Nejlepší ceny rostlinného hormonu indol-3-octové kyseliny Iaa

Nature

Kyselina indoleoctová je organická látka. Čisté produkty jsou bezbarvé listové krystaly nebo krystalické prášky. Na světle zrůžoví. Teplota tání 165-166 °C (168-170 °C). Rozpustná v bezvodém ethanolu, ethylacetátu, dichlorethanu, rozpustná v etheru a acetonu. Nerozpustná v benzenu, toluenu, benzinu a chloroformu. Nerozpustná ve vodě, její vodný roztok se rozkládá ultrafialovým světlem, ale je stabilní ve viditelném světle. Sodná a draselná sůl jsou stabilnější než samotná kyselina a snadno se rozpouštějí ve vodě. Snadno se dekarboxyluje na 3-methylindol (skatin). Má dvojí vliv na růst rostlin a různé části rostliny na ni mají různou citlivost, obecně je kořen větší než stonek a pupen větší než stonek. Různé rostliny na ni mají různou citlivost.

Způsob přípravy

3-indolacetonitril vzniká reakcí indolu, formaldehydu a kyanidu draselného při 150 °C, 0,9~1 MPa, a následnou hydrolýzou hydroxidem draselným. Nebo reakcí indolu s kyselinou glykolovou. Do 3litrového autoklávu z nerezové oceli se přidá 270 g (4,1 mol) 85% hydroxidu draselného, ​​351 g (3 mol) indolu a poté se pomalu přidává 360 g (3,3 mol) 70% vodného roztoku kyseliny hydroxyoctové. Směs se zahřeje na 250 °C a míchá se 18 hodin. Po ochlazení pod 50 °C se přidá 500 ml vody a míchá se 30 minut při 100 °C, aby se rozpustil indol-3-acetát draselný. Po ochlazení na 25 °C se směs z autoklávu nalije do vody a přidává se voda, dokud celkový objem nedosáhne 3 litry. Vodná vrstva byla extrahována 500 ml ethyletheru, okyselena kyselinou chlorovodíkovou při 20–30 °C a vysrážena kyselinou indol-3-octovou. Zfiltrována, promyta studenou vodou, vysušena mimo dosah světla, produkt 455–490 g.

Biochemický význam

Vlastnictví

Snadno se rozkládá na světle a vzduchu, není dlouhodobě skladovatelný. Bezpečný pro lidi a zvířata. Rozpustný v horké vodě, ethanolu, acetonu, etheru a ethylacetátu, mírně rozpustný ve vodě, benzenu a chloroformu; je stabilní v alkalickém roztoku a při přípravě krystalizací čistého produktu se nejprve rozpustí v malém množství 95% alkoholu a poté se rozpustí ve vodě na vhodné množství.

Použití

Používá se jako stimulant růstu rostlin a analytické činidlo. Kyselina 3-indol octová a další auxinové látky, jako je 3-indol acetaldehyd, 3-indol acetonitril a kyselina askorbová, se v přírodě vyskytují přirozeně. Prekurzorem biosyntézy kyseliny 3-indol octové v rostlinách je tryptofan. Základní úlohou auxinu je regulovat růst rostlin, a to nejen podporovat růst, ale také inhibovat růst a tvorbu orgánů. Auxin existuje v rostlinných buňkách nejen ve volném stavu, ale také ve vázaném auxinu, který je silně vázán na biopolymerní kyselinu atd. Auxin také tvoří konjugace se speciálními látkami, jako je indol-acetyl asparagin, apentóza indol-acetyl glukóza atd. Může se jednat o metodu ukládání auxinu v buňce a také o detoxikační metodu k odstranění toxicity přebytečného auxinu.

