ガンマアミノ酪酸（GABA）は、Na+摂取、GAD遺伝子、アミノ酸合成、反応性酸素種代謝を調節することにより、トマトの塩損傷を緩和します。

背景：塩ストレスは、作物の成長を引き起こし、収量の減少を引き起こした深刻な非生物的ストレスです。以前の研究では、ガンマアミノ酪酸（GABA）の合成と、さまざまな非生物的ストレス下での植物抵抗性との関係について報告されています。しかし、植物塩ストレスの損傷を緩和する外因性GABAの関係は、イオンフラックス、アミノ酸合成、および重要な酵素発現の関係はほとんど不明のままです。植物の成長、Na+輸送と蓄積、反応性酸素種（ROS）代謝を調査し、アミノ酸に対するGABAの効果、特にSLGADS遺伝子発現とトマトの内因性GABA含有量を評価しました。175 mmol-l-1 NaClストレス未満のmmol・l-1 gaba。 結果：GABAの外因性塗布により、塩損傷指数が大幅に減少し、植物の高さ、クロロフィル含有量、NaClストレスにさらされたトマト植物の乾燥した新鮮な重量が増加しました。GABAは、根のNa+流入と葉への輸送を防ぐことにより、葉と根のNa+蓄積を大幅に減少させました。SLGAD1-3遺伝子の転写発現は、特にGABAアプリケーションでNaClストレスによって誘導されました。その中で、SLGAD1発現は最も敏感であり、NaClおよびGABAアプリケーションによって誘導されるグルタミン酸デカルボキシラーゼ（GAD）活性の増加に最も貢献しました。外因性GABAは、特に内因性GABA、プロリン、グルタミン酸、および他の8つのアミノ酸のレベルだけであるNaClストレスのレベルだけで、トマトの葉のGAD活性とアミノ酸含有量を増加させました。これらの結果は、SLGADS転写発現が、GAD活性とアミノ酸含有量を強化することにより、GABAアプリケーションを使用してNaClストレスに対するトマト植物耐性に重要な役割を果たしたことを示しています。GABAは、抗酸化酵素の活性を増加させ、活性酸素種とマロンジアルデヒドの含有量を減少させることにより、NaClストレス下での葉の活性酸素関連の損傷を有意に緩和しました。 結論：外因性GABAは、トマトの苗木が塩ストレスに対する耐性にプラスの効果をもたらしました。これは、根から葉へのNa+フラックスの減少、アミノ酸含有量の増加、抗酸化代謝の強化と密接に関連していました。内因性GABA含有量は、転写および代謝レベルの両方で塩と外因性GABAによって誘導されました。

BACKGROUND: Salt stress is a serious abiotic stress that caused crop growth inhibition and yield decline. Previous studies have reported on the the synthesis of gamma-aminobutyric acid (GABA) and its relationship with plant resistance under various abiotic stress. However, the relationship between exogenous GABA alleviating plant salt stress damage and ion flux, amino acid synthesis, and key enzyme expression remains largely unclear. We investigated plant growth, Na+ transportation and accumulation, reactive oxygen species (ROS) metabolism and evaluated the effect of GABA on amino acids, especially SlGADs gene expression and the endogenous GABA content of tomato (Solanum lycopersicum L.) seedlings treated with or without 5 mmol·L- 1 GABA under 175 mmol·L- 1 NaCl stress. RESULTS: Exogenous application of GABA significantly reduced the salt damage index and increased plant height, chlorophyll content and the dry and fresh weights of tomato plants exposed to NaCl stress. GABA significantly reduced Na+ accumulation in leaves and roots by preventing Na+ influx in roots and transportation to leaves. The transcriptional expression of SlGAD1-3 genes were induced by NaCl stress especially with GABA application. Among them, SlGAD1 expression was the most sensitive and contributed the most to the increase in glutamate decarboxylase (GAD) activity induced by NaCl and GABA application; Exogenous GABA increased GAD activity and amino acid contents in tomato leaves compared with the levels under NaCl stress alone, especially the levels of endogenous GABA, proline, glutamate and eight other amino acids. These results indicated that SlGADs transcriptional expression played an important role in tomato plant resistance to NaCl stress with GABA application by enhancing GAD activity and amino acid contents. GABA significantly alleviated the active oxygen-related injury of leaves under NaCl stress by increasing the activities of antioxidant enzymes and decreasing the contents of active oxygen species and malondialdehyde. CONCLUSION: Exogenous GABA had a positive effect on the resistance of tomato seedlings to salt stress, which was closely associated with reducing Na+ flux from root to leaves, increasing amino acid content and strengthening antioxidant metabolism. Endogenous GABA content was induced by salt and exogenous GABA at both the transcriptional and metabolic levels.