Page 92 - 《广西植物》2026年第7期

１ １ ８ ８ 广 西 植 物 ４６ 卷
生命活动提供三磷酸腺苷( ａｄｅｎｏｓｉｎｅ ｔｒｉｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬ 些表型改善可能与 ＧＡＢＡ 对代谢通路的调控密切
ＡＴＰ)和碳骨架( Ｊｉ ｅｔ ａｌ.ꎬ２０２０)ꎬ而低温胁迫则会 相关ꎮ
降低膜流动性ꎬ破坏电子传递链复合物的活性ꎬ从 山定子根系的抗寒性与植株整体生长状况密
而导致 ＲＯＳ 爆发ꎬ进而引起线粒体膜通透性转换孔 切相关ꎬ提高其根系耐寒性对培育优良苗木具有
(ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌ ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ ｐｏｒｅꎬＭＰＴＰ) 开 重要意义ꎮ 刘小跃(２０２２) 研究指出ꎬ在 ５ ℃ 亚低
放、细胞色素 ｃ 泄漏等一系列功能紊乱ꎬ最终影响植 温条件下ꎬ山定子根系线粒体会发生反应以适应

株的正常生长( Ｊｉｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１６ꎻ Ｓｃｈｗａｒｚｌäｎｄｅｒ ＆ 该变化ꎬ同时能量代谢也会发生改变ꎮ 然而ꎬ目前
Ｆｕｃｈｓꎬ ２０１７ꎻ Ｋｅｒｂｌｅｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１９)ꎮ 关于山定子根系在根区亚低温下的能量代谢响应
呼吸作用是植物能量代谢的核心过程ꎬ通过 研究较少ꎬ并且外源 ＧＡＢＡ 通过调节线粒体功能
氧化分解有机物产生 ＡＴＰ、烟酰胺腺嘌呤二核苷 来增强其耐寒性等方面尚缺乏系统研究ꎮ 因此ꎬ

酸 磷 酸 ( ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ ａｄｅｎｉｎｅ ｄｉｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ 为了进一步探究外源 ＧＡＢＡ 对根区 ５ ℃ 亚低温下
ｐｈｏｓｐｈａｔｅꎬＮＡＤＰＨ)及多种中间代谢物ꎬ为植物生 山定子幼苗根系线粒体功能的调控作用与机制ꎬ
命活动提供能量ꎮ 由于温度的高低直接影响植物 本研究针对我国东北冷凉果产区早春的气候特
生长等 生 理 活 动 ( Ｔａｙｌｏｒ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２００５ꎻ 罗 虹 霞ꎬ 点ꎬ以一年生山定子实生苗为研究对象ꎬ采用根区
２０１７ꎻ 李星星等ꎬ２０１８ꎻＴｕｒｋ ＆ Ｇｅｎｉｓｅｌꎬ ２０２０ꎻ Ｊｉａ 温度监控与外源物质灌根相结合的方法ꎬ通过设
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２２ )ꎬ 因 此 低 温 胁 迫 ( ｌｏｗ￣ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ 置根区 ５ ℃ 亚低温处理、外源 ＧＡＢＡ 处理及其代
ｓｔｒｅｓｓꎬＬＴＳ)是非生物胁迫的主要因子之一( Ｃｈｅｎ 谢抑制剂氨己烯酸( ｖｉｇａｂａｔｒｉｎꎬＶＧＢ) 处理ꎬ系统测
ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０２６)ꎮ 低温会降低光合效率及氧气利用 定了根系线粒体膜透性、细胞色素 ｃ / ａ 值、呼吸代
能力ꎬ破坏 ＲＯＳ 生成与清除之间的稳态ꎬ这会引起 谢途径、能量物质含量及抗氧化酶活性等指标ꎬ分
线粒体膜流动性降低ꎬ使活性氧大量累积ꎬ从而对 析外源 ＧＡＢＡ 在根区亚低温下对线粒体功能的调
植株 的 代 谢 功 能 造 成 不 利 影 响 ( 隽 加 香ꎬ２０１５ꎻ 控作用机制ꎬ以期为提高山定子根系耐寒性提供
Ｈｕｓｓａｉｎ ｅｔ ａｌ.ꎬ ２０１８ꎻ李金涛等ꎬ２０２５)ꎮ 线粒体作 理论依据和技术参考ꎮ 本研究拟探讨的科学问题
为呼吸作用的主要场所(陈晓晶等ꎬ２０２１)ꎬ负责细 如下:(１)根区 ５ ℃ 亚低温下ꎬ山定子幼苗根系线
胞内的物质转化与能量合成ꎬ在植物生长及逆境 粒体的响应特征ꎻ(２)外源 ＧＡＢＡ 缓解根区 ５ ℃ 亚
响应中具有关键作用( 鲁晓峰等ꎬ２０２１)ꎻ同时ꎬ线 低温胁迫的生理调控机制ꎻ(３) ＧＡＢＡ 代谢通路的
粒体也是逆境中最易受损的细胞器之一ꎬ其功能 完整性是否在这一调控过程中发挥关键性作用ꎮ
正常与否直接影响植物对生物胁迫及非生物胁迫
１ 材料与方法
的抵抗能力ꎮ 近年来有研究发现ꎬγ￣氨基丁酸( γ￣
ａｍｉｎｏｂｕｔｙｒｉｃ ａｃｉｄꎬＧＡＢＡ) 的分解代谢发生在线粒
体中ꎮ 例如在逆境胁迫下ꎬ由于植物细胞质中快 １.１ 试验材料
速合成的 ＧＡＢＡ 可以转运至线粒体ꎬ并经分解生 试材为一年生山定子实生苗ꎬ当年采摘处理
成琥珀酸进入三羧酸循环ꎬ因此 ＧＡＢＡ 支路被视 的种子经低温层积打破休眠后ꎬ进行催芽ꎬ观察到

