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(zhǎng)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(duì)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。

GABA還可以通過促進(jìn)葉綠素表達(dá)，進(jìn)而使得過氧化氫酶（catalase，CAT）、過氧化物酶（peroxidase，POX）活性增加，提高脯氨酸和糖含量，調(diào)節(jié)滲透和降低氧化。植物在水澇下pH會(huì)下降。長(zhǎng)時(shí)間水澇會(huì)使土壤缺氧且短時(shí)間內(nèi)水澇使得GABA升高。而水澇下氣孔關(guān)閉與脫落酸存在直接關(guān)系。由于H+上升和缺氧會(huì)導(dǎo)致GABA增加。同時(shí)丙氨酸的積累可提高缺氧條件下植物的生存能力。在缺氧條件下GABA可以通過間接調(diào)節(jié)使得光合作用增強(qiáng)，降低氣孔限制值，使得通氧量加大。缺氧條件下GAD活性上升，而GABA可以緩解缺氧對(duì)植物幼苗的傷害，而且外源GABA可以使低氧條件下根生長(zhǎng)抑制得以緩解，快速生長(zhǎng)出不定根。不定根生長(zhǎng)也可以緩解植物的缺氧情況。
另外，水澇缺氧條件下除GABA、谷氨酸以及丙氨酸外其他與三羧酸循環(huán)有關(guān)的氨基酸水平均下降。GABA與谷氨酸可作為丙氨酸的直接合成底物，通過這種厭氧途徑生成2倍于糖酵解產(chǎn)生的ATP，供能。GABA還具有消除活性氧中間體以及為植物和間接通過H2O2信號(hào)作用防止細(xì)胞程序性死亡（programmed cell eath，PCD），以及發(fā)揮其他作用。
此外，GABA還具有催熟作用。GABA可以通過刺激1-氨基環(huán)丙烷-1-羧酸（ACC）合成酶轉(zhuǎn)錄豐度刺激乙烯生物合成。而水澇下乙烯可以通過促進(jìn)不定根的生長(zhǎng)為植物提供氧氣。高濃度GABA可抑制植物和細(xì)菌GABA轉(zhuǎn)氨酶（GABA-T，GABT）突變體的生長(zhǎng)，高濃度下可抑制細(xì)菌在植物內(nèi)的繁殖。番茄中的GABA-T被抑制會(huì)導(dǎo)致GABA的積累，使番茄出現(xiàn)矮小癥。
GABA在溶液中常以兩性離子（帶負(fù)電荷的羧基和帶正電荷的氨基）形式存在，由于正負(fù)電荷基團(tuán)間的靜電相互作用，使得GABA在溶液中能夠兼具氣態(tài)（折疊態(tài)）和固態(tài)（伸展態(tài)）時(shí)的分子構(gòu)象，而GABA在溶液中多分子構(gòu)象共存的形式，使其能夠結(jié)合多種受體蛋白并發(fā)揮多種重要生理功能。
歐洲食品安全局（EFSA）雖然允許食物中添加GABA，規(guī)定GABA的膳食攝入量上限為550mg/d，但是其主要功能特性尚需嚴(yán)格的人群試驗(yàn)結(jié)果加以佐證。美國食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）根據(jù)毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果指出食品中添加GABA是安全的，使用范圍包含飲料、咖啡、茶和口香糖等，但不允許在嬰兒食品、肉制品或含肉產(chǎn)品中添加。中國衛(wèi)生部2009年12號(hào)公告，GABA攝入量不得超過500mg/d，使用范圍為飲料、可可制品、巧克力及其飲料、糖果、焙烤食品和膨化食品，但嬰兒食品中不能添加。
在微生物中，GABA代謝是通過GABA支路完成的，利用微生物體內(nèi)較高的GAD活性，將Glu脫羧形成 GABA，然后在GABA-T、SSADH作用下，GABA進(jìn)入下游的分解過程生成琥珀酸半醛、琥珀酸參與微生物的生理代謝。微生物富集GABA就是通過對(duì)培養(yǎng)基的優(yōu)化以及菌株的改良使其具有較高的GAD活性，增加GABA合成率，降低分解率來實(shí)現(xiàn)的。大量研究已證明GAD在原核到真核微生物中都有存在，此外，利用微生物中的GAD脫羧形成GABA不受資源、環(huán)境和空間的限制，與其他方法相比具有顯著的優(yōu)勢(shì)。