20世紀(jì)末，人們就發(fā)現(xiàn)干旱可以降低根的固氮和O2的擴(kuò)散，使得植物缺氧而導(dǎo)致GABA的積累。低氧條件下谷氨酸和天冬氨酸含量增加。干旱下GAD活性提高，GABA-T快速積累。干旱條件下，根系、莖的生長和葉面積伸展被抑制，活性氧增加，低分子滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)如GABA等氨基酸、多元醇、有機(jī)酸產(chǎn)量增加，以及抗氧化損傷的酶表達(dá)均上調(diào)。研究表明，干旱條件下，與細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)、活性氧的清除、結(jié)構(gòu)蛋白穩(wěn)定保護(hù)、滲透調(diào)節(jié)劑、轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白等有關(guān)的基因表達(dá)上調(diào)。外源GABA使得植物保持較高的相對含水量，降低電解質(zhì)滲漏、脂質(zhì)、過氧化物、碳代謝并能提高膜穩(wěn)定性。此外，外源GABA也可以誘導(dǎo)GABA-T和α-戊酸脫氫酶活性上升，抑制GAD活性使得GABA和谷氨酸增加。同時(shí)GABA加速多胺合成，抑制多胺分解，并進(jìn)一步激活σ-1-吡咯林-5-羧酸合成酶和脯氨酸脫氫酶以及鳥氨酸-σ-氨基轉(zhuǎn)移酶活性，致使GABA預(yù)富集物的高度積累和代謝。

細(xì)菌侵染過程中的植物GAD表達(dá)量和γ-羥基丁酸轉(zhuǎn)錄豐度會上升，致使GABA升高。高GABA合成水平的煙草對根癌土壤桿菌C58感染敏感性有所下降。GABA可誘導(dǎo)農(nóng)桿菌ATTKLM操縱子表達(dá)，使得N-（3-氧代辛?；└呓z氨酸內(nèi)酯的濃度減少，群體感應(yīng)信號（或激素）下調(diào)，影響其對植物的毒性。GABA在植物與細(xì)菌的信號交流中也發(fā)揮作用，GABA可以抑制細(xì)菌內(nèi)Hrpl基因表達(dá)（Hrpl基因編碼蛋白使得植物致敏或引起其組織疾?。?，同時(shí)抑制植物體內(nèi)hrp基因表達(dá)，使得植物免于過敏反應(yīng)（hrp：控制植物病原體致病能力，并引起過敏反應(yīng)）。
在高等植物中，GABA的代謝主要由三種酶參與完成，在GAD作用下，L-谷氨酸（glutamic acid，Glu）在α-位上發(fā)生不可逆脫羧反應(yīng)生成GABA，然后在GABA轉(zhuǎn)氨酶（GABA transaminase，GABA-T）催化下，GABA與丙酮酸和α-酮戊二酸反應(yīng)生成琥珀酸半醛，后經(jīng)琥珀酸半醛脫氫酶（succinic semialdehyde dehydrogenase，SSADH）催化，琥珀酸半醛氧化脫氫形成琥珀酸終進(jìn)入三羧酸循環(huán)（krebs circle）。這條代謝途徑構(gòu)成了TCA循環(huán)的一條支路，稱為GABA支路。
GABA長久以來被認(rèn)為與植物多種應(yīng)激和防御系統(tǒng)有關(guān)。GABA會隨著植物受到刺激而升高，被認(rèn)為是植物中響應(yīng)于各種外界變化、內(nèi)部刺激和離子環(huán)境等因素如pH、溫度、外部天敵刺激的一種有效機(jī)制。GABA還可以調(diào)節(jié)植物內(nèi)環(huán)境如抗氧化、催熟、保鮮植物等作用。近年來GABA在植物中也被發(fā)現(xiàn)作為信號分子在植物中傳遞擴(kuò)大信息。GABA曾在大豆、擬南芥、茉莉、草莓等植物中相繼發(fā)現(xiàn)。低濃度的GABA有助于植物生長發(fā)育，高濃度下又會起相反的作用。