Glycín betaín (GB) je amfotérny kvartérny amín, ktorý rastliny produkujú ako adaptívnu reakciu na vodný stres. Zvyšuje odolnosť plodín voči suchu, extrémnym teplotám a slanosti, čím zvyšuje úrodu plodín.
GB zmierňuje vplyvy HS na znižovanie výnosov pri niekoľkých plodinách [160]. GB významne znižuje akumuláciu MDA a peroxidáciu lipidov spôsobenú toxicitou Cd v bavlne [161]. Tiež zvyšuje toleranciu soli v mungo fazuli.
Zvyšuje fotosyntetickú aktivitu
Glycín betaín (GB) je netoxická organická zlúčenina triedy IV, ktorá podporuje rast rastlín zlepšením fotosyntetickej účinnosti. Môže sa tiež absorbovať do meristematických tkanív rastlín, ako sú púčiky a končeky stoniek, kde je schopný podporovať rast a kvitnutie.
GBP možno použiť na zmiernenie účinkov abiotických stresov, ako je soľ, sucho, ťažké kovy a stres z chladu. Okrem zvýšenia fotosyntetickej aktivity môže tiež pomôcť znížiť stomatálne obmedzenia a zlepšiť morfológiu rastlín.
GB tiež zlepšuje klíčenie semien a zlepšuje rast sadeníc. Ukázalo sa, že zvyšuje expresiu génov zapojených do produkcie antioxidačných enzýmov a tým znižuje akumuláciu ROS. Okrem toho môže GB inhibovať oxidáciu lipidovej membrány, zlepšiť obsah chlorofylu a zvýšiť obsah bielkovín v dvoch kultivaroch Zea mays L. pri strese zo soli.
Znižuje stomatálny uzáver
Znečistenie ťažkými kovmi (HM) je rozšírený jav a obmedzuje výnosný výnos rôznych druhov rastlín. HM môžu spôsobiť niekoľko škodlivých účinkov, ako sú biomagnifikácia, oxidačný stres a uzavretie prieduchov. Aplikácia osmoprotektantov však môže zmierniť tieto abiotické stresy a zvýšiť produktivitu rastlín.
Osmoregulátor glycín betaín (GB) je prírodná zlúčenina, ktorá je odvodená od betaínaldehyddehydrogenázy (BADH). BADH je enzým s multifunkčnou úlohou pri produkcii vôní, odolnosti voči abiotickému a osmotickému stresu a selekcii transgénnych rastlín bez antibiotík [31].
Exogénna GB zvýšila atribúty výmeny listových plynov, fotosyntetické pigmenty a antioxidačné aktivity sadeníc Gossypium hirsutum stresovaných soľou [32]. Exogénna GB vo vysokej koncentrácii tiež významne znížila uzavretie prieduchov a zvýšila vodivosť prieduchov pri 150 mM salinite. Okrem toho bolo zvýšenie otvorenia prieduchov výraznejšie v rastlinách ošetrených vyššou koncentráciou GB v porovnaní s kontrolou.
Znižuje akumuláciu malondialdehydu (MDA).
Glycín betaín (GB) je prírodný antioxidant, ktorý chráni rastliny pred škodlivými účinkami stresu. Znižuje oxidačné poškodenie inhibíciou produkcie ROS. Zvyšuje tiež aktivitu fenoloxidáz a antioxidačných enzýmov.
Na poli sa ukázalo, že GB podporuje kvitnutie a rast rastlín. Zvýšenie rastu je spôsobené najmä upreguláciou morfologických parametrov a aktiváciou génov súvisiacich s meristémom.
Ukázalo sa, že GB zmierňuje nepriaznivé účinky ťažkých kovov (HM) na rast rastlín. HM indukujú produkciu ROS, ktorá poškodzuje bunkové kompartmenty a bráni fotosyntetickému aparátu. GB pôsobí ako osmolyt a zabraňuje akumulácii ROS v rastlinách pod stresom HM.
Okrem toho GB zvyšuje antioxidačný systém v rastlinách spustením génovej expresie a zvýšením aktivity enzýmov CAT, POX a SOD. To vedie k zníženiu akumulácie MDA, indikátora oxidačného stresu.
Zvyšuje turgiditu listov
Glycín betaín (GB) je prirodzene sa vyskytujúca organická zlúčenina triedy IV, ktorá sa hromadí v rastlinných a živočíšnych bunkách a slúži ako ich hlavný osmolyt. Jeho akumulácia zmierňuje abiotické stresové stavy, ako je sucho, soľ a ťažké kovy, zvýšením počtu fotosyntetických pigmentov a mechanizmov v rastlinách, výšky rastlín a rastu koreňov a stoniek, ako aj obsahu chlorofylu.
Exogénna aplikácia GB zvyšuje schopnosť rastlín odolávať škodlivým účinkom kadmiového (Cd) stresu reguláciou génových expresií na vytvorenie ďalších antioxidačných enzýmov a znížením neopodstatnených ROS v rastlinách mäta trváceho (Lemna gibba L.) [82].
GB tiež podporuje rast rastlín pri strese zo soli zvýšením počtu a aktivity uzlín v repkovej horčici (Brassica oleracea) a biologickým procesom fixácie dusíka v rastlinách ryže (Oryza sativa L.) [163]. Je tiež účinný pri zvyšovaní tolerancie rastlín cíceru (Cicer arietinum L.) voči chladivému stresu zvýšením klíčenia peľu, životaschopnosti spermií a kvitnutia [176].
Zvyšuje rast listov
Glycín betaín výrazne zvyšuje rast listov, koreňov, stoniek a kvetov senovky gréckej (Trigonella foenum-graecum L.) pri strese zo soli, najmä pri nízkej koncentrácii 50 mM. Okrem toho zvyšuje fotosyntetické pigmenty, relatívny obsah vody, obsah bielkovín a antioxidačnú aktivitu.
GB tiež zmierňuje negatívne účinky slanosti na rastliny senovky gréckej zvýšením parametrov fotosyntézy a fluorescencie chlorofylu, ako je Fv/Fm, v neprítomnosti uzavretia prieduchov, zatiaľ čo znižuje fotosyntetickú účinnosť, keď sú prieduchy uzavreté. Tento účinok je sprostredkovaný inhibíciou oxidácie tiolov v chloroplastoch, čo spôsobuje fotorespiráciu a stratu energie v bunkách.
Exogénna GB tiež zvyšuje obsah aminokyselín, vrátane glutamátu, prolínu, aspartátu, serínu, arginínu, treonínu, leucínu, valínu, izoleucínu, metionínu a tryptofánu, hoci znižuje rýchlosť ich konverzie a využitia.