Poleti se rastline soočajo z več pritiski, kot so visoke temperature, močna svetloba, suša (vodni stres) in oksidativni stres. Betain kot pomemben osmotski regulator in zaščitno združljiva topljena snov igra ključno vlogo pri odpornosti rastlin na te poletne strese. Njegove glavne funkcije vključujejo:

1. Regulacija prepustnosti:
Vzdrževanje turgorskega tlaka celic:

Zaradi visoke temperature in suše rastline izgubljajo vodo, kar vodi do povečanja citoplazmatskega osmotskega potenciala (postajajo gostejše), kar zlahka povzroči dehidracijo in venenje celic iz okoliških vakuol ali celičnih sten z močnejšo sposobnostjo absorpcije vode. Betain se v citoplazmi kopiči v velikih količinah, kar učinkovito zmanjšuje osmotski potencial citoplazme in pomaga celicam vzdrževati visok turgorski tlak, s čimer se upira dehidraciji in ohranja celovitost celične strukture in delovanja.

Uravnoteženi vakuolarni osmotski tlak:

V vakuoli se kopiči velika količina anorganskih ionov (kot so K⁺, Cl⁻ itd.), da se vzdržuje osmotski tlak. Betain se nahaja predvsem v citoplazmi, njegovo kopičenje pa pomaga uravnavati razliko osmotskega tlaka med citoplazmo in vakuolami ter preprečuje poškodbe citoplazme zaradi prekomerne dehidracije.

2. Zaščita biomolekul:
Stabilna struktura beljakovin:

Visoke temperature lahko zlahka povzročijo denaturacijo in inaktivacijo beljakovin. Molekule betaina nosijo pozitivne in negativne naboje (zwitterionske) in lahko stabilizirajo naravno konformacijo beljakovin z vodikovimi vezmi in hidracijo, s čimer preprečijo napačno zvijanje, agregacijo ali denaturacijo pri visokih temperaturah. To je ključnega pomena za ohranjanje aktivnosti encimov, ključnih beljakovin pri fotosintezi in funkcij drugih presnovnih beljakovin.

Sistem zaščitne folije:

Visoka temperatura in reaktivne kisikove spojine lahko poškodujejo lipidno dvoslojno strukturo celičnih membran (kot so tilakoidne membrane in plazemske membrane), kar vodi do nenormalne fluidnosti membrane, puščanja in celo razpada. Betain lahko stabilizira strukturo membrane, ohranja njeno normalno fluidnost in selektivno prepustnost ter zaščiti celovitost fotosintetskih organov in organelov.

3. Antioksidativna zaščita:
Ohranite osmotsko ravnovesje in zmanjšajte sekundarno škodo, ki jo povzroča stres.

Stabilizirajo strukturo in aktivnost antioksidativnih encimov (kot so superoksid dismutaza, katalaza, askorbat peroksidaza itd.), povečajo učinkovitost rastlinskega lastnega antioksidativnega obrambnega sistema in posredno pomagajo pri odstranjevanju reaktivnih kisikovih spojin.
Posredno odstranjevanje reaktivnih kisikovih spojin:

Močna sončna svetloba in visoke temperature poleti lahko v rastlinah povzročijo nastajanje velikih količin reaktivnih kisikovih spojin, kar povzroča oksidativno škodo. Čeprav betain sam po sebi ni močan antioksidant, ga je mogoče doseči z:

4. Zaščita fotosinteze:
Visoka temperatura in močna svetlobna obremenitev povzročata znatno škodo osrednjemu mehanizmu fotosinteze, fotosistemu II. Betain lahko zaščiti tilakoidno membrano, ohrani stabilnost kompleksa fotosistema II, zagotovi nemoteno delovanje elektronske transportne verige in ublaži fotoinhibicijo fotosinteze.

5. Kot donor metilne skupine:

Betain je eden pomembnih donorjev metilnih skupin v živih organizmih, ki sodeluje v metioninskem ciklu. V stresnih pogojih lahko sodeluje pri sintezi ali presnovni regulaciji nekaterih snovi, ki se odzivajo na stres, tako da zagotavlja metilne skupine.

Skratka, med žgočim poletjem je glavna funkcija betaina na rastlinah:

Zadrževanje vode in odpornost na sušo:boj proti dehidraciji z osmotsko regulacijo.
Zaščita pred toplotno odpornostjo:ščiti beljakovine, encime in celične membrane pred poškodbami zaradi visoke temperature.

Odpornost proti oksidaciji:poveča antioksidativno sposobnost in zmanjša fotooksidativno škodo.
Ohranite fotosintezo:ščitijo fotosintetske organe in vzdržujejo osnovno oskrbo z energijo.

Ko rastline zaznajo stresne signale, kot sta visoka temperatura in suša, aktivirajo pot sinteze betaina (predvsem z dvostopenjsko oksidacijo holina v kloroplastih), aktivno kopičijo betain, da povečajo svojo odpornost na stres in izboljšajo svojo sposobnost preživetja v ostrih poletnih okoljih. Nekatere rastline, ki so odporne na sušo in sol (kot so sladkorna pesa, špinača, pšenica, ječmen itd.), imajo močno sposobnost kopičenja betaina.

V kmetijski pridelavi se eksogeno škropljenje z betainom uporablja tudi kot biostimulant za povečanje odpornosti poljščin (kot so koruza, paradižnik, čili itd.) na poletne visoke temperature in stres zaradi suše.