Najlepšie ceny rastlinného hormónu indol-3-octovej kyseliny Iaa

Nature

Kyselina indoleoctová je organická látka. Čisté produkty sú bezfarebné listové kryštály alebo kryštalické prášky. Pri vystavení svetlu sa zmení na ružovkastú. Teplota topenia 165 – 166 °C (168 – 170 °C). Rozpustná v bezvodom etanole, etylacetáte, dichlóretáne, rozpustná v éteri a acetóne. Nerozpustná v benzéne, toluéne, benzíne a chloroforme. Nerozpustná vo vode, jej vodný roztok sa môže rozložiť ultrafialovým svetlom, ale je stabilná voči viditeľnému svetlu. Sodná a draselná soľ sú stabilnejšie ako samotná kyselina a sú ľahko rozpustné vo vode. Ľahko sa dekarboxyluje na 3-metylindol (skatín). Má dvojaký vplyv na rast rastlín a rôzne časti rastliny sú na ňu rôzne citlivé, vo všeobecnosti je koreň väčší ako púčik väčší ako stonka. Rôzne rastliny majú na ňu rôznu citlivosť.

Metóda prípravy

3-indolacetonitril vzniká reakciou indolu, formaldehydu a kyanidu draselného pri teplote 150 °C a tlaku 0,9 až 1 MPa, po čom sa hydrolyzuje hydroxidom draselným. Alebo reakciou indolu s kyselinou glykolovou. Do 3-litrového autoklávu z nehrdzavejúcej ocele sa pridalo 270 g (4,1 mol) 85 % hydroxidu draselného, ​​351 g (3 mol) indolu a potom sa pomaly pridalo 360 g (3,3 mol) 70 % vodného roztoku kyseliny hydroxyoctovej. Zahrievanie sa uzavrelo na 250 °C a miešalo sa 18 hodín. Po ochladení na teplotu nižšiu ako 50 °C sa pridalo 500 ml vody a miešalo sa pri teplote 100 °C 30 minút, aby sa rozpustil indol-3-acetát draselný. Po ochladení na 25 °C sa naleje materiál z autoklávu do vody a pridáva sa voda, kým celkový objem nedosiahne 3 l. Vodná vrstva sa extrahovala 500 ml etyléteru, okyslila sa kyselinou chlorovodíkovou pri teplote 20 – 30 °C a vyzrážala sa kyselinou indol-3-octovou. Prefiltrovala sa, premyla sa studenou vodou a vysušila sa mimo dosahu svetla, produkt bol 455 – 490 g.

Biochemický význam

Nehnuteľnosť

Ľahko sa rozkladá na svetle a vzduchu, nie je dlhodobo skladovateľný. Bezpečný pre ľudí a zvieratá. Rozpustný v horúcej vode, etanole, acetóne, éteri a etylacetáte, mierne rozpustný vo vode, benzéne, chloroforme; Je stabilný v alkalickom roztoku a najprv sa rozpustí v malom množstve 95 % alkoholu a potom sa rozpustí vo vode na vhodné množstvo, keď sa pripraví kryštalizáciou čistého produktu.

Použitie

Používa sa ako stimulant rastu rastlín a analytické činidlo. Kyselina 3-indol octová a ďalšie auxínové látky, ako je 3-indol acetaldehyd, 3-indol acetonitril a kyselina askorbová, sa v prírode vyskytujú prirodzene. Prekurzorom biosyntézy kyseliny 3-indol octovej v rastlinách je tryptofán. Základnou úlohou auxínu je regulovať rast rastlín, nielen podporovať rast, ale aj inhibovať rast a tvorbu orgánov. Auxín existuje v rastlinných bunkách nielen vo voľnom stave, ale aj ako viazaný auxín, ktorý je silne viazaný na biopolymérnu kyselinu atď. Auxín tiež tvorí konjugácie so špeciálnymi látkami, ako je indol-acetyl asparagín, apentóza indol-acetyl glukóza atď. Môže to byť spôsob skladovania auxínu v bunke a tiež spôsob detoxikácie na odstránenie toxicity prebytočného auxínu.

