外源性 γ- 氨基丁酸缓解干旱对伊朗神香草的影响：抗氧化、精油及生理特性研究

研究人员探究外源性 γ- 氨基丁酸（GABA）对干旱胁迫下伊朗神香草的影响，发现其可增强抗氧化酶活性，改善精油品质。

　　# 外源性 γ- 氨基丁酸对伊朗神香草在干旱胁迫下的影响研究解读
在大自然的舞台上，植物们时刻面临着各种挑战，其中干旱胁迫是极为严峻的考验。全球气候变暖使得干旱问题愈发突出，许多地区降水减少，这严重影响了植物的生长和发育。对于药用植物而言，干旱不仅会降低它们的产量，还可能改变其品质，影响其所含的次生代谢产物，如精油的成分和含量。

伊朗神香草（Thymus daenensis Celak）是一种具有重要经济和药用价值的植物，常用于饮料、食品调味和草药医学领域。然而，干旱胁迫对它的生长和精油品质造成了极大的威胁。为了应对这一挑战，来自伊朗的研究人员开展了一项关于外源性 γ- 氨基丁酸（Gamma-aminobutyric acid，GABA）对干旱胁迫下伊朗神香草影响的研究。该研究成果发表在《BMC Plant Biology》杂志上。

研究人员为了探究外源性 GABA 对伊朗神香草的作用，采用了一系列关键技术方法。在实验中，他们模拟不同程度的干旱胁迫，设置了 3 种土壤水分含量（分别为田间持水量的 90%、60% 和 30%），同时进行 4 种 GABA 叶面喷施处理（浓度分别为 0 mM、25 mM、50 mM 和 75 mM），并利用气相色谱 - 质谱联用（GC-MS）技术分析神香草的精油成分，还使用了多种生化分析方法测定抗氧化酶活性、光合色素含量等生理指标。

研究结果

1. 抗氧化酶活性：研究发现，不同浓度的 GABA 处理对神香草抗氧化酶活性影响显著。在 60% 田间持水量的胁迫下，25 mM 的 GABA 能显著提高抗坏血酸过氧化物酶（APX）、愈创木酚过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）的活性；在 30% 田间持水量的严重胁迫下，25 mM GABA 使 APX、POD 和 SOD 的活性分别提升了 95.5%、78.45% 和 38%。不过，过高浓度的 GABA 在某些情况下会导致酶活性下降12。
2. 活性氧及相关指标：干旱胁迫会使植物体内的过氧化氢（H?O?）和丙二醛（MDA）含量增加，对植物细胞造成氧化损伤。而 25 mM 的 GABA 处理能够显著降低 H?O?的产生，尤其在 60% 田间持水量时效果明显；同时，在较低浓度 GABA 处理且处于 60% 田间持水量时，MDA 含量显著降低，这表明 GABA 能有效减轻干旱胁迫对细胞膜系统的损伤34。
3. 光合色素含量：随着干旱胁迫强度的增加，神香草叶片中的叶绿素 a、叶绿素 b 和类胡萝卜素含量均显著下降。但外源性 GABA 处理，特别是 25 mM 的 GABA，能有效增加这些光合色素的含量，不过高剂量的 GABA 会导致色素含量逐渐降低。这说明 GABA 有助于保护植物的光合系统，提高其在干旱条件下的光合作用效率56。
4. 脯氨酸含量：脯氨酸是植物应对胁迫的重要渗透调节物质。研究表明，干旱胁迫会使神香草体内的脯氨酸含量显著增加，而 GABA 处理进一步促进了脯氨酸的积累。其中，25 mM、50 mM 和 75 mM 的 GABA 分别使神香草的脯氨酸含量比对照组提高了 53.9%、26.8% 和 11%，这有助于增强植物的渗透调节能力，维持细胞的膨压，减轻干旱胁迫的负面影响7。
5. 精油成分：通过 GC-MS 分析发现，神香草精油的主要成分包括百里香酚（thymol）、对伞花烃（cymene）、石竹烯（caryophyllene）和桉叶油素（cineole）等。干旱胁迫，尤其是在 30% 田间持水量时，会使一些关键成分的浓度升高，但 GABA 处理会使这些成分的浓度下降。这表明 GABA 可能通过调节植物的生理过程，影响精油成分的合成和积累8。

研究结论与意义

综合上述研究结果，干旱胁迫对伊朗神香草的生长和生理特性产生了负面影响，但外源性 GABA 的应用能显著提高植物对干旱胁迫的耐受性。GABA 通过增强抗氧化酶活性，有效减少了活性氧（ROS）对植物细胞的损伤；同时，它还对光合色素产生积极影响，进而提高了精油化合物的产量。这一研究成果为提高伊朗神香草在干旱环境中的生长和精油产量提供了新的策略，对于干旱地区的农业生产和药用植物的栽培具有重要的指导意义，为解决干旱地区植物生长和品质提升的问题提供了新的思路和方法。