Účinek

Rostlinný auxin. Nejběžnějším přirozeným růstovým hormonem v rostlinách je kyselina indoleoctová. Kyselina indoleoctová může podporovat tvorbu horních konců pupenů rostlinných výhonků, výhonků, sazenic atd. Jejím prekurzorem je tryptofan. Kyselina indoleoctová je...rostlinný růstový hormonSomatin má mnoho fyziologických účinků, které souvisejí s jeho koncentrací. Nízká koncentrace může podporovat růst, vysoká koncentrace růst inhibuje a dokonce způsobuje jeho odumření. Tato inhibice souvisí s tím, zda může indukovat tvorbu ethylenu. Fyziologické účinky auxinu se projevují na dvou úrovních. Na buněčné úrovni může auxin stimulovat dělení buněk kambia; stimulovat prodlužování větví a inhibovat růst kořenových buněk; podporovat diferenciaci buněk xylému a floému, podporovat prořezávání kořenových vlásenek a regulovat morfogenezi kalusu. Na úrovni orgánů a celé rostliny působí auxin od sazenice do zralosti plodu. Auxin řídí prodlužování mezokotylu sazenice s reverzibilní inhibicí červeným světlem; když je kyselina indoleoctová přenesena na spodní stranu větve, větev vytváří geotropismus. Fototropismus nastává, když je kyselina indoleoctová přenesena na podsvícenou stranu větví. Kyselina indoleoctová způsobuje dominanci vrcholu. Zpožďuje stárnutí listů; Auxin aplikovaný na listy inhibuje opadávání listů, zatímco auxin aplikovaný na proximální konec opadávání listů opadávání podporuje. Auxin podporuje kvetení, indukuje rozvoj partenokarpy a zpomaluje zrání plodů.

Použít

Kyselina indoleoctová má široké spektrum a mnoho využití, ale běžně se nepoužívá, protože se snadno rozkládá v rostlinách i mimo ně. V rané fázi se používala k vyvolání partenokarpního vývoje a tvorby plodů u rajčat. Ve fázi kvetení se květy namáčely v roztoku o koncentraci 3000 mg/l, aby se vytvořily bezsemenné rajčatové plody a zlepšila se rychlost tvorby plodů. Jedním z prvních použití bylo podpořit zakořeňování řízků. Namočení báze řízků léčivým roztokem o koncentraci 100 až 1000 mg/l může podpořit tvorbu náhodných kořenů čajovníku, eukalyptu, dubu, metasekvoje, papriky a dalších plodin a urychlit rychlost nutričního rozmnožování. 1~10 mg/l kyseliny indoleoctové a 10 mg/l oxamylinu se používalo k podpoře zakořeňování sazenic rýže. 25 až 400 mg/l roztoku se používá jednou (během 9 hodin fotoperiody) k postřiku chryzantém, což může potlačit vznik květních poupat a zpozdit kvetení. Pěstování na dlouhém slunci s koncentrací 10⁻⁶ mol/l, po jednorázovém postřiku, může zvýšit počet samičích květů. Ošetření semen řepy podporuje klíčení a zvyšuje výnos kořenových hlíz a obsah cukru.

