維持細胞滲透壓:當受鹽堿或水分脅迫時(shí),細胞質(zhì)中積累大量有機滲透調節劑如甜菜堿,而將細胞質(zhì)中的無(wú)機滲透調節劑主要是助擠向液泡,使胞質(zhì)與細胞內液泡)外環(huán)境維持滲透平衡,這樣避免了細胞質(zhì)高濃度無(wú)機離子對酶和代謝的毒害。鹽脅迫下植物體內甜菜堿的積累是一種有利于植物在脅迫下生長(cháng)的重要生理現象,其含量與植物耐鹽性呈正相關(guān)。 對酶的保護作用:甜菜堿的溶解度很高,不帶靜電荷,其高濃度對許多酶及其他生物大分子沒(méi)有影響,甚至有保護作用。甜菜堿可以保護甜菜根細胞膜,防止熱傷害,提高酶熱變性所需的溫度;可以保護菠菜類(lèi)囊體膜抵御冰凍脅迫;解除高濃度鹽對酶活性的毒害;防**水誘導的蛋白質(zhì)熱動(dòng)力學(xué)干擾;對有氧呼吸和能量代謝過(guò)程也有良好的保護作用。甜菜堿對PSH 外周多膚具有穩定作用。
抗鹽的持久性:甜菜堿在體內能迅速合成和積累到很高濃度,其在生物合成的反應中沒(méi)有反饋抑制,并產(chǎn)生NAOH。在研究過(guò)的150 多種代謝物中,甜菜堿是*好的滲透調節劑,很低濃度的外源甜菜堿即有良好的作用。如培養基中含o8m (習幾NaCI 時(shí),大腸桿菌的生長(cháng)完全停止,但加入10 陽(yáng)lo ]幾甜菜堿后,其生長(cháng)完全恢復。當脅迫解除后,葉片和根中的脯氨酸含量立即下降,而甜菜堿的含量基本上保持穩定。這說(shuō)明脯氨酸的積累是植物對脅迫的暫時(shí)反應,而甜菜堿的積累則可能是長(cháng)久性或半長(cháng)久性的。甜菜堿代謝緩慢的特點(diǎn),說(shuō)明甜菜堿代謝調節主要 受合成決定。
影響無(wú)機離子的分布:大麥在鹽脅迫下可以積累甜菜堿。比田garoon 等在研究積累甜菜堿的紅樹(shù)林植物時(shí)發(fā)現,甜菜堿可以通過(guò)betaine / P roline 運輸體進(jìn)行運輸。劉俊等通過(guò)施加外源甜菜堿來(lái)觀(guān)察大麥對鹽脅迫的緩解效應,結果表明,甜菜堿可以降低膜脂過(guò)氧化程度,提高鹽脅迫下大麥幼苗根系含水量及幼苗的鮮重。甜菜堿處理時(shí)可以顯著(zhù)降低根系中的Na 水比。在葉片中,由于根系對鳳!的大量截留,使得lm (習幾甜菜堿處理的葉片中鳳!解比顯著(zhù)低于鹽處理。甜菜堿可以將ca2 +截留在根系,這種截留可能對根系抵抗鹽害有重要意義。除此以外,甜菜堿對逆境條件下氣孔運動(dòng)、呼吸作用及相關(guān)基因表達都有一定的調控作用。