γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)及幼苗抗性生理的影響

摘要：為探究NaCl脅迫下，γ-氨基丁酸（GABA）引發(fā)對油菜種子萌發(fā)及幼苗抗逆生理的影響，以中雙11為試驗材料，在150 mmol/L 的NaCl溶液脅迫下，經(jīng)去離子水和1.5 mmol/L GABA進行種子引發(fā)，試驗設置CK（未引發(fā)，無脅迫）、S（未引發(fā)+NaCl 脅迫）、H（去離子水引發(fā)，無脅迫）、HS（去離子水引發(fā)＋NaCl 脅迫）、G（GABA引發(fā)處理，無脅迫）、GS（GABA引發(fā)+NaCl 脅迫）6個處理。結果表明，NaCl脅迫顯著抑制了油菜種子萌發(fā)，降低了葉綠素含量和根系活力，降幅分別為55.86%和90.31%；增加了油菜幼苗滲透調節(jié)物質的積累，提高了活性氧、丙二醛含量及抗氧化酶活性，降低AsA-GSH循環(huán)能力，抑制了油菜幼苗的生長。與脅迫處理相比，GS處理促進NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)和幼苗生長，其中根長和地下干重分別增加114.40%和57.32%；提高了葉片葉綠素含量和根系活力，增加了葉片和根系中可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量，顯著降低丙二醛、過氧化氫和超氧陰離子含量，激活超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶活性，同時增加AsA-GSH循環(huán)系統(tǒng)中AsA、DHA、GSH和GSSG的含量，提高關鍵酶APX、GR、MDHAR和DHAR的活性，從而增強油菜幼苗的抗氧化能力以緩解NaCl脅迫造成的氧化損傷，而水引發(fā)的效果次于GABA引發(fā)處理。綜上所述，NaCl脅迫下，GABA引發(fā)處理能增強種子活力，增加葉綠素的積累并提高根系活力從而促進油菜幼苗生長，并通過增強滲透調節(jié)能力、抗氧化酶水平和AsA-GSH循環(huán)有效地提高油菜種子萌發(fā)和幼苗生長對NaCl脅迫的耐受性。

關鍵詞：GABA；油菜；NaCl脅迫；種子引發(fā)；抗氧化；AsA-GSH循環(huán)

中圖分類號：S634.301" 文獻標志碼：A

文章編號：1002-1302（2024）23-077-10

張淑玉，趙黎明，蔣文鑫，等. γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)及幼苗抗性生理的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2024，52（23）：77-86.

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2024.23.011

收稿日期：2023-12-15

基金項目：湛江市科技計劃（編號：2022A01044）。

作者簡介：張淑玉（1998—），女，廣東汕頭人，碩士，主要從事油菜耐鹽生理研究。E-mail：3021980990@qq.com。

通信作者：沈雪峰，博士，教授，碩士生導師，主要從事作物栽培與逆境生理研究。E-mail：shenxuefeng@gdou.edu.cn。

土壤鹽漬化是影響全球農(nóng)田的嚴重環(huán)境脅迫之一［1］ 。據(jù)統(tǒng)計，土壤鹽漬化影響了全球20%以上的耕地，并且由于環(huán)境氣候的變化，加上不適宜的耕作方式和水肥管理，土壤鹽漬化的現(xiàn)象愈發(fā)加劇，影響作物的生長發(fā)育，降低農(nóng)作物的產(chǎn)量［2］。高鹽環(huán)境容易造成作物滲透失衡，誘發(fā)活性氧（ROS）的大量積累，造成細胞膜質過氧化，從而影響植株的生理代謝過程，抑制植株的生長發(fā)育［3-4］。在此過程中，作物能通過調節(jié)自身的滲透平衡、增強抗氧化系統(tǒng)來清除ROS以緩解NaCl脅迫對細胞的損傷，從而增強自身的抗逆性；但當脅迫超過作物的耐受閾值，將會對作物的生長發(fā)育造成不可逆的傷害［1］。因此，提高作物對鹽脅迫的耐受性有利于其正常生長發(fā)育。

油菜（Brasscia napus L.）是我國種植面積最大的油料作物，同時也是改良鹽堿土的重要作物［5-6］。就其整個生育期而言，油菜在種子萌發(fā)階段容易受環(huán)境影響，其中鹽脅迫會抑制油菜種子的萌發(fā)，降低出苗率，導致后期生長發(fā)育不良，這給油菜的種植和生產(chǎn)造成了極大影響［7］。因此，研究提高油菜種子萌發(fā)期的耐鹽方法，對于增強油菜耐鹽性、提高油菜在鹽漬化土地的出苗整齊率、促進其生長發(fā)育具有重要意義。

