甜菜堿是一種季銨型生物堿，普遍存在于動(dòng)植物體內(nèi)，為代謝的次生產(chǎn)物，獨(dú)特的分子特性使其既具有極性，又具有非極性；即可以與生物大分子，如酶或蛋白質(zhì)復(fù)合物的親水區(qū)結(jié)合，同時(shí)也可以與疏水區(qū)結(jié)合，在高等植物體內(nèi)是一種重要的非毒性滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)。

研究表明，一些重要的作物如水稻、煙草和番茄等不能合成甜菜堿，而小麥和玉米等作物合成甜菜堿的能力也較低。將甜菜堿合成的相關(guān)基因?qū)霙](méi)有甜菜堿合成途徑的植物以提高其抗逆性的研究越來(lái)越受到重視，并且顯著提高轉(zhuǎn)基因植物的抗逆性。前期的研究結(jié)果表明，甜菜堿能減輕高溫等環(huán)境脅迫對(duì)光合作用的抑制。

甜菜堿具有在滲透脅迫條件下穩(wěn)定生物大分子的結(jié)構(gòu)和功能，同時(shí)還能降低逆境條件下滲透失水對(duì)細(xì)胞膜、酶及蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能的傷害，從而提高植物對(duì)各種脅迫因子的抗性，以及穩(wěn)定三羧酸循環(huán)關(guān)鍵酶和末端氧化酶類(lèi)、光系統(tǒng)Ⅱ、外周多肽等多種生理功能，對(duì)在植物在生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)受到干旱、鹽堿、寒冷等不良環(huán)境的影響下，維持呼吸作用和光合作用的正常進(jìn)行具有重要的生理意義。

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