Pada musim panas, tumbuhan menghadapi pelbagai tekanan seperti suhu tinggi, cahaya kuat, kemarau (tekanan air), dan tekanan oksidatif. Betaine, sebagai pengawal selia osmotik yang penting dan bahan larut serasi pelindung, memainkan peranan penting dalam ketahanan tumbuhan terhadap tekanan musim panas ini. Fungsi utamanya termasuk:

1. Peraturan resapan:
Mengekalkan tekanan turgor sel:

Suhu dan kemarau yang tinggi menyebabkan tumbuhan kehilangan air, membawa kepada peningkatan potensi osmotik sitoplasma (menjadi lebih padat), yang dengan mudah menyebabkan dehidrasi dan layu sel daripada vakuol atau dinding sel sekeliling dengan kapasiti penyerapan air yang lebih kuat. Betaine terkumpul dalam jumlah yang banyak dalam sitoplasma, mengurangkan potensi osmotik sitoplasma dengan berkesan, membantu sel mengekalkan tekanan turgor yang tinggi, dengan itu menentang dehidrasi dan mengekalkan integriti struktur dan fungsi sel.

Tekanan osmotik vakuolar seimbang:

Sejumlah besar ion tak organik (seperti K ⁺, Cl ⁻, dsb.) terkumpul di dalam vakuol untuk mengekalkan tekanan osmotik. Betaine terutamanya wujud dalam sitoplasma, dan pengumpulannya membantu mengimbangi perbezaan tekanan osmotik antara sitoplasma dan vakuol, mencegah kerosakan pada sitoplasma akibat dehidrasi yang berlebihan.

2. Melindungi biomolekul:
Struktur protein yang stabil:

Suhu yang tinggi boleh menyebabkan denaturasi dan ketidakaktifan protein dengan mudah. Molekul betaine membawa cas positif dan negatif (zwitterionic) dan boleh menstabilkan bentuk semula jadi protein melalui ikatan hidrogen dan penghidratan, mencegah salah lipatan, pengagregatan atau denaturasi pada suhu tinggi. Ini penting untuk mengekalkan aktiviti enzim, protein utama dalam fotosintesis, dan fungsi protein metabolik lain.

Sistem filem pelindung:

Spesies oksigen suhu tinggi dan reaktif boleh merosakkan struktur lipid dwilapisan membran sel (seperti membran tilakoid dan membran plasma), yang membawa kepada kecairan membran yang tidak normal, kebocoran, dan juga perpecahan. Betaine boleh menstabilkan struktur membran, mengekalkan kecairan normal dan kebolehtelapan terpilih, dan melindungi integriti organ dan organel fotosintesis.

3. Perlindungan antioksidan:
Mengekalkan keseimbangan osmotik dan mengurangkan kerosakan sekunder yang disebabkan oleh tekanan.

Menstabilkan struktur dan aktiviti enzim antioksidan (seperti superoksida dismutase, katalase, askorbat peroksidase, dll.), meningkatkan kecekapan sistem pertahanan antioksidan tumbuhan itu sendiri, dan secara tidak langsung membantu membersihkan spesies oksigen reaktif.
Penyingkiran tidak langsung spesies oksigen reaktif:

Cahaya matahari yang kuat dan suhu tinggi pada musim panas boleh mendorong pengeluaran sejumlah besar spesies oksigen reaktif dalam tumbuhan, menyebabkan kerosakan oksidatif. Walaupun betaine sendiri bukanlah antioksidan yang kuat, ia boleh dicapai melalui:

4. Melindungi fotosintesis:
Suhu tinggi dan tegasan cahaya yang kuat menyebabkan kerosakan ketara kepada mekanisme teras fotosintesis, fotosistem II. Betaine boleh melindungi membran tilakoid, mengekalkan kestabilan kompleks fotosistem II, memastikan operasi lancar rantai pengangkutan elektron, dan mengurangkan perencatan fotosintesis.

5. Sebagai penderma metil:

Betaine adalah salah satu penderma metil penting dalam organisma hidup, yang terlibat dalam kitaran metionin. Di bawah keadaan tekanan, ia mungkin mengambil bahagian dalam sintesis atau peraturan metabolik bagi beberapa bahan responsif tekanan dengan menyediakan kumpulan metil.

Secara ringkasnya, semasa musim panas yang terik, fungsi teras betaine pada tumbuhan ialah:

Pengekalan air dan rintangan kemarau:memerangi dehidrasi melalui peraturan osmotik.
Perlindungan rintangan haba:melindungi protein, enzim, dan membran sel daripada kerosakan suhu tinggi.

Rintangan kepada pengoksidaan:meningkatkan kapasiti antioksidan dan mengurangkan kerosakan fotooksidatif.
Mengekalkan fotosintesis:melindungi organ fotosintesis dan mengekalkan bekalan tenaga asas.

Oleh itu, apabila tumbuhan melihat isyarat tekanan seperti suhu tinggi dan kemarau, mereka mengaktifkan laluan sintesis betaine (terutamanya melalui pengoksidaan dua langkah kolin dalam kloroplas), secara aktif mengumpul betaine untuk meningkatkan ketahanan tekanan mereka dan meningkatkan keupayaan hidup mereka dalam persekitaran musim panas yang keras. Sesetengah tanaman tahan kemarau dan garam (seperti bit gula sendiri, bayam, gandum, barli, dll.) mempunyai keupayaan yang kuat untuk mengumpul betaine.

Dalam pengeluaran pertanian, penyemburan eksogen betaine juga digunakan sebagai biostimulan untuk meningkatkan ketahanan tanaman (seperti jagung, tomato, cili, dll.) terhadap suhu tinggi musim panas dan tekanan kemarau.