Sa tag-araw, ang mga halaman ay nahaharap sa iba't ibang presyon tulad ng mataas na temperatura, matinding liwanag, tagtuyot (stress sa tubig), at oxidative stress. Ang Betaine, bilang isang mahalagang osmotic regulator at protective compatible solute, ay gumaganap ng mahalagang papel sa resistensya ng mga halaman sa mga stress na ito sa tag-init. Kabilang sa mga pangunahing tungkulin nito ang:
1. Regulasyon ng pagtagos:
Panatilihin ang presyon ng turgor ng selula:
Ang mataas na temperatura at tagtuyot ay nagdudulot ng pagkawala ng tubig sa mga halaman, na humahantong sa pagtaas ng cytoplasmic osmotic potential (pagiging mas siksik), na madaling magdulot ng dehydration at pagkalanta ng mga selula mula sa nakapalibot na mga vacuole o mga cell wall na may mas malakas na kapasidad sa pagsipsip ng tubig. Ang Betaine ay naiipon nang malaki sa cytoplasm, na epektibong binabawasan ang osmotic potential ng cytoplasm, na tumutulong sa mga selula na mapanatili ang mataas na turgor pressure, sa gayon ay nilalabanan ang dehydration at pinapanatili ang integridad ng istruktura at tungkulin ng selula.
Balanseng osmotikong presyon ng vacuolar:
Isang malaking halaga ng mga inorganic ion (tulad ng K⁺, Cl⁻, atbp.) ang naiipon sa vacuole upang mapanatili ang osmotic pressure. Ang Betaine ay pangunahing matatagpuan sa cytoplasm, at ang akumulasyon nito ay nakakatulong sa pagbalanse ng pagkakaiba ng osmotic pressure sa pagitan ng cytoplasm at mga vacuole, na pumipigil sa pinsala sa cytoplasm dahil sa labis na dehydration.
2. Pagprotekta sa mga biomolecule:
Matatag na istruktura ng protina:
Ang mataas na temperatura ay madaling magdulot ng denaturation at inactivation ng protina. Ang mga molekula ng Betaine ay may dalang positibo at negatibong karga (zwitterionic) at kayang patatagin ang natural na conformation ng mga protina sa pamamagitan ng hydrogen bonding at hydration, na pumipigil sa misfolding, aggregation, o denaturation sa mataas na temperatura. Ito ay mahalaga para sa pagpapanatili ng aktibidad ng enzyme, mga pangunahing protina sa photosynthesis, at mga tungkulin ng iba pang metabolic protein.
Sistema ng proteksiyon na pelikula:
Ang mataas na temperatura at reactive oxygen species ay maaaring makapinsala sa istruktura ng lipid bilayer ng mga lamad ng selula (tulad ng mga lamad ng thylakoid at mga lamad ng plasma), na humahantong sa abnormal na pagkalikido ng lamad, pagtagas, at maging pagkawasak. Kayang patatagin ng Betaine ang istruktura ng lamad, mapanatili ang normal na pagkalikido at selective permeability nito, at protektahan ang integridad ng mga photosynthetic organ at organelle.
3. Proteksyon laban sa mga antioxidant:
Panatilihin ang osmotic balance at bawasan ang secondary damage na dulot ng stress.
Patatagin ang istruktura at aktibidad ng mga antioxidant enzyme (tulad ng superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, atbp.), pahusayin ang kahusayan ng sariling antioxidant defense system ng halaman, at hindi direktang tumutulong sa pag-alis ng reactive oxygen species.
Hindi direktang pag-alis ng mga reactive oxygen species:
Ang malakas na sikat ng araw at mataas na temperatura sa tag-araw ay maaaring magdulot ng produksyon ng malaking dami ng reactive oxygen species sa mga halaman, na nagdudulot ng oxidative damage. Bagama't ang betaine mismo ay hindi isang malakas na antioxidant, maaari itong makamit sa pamamagitan ng:
4. Pagprotekta sa potosintesis:
Ang mataas na temperatura at matinding stress ng liwanag ay nagdudulot ng malaking pinsala sa pangunahing mekanismo ng photosynthesis, photosystem II. Mapoprotektahan ng Betaine ang thylakoid membrane, mapapanatili ang katatagan ng photosystem II complex, masisiguro ang maayos na operasyon ng electron transport chain, at maibsan ang photoinhibition ng photosynthesis.
5. Bilang isang donor ng methyl:
Ang Betaine ay isa sa mahahalagang methyl donor sa mga nabubuhay na organismo, na kasangkot sa methionine cycle. Sa ilalim ng mga kondisyon ng stress, maaari itong lumahok sa synthesis o metabolic regulation ng ilang stress responsive substances sa pamamagitan ng pagbibigay ng methyl groups.
Sa buod, sa panahon ng nakapapasong tag-araw, ang pangunahing tungkulin ng betaine sa mga halaman ay:
Pagpapanatili ng tubig at paglaban sa tagtuyot:paglaban sa dehydration sa pamamagitan ng osmotic regulation.
Proteksyon sa paglaban sa init:pinoprotektahan ang mga protina, enzyme, at lamad ng cell mula sa pinsala mula sa mataas na temperatura.
Paglaban sa oksihenasyon:pinahuhusay ang kapasidad ng antioxidant at binabawasan ang pinsalang photooxidative.
Panatilihin ang potosintesis:pinoprotektahan ang mga organong potosintetiko at pinapanatili ang pangunahing suplay ng enerhiya.
Samakatuwid, kapag nakakakita ang mga halaman ng mga senyales ng stress tulad ng mataas na temperatura at tagtuyot, pinapagana nila ang betaine synthesis pathway (pangunahin sa pamamagitan ng two-step oxidation ng choline sa mga chloroplast), aktibong nag-iipon ng betaine upang mapahusay ang kanilang resistensya sa stress at mapabuti ang kanilang kakayahang mabuhay sa malupit na kapaligiran sa tag-araw. Ang ilang mga pananim na matibay sa tagtuyot at asin (tulad ng mga sugar beet mismo, spinach, trigo, barley, atbp.) ay may malakas na kakayahang mag-ipon ng betaine.
Sa produksiyong agrikultural, ang exogenous spraying ng betaine ay ginagamit din bilang biostimulant upang mapahusay ang resistensya ng mga pananim (tulad ng mais, kamatis, sili, atbp.) sa mataas na temperatura sa tag-init at stress dulot ng tagtuyot.
Oras ng pag-post: Agosto-01-2025

