性隨著脅迫時間的增加而升高。在鄭單958中，N處理的GS活性分別比對照高0.5％、23.67％、56.81％、43.23％和42.72％，且除了在脅迫后0h差異不顯著，其他時間差異顯著。NG處理的GS活性低于N處理，在脅迫后的12、24、36和48h分別比N處理高11.96％、42.43％、17.28％和7.42％，且差異顯著。在東農(nóng)253中，G處理在脅迫后的24、36和48h的GS活性低于對照，分別比對照低38.43％、24.84％和10.77％，且與對照差異不顯著外。NaCl脅迫會導致東農(nóng)253葉片內(nèi)的GS活性升高，施用GABA后會降低GS活性。NG處理在脅迫后的0、12、24、36和48h后的GS活性均低于N處理，分別低9.85％、16.07％、39.74％、43.27％和49.58％，除0h差異不顯著外，其他時間差異顯著。結(jié)果表明，G處理能降低葉片GS活性，并且NaCl脅迫下加入GABA會降低葉片的GS活性。與N處理相比，鄭單958的NG處理的降低比例隨著脅迫時間先增加后降低，東農(nóng)253則隨著時間的增加而升高，GABA調(diào)控東農(nóng)253降低葉片GS活性的效果好于調(diào)控鄭單958，并且GABA在脅迫下的調(diào)控酶活性效果好于正常生長條件下。

2.2.3.2對根系谷氨酰胺合成酶的影響

隨著脅迫時間的增加，鄭單958和東農(nóng)253根系內(nèi)的GS活性增加。在鄭單958中，NaCl脅迫后的N處理的GS活性高于對照，各個取樣點分別比對照高3.59％、31.31％、30.52％、35.09％和14.8％，除了0h差異不顯著外，其他差異顯著。NG處理的GS活性低于N處理，且在脅迫后的12、24、36和48h差異顯著。在東農(nóng)253中，除脅迫后的0和48h外，其他取樣點的G處理的GS活性低于對照處理。N處理在除脅迫后的0h的GS活性低于對照，其他時間高于對照，并且差異顯著。NG處理在所有取樣點的GS活性均低于N處理，分別低15.61％、5.47％、18.35％、32.53％和8.00％，且在脅迫后24、36和48h差異顯著(圖23和24，圖中□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。

2.2.4對谷氨酸合成酶的影響

2.2.4.1對葉片谷氨酸合成酶的影響

谷氨酸合成酶(GOGAT)是氮代謝過程中重要的酶，它在谷氨酸的合成循環(huán)中主要是催化谷氨酰胺與α-酮戊二酸生成谷氨酸。如圖25和26所示(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)，兩個品種葉片的谷氨酸合成酶(GOGAT)活性隨著脅迫時間的增加而上升。在鄭單958中，N處理的GOGAT活性在所有取樣時間都高于對照，且差異顯著。G處理的GOGAT活性在脅迫后0和48h高于對照，其他時間低于對照。NG處理的GOGAT活性在所有取樣點都低于N處理，且與N處理差異顯著。在東農(nóng)253中，G處理的GOGAT活性在脅迫后的12-36h低于對照，N處理的GOGAT活性在12-48h高于對照。NG處理的酶活性低于N處理，并且在除了脅迫后0h外，其他時間均與對照差異顯著。結(jié)果表明，正常生長的條件下GABA對于葉片內(nèi)GOGAT活性降低的作用較小，而NaCl脅迫對于GOGAT活性的升高作用顯著，在NaCl脅迫下施用GABA會明顯的降低GOGAT活性，這說明NaCl脅迫下玉米幼苗對GABA的響應更加的有效。

2.2.4.2對根系谷氨酸合成酶的影響

鄭單958的GOGAT活性在脅迫后的0-12h呈現(xiàn)下降趨勢，之后呈現(xiàn)上升趨勢。脅迫后的0h，四個處理沒有明顯的差異。脅迫后的12-48h，G處理的GOGAT活性低于對照，且在脅迫后的12、24和48h差異顯著。N處理的GOGAT活性高于對照，且除脅迫后0h外，其他時間與對照差異顯著。NG處理的GOGAT活性低于N處理，分別比N處理低3.43％、6.90％、21.22％、14.66％和18.14％，且在脅迫的24-48h與N處理差異顯著。在東農(nóng)253中，隨著脅迫時間的增加，根系內(nèi)的GOGAT活性升高。NG處理的GOGAT活性低于N處理，在脅迫后的12-48h與N處理差異顯著(圖27和28，圖中□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。