为 逆 境 下 碳 氮 代 谢 的 重 要 枢 纽 ( Ｗａｎｇ ｅｔ ａｌ.ꎬ 种子出现露白后播种于穴盘ꎮ 待幼苗生长至 ４ 片
２０１４)ꎮ 在动、植物体中ꎬ普遍存在一种非蛋白质 真叶阶段ꎬ将其移植至盛有混合基质的 １２ ｃｍ × １３
的氨基酸分子( 即 ＧＡＢＡ)ꎬ当植物遭遇逆境时ꎬ它 ｃｍ 营养钵内ꎬ完成后续培育过程ꎮ 同年 ９ 月ꎬ将幼
会启动 ＧＡＢＡ 合成及相关代谢途径ꎬ并进而触发 苗换盆至 １６ ｃｍ × １６ ｃｍ 营养钵内ꎬ冬季采取防寒

多种生理响应机制ꎮ 吴丹丹等(２０２６) 研究表明ꎬ 措施越冬ꎬ于次年 ４ 月中旬开展正式试验ꎮ
ＧＡＢＡ 处理能通过调节植物能量代谢与相关代谢 １.２ 试验处理
途径ꎬ有效缓解多种非生物胁迫对植物生长的抑 选取长势一致且无病虫害的山定子幼苗ꎬ在
制作用ꎬ如在低温贮藏条件下ꎬＧＡＢＡ 处理可以提 光照 １４ ｈ / ２０ ℃ 、黑暗 １０ ｈ / １０ ℃ 的人工气候室中
高 ＡＴＰ 与 烟 酰 胺 腺 嘌 呤 二 核 苷 酸 ( ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ 预培养 ２ ｄꎮ 预培养结束后ꎬ在保持气候室环境条
ａｄｅｍｉｎｅ ｄｉｎｕｃｌｅｔｏｔｉｄｅꎬＮＡＤＨ) 的水平ꎬ并增强能量 件不变的前提下ꎬ设置 ４ 个处理组ꎬ具体如下:(１)
供应ꎬ这表明 ＧＡＢＡ 处理可以促进能量供应ꎮ 这 ５ ℃ 亚低温处理:将幼苗放在低温槽中培养ꎬ槽中