種子引發(fā)是一種廣泛應用于提高植株生長發(fā)育及其抗逆性的種子處理技術［8-9］。γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）是一種非蛋白質氨基酸，廣泛存在于植物體內，在植物的生長和發(fā)育過程中常常發(fā)揮滲透調節(jié)或以信號分子發(fā)揮重要作用［10-11］。研究表明，植物內的GABA能調節(jié)細胞內pH值、刺激離子轉運、激活抗氧化系統(tǒng)和清除ROS，對提高作物的抗鹽性具有重要作用［12］。此外，研究發(fā)現(xiàn)γ-氨基丁酸作為外源調節(jié)劑也能提高植物的耐受性。在Ma等的研究中，使用外源γ-氨基丁酸能有效誘導內源γ-氨基丁酸、脯氨酸及總酚類的積累，從而調節(jié)滲透脅迫［11］；Cheng等發(fā)現(xiàn)γ-氨基丁酸浸種能有效提高鹽脅迫下白三葉草種子的萌發(fā)率，提高滲透調節(jié)物質的含量并增強抗氧化酶活性，進而緩解NaCl脅迫對種子萌發(fā)的影響［13］。目前的研究中，γ-氨基丁酸在油菜耐鹽領域的應用尤其是對其萌發(fā)階段的影響鮮少報道。為此，本研究以鹽敏感油菜品種中雙11為試驗材料，探索 γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)和幼苗生長發(fā)育的影響，旨在為鹽堿地油菜種植推廣提供理論依據(jù)和實踐指導。

1" 材料與方法

1.1" 試驗材料

供試材料為中雙11油菜種子，該品種為半冬性甘藍型常規(guī)油菜品種，具有鹽敏感性，由中國農(nóng)業(yè)科學院油料作物研究所選育。供試藥劑有γ-氨基丁酸（GABA，粉劑），純度為97%；氯化鈉（NaCl），為分析純，均購自索萊寶生物科技有限公司。

1.2" 試驗設計

試驗于2022年9—12月在廣東海洋大學生物技術所進行。挑選顆粒飽滿、大小均勻的油菜種子，經(jīng)3% 過氧化氫溶液消毒10 min后，用去離子水沖洗3～4次，并吸干表面水分。分別以去離子水和GABA溶液（經(jīng)預試驗發(fā)現(xiàn)1.5 mmol/L GABA具有促進作用）引發(fā)消毒后的油菜種子，將種子與引發(fā)劑按1 g ∶10 mL的比例拌勻并置于燒杯中，用保鮮膜密封，在20 ℃黑暗條件下引發(fā)8 h，結束后，經(jīng)去離子水反復沖洗，用濾紙吸干種子表面浮水，隨后置于室溫條件下回干至原始重量。試驗共設置6個處理，即：CK（未引發(fā)，無脅迫）、S（未引發(fā)＋150 mmol/L NaCl溶液）、H（去離子水引發(fā)，無脅迫）、HS（去離子水引發(fā)＋150 mmol/L NaCl溶液）、G（GABA引發(fā)處理，無脅迫）、GS（GABA引發(fā)＋150 mmol/L NaCl溶液）。每個處理挑選50粒種子，置于墊有雙層濾紙的發(fā)芽盒（12 cm×12 cm×6 cm）中，其中，以10 mL 150 mmol/L NaCl溶液潤濕濾紙為脅迫處理，以等量去離子水潤濕的濾紙作對照，每個處理重復5次，并置于人工氣候箱中，培養(yǎng)溫度為25 ℃/20 ℃（晝/夜），光照周期為12 h—12 h（光照—黑暗），相對濕度為（75±2）%，每隔 2 d 更換1次濾紙，以保證相同NaCl濃度。于NaCl脅迫處理后第7天分別對幼苗地上部和地下進行取樣，經(jīng)液氮速凍30 min快速置于-80 ℃冰箱中保存、備用。

1.3" 測定項目與方法

1.3.1" 種子萌發(fā)相關指標

參照Cheng等的方法［13］，每天記錄萌發(fā)的種子數(shù)，以胚根長至2～3 mm 為發(fā)芽標準［7］，連續(xù)3 d沒有種子發(fā)芽即為萌發(fā)結束。于脅迫后第7天，調查種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時間；各處理隨機選取3株幼苗測量苗高、根長和鮮重，隨后將樣品置于 50 ℃ 的烘箱烘48 h至恒重，每個處理3次重復。相關指標計算公式如下：

