ઉનાળામાં, છોડને ઉચ્ચ તાપમાન, તીવ્ર પ્રકાશ, દુષ્કાળ (પાણીનો તણાવ) અને ઓક્સિડેટીવ તણાવ જેવા અનેક દબાણોનો સામનો કરવો પડે છે. બેટેઈન, એક મહત્વપૂર્ણ ઓસ્મોટિક નિયમનકાર અને રક્ષણાત્મક સુસંગત દ્રાવ્ય તરીકે, ઉનાળાના આ તણાવ સામે છોડના પ્રતિકારમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. તેના મુખ્ય કાર્યોમાં શામેલ છે:

1. પ્રવેશ નિયમન:
કોષ ટર્ગર દબાણ જાળવી રાખો:

ઊંચા તાપમાન અને દુષ્કાળને કારણે છોડ પાણી ગુમાવે છે, જેના કારણે સાયટોપ્લાઝમિક ઓસ્મોટિક સંભવિતતામાં વધારો થાય છે (ઘન બને છે), જે સરળતાથી આસપાસના શૂન્યાવકાશ અથવા મજબૂત પાણી શોષણ ક્ષમતા ધરાવતા કોષ દિવાલોમાંથી કોષોનું નિર્જલીકરણ અને સુકાઈ જવાનું કારણ બને છે. બીટેઈન સાયટોપ્લાઝમમાં મોટી માત્રામાં સંચયિત થાય છે, જે સાયટોપ્લાઝમની ઓસ્મોટિક સંભવિતતાને અસરકારક રીતે ઘટાડે છે, કોષોને ઉચ્ચ ટર્ગર દબાણ જાળવવામાં મદદ કરે છે, જેનાથી નિર્જલીકરણનો પ્રતિકાર થાય છે અને કોષ રચના અને કાર્યની અખંડિતતા જાળવી રાખવામાં આવે છે.

સંતુલિત વેક્યુલર ઓસ્મોટિક દબાણ:

ઓસ્મોટિક દબાણ જાળવવા માટે શૂન્યાવકાશમાં મોટી માત્રામાં અકાર્બનિક આયનો (જેમ કે K ⁺, Cl ⁻, વગેરે) એકઠા થાય છે. બેટેઈન મુખ્યત્વે સાયટોપ્લાઝમમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે, અને તેનું સંચય સાયટોપ્લાઝમ અને શૂન્યાવકાશ વચ્ચેના ઓસ્મોટિક દબાણના તફાવતને સંતુલિત કરવામાં મદદ કરે છે, જે વધુ પડતા ડિહાઇડ્રેશનને કારણે સાયટોપ્લાઝમને થતા નુકસાનને અટકાવે છે.

2. બાયોમોલેક્યુલ્સનું રક્ષણ:
સ્થિર પ્રોટીન રચના:

ઉચ્ચ તાપમાન સરળતાથી પ્રોટીનનું વિકૃતિકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણનું કારણ બની શકે છે. બેટેઈન પરમાણુઓ હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ (ઝ્વિટેરિઓનિક) વહન કરે છે અને હાઇડ્રોજન બંધન અને હાઇડ્રેશન દ્વારા પ્રોટીનની કુદરતી રચનાને સ્થિર કરી શકે છે, ઊંચા તાપમાને ખોટી ફોલ્ડિંગ, એકત્રીકરણ અથવા વિકૃતિકરણ અટકાવે છે. આ એન્ઝાઇમ પ્રવૃત્તિ, પ્રકાશસંશ્લેષણમાં મુખ્ય પ્રોટીન અને અન્ય મેટાબોલિક પ્રોટીનના કાર્યો જાળવવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

રક્ષણાત્મક ફિલ્મ સિસ્ટમ:

ઉચ્ચ તાપમાન અને પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓ કોષ પટલ (જેમ કે થાઇલાકોઇડ પટલ અને પ્લાઝ્મા પટલ) ના લિપિડ બાયલેયર માળખાને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે, જે અસામાન્ય પટલ પ્રવાહીતા, લિકેજ અને વિઘટન તરફ દોરી જાય છે. બેટેઇન પટલ માળખું સ્થિર કરી શકે છે, તેની સામાન્ય પ્રવાહીતા અને પસંદગીયુક્ત અભેદ્યતા જાળવી શકે છે, અને પ્રકાશસંશ્લેષણ અંગો અને ઓર્ગેનેલ્સની અખંડિતતાને સુરક્ષિત કરી શકે છે.

3. એન્ટીઑકિસડન્ટ રક્ષણ:
ઓસ્મોટિક સંતુલન જાળવી રાખો અને તણાવને કારણે થતા ગૌણ નુકસાનને ઓછું કરો.

