近日，江南大學與南寧漢和生物科技股份有限公司就專利名爲“利用重組鈍齒棒桿菌以葡萄糖爲底物一步法合成γ-氨基丁酸的方法”合作簽署專利技術轉讓合同及校企戰略合作協議。

γ-氨基丁酸（GABA）究竟是什麼？爲何被稱爲“農業黑科技”？請看下面內容，爲您揭開γ-氨基丁酸（GABA）的“面紗”。

γ-氨基丁酸是什麼

γ-氨基丁酸 (GABA)

據瞭解，江南大學與漢和生物合作，通過基因編輯技術建立轉化法生產GABA的分離純化方法，經分離純化得到γ-氨基丁酸純度爲98%以上，目前爲止，純度指標全球第一。

γ-氨基丁酸( γ-aminobutyric acid，GABA) 是天然存在於各種生物細胞、體液內的一種非蛋白質氨基酸，它既不是農藥、也不是植物生長調節劑，更不是傳統肥料，而是一款綠色安全高效的生物刺激素。目前在美國註冊的天然存在的生物刺激素活性成分中，包含了γ-氨基丁酸。

研究發現，GABA在人體大腦皮質、海馬、丘腦、基底神經節和小腦中起重要作用，並對機體的多種功能具有調節作用。2009年我國衛生部正式批准GABA爲新資源食品，並被廣泛的應用在保健品、食品、飲料、飼料等領域。

近年來，GABA逐漸被應用到調控植物生長上，特別是在逆境條件下的生長。在植物中，GABA擔任着代謝物質和信號物質的雙重角色，並參與了植物的pH調節、能源物質調節C/N平衡以及防禦系統調節。GABA能提高植物在逆境下的抗性，並具有促進植物生殖生長、營養生長的作用。

據瞭解，GABA可以按一定的稀釋倍數，通過灌根、滴管、葉面噴施應用於作物，也可以添加到液體肥料、水溶性肥料、葉面肥料、複合肥料等各種肥料裏面使用，也可以添加到農藥裏面使用，GABA在酸鹼中都比較穩定，易溶於水，與各種介質都有良好的復配性、相容性。

目前，由江南大學與漢和生物聯合研製的代表着世界最高水平的GABA目前已試產成功，即將投放市場。相信隨着生物刺激素在農業中的不斷普及應用，GABA這一綠色高效的產品定能惠及更多農業工作者，造福中國農業。

漢和生物研發技術路線

γ-氨基丁酸的作用

GABA具有促進植物營養生長、生殖生長的作用

GABA促進植物營養生長

Alan M. Kinnersley等研究發現，GABA 對浮萍的生長不但具有促進作用，並且還能夠增加其對礦質元素的吸收量。圖中可以看到GABA對鈣（Ca）、鎂（Mg）、硼（B）的吸收利用率分別高達68%、57%和65%[1]。

GABA對鈣（Ca）、鎂（Mg）、硼（B）的吸收利用率分別高達68%、57%和65%

2018年李裕芳等研究發現，GABA能顯著提高玉米發育進程，提高硝酸還原酶活性，加快可溶性糖的消耗，促進蛋白質的合成，且能顯著吸收多種元素[2]。

GABA促進植物生殖生長

張瑞琦等利用擬南芥爲實驗材料，研究GABA對其開花的影響發現，外源GABA 處理擬南芥，有效調控自主開花途徑基因FCA 基因的上調錶達，同時下調錶達開花抑制因子FLC基因，進而促進擬南芥早開花3-5天[3]。

GABA 促進擬南芥開花

無論長日照和短日照條件下，GABA 均能不同程度促進擬南芥早開花2-5天

GABA提高植物抗逆性

在現有研究中，GABA提高植物抗逆性。主要包括抗鹽害脅迫、抗高低溫脅迫、抗乾旱脅迫以及提高對重金屬的耐受性等作用。

GABA提高植物抗鹽害脅迫

GABA能提高植物抗鹽害脅迫。鹽脅迫嚴重損害玉米幼苗細胞功能，抑制光合作用，尤其是高鹽害下。外源施用GABA可以減輕有害物質超氧陰離子(O₂⁻)和丙二醛(MDA)造成的氧化損傷，幫助維持細胞形態，改善光合作用和葉綠素熒光參數。這些作用可以減輕鹽脅迫對光合系統的損害，從而增強了玉米幼苗的耐鹽性[4]。

