La glicina betaína (GB) es una amina cuaternaria anfótera que las plantas producen como respuesta adaptativa al estrés hídrico. Aumenta la resistencia de los cultivos a la sequía, las temperaturas extremas y la salinidad, mejorando así el rendimiento de los cultivos.
GB mitiga los impactos de disminución del rendimiento de HS en varios cultivos [160]. GB reduce significativamente la acumulación de MDA y la peroxidación de lípidos causada por la toxicidad de Cd en el algodón [161]. También mejora la tolerancia a la sal en el frijol mungo.
Aumenta la actividad fotosintética
Glicina betaína (GB) es un compuesto orgánico de clase IV no tóxico que promueve el crecimiento de las plantas al mejorar la eficiencia fotosintética. También se puede absorber en los tejidos meristemáticos de las plantas, como los brotes y las puntas de los tallos, donde puede promover el crecimiento y la floración.
GBP se puede utilizar para mitigar los efectos del estrés abiótico como la sal, la sequía, los metales pesados ​​y el estrés por frío. Además de mejorar la actividad fotosintética, también puede ayudar a reducir las limitaciones estomáticas y mejorar la morfología de las plantas.
GB también mejora la germinación de las semillas y mejora el crecimiento de las plántulas. Se ha demostrado que aumenta la expresión de genes implicados en la producción de enzimas antioxidantes y, por lo tanto, reduce la acumulación de ROS. Además, GB puede inhibir la oxidación de la membrana lipídica, mejorar el contenido de clorofila y aumentar el contenido de proteína en dos cultivares de Zea mays L. bajo estrés salino.
Reduce el cierre estomático
La contaminación por metales pesados ​​(HM) es un fenómeno generalizado y limita el rendimiento rentable de diferentes especies de plantas. Los HM pueden causar varios efectos perjudiciales, como biomagnificaciones, estrés oxidativo y cierre de estomas. Sin embargo, la aplicación de osmoprotectores puede mitigar estos estreses abióticos y aumentar la productividad de las plantas.
El osmorregulador Glycine Betaine (GB) es un compuesto natural que se deriva de la betaína aldehído deshidrogenasa (BADH). BADH es una enzima con un papel multifuncional en la producción de fragancias, resistencia contra el estrés abiótico y osmótico y selección libre de antibióticos de plantas transgénicas [31].
El GB exógeno aumentó los atributos de intercambio de gases de la hoja, los pigmentos fotosintéticos y las actividades antioxidantes de las plántulas de Gossypium hirsutum estresadas por sal [32]. El GB exógeno a alta concentración también redujo significativamente el cierre de estomas y aumentó la conductancia de estomas con una salinidad de 150 mM. Además, el aumento de la apertura estomática fue más pronunciado en las plantas tratadas con una mayor concentración de GB en comparación con el control.
Reduce la acumulación de malondialdehído (MDA)
Glycine Betaine (GB) es un antioxidante natural que protege a las plantas de los efectos dañinos del estrés. Reduce el daño oxidativo al inhibir la producción de ROS. También mejora la actividad de las fenol oxidasas y las enzimas antioxidantes.
En el campo, se ha demostrado que GB promueve la floración y el crecimiento de las plantas. El aumento en el crecimiento se debe principalmente a la regulación positiva de los parámetros morfológicos y la activación de genes relacionados con el meristema.
Se ha demostrado que GB mitiga los efectos adversos de los metales pesados ​​(HM) en el crecimiento de las plantas. Los HM inducen la producción de ROS, que daña los compartimentos celulares y dificulta la maquinaria fotosintética. GB actúa como un osmolito y previene la acumulación de ROS en plantas bajo estrés por HM.
Además, GB mejora el sistema antioxidante en las plantas al activar la expresión génica y aumentar las actividades de las enzimas CAT, POX y SOD. Esto conduce a una reducción en la acumulación de MDA, un indicador de estrés oxidativo.
Aumenta la turgencia de la hoja
La glicina betaína (GB) es un compuesto orgánico de clase IV de origen natural que se acumula en las células vegetales y animales y actúa como su principal osmolito. Su acumulación alivia condiciones de estrés abiótico como sequía, sal y metales pesados ​​al aumentar el número de pigmentos fotosintéticos y maquinaria en las plantas, la altura de las plantas y el crecimiento de raíces y tallos, así como el contenido de clorofila.
La aplicación exógena de GB mejora la capacidad de las plantas para resistir los efectos nocivos del estrés por cadmio (Cd) al regular las expresiones génicas para crear enzimas antioxidantes adicionales y reducir las ROS injustificadas en las plantas de ballica perenne (Lemna gibba L.) [82].
GB también promueve el crecimiento de las plantas bajo estrés salino al aumentar el número y la actividad de los nódulos en la mostaza de colza (Brassica oleracea) y el proceso biológico de fijación de nitrógeno en las plantas de arroz (Oryza sativa L.) [163]. También es eficaz para mejorar la tolerancia de las plantas de garbanzo (Cicer arietinum L.) al estrés por frío al aumentar la germinación del polen, la viabilidad de los espermatozoides y la floración [176].
Aumenta el crecimiento de las hojas
Glycine Betaine mejora significativamente el crecimiento de hojas, raíces, tallos y flores en fenogreco (Trigonella foenum-graecum L.) bajo estrés salino, particularmente a una concentración baja de 50 mM. Además, aumenta los pigmentos fotosintéticos, el contenido relativo de agua, el contenido de proteínas y la actividad antioxidante.
GB también alivia los efectos negativos de la salinidad en las plantas de fenogreco al aumentar la fotosíntesis y los parámetros de fluorescencia de la clorofila, como Fv/Fm, en ausencia de cierre estomático, mientras que disminuye la eficiencia fotosintética cuando los estomas están cerrados. Este efecto está mediado por la inhibición de la oxidación de tioles en los cloroplastos, lo que provoca fotorrespiración y pérdida de energía en las células.
El GB exógeno también aumenta el contenido de aminoácidos, incluidos glutamato, prolina, aspartato, serina, arginina, treonina, leucina, valina, isoleucina, metionina y triptófano, aunque disminuye sus tasas de conversión y utilización.