Page 101 - 《广西植物》2026年第7期

７ 期 于淼等: 根区亚低温下外源 ＧＡＢＡ 对山定子幼苗根系线粒体功能的影响 １ １ ９ ７

高ꎬ膜脂过氧化现象随胁迫加深而加重ꎻ施加外源 ＧＡＢＡ 处理通过保护膜结构完整性、优化呼吸途径
ＧＡＢＡ 能有效激活 ＳＯＤ、ＰＯＤ、ＣＡＴ 及 ＡＰＸ 等关键 分配、维持能量稳态和增强抗氧化能力ꎬ可以有效
抗氧化酶ꎬ其活性均得到显著提升ꎻ同时ꎬＭＤＡ 积 缓解 ５ ℃ 亚低温对植株造成的损伤ꎬ并且这一过
累量明显减少ꎬ使根系清除自由基的能力增强ꎬ从 程依赖于 ＧＡＢＡ 代谢通路的完整性ꎮ (２) 外源 γ￣
而缓解膜脂的氧化损伤ꎮ 这与陈明辉等(２０１７) 对 氨基丁酸( ＧＡＢＡ) 通过保护线粒体膜结构的完整
铁皮石斛的研究结论ꎬ即 ＳＡ 处理能提高低温胁迫 性、优化呼吸链电子传递路径ꎬ从而有效缓解线粒
下抗氧化酶活性相类似ꎮ 同时ꎬＧＡＢＡ 处理还显著 体的功能损伤ꎬ抵御根区 ５ ℃ 亚低温ꎻ同时ꎬＧＡＢＡ
提高了根系活力ꎬ表明其对根系整体代谢功能的 使根系总呼吸速率显著提高ꎬ以及细胞色素途径
保护作用ꎮ 这些抗氧化效应与线粒体保护作用形 (ＣＰ)的活性也显著增强ꎬ进而使 ＡＴＰ 合成效率、

成协同ꎬ共同提升山定子根系的耐低温能力ꎮ 细胞能荷水平得以提升ꎮ 这一过程通过优化能量
ＶＧＢ 处理则为上述机制提供了关键证据ꎮ 作 代谢ꎬ为山定子根系应对亚低温逆境提供了充足

