গ্রীষ্মকালে গাছপালা উচ্চ তাপমাত্রা, তীব্র আলো, খরা (জলের অভাব) এবং জারণ চাপের মতো একাধিক চাপের সম্মুখীন হয়। বেটাইন, একটি গুরুত্বপূর্ণ অভিস্রবণ নিয়ন্ত্রক এবং প্রতিরক্ষামূলক সামঞ্জস্যপূর্ণ দ্রবণ হিসেবে, এই গ্রীষ্মকালীন চাপগুলির বিরুদ্ধে উদ্ভিদের প্রতিরোধে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এর প্রধান কাজগুলির মধ্যে রয়েছে:

১. ভেদ্যতা নিয়ন্ত্রণ:
কোষের স্ফীতি চাপ বজায় রাখুন:

উচ্চ তাপমাত্রা এবং খরার কারণে উদ্ভিদ থেকে জল বেরিয়ে যায়, যার ফলে সাইটোপ্লাজমের অভিস্রবণ বিভব বৃদ্ধি পায় (কোষ আরও ঘন হয়ে ওঠে)। এর ফলে পার্শ্ববর্তী ভ্যাকুওল বা অধিক জল শোষণ ক্ষমতাসম্পন্ন কোষ প্রাচীরের কারণে কোষগুলো সহজেই পানিশূন্য হয়ে পড়ে এবং নেতিয়ে যায়। বেটাইন সাইটোপ্লাজমে প্রচুর পরিমাণে জমা হয়ে কার্যকরভাবে সাইটোপ্লাজমের অভিস্রবণ বিভব কমিয়ে দেয়, যা কোষকে উচ্চ স্ফীতি চাপ বজায় রাখতে সাহায্য করে। এর মাধ্যমে এটি পানিশূন্যতা প্রতিরোধ করে এবং কোষের গঠন ও কার্যকারিতার অখণ্ডতা রক্ষা করে।

ভারসাম্যপূর্ণ ভ্যাকুওলার অসমোটিক চাপ:

অভিস্রবণ চাপ বজায় রাখার জন্য ভ্যাকুওলে প্রচুর পরিমাণে অজৈব আয়ন (যেমন K⁺, Cl⁻, ইত্যাদি) জমা হয়। বেটাইন প্রধানত সাইটোপ্লাজমে থাকে এবং এর সঞ্চয়ন সাইটোপ্লাজম ও ভ্যাকুওলের মধ্যে অভিস্রবণ চাপের ভারসাম্য বজায় রাখতে সাহায্য করে, যা অতিরিক্ত পানিশূন্যতার কারণে সাইটোপ্লাজমের ক্ষতি প্রতিরোধ করে।

২. জৈব অণু রক্ষা করা:
স্থিতিশীল প্রোটিন কাঠামো:

উচ্চ তাপমাত্রা সহজেই প্রোটিনের বিকৃতি ও নিষ্ক্রিয়তা ঘটাতে পারে। বেটাইন অণু ধনাত্মক ও ঋণাত্মক চার্জ বহন করে (জুইটারআয়নিক) এবং হাইড্রোজেন বন্ধন ও হাইড্রেশনের মাধ্যমে প্রোটিনের স্বাভাবিক গঠনকে স্থিতিশীল রাখতে পারে, যা উচ্চ তাপমাত্রায় এর ভুল ভাঁজ, একত্রীকরণ বা বিকৃতি প্রতিরোধ করে। এনজাইমের কার্যকলাপ, সালোকসংশ্লেষণের মূল প্রোটিন এবং অন্যান্য বিপাকীয় প্রোটিনের কার্যকারিতা বজায় রাখার জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

প্রতিরক্ষামূলক ফিল্ম সিস্টেম:

উচ্চ তাপমাত্রা এবং সক্রিয় অক্সিজেন প্রজাতি কোষ ঝিল্লির (যেমন থাইলাকয়েড ঝিল্লি এবং প্লাজমা ঝিল্লি) লিপিড দ্বিস্তরীয় কাঠামোকে ক্ষতিগ্রস্ত করতে পারে, যার ফলে ঝিল্লির তরলতা অস্বাভাবিক হয়ে পড়ে, ক্ষরণ ঘটে এবং এমনকি ঝিল্লিটি ভেঙেও যেতে পারে। বেটাইন ঝিল্লির কাঠামোকে স্থিতিশীল করতে, এর স্বাভাবিক তরলতা ও নির্বাচনী প্রবেশ্যতা বজায় রাখতে এবং সালোকসংশ্লেষী অঙ্গ ও অঙ্গাণুসমূহের অখণ্ডতা রক্ষা করতে পারে।

৩. অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট সুরক্ষা:
অভিস্রবণীয় ভারসাম্য বজায় রাখুন এবং চাপজনিত গৌণ ক্ষতি হ্রাস করুন।

অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট এনজাইমগুলির (যেমন সুপারঅক্সাইড ডিসমিউটেজ, ক্যাটারেজ, অ্যাসকরবেট পারঅক্সিডেজ, ইত্যাদি) গঠন ও কার্যকলাপ স্থিতিশীল করে, উদ্ভিদের নিজস্ব অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট প্রতিরক্ষা ব্যবস্থার কার্যকারিতা বৃদ্ধি করে এবং পরোক্ষভাবে সক্রিয় অক্সিজেন প্রজাতি (রিঅ্যাক্টিভ অক্সিজেন স্পিসিস) অপসারণে সাহায্য করে।
প্রতিক্রিয়াশীল অক্সিজেন প্রজাতির পরোক্ষ অপসারণ:

গ্রীষ্মকালে তীব্র সূর্যালোক এবং উচ্চ তাপমাত্রা উদ্ভিদে প্রচুর পরিমাণে রিঅ্যাক্টিভ অক্সিজেন স্পিসিস তৈরি করতে পারে, যা জারণজনিত ক্ষতির কারণ হয়। যদিও বেটাইন নিজে একটি শক্তিশালী অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট নয়, তবে এটি নিম্নলিখিত উপায়ে পাওয়া যেতে পারে:

৪. সালোকসংশ্লেষণ রক্ষা করা:
উচ্চ তাপমাত্রা এবং তীব্র আলোর চাপ সালোকসংশ্লেষণের মূল প্রক্রিয়া, ফটোসিস্টেম II-এর উল্লেখযোগ্য ক্ষতি করে। বেটাইন থাইলাকয়েড ঝিল্লিকে রক্ষা করতে, ফটোসিস্টেম II কমপ্লেক্সের স্থিতিশীলতা বজায় রাখতে, ইলেকট্রন পরিবহন শৃঙ্খলের সুষ্ঠু কার্যক্রম নিশ্চিত করতে এবং সালোকসংশ্লেষণের আলোক-বাধাদান প্রশমিত করতে পারে।

৫. মিথাইল দাতা হিসেবে:

বেটাইন জীবদেহের অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ মিথাইল দাতা, যা মিথিওনিন চক্রের সাথে জড়িত। প্রতিকূল পরিস্থিতিতে, এটি মিথাইল গ্রুপ সরবরাহের মাধ্যমে কিছু চাপ-প্রতিক্রিয়াশীল পদার্থের সংশ্লেষণ বা বিপাকীয় নিয়ন্ত্রণে অংশগ্রহণ করতে পারে।

সংক্ষেপে, গ্রীষ্মের প্রচণ্ড দাবদাহের সময় উদ্ভিদের উপর বেটাইনের মূল কাজ হলো:

জল ধারণ এবং খরা প্রতিরোধ ক্ষমতা:অভিস্রবণ নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে পানিশূন্যতা প্রতিরোধ করা।
তাপ প্রতিরোধ সুরক্ষা:প্রোটিন, এনজাইম এবং কোষ ঝিল্লিকে উচ্চ তাপমাত্রার ক্ষতি থেকে রক্ষা করে।

জারণ প্রতিরোধ:অ্যান্টিঅক্সিডেন্ট ক্ষমতা বৃদ্ধি করে এবং ফটোঅক্সিডেটিভ ক্ষতি হ্রাস করে।
সালোকসংশ্লেষণ বজায় রাখুন:সালোকসংশ্লেষী অঙ্গসমূহকে রক্ষা করে এবং মৌলিক শক্তি সরবরাহ বজায় রাখে।

সুতরাং, উদ্ভিদ যখন উচ্চ তাপমাত্রা ও খরার মতো প্রতিকূল সংকেত অনুভব করে, তখন তারা বেটাইন সংশ্লেষণ প্রক্রিয়াকে (প্রধানত ক্লোরোপ্লাস্টে কোলিনের দ্বি-ধাপ জারণের মাধ্যমে) সক্রিয় করে এবং প্রতিকূল গ্রীষ্মের পরিবেশে নিজেদের প্রতিরোধ ক্ষমতা ও টিকে থাকার সক্ষমতা বাড়ানোর জন্য সক্রিয়ভাবে বেটাইন সঞ্চয় করে। কিছু খরা ও লবণ সহনশীল ফসলের (যেমন স্বয়ং সুগার বিট, পালং শাক, গম, বার্লি ইত্যাদি) বেটাইন সঞ্চয় করার প্রবল ক্ষমতা রয়েছে।

কৃষি উৎপাদনে, গ্রীষ্মের উচ্চ তাপমাত্রা ও খরাজনিত চাপের বিরুদ্ধে ফসলের (যেমন ভুট্টা, টমেটো, মরিচ ইত্যাদি) প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য বায়োস্টিমুল্যান্ট হিসেবে বেটাইনের বাহ্যিক স্প্রেও ব্যবহার করা হয়।