發(fā)芽率＝（第7 天發(fā)芽種子數(shù)/對照的種子總數(shù)）×100%；

發(fā)芽指數(shù)＝∑（Gt/Dt）；

活力指數(shù)＝發(fā)芽指數(shù)×正常幼苗鮮重；

平均發(fā)芽時間＝∑（Gt×Dt）/∑Gt；

式中：Gt為第t天的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應的發(fā)芽天數(shù)。

1.3.2" 生理指標測定

使用氯化三苯基四氮唑（TTC）法［14］測定幼苗根系活力，使用乙醇提取法［15］測定子葉的總葉綠素含量；參照魯克嵩等的方法［16］，可溶性糖含量采用蒽酮比色法測定，可溶性蛋白含量使用考馬斯亮藍染色法檢測，脯氨酸含量使用酸性茚三酮染色法測定；參照肖爽等的方法［17］，使用羥胺氧化法測定超氧陰離子（O-2·）含量，采用硫代巴比妥酸比色法測定丙二醛（MDA）的含量；過氧化氫（H2O2）含量的測定采用分光光度法［18］；采用氯化硝基四氮唑藍光化學還原反應法測定超氧化物歧化酶（SOD）活性，使用愈創(chuàng)木酚法測定過氧化物酶（POD）活性，采用紫外分光光度法測定過氧化氫酶（CAT）活性和抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性［16］。

抗壞血酸（AsA）含量測定采用 4，7-二苯基-1，10-菲咯啉比色法［19］測定；谷胱甘肽（GSH）含量測定運用5，5-二硫代雙-2-硝基苯甲酸比色法［19］測定；氧化還原物質脫氫抗壞血酸（DHA）、氧化型谷胱甘肽（GSSG）含量及關鍵酶單脫氫抗壞血酸還原酶（MDHAR）、脫氫抗壞血酸還原酶（DHAR）、谷胱甘肽還原酶（GR）活性的測定按照Cheng等的方法［13，20］進行測定。

1.4" 統(tǒng)計分析

使用Office Excel 2019進行數(shù)據(jù)收集與整理。采用SPSS 26.0軟件進行方差分析，所有數(shù)值均為3次重復的平均值，具體表示為“平均值 ± 標準差”，Plt;0.05表示差異顯著。運用Origin 2021進行繪圖。

2" 結果與分析

2.1" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

由表1、表2可知，NaCl脅迫嚴重影響油菜種子的萌發(fā)，降低發(fā)芽率和活力指數(shù)，抑制油菜幼苗的生長發(fā)育。與CK相比，H和G處理均顯著提高了油菜的發(fā)芽率，促進幼苗的生長，而NaCl脅迫下（S處理下），油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)分別顯著降低了17.19%、30.12%和33.99%，平均發(fā)芽時間延長了68.99%。同時影響了油菜幼苗的生長，對根部的影響尤其顯著，地下部鮮重和干重分別顯著降低了67.31%和50.00%。與S處理相比，HS和GS處理油菜種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著提高，其中GS處理的發(fā)芽率和活力指數(shù)較HS處理顯著增加了1.38%和7.35%；另外，GS處理的油菜幼苗高和根長分別提高了9.18%和114.40%，地上、地下鮮重和干重分別增加52.78%、23.53%、11.68%和57.32%，HS處理苗高和根長分別增加了10.20%和26.40%，地上鮮重和地下干重增加了46.15%和10.19%，其中GS處理下根長顯著高于HS處理，其他指標無顯著差異。

2.2" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜幼苗葉綠素含量和根系活力的影響

與CK相比，H和G處理的總葉綠素含量和根系活力顯著下降，NaCl脅迫下油菜幼苗葉片總葉綠素含量顯著降低55.86%（圖1），根系活力下降了90.31%（圖2）。與S處理相比，HS處理的葉片總葉綠素含量變化不顯著，而GS處理顯著提高了56.83%（圖1）；HS和GS處理的根系活力均顯著增強，分別提高了331.18%和669.75%，其中GS處理較HS處理顯著提高了73.68%（圖2）。表明GS處理能增加NaCl脅迫下葉綠素的合成，增強根系活力，促進幼苗生長。

2.3" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜幼苗滲透調節(jié)物質含量的影響

由圖3知，非脅迫下，H處理根系的可溶性糖、脯氨酸含量較CK降低而可溶性蛋白含量增加，葉片的可溶性蛋白含量變化不顯著，可溶性糖和脯氨酸含量分別顯著增加了65.22%和50.78%，而G處理下，葉片可溶性糖和脯氨酸含量較CK分別顯著提高了137.02%和76.77%，根系的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量均有所增加。而NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量較CK均有所增加，其中根系中脯氨酸含量增幅為36.75%，葉片的可溶性糖和脯氨酸含量分別增加了215.28%和368.87%。與S處理相比，HS和GS處理均提高了油菜幼苗根系和葉片的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的含量，且GS處理根系可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量較HS處理分別增加了0.45%、0.34%和89.20%，葉片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量分別提高了0.30%、0.39%和11.33%，表明γ-氨基丁酸引發(fā)處理能更顯著地提高油菜幼苗滲透調節(jié)物質含量，尤其是脯氨酸含量來降低NaCl 脅迫造成的滲透失衡。

