甜菜堿是一種季銨型生物堿，普遍存在于動植物體內(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)。

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、光系統(tǒng)Ⅱ、外周多肽等多種生理功能，對在植物在生長過程中經(jīng)常會受到干旱、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。甜菜堿在植物上的應(yīng)用有施用外源甜菜堿能夠大幅提高多種農(nóng)作物、果樹及林木植物對于鹽堿、干旱、高溫、凍害等脅迫的抵抗能力。

甜菜堿的功維持細(xì)胞滲透壓:當(dāng)受鹽堿或水分脅迫時(shí),細(xì)胞質(zhì)中積累大量有機(jī)滲透調(diào)節(jié)劑如甜菜堿,而將細(xì)胞質(zhì)中的無機(jī)滲透調(diào)節(jié)劑主要是助擠向液泡,使胞質(zhì)與細(xì)胞內(nèi)液泡)外環(huán)境維持滲透平衡。鹽脅迫下植物體內(nèi)甜菜堿的積累是一種有利于植物在脅迫下生長的重要生理現(xiàn)象,其含量與植物耐鹽性呈正相關(guān)對醇的保護(hù)作用:甜菜堿的溶解度很高,不帶凈電荷,其高濃度對許多酶及其他生物大分子沒有影響,甚至有保護(hù)作用。

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