Hoe planten simmerstress wjerstean (betaïne)?

Yn 'e simmer hawwe planten te krijen mei meardere druk lykas hege temperatuer, sterk ljocht, droechte (wetterstress) en oksidative stress. Betaine, as in wichtige osmotyske regulator en beskermjende kompatible oploste stof, spilet in krúsjale rol yn 'e wjerstân fan planten tsjin dizze simmerstress. De wichtichste funksjes binne:

1. Permeaasjeregeling:
Selturgordruk behâlde:

Hege temperatuer en droechte feroarsaakje dat planten wetter ferlieze, wat liedt ta in tanimming fan it cytoplasmatysk osmotyske potinsjeel (tichter wurde), wat maklik útdroeging en ferwelking fan sellen feroarsaket fan omlizzende fakuoalen of selwanden mei in sterkere wetteropnamekapasiteit. Betaïne sammelet him yn grutte hoemannichten op yn it cytoplasma, wêrtroch't it osmotyske potinsjeel fan it cytoplasma effektyf ferminderet, wêrtroch sellen in hege turgordruk behâlde, wêrtroch't se útdroeging wjersteane en de yntegriteit fan selstruktuer en funksje behâlde.

Plant troch Betaine

Balansearre fakuolêre osmotyske druk:

In grutte hoemannichte anorganyske ioanen (lykas K⁺, Cl⁻, ensfh.) sammelje har op yn 'e fakuoal om de osmotyske druk te behâlden. Betaïne bestiet benammen yn it cytoplasma, en de opgarjen dêrfan helpt it ferskil yn osmotyske druk tusken it cytoplasma en de fakuoal te balansearjen, wêrtroch skea oan it cytoplasma troch oermjittige útdroeging foarkomt.

aardbeien Betaine

2. Beskerming fan biomolekulen:
Stabile proteïnestruktuer:

Hege temperatueren kinne maklik denaturaasje en ynaktivaasje fan proteïnen feroarsaakje. Betaïne-molekulen drage positive en negative ladingen (zwitterionysk) en kinne de natuerlike konformaasje fan proteïnen stabilisearje troch wetterstofbining en hydrataasje, wêrtroch ferkearde folding, aggregaasje of denaturaasje by hege temperatueren foarkommen wurdt. Dit is krúsjaal foar it behâld fan enzymaktiviteit, wichtige proteïnen yn fotosynteze en de funksjes fan oare metabolike proteïnen.

Beskermjend filmsysteem:

Hege temperatuer en reaktive soerstofsoarten kinne de lipide bilaachstruktuer fan selmembranen (lykas tylakoïdemembranen en plasmamembranen) beskeadigje, wat liedt ta abnormale membraanfluiditeit, lekkage en sels disintegraasje. Betaine kin de membraanstruktuer stabilisearje, syn normale fluiditeit en selektive permeabiliteit behâlde, en de yntegriteit fan fotosyntetyske organen en organellen beskermje.

3. Antioksidantbeskerming:
Behâld osmotyske lykwicht en ferminderje sekundêre skea feroarsake troch stress.

Stabilisearje de struktuer en aktiviteit fan antioksidant-enzymen (lykas superoxide dismutase, katalase, ascorbaatperoxidase, ensfh.), ferbetterje de effisjinsje fan it eigen antioksidant-ferdigeningssysteem fan 'e plant, en helpe yndirekt by it fuortheljen fan reaktive soerstofsoarten.
Yndirekte ferwidering fan reaktive soerstofsoarten:

Sterk sinneljocht en hege temperatueren yn 'e simmer kinne de produksje fan grutte hoemannichten reaktive soerstofsoarten yn planten feroarsaakje, wat oksidative skea feroarsaket. Hoewol betaïne sels gjin sterke antioxidant is, kin it berikt wurde troch:

4. Beskerming fan fotosynteze:
Hege temperatuer en sterke ljochtstress feroarsaakje wichtige skea oan it kearnmeganisme fan fotosynteze, fotosysteem II. Betaine kin it tylakoïdemembraan beskermje, de stabiliteit fan it fotosysteem II-kompleks behâlde, de soepele wurking fan 'e elektrontransportketen garandearje, en fotoynhibysje fan fotosynteze ferminderje.

 

5. As in metyldonor:

Betaine is ien fan 'e wichtige methyldonors yn libbene organismen, belutsen by de methioninesyklus. Under stressomstannichheden kin it meidwaan oan 'e synteze of metabolike regeling fan guon stress-reaktive stoffen troch methylgroepen te leverjen.

Gearfetsjend, yn 'e gleone simmer is de kearnfunksje fan betaïne op planten:

Wetterbehâld en droechtebestindichheid:bestriding fan útdroeging troch osmotyske regeling.
Beskerming tsjin waarmte:beskermet aaiwiten, enzymen en selmembranen tsjin skea troch hege temperatueren.

Ferset tsjin oksidaasje:ferbetteret de antioxidantkapasiteit en ferminderet fotooksidative skea.
Fotosynteze ûnderhâlde:beskermje fotosyntetyske organen en behâlde de basisenerzjyfoarsjenning.

Dêrom, as planten stresssignalen lykas hege temperatuer en droechte waarnimme, aktivearje se it betaïne-syntezepaad (benammen troch twa-stap oksidaasje fan choline yn chloroplasten), sammelje se aktyf betaïne om har stressresistinsje te ferbetterjen en har oerlibjensfermogen yn rûge simmeromjouwings te ferbetterjen. Guon droechte- en sâlttolerante gewaaksen (lykas sûkerbieten sels, spinaazje, weet, gerst, ensfh.) hawwe in sterk fermogen om betaïne te sammeljen.

Yn lânbouproduksje wurdt eksogeen spuiten fan betaïne ek brûkt as in biostimulant om de wjerstân fan gewaaksen (lykas mais, tomaat, chili, ensfh.) tsjin hege simmertemperatuer en droechtestress te ferbetterjen.

 


Pleatsingstiid: 1 augustus 2025