Millors preus Hormona vegetal Àcid indol-3-acètic Iaa

Nature

L'àcid indolacètic és una substància orgànica. Els productes purs són cristalls de fulla incolors o pols cristal·lines. Es torna rosat quan s'exposa a la llum. Punt de fusió 165-166 ℃ (168-170 ℃). Soluble en etanol anhidre, acetat d'etil, dicloroetà, soluble en èter i acetona. Insoluble en benzè, toluè, gasolina i cloroform. Insoluble en aigua, la seva solució aquosa es pot descompondre per llum ultraviolada, però és estable a la llum visible. La sal de sodi i la sal de potassi són més estables que el propi àcid i són fàcilment solubles en aigua. Fàcilment descarboxilat a 3-metilindol (escatina). Té una dualitat per al creixement de les plantes, i diferents parts de la planta tenen una sensibilitat diferent, generalment l'arrel és més gran que el brot és més gran que la tija. Diferents plantes tenen una sensibilitat diferent.

Mètode de preparació

El 3-indol acetonitril es forma per la reacció d'indol, formaldehid i cianur de potassi a 150 ℃, 0,9~1 MPa, i després s'hidrolitza amb hidròxid de potassi. O per la reacció d'indol amb àcid glicòlic. En un autoclau d'acer inoxidable de 3 L, s'hi van afegir 270 g (4,1 mol) d'hidròxid de potassi al 85%, 351 g (3 mol) d'indol i després es va afegir lentament una solució aquosa d'àcid hidroxiacètic al 70%. Es va escalfar a 250 ℃, remenant durant 18 h. Es va refredar per sota de 50 ℃, es van afegir 500 ml d'aigua i es va remenar a 100 ℃ durant 30 min per dissoldre l'indol-3-acetat de potassi. Es va refredar a 25 ℃, es va abocar el material de l'autoclau a l'aigua i es va afegir aigua fins que el volum total fos de 3 L. La capa aquosa es va extreure amb 500 ml d'èter etílic, es va acidificar amb àcid clorhídric a 20-30 ℃ i es va precipitar amb àcid indol-3-acètic. Es va filtrar, es va rentar amb aigua freda i es va assecar allunyat de la llum, obtenint un producte de 455-490 g.

Importància bioquímica

Propietat

Es descompon fàcilment a la llum i a l'aire, no és un emmagatzematge durador. Segur per a persones i animals. Soluble en aigua calenta, etanol, acetona, èter i acetat d'etil, lleugerament soluble en aigua, benzè, cloroform; És estable en solució alcalina i primer es dissol en una petita quantitat d'alcohol al 95% i després es dissol en aigua fins a una quantitat adequada quan es prepara amb cristal·lització de producte pur.

Ús

S'utilitza com a estimulant del creixement de les plantes i reactiu analític. L'àcid 3-indolacètic i altres substàncies auxíniques com el 3-indolacetaldehid, el 3-indolacetonitril i l'àcid ascòrbic existeixen de manera natural a la natura. El precursor de la biosíntesi de l'àcid 3-indolacètic a les plantes és el triptòfan. La funció bàsica de l'auxina és regular el creixement de les plantes, no només per promoure el creixement, sinó també per inhibir el creixement i la construcció d'òrgans. L'auxina no només existeix en estat lliure a les cèl·lules vegetals, sinó que també existeix en auxina unida que està fortament unida a l'àcid biopolimèric, etc. L'auxina també forma conjugacions amb substàncies especials, com ara indolacetilasparagina, apentosa indolacetilglucosa, etc. Això pot ser un mètode d'emmagatzematge d'auxina a la cèl·lula i també un mètode de desintoxicació per eliminar la toxicitat de l'excés d'auxina.

Efecte

Auxina vegetal. L'hormona del creixement natural més comuna en les plantes és l'àcid indolacètic. L'àcid indolacètic pot promoure la formació de l'extrem superior del brot de les plantes, brots, plàntules, etc. El seu precursor és el triptòfan. L'àcid indolacètic és unhormona del creixement vegetalLa somatina té molts efectes fisiològics, que estan relacionats amb la seva concentració. Una baixa concentració pot promoure el creixement, una alta concentració inhibirà el creixement i fins i tot farà que la planta mori, aquesta inhibició està relacionada amb si pot induir la formació d'etilè. Els efectes fisiològics de l'auxina es manifesten a dos nivells. A nivell cel·lular, l'auxina pot estimular la divisió cel·lular del càmbium; Estimula l'elongació de les branques i inhibir el creixement de les arrels; Promou la diferenciació de les cèl·lules del xilema i el floema, promou el tall de les arrels i regula la morfogènesi del call. A nivell d'òrgan i de planta sencera, l'auxina actua des de la plàntula fins a la maduresa del fruit. L'auxina controla l'elongació del mesocotil de les plàntules amb inhibició reversible de la llum vermella; Quan l'àcid indolacètic es transfereix al costat inferior de la branca, la branca produeix geotropisme. El fototropisme es produeix quan l'àcid indolacètic es transfereix al costat retroil·luminat de les branques. L'àcid indolacètic causa la dominància de l'àpex. Retarda la senescència de les fulles; L'auxina aplicada a les fulles va inhibir l'abscissió, mentre que l'auxina aplicada a l'extrem proximal de l'abscissió va promoure l'abscissió. L'auxina promou la floració, indueix el desenvolupament de la partenocàrpia i retarda la maduració del fruit.