2.4" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜幼苗ROS積累和氧化損傷的影響

由圖4可知，NaCl脅迫下H2O2和O-2·含量顯著高于CK，其中根系H2O2和O-2·含量增幅分別為208.20%、371.30%，葉片H2O2和O-2·含量分別顯著增加了140.40%、109.90%，與S處理相比，NaCl 脅迫下水引發(fā)和γ-氨基丁酸引發(fā)均能顯著降低油菜幼苗根系和葉片中H2O2和O-2·含量，其中GS處理的根系中H2O2和O-2·含量分別較HS處理顯著降低了41.27%和17.43%，葉片H2O2和O-2·含量的降幅分別為5.64%和10.42%。MDA是衡量植物脂質過氧化的主要指標。與CK相比，H處理下油菜幼苗根系和葉片中MDA含量分別提高了37.75%和39.13%，而G處理增幅低于H處理，NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片中MDA含量分別顯著增加了193.99%和95.10%。與S處理相比，HS和GS處理幼苗根系和葉片的MDA含量均顯著降低，其中HS處理分別降低了37.76%和22.84%，GS處理則分別顯著降低了52.26%和38.31%。表明γ-氨基丁酸引發(fā)處理能顯著降低NaCl脅迫下油菜幼苗的ROS積累并緩解氧化損傷。

2.5" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜幼苗抗氧化能力的影響

由圖5可知，與CK相比，H和G處理葉片抗氧化酶SOD、POD和CAT活性變化不顯著，根系SOD和POD活性顯著增加，而CAT活性變化不顯著；NaCl脅迫下油菜幼苗葉片SOD活性有所增加但不顯著，POD和CAT活性分別增加了8.66%、37.58%，根系SOD、POD和CAT活性分別增加了

31.04%、11.33%和16.41%。與S處理相比，水引發(fā)和GABA引發(fā)處理均顯著增強了NaCl脅迫下根系和葉片中SOD、POD和CAT活性，其中HS葉片SOD、POD和CAT活性分別增加17.57%、25.81%和1.29%，根系SOD、POD和CAT活性分別增加9.04%、36.18%和123.60%；而GS處理的根系和葉片中SOD、POD和CAT活性較HS處理均顯著增強，其中根系SOD、POD和CAT活性增幅分別為10.19%、14.15%和77.32%，而葉片SOD、POD和CAT活性較HS處理則分別增加了17.60%、130.48%和40.72%。由此可知，γ-氨基丁酸引發(fā)處理能通過增強抗氧化酶活性提高油菜幼苗的耐鹽性。

2.6" γ-氨基丁酸引發(fā)對NaCl脅迫下油菜幼苗AsA-GSH循環(huán)的影響

由表3可知，與CK相比，H處理的根系AsA含量和葉片DHA含量變化不顯著，葉片AsA含量和根系DHA含量增加，G處理下油菜幼苗根系AsA和DHA含量顯著增加，葉片AsA含量增加而DHA含量降低；NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片的AsA含量分別顯著下降了27.11%和55.51%，同時DHA含量分別降低了0.64%和34.42%，AsA/DHA也分別顯著降低22.11%和32.15%。與S處理相比，HS和GS處理根系和葉片的AsA和DHA的含量均顯著增加，其中GS處理下根系和葉片AsA含量顯著分別提高了218.37%和176.25%， DHA含

量分別提高了55.28%和13.81%，AsA/DHA分別增加了104.80%、142.71%，HS處理效果次之。

與CK相比，H處理下油菜幼苗根系GSH含量下降了25.75%，葉片GSH含量增加了18.03%，G處理下的油菜幼苗葉片GSH含量降低了12.04%，根系GSH含量變化不顯著，同時H和G處理的根系GSSG含量均顯著下降。NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片的GSH含量較CK分別顯著降低了63.50%和25.76%，根系的GSSG含量增加了9.58%，而葉片GSSG含量降低了57.49%。與S處理相比，HS處理根系和葉片GSH含量分別增加了204.91%和385.57%，GS處理根系和葉片GSH含量則顯著提高了277.44%和347.92%；HS處理根系GSSG含量降低了8.89%，葉片GSSG含量顯著增加了73.86%，GS處理根系和葉片GSSG含量顯著增加，增幅分別為5.96%和158.95%，同時GS處理的根系和葉片GSH/GSSG分別提高了255.11%和73.08%。

