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在无土栽培中,营养液供氧不足或基质根垫的形成均会造成低氧胁迫,影响植株的正常生长发育,低氧逆境成为困扰无土栽培技术大规模应用的限制因子,提高作物在低氧胁迫下的耐性和抗性对无土栽培生产具有重大意义。γ-氨基丁酸(GABA)是一种四碳非蛋白质氨基酸,广泛存在于细菌、植物和脊椎动物中。在植物生理代谢过程中,GABA可通过调节细胞质pH值、抑制体内活性氧积累、信号转导和渗透调节作用、诱导乙烯合成等多种途径参与逆境胁迫调节。本试验采用营养液水培方法,研究了低氧胁迫下外源GABA对甜瓜幼苗无机氮代谢、糖代谢及矿质元素含量的影响,探讨了外源GABA缓解低氧胁迫伤害的机理,为寻找提高作物耐低氧胁迫能力的有效措施提供了理论依据。低氧胁迫下,甜瓜根系和叶片的硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)活性显著提高,同时硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、铵态氮(NH4+-N)以及氨基酸、总氮含量显著增加,而可溶性蛋白质含量显著降低, K+、Ca2+、Mg2+、Zn含量也显著降低, Mn、Fe、Cu含量则大幅提高;外源GABA处理可显著提高低氧胁迫下甜瓜根系中的NO3--N、NO2--N、NH4+-N、氨基酸、可溶性蛋白质、总氮、K+、Ca2+、Mg2+、Zn含量以及NR、NiR活性,而显著降低Mn、Fe、Cu含量。而低氧胁迫下同时添加GABA和钨酸钠处理的幼苗根系和叶片NR活性、NiR活性和NO3--N、NH4+-N、氨基酸、可溶性蛋白质、总氮含量均显著降低。低氧胁迫下,甜瓜幼苗根系的淀粉含量逐渐降低,叶片淀粉含量不断升高;叶片淀粉含量在整个处理过程中显著提高;根系和叶片果糖、蔗糖含量呈先增加后降低的变化趋势;低氧胁迫下,甜瓜幼苗根系和叶片的蔗糖合成酶(SS)、磷酸蔗糖转化酶(SPS)、葡萄糖激酶(GK)活性呈先升高后降低的变化趋势,根系的蔗糖转化酶(INV)活性随低氧胁迫时间的延长而降低,叶片的INV活性表现为先增加后降低的变化趋势;低氧胁迫下叶片蔗糖酸性转换酶(AI)和蔗糖转化酶(INV)活性分别在处理2-4 d、2-6 d显著提高;低氧胁迫下根系葡萄糖激酶(GK)活性显著增加;外源GABA处理显著提高了低氧胁迫下叶片的果糖含量、根系的SPS活性、叶片的GK活性、降低了幼苗叶片AI活性和INV活性;低氧胁迫下添加外源GABA在处理2-4 d显著提高了根系SS活性。低氧胁迫下,甜瓜幼苗根系和叶片无氧呼吸酶乳酸脱氢酶(LDH)、叶片(乙醇脱氢酶)ADH活性增加,添加GABA后降低了低氧胁迫下甜瓜根系和叶片LDH活性以及叶片ADH活性,但未达到显著水平。GABA在一定程度上能够缓解低氧胁迫对甜瓜幼苗的伤害。