γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid,GABA）是一种四碳非蛋白质氨基酸,广泛存在于真核生物和原核生物中。在植物中,GABA广泛存在于各种组织和器官中。正常生长的植物中GABA含量变化较小,当植物受到高温、干旱、冷害、机械刺激等逆境胁迫时会引起GABA的大量积累,近年来其在逆境胁迫中的作用越来越引起人们的关注。本文以豫禾988（低氮低效型）和郑单958（低氮高效型）两个玉米品种为试验材料,在2mmol·L-1Ca（NO3）2的霍格兰营养液和Ca（NO3）2 0.025mmol·L-1的霍格兰营养液中培养到三叶一心时,外源施加0.5mmol·L-1的GABA,通过对玉米植株形态、生理以及转录组和代谢组的变化,研究了低氮胁迫下GABA对玉米氮代谢调控机制。主要结果如下:1.低氮胁迫下γ-氨基丁酸对玉米形态指标的影响:低氮胁迫下,豫禾988与郑单958两个品种幼苗的株高、叶面积、SPAD、氮平衡指数和地上部干重均显著降低,而GABA则能缓解低氮胁迫影响。2.低氮胁迫下GABA对玉米氮代谢的影响:随处理天数增加,玉米幼苗硝酸还原酶活（NR）性整体呈下降趋势,且低氮胁迫明显加剧了这种效应,而GABA处理缓解低氮胁迫产生的影响。谷氨酰胺合成酶（GS）、谷氨酸合成酶（GOGAT）、谷氨酸脱氢酶（GDH）活性整体表现为上升趋势,且对低氮胁迫敏感。在低氮胁迫下,这些酶活性均显著降低,而GABA提高了这些酶活性。谷氨酸脱羧酶（GAD）与γ-氨基丁酸转氨酶（GABA-T）对低氮胁迫和外源GABA均表现为敏感。不同玉米品种及同一玉米品种不同器官反应差异显著,表现为豫禾988叶片在受到低氮胁迫时,内源GABA含量显著降低,而在外源GABA作用下叶片内的GABA含量显著提高到正常水平,豫禾988幼苗在低氮胁迫下根系GABA含量显著升高,外源GABA对根系内GABA含量无显著影响。豫禾988与郑单958幼苗在低氮胁迫下,叶片铵态氮含量显著降低,而外源GABA能提高叶片铵态氮含量。3.低氮胁迫下GABA处理植株的转录组和代谢组的影响:通过转录组分析,玉米幼苗在低氮胁迫下,控制苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸生物合成的基因Zma00400与内质网中的蛋白质加工的基因Zma04141下调。低氮胁迫下幼苗施加外源GABA后,类胡萝卜素生物合成—基因Zma00906、次级代谢产物的生物合成的基因Zma01110、苯并恶嗪类生物合成的基因Zma00402、植物昼夜节律基因Zma04712、光合作用天线蛋白的基因Zma00196、玉米素生物合成的基因Zma00908表现为上调。代谢组分析表明,低氮胁迫下幼苗与正常氮幼苗间代谢物主要集中在苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸的生物合成、Monobactam生物合成、氨酰基-tRNA生物合成、莨菪碱、哌啶和吡啶生物碱的生物合成。低氮胁迫加外源GABA处理的幼苗与低氮胁迫幼苗间差异代谢物主要为维生素B6代谢、抗坏血酸和盐酸盐的代谢、花生四烯酸代谢、苯丙烷生物合成、亚油酸代谢、α-亚麻酸代谢、鸟氨酸、赖氨酸和烟酸生物碱的生物合成、莨菪碱、哌啶和吡啶生物碱的生物合成、苯丙烷生物合成、精氨酸生物合成。