Účinok

Rastlinný auxín. Najbežnejším prirodzeným rastovým hormónom v rastlinách je kyselina indoleoctová. Kyselina indoleoctová môže podporovať tvorbu vrchných koncov púčikov rastlinných výhonkov, sadeníc atď. Jej prekurzorom je tryptofán. Kyselina indoleoctová je...rastový hormón rastlínSomatín má mnoho fyziologických účinkov, ktoré súvisia s jeho koncentráciou. Nízka koncentrácia môže podporovať rast, vysoká koncentrácia inhibuje rast a dokonca spôsobuje úhyn rastliny. Táto inhibícia súvisí s tým, či dokáže vyvolať tvorbu etylénu. Fyziologické účinky auxínu sa prejavujú na dvoch úrovniach. Na bunkovej úrovni môže auxín stimulovať delenie buniek kambia; stimulovať predlžovanie buniek vetiev a inhibovať rast koreňových buniek; podporovať diferenciáciu buniek xylému a floému, podporovať strihanie koreňových vláskov a regulovať morfogenézu kalusu. Na úrovni orgánov a celej rastliny auxín pôsobí od sadenice až po zrelosť plodu. Auxín riadi predlžovanie mezokotylu sadenice s reverzibilnou inhibíciou červeného svetla; keď sa kyselina indoleoctová prenesie na spodnú stranu vetvy, vetva vytvorí geotropizmus. Fototropizmus nastáva, keď sa kyselina indoleoctová prenesie na podsvietenú stranu vetiev. Kyselina indoleoctová spôsobuje dominanciu vrcholu. Oneskoruje starnutie listov; Auxín aplikovaný na listy inhibuje opadávanie listov, zatiaľ čo auxín aplikovaný na proximálny koniec opadávania listov ho podporuje. Auxín podporuje kvitnutie, indukuje rozvoj partenokarpy a oneskoruje dozrievanie plodov.

Použiť

Kyselina indoleoctová má široké spektrum a mnoho využití, ale nie je bežne používaná, pretože sa ľahko rozkladá v rastlinách a mimo nich. V skorom štádiu sa používala na vyvolanie partenokarpných a plodonosných paradajok. V štádiu kvitnutia sa kvety namáčali v roztoku s koncentráciou 3000 mg/l, aby sa vytvorili bezsemenné plody paradajok a zlepšila sa rýchlosť tvorby plodov. Jedným z prvých použití bolo podporiť zakorenenie odrezkov. Namáčanie spodnej časti odrezkov liečivým roztokom s koncentráciou 100 až 1000 mg/l môže podporiť tvorbu vedľajších koreňov čajovníka, eukalyptu, duba, metasekvoje, papriky a iných plodín a urýchliť rýchlosť nutričného rozmnožovania. Na podporu zakorenenia sadeníc ryže sa používalo 1 až 10 mg/l kyseliny indoleoctovej a 10 mg/l oxamylínu. Jednorazový postrek chryzantémy roztokom 25 až 400 mg/l (počas 9 hodín fotoperiódy) môže zabrániť vzniku kvetných pukov a oddialiť kvitnutie. Pestovanie na dlhom slnku s koncentráciou 10⁻⁶ mol/l, jednorazový postrek, môže zvýšiť počet samičích kvetov. Ošetrenie semien repy podporuje klíčenie a zvyšuje výnos koreňových hľúz a obsah cukru.

