无性繁殖能够完整保持并且快速有效地传播亲本的优良性状、缩短育种年限,因此广泛应用于农业、园艺和林业。在此过程中,不定根（Adventitious root;AR）能否形成是关键。因此,了解不定根形成的调控机制非常重要。不定根形成受多种外源和内源因素的影响,包括激素和碳氮代谢。近年来,γ-氨基丁酸（GABA）被认为处于植物碳氮代谢的关键位置,并且能影响初生根生长。本课题组前期研究发现,抑制三羧酸循环中α-酮戊二酸脱氢酶后,杨树不定根生长受到明显抑制,并伴随内源GABA含量升高,暗示GABA可能与不定根生长密切相关,但是缺乏直接的证据,其作用机制也尚不清楚。因此,在前期基础上,通过过量表达GABA的生成基因Pag GAD2、外源施加GABA及GABA转氨酶抑制剂（氨已烯酸/Vigabatrin;VGB）来增加杨树（84K;Populus alba×Populus glandulosa）内源GABA含量,分析内源GABA积累与杨树不定根形成和生长的关系,并解析其作用机制。主要研究结果如下:1.通过过量表达Pag GAD2、外源施加GABA和VGB处理杨树组培苗带叶茎段12天,结果显示:过量表达Pag GAD2抑制了不定根的形成;外源施加GABA表现为低浓度（0.01、0.1 m M）促进不定根生长,高浓度（10 m M）抑制;外源施加VGB则表现为随浓度升高而逐渐抑制不定根的生长;在此过程中内源GABA含量增加。生化分析表明,随内源GABA含量升高,不定根中可溶性糖含量降低;与生根密切相关的甘氨酸含量升高、组氨酸含量降低;IAA含量升高,GA₃含量在GABA处理下降低,在VGB处理下升高。这些结果表明内源GABA的变化影响了碳氮代谢和激素平衡,从而影响了杨树不定根的生长。2.在上述基础上,以CK、GABA（10 m M）和VGB（100μM）处理杨树组培苗带叶茎段6天,进行形态和解剖观察。结果发现:GABA和VGB处理延迟了不定根原基的形成以及不定根的出现,并伴随着内源GABA的升高。生化分析表明,随着内源GABA升高,茎基部可溶性糖含量升高,苹果酸含量先下降后升高;与生根负相关的缬氨酸、脯氨酸、甘氨酸和酪氨酸含量增加;与不定根形成后期负相关的IAA含量升高,而与生根正相关的乙烯和赤霉素含量降低,同时IAA和乙烯信号通路基因也受到明显影响。这些结果表明内源GABA的积累影响了碳氮代谢以及激素平衡和信号通路,最终影响了杨树不定根形成。综上所述,本研究通过三种方法验证了GABA积累与杨树不定根形成和生长负相关,并从碳氮代谢和激素信号两方面解释了产生抑制的原因,首次揭示了GABA对不定根发育的作用,为后续深入研究其在树木生长与适应中的作用机制奠定了基础。