由表4可知，與CK相比，H處理根系和葉片APX活性變化不顯著，根系GR和葉片DHAR活性顯著提高，G處理葉片GR、DHAR活性和根系DHAR活性顯著增強；NaCl脅迫下根系和葉片的APX活性分別增加了138.81%和103.90%，GR活性分別降低了43.3%和22.83%，DHAR活性分別降低了10.73%和51.41%，MDHAR活性分別降低了13.15%和48.70%。

與S處理相比，HS處理下根系APX活性顯著提高了30.93%，根系和葉片的GR活性分別提高了120.34%和57.30%，DHAR活性分別增加了32.38%和289.37%，MDHAR活性分別提高了4.68%和89.92%；而GS處理下根系和葉片的APX活性分別提高了103.89%和9.08%，GR活性分別增加了136.14%和197.41%，DHAR活性增幅分別為41.96%和510.56%，MDHAR活性分別提高了35.68%和199.87%。其中，GS處理下油菜幼苗中參與AsA-GSH循環(huán)的關鍵酶活性均顯著高于HS處理，顯然γ-氨基丁酸引發(fā)處理下能更好地提高APX、GR、DHAR、MDAHAR的活性來增強AsA-GSH循環(huán)。

3" 討論

3.1" γ-氨基丁酸引發(fā)調控NaCl脅迫下油菜萌發(fā)和幼苗生長

種子萌發(fā)是作物生命周期的初始階段，該階段對環(huán)境的變化較為敏感，當遭受鹽脅迫時，種子的萌發(fā)、出苗及后續(xù)的生長發(fā)育等易受到影響［4］。諸多研究表明，使用引發(fā)技術能增強種子的抗逆性，提高萌發(fā)率和出苗整齊率等［21］。本研究中，NaCl脅迫顯著抑制了油菜種子的萌發(fā)，同時降低了油菜幼苗的苗高、根長、鮮重和干重，嚴重影響了油菜幼苗的生長發(fā)育，這與Cheng等的研究結果［13，22］相一致。根系活力的高低表示根系吸收營養(yǎng)的強弱，能夠反映植物根系的生長情況［23］。此外有研究表明，根系活力是衡量植物抗鹽性的指標，反映植物的抗鹽能力［17］。本研究中，NaCl脅迫下，油菜幼苗的根系活力顯著降低，γ-氨基丁酸引發(fā)顯著提高NaCl脅迫下油菜幼苗的根系活力，表明γ-氨基丁酸引發(fā)處理能促進油菜幼苗根系發(fā)育，提高根系活力，有利于根系吸收水分和礦物質，增強油菜幼苗的耐鹽性。

葉綠素與植物的光合作用密切相關，植物的葉綠素含量減少會使光合速率下降，導致凈光合產(chǎn)物減少，從而影響植物體的生物量［24］。鹽脅迫會降低植物的光合色素水平從而影響植物的光合作用［25-26］。植物在鹽脅迫環(huán)境下，由于根系活力減弱，營養(yǎng)和水分向上運輸不足，容易造成植株營養(yǎng)不良，葉片中葉綠素含量也會受到影響［2，27］。本研究中，NaCl脅迫顯著降低了油菜幼苗葉片的葉綠素含量，γ-氨基丁酸引發(fā)處理能顯著提高NaCl脅迫下葉片總葉綠素含量，表明γ-氨基丁酸引發(fā)可能通過提高根系活力來緩解NaCl脅迫對葉片光合色素合成的抑制，從而促進幼苗的生長。

3.2" γ-氨基丁酸引發(fā)調控滲透調節(jié)物質含量提高油菜幼苗抗鹽性

當植物受到鹽脅迫刺激時，最先會表現(xiàn)出吸水力下降、水分失衡等滲透脅迫反應，一般情況下植物能通過增加滲透調節(jié)物質如可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸等的含量來參與細胞內的滲透調節(jié)過程，以維持細胞水勢平衡，增強植株對鹽脅迫的耐受性［28］。研究發(fā)現(xiàn)，γ-氨基丁酸引發(fā)處理能增加鹽脅迫下植物的可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸的積累，從而調節(jié)滲透平衡［13］。本研究中，NaCl脅迫下，油菜幼苗的根系和葉片可溶性糖和脯氨酸含量較CK均顯著增加，γ-氨基丁酸引發(fā)顯著提高了NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量，且脯氨酸含量極顯著增加，表明γ-氨基丁酸引發(fā)處理增強了NaCl脅迫下油菜幼苗的生理活動，在一定程度上維持細胞內的滲透平衡，增強幼苗的耐鹽性。