Úvod do auxínu
Úvod

Auxín (auxín) je trieda endogénnych hormónov obsahujúcich nenasýtený aromatický kruh a bočný reťazec kyseliny octovej, anglická skratka IAA, medzinárodne rozšírená, je kyselina indolová octová (IAA). V roku 1934 ju Guo Ge a kol. identifikovali ako kyselinu indolovú octovú, preto je zvykom často používať kyselinu indolovú octovú ako synonymum pre auxín. Auxín sa syntetizuje v predĺžených mladých listoch a apikálnom meristéme a akumuluje sa zhora nadol transportom na dlhé vzdialenosti floémom. Korene tiež produkujú auxín, ktorý sa transportuje zdola nahor. Auxín v rastlinách vzniká z tryptofánu prostredníctvom série medziproduktov. Hlavnou cestou je indolacetaldehyd. Indolacetaldehyd môže vznikať oxidáciou a deamináciou tryptofánu na indolpyruvát a následnou dekarboxyláciou, alebo môže vzniknúť oxidáciou a deamináciou tryptofánu na tryptamín. Indolacetaldehyd sa potom reoxiduje na kyselinu indolovú octovú. Ďalšou možnou syntetickou cestou je premena tryptofánu z indolacetonitrilu na kyselinu indoloctovú. Kyselinu indoloctovú možno inaktivovať väzbou s kyselinou asparágovou na kyselinu indolacetylasparágovú, inozitolom na kyselinu indoloctovú na inozitol, glukózou na glukozid a proteínom na komplex kyselina indoloctová-proteín v rastlinách. Viazaná kyselina indoloctová zvyčajne tvorí 50 – 90 % kyseliny indoloctovej v rastlinách, čo môže byť zásobná forma auxínu v rastlinných tkanivách. Kyselinu indoloctovú možno rozložiť oxidáciou kyseliny indoloctovej, ktorá je bežná v rastlinných tkanivách. Auxíny majú mnoho fyziologických účinkov, ktoré súvisia s ich koncentráciou. Nízka koncentrácia môže podporovať rast, vysoká koncentrácia inhibuje rast a dokonca spôsobí, že rastlina uhynie. Táto inhibícia súvisí s tým, či dokáže indukovať tvorbu etylénu. Fyziologické účinky auxínu sa prejavujú na dvoch úrovniach. Na bunkovej úrovni môže auxín stimulovať delenie buniek kambia; stimulovať predlžovanie vetiev buniek a inhibovať rast koreňových buniek; Podporuje diferenciáciu buniek xylému a floému, podporuje strihanie koreňových vláskov a reguluje morfogenézu kalusu. Na úrovni orgánov a celej rastliny pôsobí auxín od sadenice až po zrelosť plodu. Auxín riadi predlžovanie mezokotylu sadenice s reverzibilnou inhibíciou červeného svetla; Keď sa kyselina indoleoctová prenesie na spodnú stranu vetvy, vetva vyvolá geotropizmus. Fototropizmus nastáva, keď sa kyselina indoleoctová prenesie na podsvietenú stranu vetvy. Kyselina indoleoctová spôsobuje dominanciu vrcholu. Oneskoruje starnutie listov; Auxín aplikovaný na listy inhibuje opadávanie listov, zatiaľ čo auxín aplikovaný na proximálny koniec opadávania listov toto opadávanie podporuje. Auxín podporuje kvitnutie, indukuje vývoj partenokarpy a oneskoruje dozrievanie plodov. Niekto prišiel s konceptom hormonálnych receptorov. Hormonálny receptor je veľká molekulárna bunková zložka, ktorá sa špecificky viaže na zodpovedajúci hormón a potom iniciuje sériu reakcií. Komplex kyseliny indoleoctovej a receptora má dva účinky: po prvé, pôsobí na membránové proteíny, čím ovplyvňuje okyslenie média, transport iónovou pumpou a zmenu napätia, čo je rýchla reakcia (< 10 minút); Druhým je pôsobenie na nukleové kyseliny, čo spôsobuje zmeny bunkovej steny a syntézu bielkovín, čo je pomalá reakcia (10 minút). Okyslenie média je dôležitou podmienkou pre rast buniek. Kyselina indoleoctová môže aktivovať enzým ATP (adenozíntrifosfát) na plazmatickej membráne, stimulovať prúdenie vodíkových iónov z bunky, znížiť hodnotu pH média, čím sa enzým aktivuje, hydrolyzovať polysacharid bunkovej steny, čím sa bunková stena zmäkčí a bunka sa rozšíri. Podávanie kyseliny indoleoctovej viedlo k objaveniu sa špecifických sekvencií mediátorovej RNA (mRNA), ktoré zmenili syntézu bielkovín. Ošetrenie kyselinou indoleoctovou tiež zmenilo elasticitu bunkovej steny, čo umožnilo pokračovanie rastu buniek. Účinok auxínu na podporu rastu spočíva hlavne v podpore rastu buniek, najmä ich predlžovania, a nemá žiadny vplyv na delenie buniek. Časť rastliny, ktorá cíti svetelnú stimuláciu, je na špičke stonky, ale ohnutá časť je v spodnej časti špičky, pretože bunky pod špičkou rastú a rozširujú sa, a toto obdobie je najcitlivejšie na auxín, takže auxín má najväčší vplyv na jeho rast. Rastový hormón starnúceho tkaniva nefunguje. Dôvod, prečo auxín môže podporovať vývoj plodov a zakoreňovanie odrezkov, je ten, že auxín môže zmeniť distribúciu živín v rastline a v časti s bohatým rozložením auxínu sa získa viac živín, čím sa vytvorí distribučné centrum. Auxín môže vyvolať tvorbu bezsemenných paradajok, pretože po ošetrení nehnojených rajčiakových púčikov auxínom sa vaječník rajčiakového púčika stáva distribučným centrom živín a živiny produkované fotosyntézou listov sa kontinuálne transportujú do vaječníka a vaječník sa vyvíja.

