Glycin Betain (GB) är en amfotär kvartär amin som växter producerar som ett adaptivt svar på vattenstress. Det ökar grödors motståndskraft mot torka, extrema temperaturer och salthalt, vilket ökar skördarnas avkastning.
GB mildrar de skördefallande effekterna av HS i flera grödor [160]. GB minskar signifikant MDA-ackumulering och lipidperoxidation orsakad av Cd-toxicitet i bomull [161]. Det förbättrar också salttoleransen i mungbönor.
Ökar fotosyntetisk aktivitet
Glycin betain (GB) är en giftfri, organisk klass IV-förening som främjar växttillväxt genom att förbättra fotosynteseffektiviteten. Det kan också absorberas i växternas meristematiska vävnader, såsom knoppar och stjälkspetsar, där det kan främja tillväxt och blomning.
GBP kan användas för att mildra effekterna av abiotiska påfrestningar som salt, torka, tungmetaller och kylstress. Förutom att förbättra fotosyntetisk aktivitet kan det också hjälpa till att minska stomatala begränsningar och förbättra växtmorfologin.
GB förbättrar också frögroningen och förbättrar plantans tillväxt. Det har visat sig öka uttrycket av gener som är involverade i att producera antioxidantenzymer och därigenom sänker ROS-ackumuleringen. Dessutom kan GB hämma lipidmembranoxidation, förbättra klorofyllhalten och öka proteinhalten i två Zea mays L.-sorter under saltstress.
Minskar stomatal stängning
Tungmetallföroreningar (HM) är ett utbrett fenomen och begränsar den lönsamma avkastningen för olika växtarter. HM kan orsaka flera skadliga effekter såsom biomagnifieringar, oxidativ stress och stomatal stängning. Appliceringen av osmoprotektanter kan dock mildra dessa abiotiska påfrestningar och öka växternas produktivitet.
Osmoregulatorn Glycine Betaine (GB) är en naturlig förening som härrör från betainaldehyddehydrogenas (BADH). BADH är ett enzym med en multifunktionell roll i doftproduktion, resistens mot abiotiska och osmotiska påfrestningar och antibiotikafritt urval av transgena växter [31].
Exogen GB ökade bladgasutbytesattributen, fotosyntetiska pigment och antioxidantaktiviteter hos saltstressade Gossypium hirsutum plantor [32]. Exogent GB vid hög koncentration minskade också signifikant stomatal stängning och ökade stomatal konduktans under 150 mM salthalt. Dessutom var ökningen av stomatal öppning mer uttalad i växter som behandlats med en högre koncentration av GB jämfört med kontrollen.
Minskar ackumulering av malondialdehyd (MDA).
Glycine Betaine (GB) är en naturlig antioxidant som skyddar växter från de skadliga effekterna av stress. Det minskar oxidativ skada genom att hämma produktionen av ROS. Det ökar också aktiviteten hos fenoloxidaser och antioxidativa enzymer.
På fältet har GB visat sig främja blomning och tillväxt hos växter. Ökningen i tillväxt beror främst på uppreglering av morfologiska parametrar och aktivering av meristemrelaterade gener.
GB har visat sig mildra de negativa effekterna av tungmetaller (HM) på växternas tillväxt. HM inducerar produktionen av ROS, vilket skadar cellfacken och hindrar fotosyntesmaskineriet. GB fungerar som en osmolyt och förhindrar ackumulering av ROS i växter under HMs stress.
Dessutom förbättrar GB antioxidantsystemet i växter genom att utlösa genuttryck och öka aktiviteten hos CAT-, POX- och SOD-enzymer. Detta leder till en minskning av ackumuleringen av MDA, en indikator på oxidativ stress.
Ökar bladens turgiditet
Glycinbetain (GB) är en naturligt förekommande klass IV organisk förening som ackumuleras i växter och djurceller och fungerar som deras huvudsakliga osmolyt. Dess ackumulering lindrar abiotiska stresstillstånd som torka, salt och tungmetaller genom att öka antalet fotosyntetiska pigment och maskiner i växter, växthöjd och rot- och stamtillväxt, såväl som klorofyllinnehåll.
Exogen applicering av GB förbättrar växternas förmåga att motstå de skadliga effekterna av kadmium (Cd)-stress genom att reglera genuttryck för att skapa ytterligare antioxidantenzymer och minska omotiverad ROS i fleråriga rajgräsplantor (Lemna gibba L.) [82].
GB främjar också växttillväxt under saltstress genom att öka antalet och aktiviteten av knölar i rapssenap (Brassica oleracea) och den biologiska processen för kvävefixering i risväxter (Oryza sativa L.) [163]. Det är också effektivt för att förbättra toleransen hos kikärtsväxter (Cicer arietinum L.) mot kylstress genom att öka pollengroningen, spermiers livsduglighet och blomning [176].
Ökar bladtillväxten
Glycin Betain ökar avsevärt tillväxten av löv, rötter, stjälkar och blommor i bockhornsklöver (Trigonella foenum-graecum L.) under saltstress, särskilt vid en låg koncentration på 50 mM. Dessutom ökar det fotosyntetiska pigment, relativ vattenhalt, proteininnehåll och antioxidantaktivitet.
GB lindrar också de negativa effekterna av salthalt på bockhornsklöverväxter genom att öka fotosyntesen och klorofyllfluorescensparametrar, såsom Fv/Fm, i frånvaro av stomatal stängning, medan det minskar den fotosyntetiska effektiviteten när stomata är stängda. Denna effekt förmedlas av hämningen av oxidationen av tioler i kloroplasterna, vilket orsakar fotorespiration och energiförlust i cellerna.
Exogen GB ökar också innehållet av aminosyror, inklusive glutamat, prolin, aspartat, serin, arginin, treonin, leucin, valin, isoleucin, metionin och tryptofan, även om det minskar deras omvandlings- och användningshastigheter.