उन्हाळ्यात, वनस्पतींना उच्च तापमान, तीव्र प्रकाश, दुष्काळ (पाण्याचा ताण) आणि ऑक्सिडेटिव्ह ताण अशा अनेक दाबांना तोंड द्यावे लागते. बेटेन, एक महत्त्वाचा ऑस्मोटिक नियामक आणि संरक्षणात्मक सुसंगत द्रावक म्हणून, या उन्हाळ्याच्या ताणांना वनस्पतींच्या प्रतिकारात महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. त्याची मुख्य कार्ये समाविष्ट आहेत:

१. प्रवेश नियमन:
सेल टर्गर प्रेशर राखणे:

उच्च तापमान आणि दुष्काळामुळे वनस्पतींमध्ये पाणी कमी होते, ज्यामुळे सायटोप्लाज्मिक ऑस्मोटिक क्षमता वाढते (ती अधिक घन होते), ज्यामुळे आसपासच्या व्हॅक्यूल्स किंवा मजबूत पाणी शोषण क्षमता असलेल्या पेशींचे निर्जलीकरण आणि कोमेजणे सहजपणे होते. बेटेन सायटोप्लाज्ममध्ये मोठ्या प्रमाणात जमा होते, ज्यामुळे सायटोप्लाज्मची ऑस्मोटिक क्षमता प्रभावीपणे कमी होते, पेशींना उच्च टर्गर दाब राखण्यास मदत होते, ज्यामुळे निर्जलीकरणाचा प्रतिकार होतो आणि पेशींची रचना आणि कार्याची अखंडता राखली जाते.

संतुलित व्हॅक्युलर ऑस्मोटिक दाब:

ऑस्मोटिक प्रेशर राखण्यासाठी व्हॅक्यूओलमध्ये मोठ्या प्रमाणात अजैविक आयन (जसे की K ⁺, Cl ⁻, इ.) जमा होतात. बेटेन प्रामुख्याने सायटोप्लाझममध्ये असते आणि त्याचे संचय सायटोप्लाझम आणि व्हॅक्यूओल्समधील ऑस्मोटिक प्रेशर फरक संतुलित करण्यास मदत करते, ज्यामुळे जास्त डिहायड्रेशनमुळे सायटोप्लाझमला होणारे नुकसान टाळता येते.

२. जैव रेणूंचे संरक्षण करणे:
स्थिर प्रथिन रचना:

उच्च तापमानामुळे प्रथिनांचे विकृतीकरण आणि निष्क्रियता सहजपणे होऊ शकते. बेटेन रेणू सकारात्मक आणि नकारात्मक शुल्क (झ्विटेरिओनिक) वाहून नेतात आणि हायड्रोजन बाँडिंग आणि हायड्रेशनद्वारे प्रथिनांचे नैसर्गिक स्वरूप स्थिर करू शकतात, ज्यामुळे उच्च तापमानात चुकीचे घडणे, एकत्रीकरण किंवा विकृतीकरण रोखता येते. एंजाइम क्रियाकलाप, प्रकाशसंश्लेषणातील प्रमुख प्रथिने आणि इतर चयापचय प्रथिनांचे कार्य राखण्यासाठी हे महत्त्वपूर्ण आहे.

संरक्षक फिल्म सिस्टम:

उच्च तापमान आणि प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती पेशी पडद्यांच्या (जसे की थायलॅकॉइड पडदा आणि प्लाझ्मा पडदा) लिपिड बायलेयर संरचनेला नुकसान पोहोचवू शकतात, ज्यामुळे असामान्य पडदा तरलता, गळती आणि अगदी विघटन देखील होते. बेटेन पडद्याची रचना स्थिर करू शकते, त्याची सामान्य तरलता आणि निवडक पारगम्यता राखू शकते आणि प्रकाशसंश्लेषण अवयव आणि ऑर्गेनेल्सची अखंडता संरक्षित करू शकते.

३. अँटिऑक्सिडंट संरक्षण:
ऑस्मोटिक संतुलन राखा आणि ताणामुळे होणारे दुय्यम नुकसान कमी करा.