3.3" γ-氨基丁酸引發(fā)調控抗氧化系統(tǒng)提高油菜幼苗抗鹽性

鹽脅迫會導致植物體內ROS的大量積累，其中O-2·直接作用于植物體內的蛋白質和核酸等大分子物質，同時能與H2O2反應生成攻擊性更強的羥自由基，引發(fā)細胞膜脂過氧化反應，對植物細胞產(chǎn)生毒害作用［28-29］，在對冬油菜［30］和高粱［31］等作物的耐鹽堿研究中均得到證實。MDA由植物細胞膜脂過氧化產(chǎn)生，可以反映植物受傷害及對逆境響應的程度［3］。本研究發(fā)現(xiàn)NaCl脅迫下，油菜幼苗的H2O2、O-2·和MDA含量顯著增加，說明NaCl 脅迫導致油菜幼苗積累大量ROS，造成嚴重的膜脂過氧化，而水引發(fā)和GABA引發(fā)處理有效降低了NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片中H2O2、O-2·和MDA的積累，表明γ-氨基丁酸種子引發(fā)可能通過清除或者抑制H2O2和O-2·的合成，降低MDA水平，緩解NaCl 脅迫對植株造成的氧化損傷，維持細胞膜的完整性。

當植物體內ROS過多時，其抗氧化系統(tǒng)會受到刺激從而產(chǎn)生更多的抗氧化酶如SOD、POD和CAT等來清除積累的ROS，保護植物細胞［8］。Hussain等研究發(fā)現(xiàn)，砷引發(fā)處理后，油菜在遭受NaCl脅迫時能夠激活抗氧化系統(tǒng)，降低ROS的積累，增強油菜的耐鹽性［32］。而γ-氨基丁酸引發(fā)小麥種子后，鹽脅迫下小麥幼苗的CAT、SOD活性顯著增強，抗氧化能力得以提高［25］。本研究中，NaCl脅迫處理下油菜幼苗根系SOD、POD活性和葉片CAT活性顯著提高，表明NaCl脅迫下，油菜幼苗可能通過抗氧化酶協(xié)同作用以拮抗ROS的積累；而NaCl脅迫下水引發(fā)和γ-氨基丁酸引發(fā)處理顯著增強了SOD、POD和CAT活性，其中γ-氨基丁酸引發(fā)處理下抗氧化酶的活性顯著高于水引發(fā)處理，說明γ-氨基丁酸引發(fā)種子可以更加有效地增強油菜幼苗抗氧化系統(tǒng)，清除積累的過量ROS，提高油菜萌發(fā)期對NaCl脅迫的耐受性。

3.4" γ-氨基丁酸引發(fā)調控AsA-GSH循環(huán)提高油菜幼苗抗鹽性

AsA-GSH循環(huán)是由抗氧化劑AsA、GSH以及關鍵酶APX、MDHAR、DHAR、GR構成的能夠有效清除自由基的循環(huán)系統(tǒng)，是植物體內重要的非酶促抗氧化保護系統(tǒng)［18］。在AsA-GSH循環(huán)中，AsA與H2O2由APX催化生成MDHA，其中部分MDHA經(jīng)非酶促反應氧化為DHA，而MDHA和DHA分別由MDHAR和DHAR催化生成AsA，同時DHAR催化GSH生成GSSG，GSSG則經(jīng)GR催化再形成GSH，而該循環(huán)中AsA/DHA、GSH/GSSG反映了植物內的氧化還原狀態(tài)，可以作為植物體內的信號激活抗逆基因的表達［14，33］。

研究發(fā)現(xiàn)，作物能通過調節(jié)AsA-GSH循環(huán)的抗氧化物質的含量和相關酶的活性來平衡植物體內的氧化還原反應，從而增強自身應對鹽脅迫的耐受性［33-35］。Zhou等研究發(fā)現(xiàn)，使用γ-氨基丁酸可以上調AsA和GSH生物合成的相關基因，增加了AsA和GSH的含量，從而提高植物的耐寒性［36］。外源水楊酸能夠調節(jié)AsA-GSH循環(huán)來提高油菜的耐鹽性［37］。在Mahmud的研究中，β-氨基丁酸引發(fā)提高了NaCl脅迫下油菜幼苗AsA和GSH含量，增強了APX、MDHAR、DHAR和GR的活性，增強了植物細胞的抗氧化能力［7］。本試驗也得到類似結果，NaCl脅迫下油菜幼苗根系和葉片AsA和GSH含量降低，AsA/DHA、GSH/GSSG降低，APX、MDHAR、DHAR和GR的活性減弱，表明NaCl脅迫加劇了油菜幼苗的氧化損傷；而γ-氨基丁酸引發(fā)使油菜幼苗遭受NaCl時，能進一步增加抗氧化劑AsA、DHA、GSH和GSSG的積累，提高關鍵酶APX、MDHAR、DHAR和GR的活性，推測γ-氨基丁酸引發(fā)處理下油菜幼苗可能通過維持植株體內較高水平的抗氧化劑含量和抗氧化酶活性以平衡氧化還原狀態(tài)，保證AsA-GSH循環(huán)高效運行，從而加快清除ROS和減少MDA的積累。

