In die somer staar plante verskeie druk in die gesig, soos hoë temperatuur, sterk lig, droogte (waterstres) en oksidatiewe stres. Betaine, as 'n belangrike osmotiese reguleerder en beskermende versoenbare opgeloste stof, speel 'n deurslaggewende rol in plante se weerstand teen hierdie somerstres. Die hooffunksies daarvan sluit in:

1. Permeasieregulering:
Handhaaf selturgordruk:

Hoë temperatuur en droogte veroorsaak dat plante water verloor, wat lei tot 'n toename in sitoplasmiese osmotiese potensiaal (wat digter word), wat maklik dehidrasie en verwelking van selle veroorsaak vanaf omliggende vakuole of selwande met sterker waterabsorpsievermoë. Betaine versamel in groot hoeveelhede in die sitoplasma, wat die osmotiese potensiaal van die sitoplasma effektief verminder, wat selle help om hoë turgordruk te handhaaf, waardeur dehidrasie weerstaan ​​word en die integriteit van selstruktuur en -funksie gehandhaaf word.

Gebalanseerde vakuolêre osmotiese druk:

'n Groot hoeveelheid anorganiese ione (soos K⁺, Cl⁻, ens.) versamel in die vakuole om osmotiese druk te handhaaf. Betaïne bestaan ​​hoofsaaklik in die sitoplasma, en die ophoping daarvan help om die osmotiese drukverskil tussen die sitoplasma en vakuole te balanseer, wat skade aan die sitoplasma as gevolg van oormatige dehidrasie voorkom.

2. Beskerming van biomolekules:
Stabiele proteïenstruktuur:

Hoë temperature kan maklik proteïendenaturasie en -inaktivering veroorsaak. Betaïnemolekules dra positiewe en negatiewe ladings (zwitterionies) en kan die natuurlike konformasie van proteïene stabiliseer deur waterstofbinding en hidrasie, wat verkeerde vouing, aggregasie of denaturasie by hoë temperature voorkom. Dit is noodsaaklik vir die handhawing van ensiemaktiwiteit, sleutelproteïene in fotosintese en die funksies van ander metaboliese proteïene.

Beskermende filmstelsel:

Hoë temperatuur en reaktiewe suurstofspesies kan die lipied-dubbellaagstruktuur van selmembrane (soos tilakoïedmembrane en plasmamembrane) beskadig, wat lei tot abnormale membraanvloeibaarheid, lekkasie en selfs disintegrasie. Betaine kan membraanstruktuur stabiliseer, sy normale vloeibaarheid en selektiewe deurlaatbaarheid handhaaf, en die integriteit van fotosintetiese organe en organelle beskerm.

3. Antioksidantbeskerming:
Handhaaf osmotiese balans en verminder sekondêre skade wat deur stres veroorsaak word.

Stabiliseer die struktuur en aktiwiteit van antioksidantensieme (soos superoksieddismutase, katalase, askorbaatperoksidase, ens.), verbeter die doeltreffendheid van die plant se eie antioksidantverdedigingstelsel, en help indirek om reaktiewe suurstofspesies skoon te maak.
Indirekte verwydering van reaktiewe suurstofspesies:

Sterk sonlig en hoë temperature in die somer kan die produksie van groot hoeveelhede reaktiewe suurstofspesies in plante veroorsaak, wat oksidatiewe skade veroorsaak. Alhoewel betaïne self nie 'n sterk antioksidant is nie, kan dit bereik word deur:

4. Beskerming van fotosintese:
Hoë temperatuur en sterk ligstres veroorsaak aansienlike skade aan die kernmeganisme van fotosintese, fotosisteem II. Betaine kan die tilakoïedmembraan beskerm, die stabiliteit van die fotosisteem II-kompleks handhaaf, die gladde werking van die elektrontransportketting verseker en foto-inhibisie van fotosintese verlig.

5. As 'n metielskenker:

Betaine is een van die belangrike metieldonors in lewende organismes, betrokke by die metioniensiklus. Onder strestoestande kan dit deelneem aan die sintese of metaboliese regulering van sommige stresresponsiewe stowwe deur metielgroepe te verskaf.

Kortliks, gedurende die versengende somer, is die kernfunksie van betaïne op plante:

Waterretensie en droogtebestandheid:die bekamping van dehidrasie deur osmotiese regulering.
Hittebestandheidsbeskerming:beskerm proteïene, ensieme en selmembrane teen hoë temperatuurskade.

Weerstand teen oksidasie:verbeter antioksidantkapasiteit en verminder fotooksidatiewe skade.
Handhaaf fotosintese:beskerm fotosintetiese organe en handhaaf basiese energievoorraad.

Daarom, wanneer plante stresseine soos hoë temperatuur en droogte waarneem, aktiveer hulle die betaïne-sinteseroete (hoofsaaklik deur tweestap-oksidasie van cholien in chloroplaste), versamel hulle aktief betaïne om hul stresweerstand te verbeter en hul oorlewingsvermoë in strawwe someromgewings te verbeter. Sommige droogte- en soutverdraagsame gewasse (soos suikerbeet self, spinasie, koring, gars, ens.) het 'n sterk vermoë om betaïne te versamel.

In landbouproduksie word eksogene bespuiting van betaïne ook as 'n biostimulant gebruik om die weerstand van gewasse (soos mielies, tamatie, brandrissie, ens.) teen hoë somertemperature en droogtestres te verbeter.