अँटीऑक्सिडंट एन्झाईम्सची रचना आणि क्रियाकलाप स्थिर करा (जसे की सुपरऑक्साइड डिसम्युटेज, कॅटालेस, एस्कॉर्बेट पेरोक्सिडेस, इ.), वनस्पतीच्या स्वतःच्या अँटीऑक्सिडंट संरक्षण प्रणालीची कार्यक्षमता वाढवा आणि अप्रत्यक्षपणे प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजाती साफ करण्यास मदत करा.
प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजातींचे अप्रत्यक्ष काढून टाकणे:

उन्हाळ्यात तीव्र सूर्यप्रकाश आणि उच्च तापमानामुळे वनस्पतींमध्ये मोठ्या प्रमाणात प्रतिक्रियाशील ऑक्सिजन प्रजातींचे उत्पादन होऊ शकते, ज्यामुळे ऑक्सिडेटिव्ह नुकसान होते. जरी बीटेन स्वतः एक मजबूत अँटिऑक्सिडंट नसले तरी ते याद्वारे साध्य केले जाऊ शकते:

४. प्रकाशसंश्लेषणाचे संरक्षण करणे:
उच्च तापमान आणि तीव्र प्रकाशाचा ताण प्रकाशसंश्लेषणाच्या मुख्य यंत्रणेला, फोटोसिस्टम II ला लक्षणीय नुकसान पोहोचवतो. बेटेन थायलॅकॉइड पडद्याचे संरक्षण करू शकते, फोटोसिस्टम II कॉम्प्लेक्सची स्थिरता राखू शकते, इलेक्ट्रॉन वाहतूक साखळीचे सुरळीत ऑपरेशन सुनिश्चित करू शकते आणि प्रकाशसंश्लेषणाचे फोटोइन्हिबिशन कमी करू शकते.

५. मिथाइल दाता म्हणून:

मेथिओनाइन चक्रात सहभागी असलेल्या सजीवांमध्ये बेटेन हा एक महत्त्वाचा मिथाइल दाता आहे. ताणतणावाच्या परिस्थितीत, ते मिथाइल गट प्रदान करून काही ताण-प्रतिकारक पदार्थांच्या संश्लेषणात किंवा चयापचय नियमनात भाग घेऊ शकते.

थोडक्यात, कडक उन्हाळ्यात, वनस्पतींवर बेटेनचे मुख्य कार्य असे आहे:

पाणी साठवण आणि दुष्काळ सहनशीलता:ऑस्मोटिक नियमनाद्वारे निर्जलीकरणाचा सामना करणे.
उष्णता प्रतिरोधक संरक्षण:उच्च तापमानाच्या नुकसानापासून प्रथिने, एंजाइम आणि पेशी पडद्यांचे संरक्षण करते.

ऑक्सिडेशनला प्रतिकार:अँटिऑक्सिडंट क्षमता वाढवते आणि फोटोऑक्सिडेटिव्ह नुकसान कमी करते.
प्रकाशसंश्लेषण राखणे:प्रकाशसंश्लेषण अवयवांचे संरक्षण करा आणि मूलभूत ऊर्जा पुरवठा राखा.

म्हणून, जेव्हा वनस्पतींना उच्च तापमान आणि दुष्काळ यासारखे ताणाचे संकेत जाणवतात, तेव्हा ते बीटाइन संश्लेषण मार्ग सक्रिय करतात (प्रामुख्याने क्लोरोप्लास्टमध्ये कोलीनच्या द्वि-चरण ऑक्सिडेशनद्वारे), त्यांचा ताण प्रतिकार वाढविण्यासाठी आणि कडक उन्हाळ्याच्या वातावरणात त्यांची जगण्याची क्षमता सुधारण्यासाठी सक्रियपणे बीटाइन जमा करतात. काही दुष्काळ आणि मीठ सहन करणारी पिके (जसे की साखर बीट स्वतः, पालक, गहू, बार्ली इ.) मध्ये बीटाइन जमा करण्याची मजबूत क्षमता असते.

कृषी उत्पादनात, पिकांचा (जसे की मका, टोमॅटो, मिरची इ.) उन्हाळ्याच्या उच्च तापमान आणि दुष्काळाच्या ताणाला प्रतिकार वाढवण्यासाठी बायोस्टिम्युलंट म्हणून बीटेनची बाह्य फवारणी देखील केली जाते.