4" 結論

經(jīng)γ-氨基丁酸引發(fā)處理顯著提高了油菜種子的萌發(fā)力和根系活力，積累了可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸，提高了抗氧化酶活性，增加了AsA-GSH循環(huán)中的抗氧化物含量和關鍵性酶活性，起到滲透保護和ROS清除作用，降低了細胞膜脂過氧化，有效緩解了鹽脅迫對幼苗的傷害。

參考文獻：

［1］Isayenkov S V，Maathuis F J M. Plant salinity stress：many unanswered questions remain［J］. Frontiers in Plant Science，2019，10：80.

［2］Zhao S S，Zhang Q K，Liu M Y，et al. Regulation of plant responses to salt stress［J］. International Journal of Molecular Sciences，2021，22（9）：4609.

［3］Wu W L，Zhang Q，Ervin E H，et al. Physiological mechanism of enhancing salt stress tolerance of perennial ryegrass by 24-epibrassinolide［J］. Frontiers in Plant Science，2017，8：1017.

［4］馬金虎，郭數(shù)進，王玉國，等. 種子引發(fā)對鹽脅迫下高粱幼苗生物量分配和滲透物質含量的影響［J］. 生態(tài)學雜志，2010，29（10）：1950-1956.

［5］汪" 波，文" 靜，張鳳華，等. 耐鹽堿油菜品種選育及修復利用鹽堿地研究進展［J］. 科技導報，2021，39（23）：59-64.

［6］劉" 成，馮中朝，肖唐華，等. 我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、潛力及對策［J］. 中國油料作物學報，2019，41（4）：485-489.

［7］Mahmud J A，Hasanuzzaman M，Khan M R，et al. β-aminobutyric acid pretreatment confers salt stress tolerance in Brassica napus L.by modulating reactive oxygen species metabolism and methylglyoxal detoxification［J］. Plants，2020，9（2）：241.

［8］Ibrahim E A. Seed priming to alleviate salinity stress in germinating seeds［J］. Journal of Plant Physiology，2016，192：38-46.

［9］Sheteiwy M S，Shao H B，Qi W C，et al. Seed priming and foliar application with jasmonic acid enhance salinity stress tolerance of soybean （Glycine max L.） seedlings［J］. Journal of the Science of Food and Agriculture，2021，101（5）：2027-2041.

［10］Hasan M M，Alabdallah N M，Alharbi B M，et al. GABA：a key player in drought stress resistance in plants［J］. International Journal of Molecular Sciences，2021，22（18）：10136.

［11］Ma Y，Wang P，Chen Z J，et al. GABA enhances physio-biochemical metabolism and antioxidant capacity of germinated hulless barley under NaCl stress［J］. Journal of Plant Physiology，2018，231：192-201.

［12］Yuan D，Wu X L，Gong B B，et al. GABA metabolism，transport and their roles and mechanisms in the regulation of abiotic stress （hypoxia，salt，drought） resistance in plants［J］. Metabolites，2023，13（3）：347.

［13］Cheng B Z，Li Z，Liang L L，et al. The γ-aminobutyric acid （GABA） alleviates salt stress damage during seeds germination of white clover associated with Na+/K+ transportation，dehydrins accumulation，and stress-related genes expression in white clover［J］. International Journal of Molecular Sciences，2018，19（9）：2520.

［14］丁順華，陳" 珊，盧從明. 植物葉綠體谷胱甘肽還原酶的功能研究進展［J］. 植物生理學報，2016，52（11）：1703-1709.

［15］田" 甜，王海江，王金剛，等. 鹽脅迫下施加氮素對飼用油菜有機滲透調節(jié)物質積累的影響［J］. 草業(yè)學報，2021，30（10）：125-136.

［16］魯克嵩，閆" 磊，侯佳玉，等. 鹽脅迫下外源脯氨酸對油菜Na+/K+平衡、生長及抗氧化系統(tǒng)的影響［J］. 華中農(nóng)業(yè)大學學報，2023，42（5）：141-148.

［17］肖" 爽，韓雨辰，號宇然，等. 聚乙二醇引發(fā)對鹽脅迫下棉種萌發(fā)及生理特性的影響［J］. 核農(nóng)學報，2021，35（1）：202-210.