2.2.5對谷氨酸脫氫酶的影響

2.2.5.1對葉片谷氨酸脫氫酶的影響

兩個玉米品種的谷氨酸脫氫酶(GDH)活性隨著脅迫時間的增加而提高，見圖29和30(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。在鄭單958中，與對照處理相比，G處理降低了GDH的活性，與對照相比，N處理在脅迫后的12-48h明顯的提高了GDH的活性，分別比對照提高27.79％、25.80％、57.12％和149.59％，且與對照相比差異顯著。施用GABA的NG處理的GDH活性低于N處理，在NaCl脅迫后的0-48h分別比N處理低3.17％、16.93％、8.49％、28.31％和32.17％，除0h與N處理差異不顯著外，其他取樣時間均差異顯著。在東農(nóng)253中，脅迫后的0h，四個處理GDH活性沒有明顯的差別。G處理的GDH活性低于對照處理，但僅在脅迫后12h兩個處理差異顯著，其他時間GDH活性變化不明顯。與對照相比，N處理在脅迫后12-48h的GDH活性的高于對照，且在脅迫后12-48h與對照差異顯著。脅迫下的GABA處理明顯的降低了GDH活性，在12-48h分別比N處理低12.97％、11.52％、32.31％和38.94％，且差異顯著。

2.2.5.2對根系谷氨酸脫氫酶的影響

鄭單958根系中的谷氨酸脫氫酶(GDH)活性隨著脅迫時間的增加而提高。在NaCl脅迫后的12-36h，G處理的GDH活性低于對照，并且在12、36和48h與對照差異顯著。NaCl脅迫提高了鄭單958根系內(nèi)的GDH活性，在脅迫后的12-48h分別比對照高27.60％、12.99％、44.04％和97.81％。施加GABA的NG處理的活性較N處理相比顯示下降趨勢，與N處理相比脅迫后的12-48h的GDH活性分別降低20.64％、10.20％、31.11％和23.84％，并且差異顯著。在東農(nóng)253中，除脅迫后0h外，其他時間G處理的GDH活性低于對照，且差異顯著。在脅迫后的12-48h中，N處理GDH活性明顯高于對照，且差異顯著。NG處理的GDH活性低于N處理，且在脅迫后12-48h與N處理差異顯著(圖31和32，圖中□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。

2.2.6對谷氨酸脫羧酶的影響

2.2.6.1對葉片谷氨酸脫羧酶的影響

谷氨酸脫羧酶(GAD)能催化谷氨酸脫羧生成γ-氨基丁酸(GABA)。如圖33和34所示(□表示CK，表示G，表示N，表示NG)，在鄭單958中，四個處理谷氨酸脫羧酶(GAD)的活性之間在脅迫后0h沒有明顯的差異。與對照相比，G處理對GAD活性有所下降。N處理的GAD活性在脅迫后的12-48h明顯的高于對照，分別比對照高42.98％、72.61％、164.54％和188.54％，且差異顯著。施用了GABA的NG處理GAD活性低于N處理，在脅迫后的12-48h，分別比N處理低20.69％、21.28％、45.16％和25.68％，且差異顯著。在東農(nóng)253中，G處理的GAD活性在脅迫后的12-48h低于對照，且在12、36和48h差異顯著。N處理的GAD活性在脅迫后的12-48h高于對照，且差異顯著。隨著脅迫下GABA的施用，與N處理相比NG處理的GAD活性出現(xiàn)顯著的降低，脅迫后的12-48h分別低于N處理19.79％、12.04％、45.45％和7.00％。結(jié)果表明，正常生長條件下，GABA對于GAD活性的提高影響較小，但在NaCl脅迫下施用GABA能顯著的降低兩個品種葉片內(nèi)的GAD活性。

2.2.6.2對根系谷氨酸脫羧酶的影響

兩個玉米品種根系的谷氨酸脫羧酶(GAD)活性隨著脅迫的時間呈現(xiàn)上升的趨勢，在脅迫后的36h活性最高。在鄭單958中，脅迫后0h四個處理的GAD活性之間沒有明顯的差異。G處理在12-48h的活性低于對照。N處理活性在脅迫后12-48h明顯的高于對照，分別比對照高36.75％、64.68％、114.94％和124.62％。包含有GABA的NG處理的GAD活性顯著的低于N處理，脅迫后的12-48h分別比N處理低15.23％、18.93％、38.40％和29.41％，且與N處理差異顯著。在東農(nóng)253中，G處理的GAD活性低于對照，且在脅迫后的12-48h差異顯著。NaCl能提高根系內(nèi)的GAD活性，在脅迫后的12-48h，N處理的GAD活性明顯高于對照，且差異顯著。脅迫下GABA的施用會降低GAD活性，脅迫后的12-48h，NG處理分別比N處理的GAD活性低17.73％、29.05％、36.63％和20.88％，并且差異顯著(圖35和36，圖中□表示CK，表示G，表示N，表示NG)。