甜菜堿是一種季銨型生物堿，普遍存在于動植物體內，為代謝的次生產物，獨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，如酶或蛋白質復合物的親水區結合，同時也可以與疏水區結合，在高等植物體內是一種重要的非毒性滲透調節物質。
甜菜堿在植物上應用是維持細胞滲透壓:當受鹽堿或水分脅迫時,細胞質中積累大量有機滲透調節劑如甜菜堿,而將細胞質中的無機滲透調節劑主要是助擠向液泡,使胞質與細胞內液泡)外環境維持滲透平衡。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的重要生理現象,其含量與植物耐鹽性呈正相關對醇的保護作用: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:可以保護菠菜類抵御冰凍脅迫解除高濃度鹽對酶活性的毒害;防止脫水誘導的蛋白質熱動力學干擾:對有氧呼吸代謝過程也有良好的保護作用，抗鹽的持久性:甜菜堿在體內能迅速合成和積羆到很高濃度,其在生成的反應中沒有反饋抑制,并產生在研究過的150多種代謝物中,甜菜堿是最好的滲透調節氐濃度的外源甜菜堿即有良好的作培養基中大腸杄菌的生長完全停止,但加入甜菜堿后,其生長完全恢復。
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