Výroba, preprava a distribúcia

Hlavnými časťami syntézy auxínov sú meristantné tkanivá, najmä mladé púčiky, listy a vyvíjajúce sa semená. Auxín je distribuovaný vo všetkých orgánoch rastlinného tela, ale relatívne je koncentrovaný v častiach bujného rastu, ako sú koleopédia, púčiky, meristém koreňového vrcholu, kambium, vyvíjajúce sa semená a plody. Existujú tri spôsoby transportu auxínov v rastlinách: laterálny transport, polárny transport a nepolárny transport. Laterálny transport (transport auxínu v zadnom svetle v špičke koleoptilu spôsobený jednostranným svetlom, transport auxínu blízko zeme v koreňoch a stonkách rastlín pri priečnom smere). Polárny transport (z horného konca morfológie na dolný koniec morfológie). Nepolárny transport (v zrelých tkanivách môže byť auxín nepolárny transportovaný cez floém).

Dualita fyziologického pôsobenia

Nižšia koncentrácia podporuje rast, vyššia koncentrácia ho brzdí. Rôzne rastlinné orgány majú rôzne požiadavky na optimálnu koncentráciu auxínu. Optimálna koncentrácia bola približne 10E-10 mol/l pre korene, 10E-8 mol/l pre púčiky a 10E-5 mol/l pre stonky. Analógy auxínu (ako napríklad kyselina naftalénoctová, 2,4-D atď.) sa často používajú vo výrobe na reguláciu rastu rastlín. Napríklad pri produkcii fazuľových klíčkov sa na ošetrenie fazuľových klíčkov používa koncentrácia vhodná pre rast stonky. V dôsledku toho sú korene a púčiky inhibované a stonky vyvinuté z hypokotylu sú veľmi vyvinuté. Výhoda rastu rastlinnej stonky na vrchole je určená transportnými vlastnosťami rastlín pre auxín a dualitou fyziologických účinkov auxínu. Vrcholový púčik rastlinnej stonky je najaktívnejšou časťou produkcie auxínu, ale koncentrácia auxínu produkovaného na vrcholovom púčiku sa neustále transportuje do stonky aktívnym transportom, takže koncentrácia auxínu v samotnom vrcholovom púčiku nie je vysoká, zatiaľ čo koncentrácia v mladej stonke je vyššia. Je najvhodnejšia pre rast stonky, ale má inhibičný účinok na púčiky. Čím vyššia je koncentrácia auxínu v polohe bližšie k vrcholovému púčiku, tým silnejší je inhibičný účinok na bočný púčik, a preto mnohé vysoké rastliny tvoria pagodový tvar. Nie všetky rastliny však majú silnú vrcholovú dominanciu a niektoré kríky začnú po vývoji vrcholového púčika na určitý čas degradovať alebo sa dokonca zmenšovať, čím strácajú pôvodnú vrcholovú dominanciu, takže stromový tvar kríka nie je pagodový. Pretože vysoká koncentrácia auxínu má inhibičný účinok na rast rastlín, produkcia vysokej koncentrácie analógov auxínu sa môže použiť aj ako herbicídy, najmä proti dvojklíčnolistovým burinám.

Analógy auxínu: NAA, 2, 4-D. Pretože auxín sa v rastlinách nachádza v malom množstve a nie je ľahké ho uchovávať, ľudia našli analógy auxínu chemickou syntézou, ktoré majú podobné účinky a dajú sa hromadne vyrábať. Tieto analógy sa široko používajú v poľnohospodárskej výrobe, aby regulovali rast rastlín. Vplyv zemskej gravitácie na distribúciu auxínu: rast stoniek v pozadí a rast koreňov v zemi sú spôsobené zemskou gravitáciou. Dôvodom je, že zemská gravitácia spôsobuje nerovnomerné rozloženie auxínu, ktorý je viac rozložený na bližšej strane stonky a menej na zadnej strane. Pretože optimálna koncentrácia auxínu v stonke bola vysoká, viac auxínu na bližšej strane stonky ho podporovalo, takže bližšia strana stonky rástla rýchlejšie ako zadná strana a udržiavala rast stonky smerom nahor. V prípade koreňov, keďže optimálna koncentrácia auxínu v koreňoch je veľmi nízka, má viac auxínu v blízkosti zeme inhibičný účinok na rast koreňových buniek, takže rast zo strany blízko zeme je pomalší ako rast zo zadnej strany a geotropický rast koreňov sa zachováva. Bez gravitácie korene nemusia nevyhnutne rásť smerom nadol. Vplyv beztiaže na rast rastlín: rast koreňov smerom k zemi a rast stonky od zeme sú indukované zemskou gravitáciou, ktorá je spôsobená nerovnomerným rozložením auxínu pod vplyvom zemskej gravitácie. V beztiažovom stave vesmíru stratí rast stonky v dôsledku straty gravitácie svoju zaostalosť a korene tiež stratia charakteristiky rastu zo zeme. Výhoda rastu stonky v oblasti vrcholu však stále existuje a polárny transport auxínu nie je ovplyvnený gravitáciou.