Katika majira ya joto, mimea hukabiliwa na shinikizo nyingi kama vile joto la juu, mwanga mkali, ukame (shinikizo la maji), na mkazo wa kioksidishaji. Betaine, kama kidhibiti muhimu cha osmotiki na solute inayolingana ya kinga, ina jukumu muhimu katika upinzani wa mimea dhidi ya mikazo hii ya kiangazi. Kazi zake kuu ni pamoja na:

1. Udhibiti wa upenyezaji:
Kudumisha shinikizo la turgor ya seli:

Joto la juu na ukame husababisha mimea kupoteza maji, na kusababisha kuongezeka kwa uwezo wa cytoplasmic osmotic (inakuwa denser), ambayo husababisha kwa urahisi upungufu wa maji mwilini na kunyauka kwa seli kutoka kwa vakuli zinazozunguka au kuta za seli zilizo na uwezo wa kunyonya maji. Betaine hujilimbikiza kwa kiasi kikubwa katika cytoplasm, kwa ufanisi kupunguza uwezekano wa osmotic ya cytoplasm, kusaidia seli kudumisha shinikizo la juu la turgor, na hivyo kupinga upungufu wa maji mwilini na kudumisha uadilifu wa muundo wa seli na kazi.

Shinikizo la osmotiki la vakuli la usawa:

Kiasi kikubwa cha ayoni isokaboni (kama vile K ⁺, Cl ⁻, n.k.) hujilimbikiza kwenye vakuli ili kudumisha shinikizo la kiosmotiki. Betaine hasa ipo katika saitoplazimu, na mkusanyiko wake husaidia kusawazisha tofauti ya shinikizo la kiosmotiki kati ya saitoplazimu na vakuli, kuzuia uharibifu wa saitoplazimu kutokana na kutokomeza maji mwilini kupita kiasi.

2. Kulinda biomolecules:
Muundo thabiti wa protini:

Joto la juu linaweza kusababisha kuharibika kwa protini kwa urahisi na kutofanya kazi. Molekuli za betaine hubeba chaji chanya na hasi (zwitterionic) na zinaweza kuleta upatanisho asilia wa protini kupitia unganisho wa hidrojeni na uloweshaji maji, kuzuia kukunjana vibaya, kujumlisha, au kubadilika kwa halijoto ya juu. Hii ni muhimu kwa kudumisha shughuli za enzyme, protini muhimu katika usanisinuru, na kazi za protini zingine za kimetaboliki.

Mfumo wa filamu ya kinga:

Joto la juu na spishi tendaji za oksijeni zinaweza kuharibu muundo wa lipid bilayer wa membrane za seli (kama vile tezi ya thylakoid na membrane ya plasma), na kusababisha umwagikaji usio wa kawaida wa utando, kuvuja, na hata kutengana. Betaine inaweza kuleta utulivu wa muundo wa utando, kudumisha unyevu wake wa kawaida na upenyezaji wa kuchagua, na kulinda uadilifu wa viungo vya photosynthetic na organelles.

3. Kinga ya antioxidant:
Dumisha usawa wa osmotic na kupunguza uharibifu wa pili unaosababishwa na mafadhaiko.

Thibitisha muundo na shughuli za vimeng'enya vya kioksidishaji (kama vile superoxide dismutase, catalase, ascorbate peroxidase, n.k.), ongeza ufanisi wa mfumo wa ulinzi wa antioxidant wa mmea, na usaidie kwa njia isiyo ya moja kwa moja kusafisha spishi tendaji za oksijeni.
Uondoaji wa moja kwa moja wa aina tendaji za oksijeni:

Mwangaza wa jua wenye nguvu na halijoto ya juu wakati wa kiangazi huweza kushawishi uzalishaji wa kiasi kikubwa cha spishi tendaji za oksijeni kwenye mimea, na kusababisha uharibifu wa vioksidishaji. Ingawa betaine yenyewe sio antioxidant kali, inaweza kupatikana kupitia:

4. Kulinda usanisinuru:
Joto la juu na mkazo mkali wa mwanga husababisha uharibifu mkubwa kwa utaratibu wa msingi wa photosynthesis, mfumo wa picha II. Betaine inaweza kulinda utando wa thylakoid, kudumisha uthabiti wa changamano cha mfumo wa picha II, kuhakikisha utendakazi mzuri wa mnyororo wa usafiri wa elektroni, na kupunguza uzuiaji wa usanisinuru.

5. Kama mtoaji wa methyl:

Betaine ni mmoja wa wafadhili muhimu wa methyl katika viumbe hai, wanaohusika katika mzunguko wa methionine. Chini ya hali ya mfadhaiko, inaweza kushiriki katika usanisi au udhibiti wa kimetaboliki wa baadhi ya dutu zinazojibu mkazo kwa kutoa vikundi vya methyl.

Kwa muhtasari, wakati wa msimu wa joto, kazi kuu ya betaine kwenye mimea ni:

Uhifadhi wa maji na upinzani wa ukame:kupambana na upungufu wa maji mwilini kupitia udhibiti wa osmotic.
Ulinzi dhidi ya joto:hulinda protini, vimeng'enya, na utando wa seli kutokana na uharibifu wa joto la juu.

Upinzani wa oxidation:huongeza uwezo wa antioxidant na hupunguza uharibifu wa photooxidative.
Dumisha usanisinuru:kulinda viungo vya photosynthetic na kudumisha usambazaji wa nishati ya msingi.

Kwa hivyo, mimea inapotambua ishara za mkazo kama vile joto la juu na ukame, huwasha njia ya usanisi wa betaine (haswa kupitia uoksidishaji wa hatua mbili wa choline katika kloroplasti), hujilimbikiza betaine ili kuongeza upinzani wao wa mafadhaiko na kuboresha uwezo wao wa kuishi katika mazingira magumu ya kiangazi. Baadhi ya mazao yanayostahimili ukame na chumvi (kama vile beets zenyewe, mchicha, ngano, shayiri, n.k.) yana uwezo mkubwa wa kukusanya betaine.

Katika uzalishaji wa kilimo, unyunyiziaji wa nje wa betaine pia hutumiwa kama kichocheo cha mimea ili kuongeza upinzani wa mazao (kama vile mahindi, nyanya, pilipili, nk) kwa joto la juu la kiangazi na mkazo wa ukame.