એન્ટીઑકિસડન્ટ ઉત્સેચકો (જેમ કે સુપરઓક્સાઇડ ડિસમ્યુટેઝ, કેટાલેઝ, એસ્કોર્બેટ પેરોક્સિડેઝ, વગેરે) ની રચના અને પ્રવૃત્તિને સ્થિર કરો, છોડની પોતાની એન્ટીઑકિસડન્ટ સંરક્ષણ પ્રણાલીની કાર્યક્ષમતામાં વધારો કરો અને પરોક્ષ રીતે પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓને સાફ કરવામાં મદદ કરો.
પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓનું પરોક્ષ નિરાકરણ:

ઉનાળામાં તીવ્ર સૂર્યપ્રકાશ અને ઊંચા તાપમાન છોડમાં મોટી માત્રામાં પ્રતિક્રિયાશીલ ઓક્સિજન પ્રજાતિઓનું ઉત્પાદન પ્રેરિત કરી શકે છે, જેના કારણે ઓક્સિડેટીવ નુકસાન થાય છે. જોકે બેટેઈન પોતે એક મજબૂત એન્ટીઑકિસડન્ટ નથી, તે આના દ્વારા પ્રાપ્ત કરી શકાય છે:

4. પ્રકાશસંશ્લેષણનું રક્ષણ:
ઉચ્ચ તાપમાન અને મજબૂત પ્રકાશ તાણ પ્રકાશસંશ્લેષણની મુખ્ય પદ્ધતિ, ફોટોસિસ્ટમ II ને નોંધપાત્ર નુકસાન પહોંચાડે છે. બેટેઈન થાઇલાકોઇડ પટલનું રક્ષણ કરી શકે છે, ફોટોસિસ્ટમ II સંકુલની સ્થિરતા જાળવી શકે છે, ઇલેક્ટ્રોન પરિવહન સાંકળનું સરળ સંચાલન સુનિશ્ચિત કરી શકે છે અને પ્રકાશસંશ્લેષણના ફોટોઇન્હિબિશનને ઓછું કરી શકે છે.

5. મિથાઈલ દાતા તરીકે:

બેટેઈન એ જીવંત જીવોમાં મહત્વપૂર્ણ મિથાઈલ દાતાઓમાંનું એક છે, જે મેથિઓનાઈન ચક્રમાં સામેલ છે. તણાવની સ્થિતિમાં, તે મિથાઈલ જૂથો પ્રદાન કરીને કેટલાક તણાવ પ્રતિભાવશીલ પદાર્થોના સંશ્લેષણ અથવા ચયાપચય નિયમનમાં ભાગ લઈ શકે છે.

સારાંશમાં, ગરમીના ઉનાળા દરમિયાન, છોડ પર બીટેઈનનું મુખ્ય કાર્ય છે:

પાણી જાળવી રાખવાની ક્ષમતા અને દુષ્કાળ પ્રતિકાર:ઓસ્મોટિક નિયમન દ્વારા ડિહાઇડ્રેશનનો સામનો કરવો.
ગરમી પ્રતિકાર રક્ષણ:પ્રોટીન, ઉત્સેચકો અને કોષ પટલને ઊંચા તાપમાનના નુકસાનથી રક્ષણ આપે છે.

ઓક્સિડેશન સામે પ્રતિકાર:એન્ટીઑકિસડન્ટ ક્ષમતા વધારે છે અને ફોટોઓક્સિડેટીવ નુકસાન ઘટાડે છે.
પ્રકાશસંશ્લેષણ જાળવો:પ્રકાશસંશ્લેષણ અંગોનું રક્ષણ કરો અને મૂળભૂત ઉર્જા પુરવઠો જાળવી રાખો.

તેથી, જ્યારે છોડ ઉચ્ચ તાપમાન અને દુષ્કાળ જેવા તાણ સંકેતો અનુભવે છે, ત્યારે તેઓ બીટેઈન સંશ્લેષણ માર્ગને સક્રિય કરે છે (મુખ્યત્વે ક્લોરોપ્લાસ્ટમાં કોલીનના બે-પગલાના ઓક્સિડેશન દ્વારા), તેમના તાણ પ્રતિકારને વધારવા અને કઠોર ઉનાળાના વાતાવરણમાં તેમની અસ્તિત્વ ક્ષમતામાં સુધારો કરવા માટે સક્રિયપણે બીટેઈન એકઠા કરે છે. કેટલાક દુષ્કાળ અને મીઠું સહનશીલ પાક (જેમ કે ખાંડના બીટ પોતે, પાલક, ઘઉં, જવ, વગેરે) માં બીટેઈન એકઠા કરવાની મજબૂત ક્ષમતા હોય છે.

કૃષિ ઉત્પાદનમાં, ઉનાળાના ઊંચા તાપમાન અને દુષ્કાળના તણાવ સામે પાક (જેમ કે મકાઈ, ટામેટા, મરચાં, વગેરે) ની પ્રતિકારકતા વધારવા માટે બાયોસ્ટીમ્યુલન્ટ તરીકે બીટેઈનનો બાહ્ય છંટકાવ પણ થાય છે.