GABA增強玉米幼苗的耐鹽性

經GABA處理的中度和重度鹽脅迫下玉米幼苗的抗氧化酶活性明顯高於未經處理的對照組，進而增強玉米幼苗的耐鹽性

GABA提高植物抗乾旱脅迫

谷海濤採取盆栽試驗設計，在水稻孕穗期開始進行乾旱處理到齊穗期，乾旱處理開始同時噴施不同濃度的 GABA，其濃度分別爲 0mmol/L、0.25mmol/L、0.5mmol/L、1mmol/L、2mmol/L、4mmol/L，以正常灌溉（CK）爲對照，研究不同濃度的GABA對水稻抗旱的影響。在一定範圍內，隨着噴施 GABA 濃度的增加，籽粒幹物質積累量上升，達到一定濃度後下降，在齊穗後第 35 天，松粳 6 與東農 425 籽粒幹物質積累量分別在 A3 和 A2 處理下增幅最大，其增幅分別爲 32.80%和 27.67%，分別恢復到正常灌溉的 84.79%和 88.62%[4]。

與乾旱脅迫相比，噴施 GABA 提高兩品種籽粒幹物質積累量

GABA提高植物抗高溫、低溫脅迫

從下圖1-4可以看到，GABA能在常溫條件下和高溫逆境條件下增強小麥品種中優9507的千粒重，分別比對照的千粒重增加了9.24%和3.6%，而BR的作用則不太明顯。

高溫逆境條件下,GABA能提高小麥中優品種9507的千粒重

張華永等人的研究表明，高溫處理的玉米幼苗在施加GABA 後葉片內的 SOD、POD 活性緩慢上升，處理後 36h 達到峯值，且 GABA 濃度爲5.0 mmol /L時，酶活性最高[5]。Bouche 等研究發現，低溫脅迫下高濃度 GABA（15-200 mmol /L）能夠清除葉綠體羥自由基，穩定和保護擬南芥離體葉綠體的類囊體[5]。

GABA提高植物對重金屬的耐受性

外源GABA提高了植物體內GABA的含量，降低了植物體內金屬的積累。在目前的研究中, 外源施用GABA (50和100μg/ml)能提高植物內源性GABA水平,同時降低了水稻幼苗中砷（As）的積累[6]。而外源γ-氨基丁酸能減輕鋁毒（酸中毒）造成的氧化損傷[7]。

相關鏈接

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γ-氨基丁酸技術發明者：饒志明（博士、教授、博士生導師）

——江南大學生物工程學院副院長，食品科學與技術國家重點實驗室副主任，江蘇省產業技術研究院食品生物技術研究所常務副所長 ，受聘爲江南大學輕工技術與工程一流學科方向PI，學科帶頭人，科技部新一代工業生物技術創新團隊核心成員。

——入選中組部“萬人計劃”科技創新領軍人才、科技部中青年領軍人才、倫世儀傑出青年基金獲得者、教育部新世紀優秀人才、江蘇省傑出青年基金獲得者、江蘇省青藍工程中青年學術帶頭人等人才計劃。

南寧漢和生物科技股份有限公司：國內領先的新型肥料企業，2018年新三板上市公司中新型肥料行業營業額、淨利潤排名第一。漢和生物高度重視研發工作、以及在技術領域的持續投入，確保產品處於領先地位。

參考文獻（部分）：

[1]Alan M. Kinnersley, Fang Lin. Receptor modifiers indicate that 4-aminobutyric acid (GABA) is a potential modulator of ion transport in plants[J]. 2000.

[2]李裕芳，朱昌華等.γ-氨基丁酸和脲素對玉米幼苗生長的影響[J].生物學雜誌.2018,35(3)11-14.

[3]張瑞琦.γ-氨基丁酸促進擬南芥開花的機理研究[D].2012.

[4]Yongchao Wang, Wanrong Gu etal . γ-Aminobutyric Acid Imparts Partial Protection from Salt Stress Injury to Maize Seedlings by Improving Photosynthesis and Upregulating Osmoprotectants and Antioxidants[J]. 2017.

[5]谷海濤,賈琰等.孕穗期乾旱脅迫下外源γ-氨基丁酸對寒地粳稻籽粒氮素形成及產量的影響[J].華北農學報.2018.

[6]張華永,崔麗娜等.熱脅迫誘導玉米幼苗γ-氨基丁酸積累的生理作用[J].山東農業科學.2011.

[7]Navin Kumar , Arvind Kumar Dubey etal. GABA accretion reduces Lsi-1 and Lsi-2 gene expressions and modulates physiological responses in Oryza sativa to provide tolerance towards arsenic [J]. 2017.

[8]Hongmiao Song etal. Exogenous γ -aminobutyric acid alleviates oxidative damage caused by aluminium and proton stresses on barley seedlings[J].2010.