[发明专利]γ-氨基丁酸提高植物耐温度胁迫能力的新用途

说明书

技术领域

本发明涉及γ-氨基丁酸提高植物耐温度胁迫能力的新用途。 

背景技术

γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid，GABA)是生物体内一种重要的四碳非蛋白质氨基酸，广泛存在于原核与真核生物中。在动物体中，它是中枢神经系统中一种主要的抑制性神经递质(Christensen，H.N.(1994)J.Exp.Biol.196，297-305)。在植物体内，它广泛存在于植物及植物器官中，正常生长条件下植物GABA的含量为0.03-2.00μmol·g^-1FW。在某些生物和非生物胁迫条件下，包括干旱，涝害，温度胁迫，低氧，UV辐射，病虫害，机械损伤等都可以引起GABA在植物体内的迅速大量的积累(Satyanarayan，V.and Nair，P.M.，1990，Phytochemistry，29，367-375)。 

在农业生产中，经常会遇到低温、高温等不良气温条件的影响。农作物对温度的反应存在最低温度、最适温度和最高温度三基点，过高或过低的温度胁迫都不利于作物的生长。植物遇到低温胁迫时，细胞膜透性增加膜内大量溶质外渗，原生质流动减慢或停止，光合速率减弱，呼吸速率大起大落，有机物分解占优势，最终导致组织柔软、萎蔫；而高温能直接导致蛋白质变性与凝固，伴随蒸腾加强与细胞脱水，叶片死斑明显，叶绿素破坏严重，器官脱落等。 

我国主要农作物在不同的生育期都存在不同程度的温度逆境。我国小麦主要产区黄淮海地区受到热带季风的影响，小麦生长的后期日最高温常常在30℃以上，并伴随有干热风出现，可引起小麦30％以上的减产；南方早季水稻在育秧期遭遇低温、开花灌浆期遭遇连日高温，华北地区春季棉苗期低温等严重影响农作物的生产发育，进而引起产量降低甚至绝收。 

针对温度逆境对农作物生产带来的不良影响，可以通过农业栽培措施来提高农作物忍耐高温、低温等温度胁迫带来的危害。一些植物生长物质可以用来提高植物对温度的抵抗能力，如20μg.L^-1脱落酸可保护苹果苗不受冻害，细胞分裂素对许多作物，如玉米等有增强抗冻性的作用。 

发明内容

本发明的目的是提供γ-氨基丁酸的一种新用途。 

本发明所提供的γ-氨基丁酸的用途是γ-氨基丁酸在提高植物耐温度胁迫能力中的应用。 

所述温度胁迫的温度因具体的植物而异，如对于冬小麦京都40来说，30℃以上是高温胁迫；对于小麦中优9507来说，29℃以上为高温胁迫；对于棉花中棉45来说，5℃以下是低温胁迫；对于水稻杂交籼稻特优559来说，42℃以上为高温胁迫；对于玉米郑单958来说，8℃以下为低温胁迫；对于大豆东农46来说，6℃以下是低温胁迫。 

所述提高植物耐温度胁迫能力的方法为：用所述γ-氨基丁酸对植物进行处理，所述处理的方法为浸种和/或叶面喷施。 

在上述应用中，为了使植物获得较好的耐温度胁迫能力，所述浸种的时期为种子萌发前，所述叶面喷施的时期为作物生长期。 

所述γ-氨基丁酸的浓度具体可为0.01-10mM。γ-氨基丁酸处理浓度和处理方法可根据不同的作物种类和不同的生育时期进行调整，如：对小麦浸种时γ-氨基丁酸的浓度可为0.5mM，而在小麦灌浆期采用浓度为0.01mMγ-氨基丁酸对进行叶面喷施。 

所述温度胁迫为高温胁迫和/或低温胁迫。 

本发明中所述植物既可为单子叶植物，也可为双子叶植物；所述单子叶植物具体可为小麦、玉米和水稻，所述双子叶植物具体可为大豆和棉花。 

试验证明，用γ-氨基丁酸(GABA)对小麦和水稻进行处理，提高了小麦和水稻耐高温胁迫的能力，减少高温带来的危害，减少了产量损失；用γ-氨基丁酸(GABA)对玉米、棉花和大豆进行处理，提高了玉米、棉花和大豆耐低温胁迫的能力，减少低温带来的危害，减少了产量损失。 

本发明所提供的γ-氨基丁酸的另一个用途是γ-氨基丁酸在促进植物生长，和/或提高植物产量，和/或提高植物品质中的应用。 

试验证明，用γ-氨基丁酸(GABA)对小麦进行处理，提高了小麦幼苗的株高、总根长和根表面积，促进了小麦幼苗的生长，同时还提高了小麦的产量和品质；用γ-氨基丁酸(GABA)对水稻进行处理，提高了水稻剑叶叶绿素含量和穗上部籽粒干重。