Dina usum panas, pepelakan nyanghareupan sababaraha tekanan sapertos suhu anu luhur, cahaya anu kuat, halodo (setrés cai), sareng setrés oksidatif. Betaine, salaku pangatur osmotik anu penting sareng zat terlarut anu cocog sareng pelindung, maénkeun peran penting dina résistansi pepelakan kana setrés usum panas ieu. Fungsi utama na kalebet:

1. Pangaturan permeasi:
Pertahankan tekanan turgor sel:

Suhu anu luhur sareng halodo nyababkeun pepelakan kaleungitan cai, anu nyababkeun paningkatan poténsi osmotik sitoplasma (janten langkung padet), anu gampang nyababkeun dehidrasi sareng layuna sél tina vakuola sakurilingna atanapi témbok sél anu gaduh kapasitas nyerep cai anu langkung kuat. Betain akumulasi dina jumlah anu ageung dina sitoplasma, sacara efektif ngirangan poténsi osmotik sitoplasma, ngabantosan sél ngajaga tekanan turgor anu luhur, ku kituna nahan dehidrasi sareng ngajaga integritas struktur sareng fungsi sél.

Tekanan osmotik vakuolar anu saimbang:

Sajumlah ageung ion anorganik (sapertos K⁺, Cl⁻, jsb.) ngumpul dina vakuola pikeun ngajaga tekanan osmotik. Betain utamina aya dina sitoplasma, sareng akumulasina ngabantosan ngimbangan bédana tekanan osmotik antara sitoplasma sareng vakuola, nyegah karusakan sitoplasma kusabab dehidrasi anu kaleuleuwihi.

2. Ngajaga biomolekul:
Struktur protéin anu stabil:

Suhu anu luhur tiasa kalayan gampang nyababkeun denaturasi sareng inaktivasi protéin. Molekul betain mawa muatan positif sareng négatif (zwitterionic) sareng tiasa ngastabilkeun konformasi alami protéin ngalangkungan beungkeutan hidrogén sareng hidrasi, nyegah salah lipatan, agregasi, atanapi denaturasi dina suhu anu luhur. Ieu penting pisan pikeun ngajaga aktivitas énzim, protéin konci dina fotosintésis, sareng fungsi protéin métabolik anu sanés.

Sistem pilem pelindung:

Suhu anu luhur sareng spésiés oksigén réaktif tiasa ngaruksak struktur lapisan lipid mémbran sél (sapertos mémbran tilakoid sareng mémbran plasma), anu nyababkeun fluiditas mémbran anu teu normal, bocor, sareng bahkan disintegrasi. Betaine tiasa ngastabilkeun struktur mémbran, ngajaga fluiditas normal sareng perméabilitas selektifna, sareng ngajaga integritas organ sareng organél fotosintésis.

3. Panangtayungan antioksidan:
Ngajaga kasaimbangan osmosis sareng ngirangan karusakan sekundér anu disababkeun ku setrés.

Ningkatkeun struktur sareng aktivitas énzim antioksidan (sapertos superoksida dismutase, katalase, askorbat peroksidase, jsb.), ningkatkeun efisiensi sistem pertahanan antioksidan pepelakan sorangan, sareng sacara teu langsung ngabantosan ngabersihan spésiés oksigén réaktif.
Panyabutan spésiés oksigén réaktif sacara teu langsung:

Sinar panonpoé anu kuat sareng suhu anu luhur dina usum panas tiasa nimbulkeun produksi spésiés oksigén réaktif dina pepelakan dina jumlah anu ageung, anu nyababkeun karusakan oksidatif. Sanaos bétain sorangan sanés antioksidan anu kuat, éta tiasa kahontal ngalangkungan:

4. Ngajaga fotosintésis:
Suhu anu luhur sareng setrés cahaya anu kuat nyababkeun karusakan anu signifikan kana mékanisme inti fotosintésis, fotosistem II. Betain tiasa ngajaga mémbran tilakoid, ngajaga stabilitas kompleks fotosistem II, mastikeun operasi ranté transpor éléktron anu lancar, sareng ngirangan fotoinhibisi fotosintésis.

5. Salaku donor metil:

Betain nyaéta salah sahiji donor metil anu penting dina organisme hirup, anu aub dina siklus metionin. Dina kaayaan setrés, éta tiasa ilubiung dina sintésis atanapi pangaturan métabolik sababaraha zat anu responsif kana setrés ku cara nyayogikeun gugus metil.

Singkatna, nalika usum panas anu panas pisan, fungsi inti betaine dina pepelakan nyaéta:

Tahan cai sareng tahan halodo:Ngalawan dehidrasi ngaliwatan pangaturan osmosis.
Protéksi tahan panas:ngajaga protéin, énzim, sareng mémbran sél tina karusakan dina suhu anu luhur.

Résistansi kana oksidasi:ningkatkeun kapasitas antioksidan sareng ngirangan karusakan fotooksidatif.
Ngajaga fotosintésis:ngajaga organ fotosintésis sareng ngajaga suplai énergi dasar.

Ku kituna, nalika tutuwuhan narima sinyal setrés sapertos suhu luhur sareng halodo, aranjeunna ngaktipkeun jalur sintésis betain (utamina ngalangkungan oksidasi dua léngkah kolin dina kloroplas), sacara aktif ngumpulkeun betain pikeun ningkatkeun résistansi setrés sareng ningkatkeun kamampuan salamet dina lingkungan usum panas anu keras. Sababaraha pepelakan anu tahan halodo sareng uyah (sapertos bit gula sorangan, bayem, gandum, barley, jsb.) gaduh kamampuan anu kuat pikeun ngumpulkeun betain.

Dina produksi tatanén, nyemprot betain sacara éksogén ogé dianggo salaku biostimulan pikeun ningkatkeun résistansi pepelakan (sapertos jagong, tomat, cabé, jsb.) kana suhu luhur usum panas sareng setrés halodo.