Úvod do auxinu
Zavedení

Auxin (auxin) je třída endogenních hormonů obsahujících nenasycený aromatický kruh a postranní řetězec kyseliny octové. Anglická zkratka IAA, mezinárodně běžná zkratka je kyselina indolová (IAA). V roce 1934 jej Guo Ge a kol. identifikovali jako kyselinu indolovou, proto je zvykem používat kyselinu indolovou jako synonymum pro auxin. Auxin se syntetizuje v rozvinutých mladých listech a apikálním meristému a akumuluje se odshora k bázi transportem na dlouhé vzdálenosti floémem. Kořeny také produkují auxin, který je transportován zdola nahoru. Auxin v rostlinách vzniká z tryptofanu prostřednictvím řady meziproduktů. Hlavní cestou je indolacetaldehyd. Indolacetaldehyd může vznikat oxidací a deaminací tryptofanu na indolpyruvát a následnou dekarboxylací, nebo může vzniknout oxidací a deaminací tryptofanu na tryptamin. Indolacetaldehyd se poté reoxiduje na kyselinu indolovou. Další možnou syntetickou cestou je přeměna tryptofanu z indolacetonitrilu na kyselinu indoloctovou. Kyselinu indoloctovou lze inaktivovat vazbou s kyselinou asparagovou na kyselinu indolacetylaspartovou, inositolem na kyselinu indoloctovou na inositol, glukózou na glukosid a proteinem na komplex kyseliny indoloctové a proteinu v rostlinách. Vázaná kyselina indoloctová obvykle tvoří 50–90 % kyseliny indoloctové v rostlinách, což může být zásobní forma auxinu v rostlinných tkáních. Kyselinu indoloctovou lze rozložit oxidací kyseliny indoloctové, která je běžná v rostlinných tkáních. Auxiny mají mnoho fyziologických účinků, které souvisejí s jejich koncentrací. Nízká koncentrace může podporovat růst, vysoká koncentrace inhibuje růst a dokonce způsobí úhyn rostliny. Tato inhibice souvisí s tím, zda může indukovat tvorbu ethylenu. Fyziologické účinky auxinu se projevují na dvou úrovních. Na buněčné úrovni může auxin stimulovat dělení buněk kambia; stimulovat prodlužování větví buněk a inhibovat růst kořenových buněk; Podporuje diferenciaci buněk xylému a floému, podporuje prořezávání kořenů a reguluje morfogenezi kalusu. Na úrovni orgánů i celé rostliny působí auxin od sazenice do zralosti plodu. Auxin řídí prodlužování mesokotylu sazenice s reverzibilní inhibicí červeného světla; Když je kyselina indoleoctová přenesena na spodní stranu větve, větev vytváří geotropismus. Fototropismus nastává, když je kyselina indoleoctová přenesena na podsvícenou stranu větví. Kyselina indoleoctová způsobuje dominanci vrcholu. Zpožďuje stárnutí listů; Auxin aplikovaný na listy inhibuje opadávání listů, zatímco auxin aplikovaný na proximální konec opadávání listů podporuje opadávání listů. Auxin podporuje kvetení, indukuje vývoj partenokarpye a zpožďuje zrání plodů. Někdo přišel s konceptem hormonálních receptorů. Hormonální receptor je velká molekulární složka buňky, která se specificky váže na odpovídající hormon a poté iniciuje řadu reakcí. Komplex kyseliny indoleoctové a receptoru má dva účinky: za prvé působí na membránové proteiny, ovlivňuje okyselení média, transport iontové pumpy a změnu napětí, což je rychlá reakce (< 10 minut); Druhým je působení na nukleové kyseliny, což způsobuje změny buněčné stěny a syntézu proteinů, což je pomalá reakce (10 minut). Okyselení média je důležitou podmínkou pro růst buněk. Kyselina indoleoctová může aktivovat enzym ATP (adenosintrifosfát) na plazmatické membráně, stimulovat odtok vodíkových iontů z buňky, snižovat hodnotu pH média, čímž se enzym aktivuje, hydrolyzovat polysacharid buněčné stěny, čímž se buněčná stěna změkčí a buňka se roztáhne. Podávání kyseliny indoleoctové vedlo k objevení specifických sekvencí messenger RNA (mRNA), které změnily syntézu proteinů. Ošetření kyselinou indoleoctovou také změnilo elasticitu buněčné stěny, což umožnilo růst buněk. Účinek auxinu na podporu růstu spočívá především v podpoře růstu buněk, zejména jejich prodlužování, a nemá žádný vliv na buněčné dělení. Část rostliny, která cítí světelnou stimulaci, je na špičce stonku, ale ohnutá část je na spodní straně špičky, protože buňky pod špičkou rostou a zvětšují se, a toto období je na auxin nejcitlivější, takže auxin má největší vliv na její růst. Růstový hormon stárnoucí tkáně nefunguje. Důvod, proč auxin může podporovat vývoj plodů a zakořeňování řízků, je ten, že auxin může změnit distribuci živin v rostlině a v části s bohatým rozložením auxinu se získává více živin, čímž se vytváří distribuční centrum. Auxin může vyvolat tvorbu bezsemenných rajčat, protože po ošetření nehnojených rajčatových pupenů auxinem se vaječník rajčatového pupenu stává distribučním centrem živin a živiny produkované fotosyntézou listů jsou kontinuálně transportovány do vaječníku, kde se vaječník vyvíjí.