［18］盧" 園，李瑞娟，趙" 娜，等. 硅對鎘脅迫下玉米生長和抗氧化防御系統(tǒng)的影響［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)科學，2023，51（20）：77-84.

［19］Bano K，Kumar B，Alyemeni M N，et al. Exogenously-sourced salicylic acid imparts resilience towards arsenic stress by modulating photosynthesis，antioxidant potential and arsenic sequestration in Brassica napus plants［J］. Antioxidants，2022，11（10）：2010.

［20］Ma F W，Cheng L L. The sun-exposed peel of apple fruit has higher xanthophyll cycle-dependent thermal dissipation and antioxidants of the ascorbate-glutathione pathway than the shaded peel［J］. Plant Science，2003，165（4）：819-827.

［21］Johnson R，Puthur J T. Seed priming as a cost effective technique for developing plants with cross tolerance to salinity stress［J］. Plant Physiology and Biochemistry，2021，162：247-257.

［22］Wang J J，Lv P H，Yan D，et al. Exogenous melatonin improves seed germination of wheat （Triticum aestivum L.） under salt stress［J］. International Journal of Molecular Sciences，2022，23（15）：8436.

［23］顏統(tǒng)利，何" 雨，瑪麗亞，等. 外源鈣對鹽脅迫下不同衰老類型小麥幼苗生長生理的緩解效應［J］. 浙江農(nóng)林大學學報，2023，40（5）：991-998.

［24］羅黃穎，高洪波，夏慶平，等. γ-氨基丁酸對鹽脅迫下番茄活性氧代謝及葉綠素熒光參數(shù)的影響 ［J］. 中國農(nóng)業(yè)科學，2011，44（4）：753-761.

［25］Wang W Y，Liu S，Yan M Y. Synthesis of γ-aminobutyric acid-modified chitooligosaccharide derivative and enhancing salt resistance of wheat seedlings［J］. Molecules，2022，27（10）：3068.

［26］常麗麗，彭存智，王" 丹，等. 鹽芥葉片應答鹽脅迫的蛋白質組學分析［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2022，38（1）：49-64.

［27］張" 亮，李玉婷，夏文靜，等. 鹽脅迫下異甜菊醇浸種對油菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響［J］. 福建農(nóng)業(yè)學報，2020，35（8）：883-890.

［28］趙懷玉，林鴻宣. 植物響應鹽堿脅迫的分子機制［J］. 土壤與作物，2020，9（2）：103-113.

［29］魏茜雅，林欣琪，梁臘梅，等. 褪黑素引發(fā)處理提高朝天椒種子萌發(fā)及幼苗耐鹽性的生理機制［J］. 江蘇農(nóng)業(yè)學報，2022，38（6）：1637-1647.

［30］劉自剛，王志江，方" 圓，等. NaCl脅迫對白菜型冬油菜種子萌發(fā)和幼苗生理的影響［J］. 中國油料作物學報，2017，39（3）：351-359.

［31］王旺田，謝光輝，劉文瑜，等. 外源NO對鹽脅迫下甜高粱種子萌發(fā)和幼苗生長的影響 ［J］. 核農(nóng)學報，2019，33（2）：363-371.

［32］Hussain S，Ahmed S，Akram W，et al. Selenium seed priming enhanced the growth of salt-stressed Brassica rapa L.through improving plant nutrition and the antioxidant system［J］. Frontiers in Plant Science，2023，13：1050359.

［33］趙肖瓊，梁泰帥，張恒慧. Spd對NaCl脅迫下小白菜幼苗生長、AsA-GSH循環(huán)及氮代謝的影響［J］. 中國瓜菜，2022，35（4）：51-55.

［34］張建新，孫靖菲，葉玢妤，等. 外源褪黑素對鋁脅迫下番茄生長的調節(jié)作用［J］. 福建農(nóng)業(yè)學報，2023，38（6）：698-706.

［35］Ruiz J M，Blumwald E. Salinity-induced glutathione synthesis in Brassica napus［J］. Planta，2002，214（6）：965-969.

［36］Zhou C J，Dong W Q，Jin S W，et al. γ-Aminobutyric acid treatment induced chilling tolerance in postharvest peach fruit by upregulating ascorbic acid and glutathione contents at the molecular level［J］. Frontiers in Plant Science，2022，13：1059979.

［37］Hasanuzzaman M，Alam M M，Nahar K，et al. Exogenous salicylic acid alleviates salt stress-induced oxidative damage in Brassica napus by enhancing the antioxidant defense and glyoxalase systems［J］. Australian Journal of Crop Science，2014，8（4）：631-639.