Vasarā augi saskaras ar dažādiem stresa faktoriem, piemēram, augstu temperatūru, spēcīgu apgaismojumu, sausumu (ūdens stresu) un oksidatīvo stresu. Betaīnam kā svarīgam osmotiskajam regulatoram un aizsargājošam saderīgam šķīdinātājam ir izšķiroša nozīme augu izturībā pret šiem vasaras stresa faktoriem. Tā galvenās funkcijas ietver:

1. Caurlaidības regulēšana:
Uzturēt šūnu turgora spiedienu:

Augsta temperatūra un sausums izraisa augu ūdens zudumu, kā rezultātā palielinās citoplazmas osmotiskais potenciāls (augi kļūst blīvāki), kas viegli izraisa šūnu dehidratāciju un vīšanu no apkārtējām vakuolām vai šūnu sieniņām ar spēcīgāku ūdens absorbcijas spēju. Betaīns lielos daudzumos uzkrājas citoplazmā, efektīvi samazinot citoplazmas osmotisko potenciālu, palīdzot šūnām uzturēt augstu turgora spiedienu, tādējādi pretojoties dehidratācijai un saglabājot šūnu struktūras un funkcijas integritāti.

Līdzsvarots vakuolārais osmotiskais spiediens:

Lai uzturētu osmotisko spiedienu, vakuolā uzkrājas liels daudzums neorganisko jonu (piemēram, K⁺, Cl⁻ u. c.). Betaīns galvenokārt atrodas citoplazmā, un tā uzkrāšanās palīdz līdzsvarot osmotiskā spiediena starpību starp citoplazmu un vakuolām, novēršot citoplazmas bojājumus pārmērīgas dehidratācijas dēļ.

2. Biomolekulu aizsardzība:
Stabila olbaltumvielu struktūra:

Augsta temperatūra var viegli izraisīt olbaltumvielu denaturāciju un inaktivāciju. Betaīna molekulas nes pozitīvus un negatīvus lādiņus (cviterjoniskas) un var stabilizēt olbaltumvielu dabisko konformāciju, izmantojot ūdeņraža saites un hidratāciju, novēršot nepareizu locīšanos, agregāciju vai denaturāciju augstā temperatūrā. Tas ir ļoti svarīgi, lai saglabātu enzīmu aktivitāti, galvenos fotosintēzes proteīnus un citu vielmaiņas proteīnu funkcijas.

Aizsargplēves sistēma:

Augsta temperatūra un reaktīvās skābekļa sugas var bojāt šūnu membrānu (piemēram, tilakoido membrānu un plazmas membrānu) lipīdu divslāņu struktūru, izraisot membrānas plūstamības traucējumus, noplūdi un pat sadalīšanos. Betaīns var stabilizēt membrānas struktūru, uzturēt tās normālu plūstamību un selektīvo caurlaidību, kā arī aizsargāt fotosintēzes orgānu un organellu integritāti.

3. Antioksidantu aizsardzība:
Saglabāt osmotisko līdzsvaru un samazināt stresa radītos sekundāros bojājumus.

Stabilizē antioksidantu enzīmu (piemēram, superoksīda dismutāzes, katalāzes, askorbāta peroksidāzes u.c.) struktūru un aktivitāti, uzlabo auga antioksidantu aizsardzības sistēmas efektivitāti un netieši palīdz attīrīt reaktīvās skābekļa sugas.
Reaktīvo skābekļa sugu netieša atdalīšana:

Spēcīga saules gaisma un augsta temperatūra vasarā var izraisīt liela daudzuma reaktīvo skābekļa sugu veidošanos augos, izraisot oksidatīvus bojājumus. Lai gan pats betaīns nav spēcīgs antioksidants, to var panākt, izmantojot:

4. Fotosintēzes aizsardzība:
Augsta temperatūra un spēcīgs gaismas stress būtiski bojā fotosintēzes pamatmehānismu – fotosistēmu II. Betaīns var aizsargāt tilakoidālo membrānu, uzturēt fotosistēmas II kompleksa stabilitāti, nodrošināt elektronu transporta ķēdes vienmērīgu darbību un mazināt fotosintēzes fotoinhibīciju.

5. Kā metilgrupas donors:

Betaīns ir viens no svarīgākajiem metilgrupu donoriem dzīvos organismos, kas iesaistīts metionīna ciklā. Stresa apstākļos tas var piedalīties dažu stresam reaģējošu vielu sintēzē vai metabolisma regulācijā, nodrošinot metilgrupas.

Rezumējot, svelmainās vasaras laikā betaīna galvenā funkcija augos ir:

Ūdens aizture un sausuma izturība:Dehidratācijas apkarošana, izmantojot osmotisko regulāciju.
Karstumizturības aizsardzība:Aizsargā olbaltumvielas, fermentus un šūnu membrānas no bojājumiem augstas temperatūras ietekmē.

Izturība pret oksidēšanos:uzlabo antioksidantu iedarbību un samazina fotooksidatīvos bojājumus.
Uzturēt fotosintēzi:aizsargāt fotosintēzes orgānus un uzturēt pamata enerģijas piegādi.

Tādēļ, kad augi uztver stresa signālus, piemēram, augstu temperatūru un sausumu, tie aktivizē betaīna sintēzes ceļu (galvenokārt ar divpakāpju holīna oksidāciju hloroplastos), aktīvi uzkrāj betaīnu, lai uzlabotu izturību pret stresu un uzlabotu izdzīvošanas spējas skarbos vasaras apstākļos. Dažām sausuma un sāls izturīgām kultūrām (piemēram, pašām cukurbietēm, spinātiem, kviešiem, miežiem utt.) piemīt spēcīga spēja uzkrāt betaīnu.

Lauksaimniecības ražošanā betaīna eksogēnā izsmidzināšana tiek izmantota arī kā biostimulants, lai uzlabotu kultūraugu (piemēram, kukurūzas, tomātu, čili u. c.) izturību pret vasaras augsto temperatūru un sausuma stresu.