Glycine Betaine (GB) este o amină cuaternară amfoteră pe care plantele o produc ca răspuns adaptativ la stresul hidric. Crește rezistența culturilor la secetă, temperaturi extreme și salinitate, sporind astfel randamentul culturilor.
GB atenuează impactul de scădere a randamentului HS în mai multe culturi [160]. GB reduce semnificativ acumularea de MDA și peroxidarea lipidelor cauzate de toxicitatea Cd în bumbac [161]. De asemenea, îmbunătățește toleranța la sare în fasolea mung.
Crește activitatea fotosintetică
Glicină betaină (GB) este un compus organic, netoxic, de clasa IV, care promovează creșterea plantelor prin îmbunătățirea eficienței fotosintetice. De asemenea, poate fi absorbit în țesuturile meristematice ale plantelor, cum ar fi mugurii și vârfurile tulpinilor, unde este capabil să promoveze creșterea și înflorirea.
GBP poate fi folosit pentru a atenua efectele stresului abiotic, cum ar fi sarea, seceta, metalele grele și stresul de răcire. Pe lângă creșterea activității fotosintetice, poate ajuta, de asemenea, la reducerea limitărilor stomatice și la îmbunătățirea morfologiei plantelor.
GB îmbunătățește, de asemenea, germinarea semințelor și îmbunătățește creșterea răsadurilor. S-a demonstrat că crește expresia genelor implicate în producerea enzimelor antioxidante și, prin urmare, scade acumularea de ROS. În plus, GB poate inhiba oxidarea membranei lipidice, poate îmbunătăți conținutul de clorofilă și poate crește conținutul de proteine ​​la două soiuri Zea mays L. sub stres salin.
Reduce închiderea stomatică
Poluarea cu metale grele (HM) este un fenomen larg răspândit și limitează randamentul profitabil al diferitelor specii de plante. HM-urile pot provoca mai multe efecte dăunătoare, cum ar fi biomărirea, stresul oxidativ și închiderea stomatică. Cu toate acestea, aplicarea de osmoprotectanți poate atenua aceste stres abiotic și poate crește productivitatea plantelor.
Osmoreglatorul Glycine Betaine (GB) este un compus natural care este derivat din betain aldehida dehidrogenază (BADH). BADH este o enzimă cu rol multifuncțional în producția de parfum, rezistență la stresul abiotic și osmotic și selecția fără antibiotice a plantelor transgenice [31].
GB exogen a crescut atributele de schimb de gaze din frunze, pigmenții fotosintetici și activitățile antioxidante ale răsadurilor de Gossypium hirsutum stresate de sare [32]. GB exogen la concentrație mare a redus, de asemenea, în mod semnificativ închiderea stomatică și a crescut conductanța stomatică sub 150 mM salinitate. Mai mult, creșterea deschiderii stomatice a fost mai pronunțată la plantele tratate cu o concentrație mai mare de GB comparativ cu martor.
Reduce acumularea de malondialdehidă (MDA).
Glycine Betaine (GB) este un antioxidant natural care protejează plantele de efectele dăunătoare ale stresului. Reduce daunele oxidative prin inhibarea producerii de ROS. De asemenea, îmbunătățește activitatea fenol oxidazelor și a enzimelor antioxidante.
Pe teren, s-a demonstrat că GB promovează înflorirea și creșterea plantelor. Creșterea creșterii se datorează în principal reglării în sus a parametrilor morfologici și activării genelor legate de meristem.
S-a demonstrat că GB atenuează efectele adverse ale metalelor grele (HM) asupra creșterii plantelor. HM-urile induc producerea de ROS, care dăunează compartimentelor celulare și împiedică mecanismul fotosintetic. GB acționează ca un osmolit și previne acumularea de ROS în plante sub stresul HM.
În plus, GB îmbunătățește sistemul antioxidant din plante prin declanșarea expresiei genelor și creșterea activităților enzimelor CAT, POX și SOD. Acest lucru duce la o reducere a acumulării de MDA, un indicator al stresului oxidativ.
Crește turgența frunzelor
Glicina betaină (GB) este un compus organic de clasă IV natural care se acumulează în plante și celule animale și servește ca osmolit principal al acestora. Acumularea sa atenuează starea de stres abiotic, cum ar fi seceta, sarea și metalele grele, prin creșterea numărului de pigmenți fotosintetici și a mașinilor din plante, a înălțimii plantelor și a creșterii rădăcinilor și tulpinilor, precum și a conținutului de clorofilă.
Aplicarea exogenă a GB îmbunătățește capacitatea plantelor de a rezista efectelor nocive ale stresului de cadmiu (Cd) prin reglarea expresiilor genelor pentru a crea enzime antioxidante suplimentare și reducerea ROS nejustificată în plantele perene de raigrass (Lemna gibba L.) [82].
GB promovează, de asemenea, creșterea plantelor în condiții de stres salin prin creșterea numărului și activității nodulilor din muștarul de rapiță (Brassica oleracea) și prin procesul biologic de fixare a azotului în plantele de orez (Oryza sativa L.) [163]. De asemenea, este eficient în creșterea toleranței plantelor de năut (Cicer arietinum L.) la stresul rece prin creșterea germinării polenului, a viabilității spermei și a înfloririi [176].
Crește creșterea frunzelor
Glicina betaină îmbunătățește semnificativ creșterea frunzelor, rădăcinilor, tulpinilor și florilor la schinduf (Trigonella foenum-graecum L.) sub stres salin, în special la o concentrație scăzută de 50 mM. În plus, crește pigmenții fotosintetici, conținutul relativ de apă, conținutul de proteine ​​și activitatea antioxidantă.
GB atenuează, de asemenea, efectele negative ale salinității asupra plantelor schinduf prin creșterea fotosintezei și a parametrilor de fluorescență a clorofilei, cum ar fi Fv/Fm, în absența închiderii stomatelor, în timp ce scade eficiența fotosintetică atunci când stomatele sunt închise. Acest efect este mediat de inhibarea oxidării tiolilor din cloroplaste, care provoacă fotorespirație și pierderi de energie în celule.
GB exogen crește, de asemenea, conținutul de aminoacizi, inclusiv glutamat, prolină, aspartat, serină, arginină, treonină, leucină, valină, izoleucină, metionină și triptofan, deși scade ratele lor de conversie și utilizare.