Výroba, doprava a distribuce

Hlavními částmi syntézy auxinu jsou meristantní tkáně, zejména mladé pupeny, listy a vyvíjející se semena. Auxin je distribuován ve všech orgánech rostlinného těla, ale relativně je koncentrován v částech bujného růstu, jako jsou koleopedie, pupeny, meristém kořenového vrcholu, kambium, vyvíjející se semena a plody. Existují tři způsoby transportu auxinu v rostlinách: laterální transport, polární transport a nepolární transport. Laterální transport (transport auxinu zpětným světlem ve špičce koleoptilu způsobený jednostranným světlem, transport auxinu blízko země v kořenech a stoncích rostlin při příčném směru). Polární transport (z horního konce morfologie na dolní konec morfologie). Nepolární transport (ve zralých tkáních může být auxin nepolárně transportován floémem).

Dualita fyziologického dění

Nižší koncentrace podporuje růst, vyšší koncentrace ho inhibuje. Různé orgány rostlin mají různé požadavky na optimální koncentraci auxinu. Optimální koncentrace byla asi 10E-10 mol/l pro kořeny, 10E-8 mol/l pro pupeny a 10E-5 mol/l pro stonky. Analogy auxinu (jako je kyselina naftalenoctová, 2,4-D atd.) se často používají ve výrobě k regulaci růstu rostlin. Například při produkci klíčků fazolí se k ošetření klíčků fazolí používá koncentrace vhodná pro růst stonku. V důsledku toho jsou kořeny a pupeny inhibovány a stonky vyvinuté z hypokotylu jsou velmi vyvinuté. Výhoda vrcholového růstu stonku rostliny je určena transportními vlastnostmi rostlin pro auxin a dualitou fyziologických účinků auxinu. Vrcholový pupen rostlinného stonku je nejaktivnější částí produkce auxinu, ale koncentrace auxinu produkovaného na vrcholovém pupenu je neustále transportována do stonku aktivním transportem, takže koncentrace auxinu v samotném vrcholovém pupenu není vysoká, zatímco koncentrace v mladém stonku je vyšší. Je nejvhodnější pro růst stonku, ale má inhibiční účinek na pupeny. Čím vyšší je koncentrace auxinu v poloze blíže k vrcholovému pupenu, tím silnější je inhibiční účinek na boční pupen, a proto mnoho vysokých rostlin tvoří tvar pagody. Ne všechny rostliny však mají silnou vrcholovou dominanci a některé keře začnou po vývoji vrcholového pupenu na určitou dobu degradovat nebo se dokonce zmenšovat, čímž ztrácejí původní vrcholovou dominanci, takže stromový tvar keře není pagoda. Protože vysoká koncentrace auxinu má účinek inhibice růstu rostlin, lze produkci vysoce koncentrovaných analogů auxinu použít také jako herbicidy, zejména proti dvouděložným plevelům.

Analogy auxinu: NAA, 2, 4-D. Protože auxin se v rostlinách vyskytuje v malém množství a není snadné ho uchovávat, lidé našli analogy auxinu, které mají podobné účinky a lze je hromadně vyrábět a široce se používají v zemědělské produkci, aby regulovali růst rostlin. Vliv zemské gravitace na distribuci auxinu: růst stonků a růst kořenů jsou způsobeny zemskou gravitací. Důvodem je, že zemská gravitace způsobuje nerovnoměrné rozložení auxinu, který je více rozložen na bližší straně stonku a méně na zadní straně. Protože optimální koncentrace auxinu ve stonku byla vysoká, více auxinu na bližší straně stonku jej podporovalo, takže bližší strana stonku rostla rychleji než zadní strana a udržovala stonek vzestupný. U kořenů je optimální koncentrace auxinu v nich velmi nízká, a proto má větší množství auxinu v blízkosti země inhibiční účinek na růst kořenových buněk, takže růst v blízkosti země je pomalejší než růst v zadní části a geotropní růst kořenů je zachován. Bez gravitace kořeny nemusí nutně růst směrem dolů. Vliv beztíže na růst rostlin: růst kořenů směrem k zemi a růst stonku od země je indukován zemskou gravitací, která je způsobena nerovnoměrným rozložením auxinu vlivem zemské gravitace. V beztížném stavu vesmíru, v důsledku ztráty gravitace, ztrácí stonek svou zaostalost a kořeny také ztrácejí vlastnosti růstu od země. Výhoda růstu stonku v oblasti vrcholu však stále existuje a polární transport auxinu není gravitací ovlivněn.