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。

甜菜堿具有在滲透脅迫條件下穩定生物大分子的結構和功能，同時還能降低逆境條件下滲透失水對細胞膜、酶及蛋白質結構與功能的傷害，從而提高植物對各種脅迫因子的抗性，以及穩定三羧酸循環關鍵酶和末端氧化酶類、光系統Ⅱ、外周多肽等多種生理功能，對在植物在生長過程中經常會受到干旱、鹽堿、寒冷等不良環境的影響下，維持呼吸作用和光合作用的正常進行具有重要的生理意義。甜菜堿在植物上的應用有施用外源甜菜堿能夠大幅提高多種農作物、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。

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