为 ＧＡＢＡ￣Ｔ 的不可逆抑制剂ꎬＶＧＢ 阻断了 ＧＡＢＡ 的能量保障ꎮ (３) 外源 ＧＡＢＡ 对山定子根系耐低
向琥珀酸的转化ꎬ切断了 ＧＡＢＡ 支路与 ＴＣＡ 循环 温能力的提升作用ꎬ依赖于其自身完整的代谢途
的代谢连接ꎮ 本研究结果发现ꎬＶＧＢ 处理不仅消 径ꎬ其调控机制是一个涉及线粒体功能保护、呼吸
除了 ＧＡＢＡ 的保护效应ꎬ而且还加剧了胁迫损伤: 途径优化、能量稳态维持及抗氧化系统增强的多
线粒体膜损伤加重ꎬＣＰ 呼吸受抑而 ＡＰ 呼吸也未 层面协同生理过程ꎬ共同构成了防御网络以抵御
得到有效激活ꎬ并且能量代谢进一步紊乱且抗氧 亚低温胁迫ꎮ
化酶活性下降ꎬ这一结果具有重要的机制启示ꎬ即
外源 ＧＡＢＡ 的缓解作用并非通过非特异性信号分
子功能来实现ꎬ而是严格依赖于其在线粒体内的 参考文献:
分解代谢ꎮ ＧＡＢＡ 本身可能只是“ 前体”ꎬ真正发
Ｂｏｕｍａ Ｔ Ｊꎬ Ｙａｎａｉ Ｒ Ｄꎬ Ｅｌｋｉｎ Ａ Ｄꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００１. Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ
挥核心作用的是其代谢产物琥珀酸进入 ＴＣＡ 循环
ａｇｅ￣ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｓｔｓ ａｎｄ ｂｅｎｅｆｉｔｓ ｏｆ ｒｏｏｔｓ ｗｉｔｈ ｃｏｎｔｒａｓｔｉｎｇ ｌｉｆｅ
后 所 引 起 的 一 系 列 级 联 效 应ꎮ Ｃｈｅ￣Ｏｔｈｍａｎ 等 ｓｐａｎ: ｃｏｍｐａｒｉｎｇ ａｐｐｌｅｓ ａｎｄ ｏｒａｎｇｅｓ [Ｊ]. Ｎｅｗ Ｐｈｙｔｏｌｏｇｉｓｔꎬ
(２０２０)的研究结果解释了 ＧＡＢＡ 对多种胁迫均有 １５０(３): ６８５－６９５.
效的原因ꎬ即无论何种胁迫ꎬ维持 ＴＣＡ 循环通量和 Ｃｈｅｎ Ｊ Ｙꎬ Ｚｈｏｕ Ｑꎬ Ｗｕ Ｑꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２６. Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｏｎ
ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ ｏｆ ａｃｔｉｏｎ ｉｎ
能量供应都是细胞存续的基本需求ꎮ
ａｌｌｅｖｉａｔｉｎｇ ｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ ｉｎ ｐｌａｎｔｓ [ Ｊ]. Ｐｌａｎｔａꎬ
综上所述ꎬ本研究系统揭示了根区 ５ ℃ 亚低
２６３(２): ４５.
温下山定子幼苗根系线粒体的响应特征ꎬ即膜结 Ｃｈｅｎ Ｍ Ｈꎬ Ｃｈｅｎｇ Ｓ Ｐꎬ Ｔｏｎｇ Ｗ Ｓꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１７. Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ＳＡ ｏｎ
构受损、呼吸途径应激性重构及能量代谢失衡ꎻ进 ｒｏｏｔ ａｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ Ｄｅｎｄｒｏｂｉｕｍ
ｏｆｆｉｃｉｎａｌｅ ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ ｕｎｄｅｒ ｌｏｗ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｔｒｅｓｓ [Ｊ]. Ｎｏｒｔｈｅｒｎ
而阐明了外源 ＧＡＢＡ 通过保护线粒体膜完整性、
Ｈｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒｅ(２２): ８３－８７. [陈明辉ꎬ 程世平ꎬ 佟伟霜ꎬ 等ꎬ
优化呼吸链电子分配( 促进 ＣＰ 途径、抑制 ＡＰ 途
２０１７. 水杨酸对低温胁迫下铁皮石斛幼苗根系活力及抗氧
径)、维持细胞能量稳态及增强抗氧化能力ꎬ从而
化酶活性的影响 [Ｊ]. 北方园艺(２２): ８３－８７.]
有效缓解胁迫损伤的整合调控机制ꎻ同时ꎬ通过 Ｃｈｅｎ Ｎ Ｎꎬ Ｘｕｅ Ｙ Ｔꎬ ２０２２. Ｃｈｉｎｅｓｅ ｍｅｄｉｃｉｎｅ ｉｎｔｅｒｖｅｎｔｉｏｎ ｉｎ
ＶＧＢ 抑制试验证实了 ＧＡＢＡ 代谢通路的完整性是 ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍ ｉｎ ｃｈｒｏｎｉｃ ｈｅａｒｔ ｆａｉｌｕｒｅ: Ａ
其发挥保护作用的关键前提ꎮ 这一多层面协同的 ｒｅｖｉｅｗ [Ｊ]. Ｗｏｒｌｄ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃｉｎｅꎬ １７(３): ４３７－４４０. [陈
楠楠ꎬ 薛一涛ꎬ ２０２２. 中药干预慢性心力衰竭线粒体能量
调控网络ꎬ为深入理解 ＧＡＢＡ 提高山定子根系耐
代谢的研究进展 [Ｊ]. 世界中医药ꎬ １７(３): ４３７－４４０.]
寒性的生理机制提供了理论依据ꎬ也为苹果抗寒
Ｃｈｅｎ Ｘ Ｊꎬ Ｘｕ Ｚ Ｓꎬ Ｚｈａｏ Ｂ Ｐꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２１. Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｓａｌｔ ｓｔｒｅｓｓ
砧木的栽培调控技术开发奠定了科学基础ꎮ ｏｎ ｒｏｏｔ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｍｅｔａｂｏｌｉｓｍꎬ ａｎｔｉｏｘｉｄａｎｔ ｅｎｚｙｍｅ ａｃｔｉｖｉｔｉｅｓꎬ
ａｎｄ ｙｉｅｌｄ ｏｆ ｏａｔｓ [Ｊ]. Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｃｏｌｏｇｙꎬ ４０(９):
４ 结论 ２７７３－２７８４. [陈晓晶ꎬ 徐忠山ꎬ 赵宝平ꎬ 等ꎬ ２０２１. 盐胁迫
对燕麦 根 系 呼 吸 代 谢、抗 氧 化 酶 活 性 及 产 量 的 影 响
[Ｊ]. 生态学杂志ꎬ ４０(９): ２７７３－２７８４.]
(１)亚低温胁迫会引起山定子根系线粒体膜
Ｃｈｅ￣Ｏｔｈｍａｎ Ｍ Ｈꎬ Ｊａｃｏｂｙ Ｒ Ｐꎬ Ｍｉｌｌａｒ Ａ Ｈꎬ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２０.
结构 损 伤、 呼 吸 代 谢 紊 乱 和 能 量 亏 缺ꎬ 而 外 源 Ｗｈｅａｔ ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎ ｓｈｉｆｔｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