Suvel seisavad taimed silmitsi mitmete surveteguritega, nagu kõrge temperatuur, tugev valgus, põud (veepuudus) ja oksüdatiivne stress. Betaiin kui oluline osmootne regulaator ja kaitsva ühilduva lahustunud aine mängib olulist rolli taimede vastupidavuses nendele suvistele stressiteguritele. Selle peamised funktsioonid on järgmised:

1. Läbilaskvuse reguleerimine:
Säilita raku turgorirõhk:

Kõrge temperatuur ja põud põhjustavad taimede veekaotust, mis viib tsütoplasmaatilise osmootse potentsiaali suurenemiseni (tihenemiseni), mis omakorda põhjustab kergesti dehüdratsiooni ja rakkude närbumist ümbritsevatest vakuoolidest või tugevama veeimamisvõimega rakuseintest. Betaiin akumuleerub suures koguses tsütoplasmas, vähendades tõhusalt tsütoplasma osmootset potentsiaali, aidates rakkudel säilitada kõrget turgorrõhku, takistades seeläbi dehüdratsiooni ning säilitades raku struktuuri ja funktsiooni terviklikkuse.

Tasakaalustatud vakuoolne osmootne rõhk:

Osmootse rõhu säilitamiseks koguneb vakuoolidesse suur hulk anorgaanilisi ioone (näiteks K⁺, Cl⁻ jne). Betaiin esineb peamiselt tsütoplasmas ja selle akumuleerumine aitab tasakaalustada osmootse rõhu erinevust tsütoplasma ja vakuoolide vahel, hoides ära tsütoplasma kahjustumise liigse dehüdratsiooni tõttu.

2. Biomolekulide kaitsmine:
Stabiilne valgu struktuur:

Kõrged temperatuurid võivad kergesti põhjustada valkude denatureerimist ja inaktiveerimist. Betaiini molekulid kannavad positiivseid ja negatiivseid laenguid (tsvitterioonsed) ning suudavad vesiniksidemete ja hüdratsiooni kaudu stabiliseerida valkude loomulikku konformatsiooni, vältides valevoltimist, agregatsiooni või denaturatsiooni kõrgetel temperatuuridel. See on ülioluline ensüümiaktiivsuse, fotosünteesi võtmevalkude ja teiste ainevahetusvalkude funktsioonide säilitamiseks.

Kaitsekile süsteem:

Kõrge temperatuur ja reaktiivsed hapnikuliigid võivad kahjustada rakumembraanide (näiteks tülakoidmembraanide ja plasmamembraanide) lipiidse kaksikkihi struktuuri, mis viib membraani ebanormaalse voolavuse, lekke ja isegi lagunemiseni. Betaiin võib stabiliseerida membraani struktuuri, säilitada selle normaalse voolavuse ja selektiivse läbilaskvuse ning kaitsta fotosünteesivate organite ja organellide terviklikkust.

3. Antioksüdantide kaitse:
Säilitada osmootset tasakaalu ja vähendada stressist tingitud sekundaarseid kahjustusi.

Stabiliseerivad antioksüdantsete ensüümide (nagu superoksiiddismutaas, katalaas, askorbaatperoksidaas jne) struktuuri ja aktiivsust, suurendavad taime enda antioksüdantse kaitsesüsteemi tõhusust ja aitavad kaudselt eemaldada reaktiivseid hapnikuühendeid.
Reaktiivsete hapnikuühendite kaudne eemaldamine:

Tugev päikesevalgus ja kõrged temperatuurid suvel võivad taimedes esile kutsuda suure hulga reaktiivsete hapnikuühendite tootmise, põhjustades oksüdatiivset kahjustust. Kuigi betaiin ise ei ole tugev antioksüdant, saab seda saavutada järgmiselt:

4. Fotosünteesi kaitsmine:
Kõrge temperatuur ja tugev valgusstress kahjustavad oluliselt fotosünteesi põhimehhanismi, fotosüsteem II. Betaiin kaitseb tülakoidmembraani, säilitab fotosüsteem II kompleksi stabiilsuse, tagab elektronide transpordiahela sujuva toimimise ja leevendab fotosünteesi fotoinhibitsiooni.

5. Metüülidoonorina:

Betaiin on elusorganismides üks olulisi metüülrühma doonoreid, mis osaleb metioniini tsüklis. Stressi tingimustes võib see osaleda mõnede stressile reageerivate ainete sünteesis või ainevahetuse regulatsioonis, pakkudes metüülrühmi.

Kokkuvõttes on betaiini põhifunktsioon taimedel kõrvetava suve jooksul järgmine:

Veepeetus ja põuakindlus:Dehüdratsiooni vastu võitlemine osmootse regulatsiooni abil.
Kuumuskindluse kaitse:kaitseb valke, ensüüme ja rakumembraane kõrge temperatuuri kahjustuste eest.

Vastupidavus oksüdatsioonile:suurendab antioksüdantset toimet ja vähendab fotooksüdatiivset kahjustust.
Säilita fotosüntees:Kaitske fotosünteesivaid organeid ja säilitage põhiline energiavarustus.

Seega, kui taimed tajuvad stressisignaale, näiteks kõrget temperatuuri ja põuda, aktiveerivad nad betaiini sünteesi raja (peamiselt koliini kaheastmelise oksüdeerimise kaudu kloroplastides), akumuleerivad aktiivselt betaiini, et suurendada nende stressikindlust ja parandada ellujäämisvõimet karmides suvetingimustes. Mõnedel põua- ja soola taluvatel põllukultuuridel (näiteks suhkrupeet ise, spinat, nisu, oder jne) on tugev võime betaiini akumuleerida.

Põllumajandustootmises kasutatakse betaiini eksogeenset pihustamist ka biostimulandina, et suurendada põllukultuuride (nt mais, tomat, tšilli jne) vastupidavust suvise kõrge temperatuuri ja põua suhtes.