Aplica

L'àcid indolacètic té un ampli espectre i molts usos, però no s'utilitza habitualment perquè és fàcil de degradar dins i fora de les plantes. En la fase inicial, s'utilitzava per induir el partenocarp i el quallat dels tomàquets. En la fase de floració, les flors es remullaven amb 3000 mg/l de líquid per formar tomàquets sense llavors i millorar la taxa de quallat. Un dels primers usos va ser promoure l'arrelament dels esqueixos. Remullar la base dels esqueixos amb 100 a 1000 mg/l de solució medicinal pot promoure la formació d'arrels adventícies de l'arbre del te, l'eucaliptus, el roure, la metasequoia, el pebrot i altres cultius, i accelerar la taxa de reproducció nutricional. Es van utilitzar 1~10 mg/l d'àcid indolacètic i 10 mg/L d'oxamilina per promoure l'arrelament de les plàntules d'arròs. De 25 a 400 mg/l de crisantem líquid en polvorització una vegada (en 9 hores de fotoperíode) pot inhibir l'aparició de brots florals i retardar la floració. Cultivar sota el sol a llarg termini fins a una concentració de 10-5 mol/l polvoritzada una vegada pot augmentar les flors femelles. El tractament de les llavors de remolatxa promou la germinació i augmenta el rendiment dels tubercles d'arrel i el contingut de sucre.

Introducció a l'auxina
Introducció

L'auxina (auxina) és una classe d'hormones endògenes que contenen un anell aromàtic insaturat i una cadena lateral d'àcid acètic, l'abreviatura anglesa IAA, l'abreviatura comuna internacional, és àcid indolacètic (IAA). El 1934, Guo Ge et al. la van identificar com a àcid indolacètic, per la qual cosa és habitual utilitzar sovint l'àcid indolacètic com a sinònim d'auxina. L'auxina es sintetitza a les fulles joves esteses i al meristem apical, i s'acumula de dalt a baix mitjançant el transport a llarga distància del floema. Les arrels també produeixen auxina, que es transporta de baix a dalt. L'auxina de les plantes es forma a partir del triptòfan a través d'una sèrie d'intermediaris. La via principal és a través de l'indolacetaldehid. L'indolacetaldehid es pot formar mitjançant l'oxidació i desaminació del triptòfan a indolpiruvat i després descarboxilar-se, o es pot formar mitjançant l'oxidació i desaminació del triptòfan a triptamina. L'indolacetaldehid es reoxida a àcid indolacètic. Una altra possible via sintètica és la conversió del triptòfan de l'indolacetonitril a l'àcid indolacètic. L'àcid indolacètic es pot inactivar unint-se a l'àcid aspàrtic per formar àcid indolacetilaspàrtic, l'inositol per formar àcid indolacètic per produir inositol, la glucosa per produir glucòsid i la proteïna per produir complex proteic-àcid indolacètic a les plantes. L'àcid indolacètic unit sol representar entre el 50 i el 90% de l'àcid indolacètic a les plantes, que pot ser una forma d'emmagatzematge d'auxina en els teixits vegetals. L'àcid indolacètic es pot descompondre per oxidació de l'àcid indolacètic, que és comú en els teixits vegetals. Les auxines tenen molts efectes fisiològics, que estan relacionats amb la seva concentració. Una baixa concentració pot promoure el creixement, una alta concentració inhibirà el creixement i fins i tot farà que la planta mori, aquesta inhibició està relacionada amb si pot induir la formació d'etilè. Els efectes fisiològics de l'auxina es manifesten a dos nivells. A nivell cel·lular, l'auxina pot estimular la divisió cel·lular del càmbium; estimulant l'elongació de les branques i inhibint el creixement de les cèl·lules radiculars; Promou la diferenciació de cèl·lules del xilema i el floema, promou el tall de les arrels del cabell i regula la morfogènesi del call. A nivell d'òrgan i de planta sencera, l'auxina actua des de la plàntula fins a la maduresa del fruit. L'auxina controla l'elongació del mesocotil de la plàntula amb inhibició reversible de la llum vermella; Quan l'àcid indolacètic es transfereix a la part inferior de la branca, la branca produeix geotropisme. El fototropisme es produeix quan l'àcid indolacètic es transfereix al costat retroil·luminat de les branques. L'àcid indolacètic causa la dominància de l'àpex. Retarda la senescència de les fulles; L'auxina aplicada a les fulles inhibeix l'abscissió, mentre que l'auxina aplicada a l'extrem proximal de l'abscissió promou l'abscissió. L'auxina promou la floració, indueix el desenvolupament de la partenocàrpia i retarda la maduració del fruit. Algú va idear el concepte de receptors hormonals. Un receptor hormonal és un component cel·lular molecular gran que s'uneix específicament a l'hormona corresponent i després inicia una sèrie de reaccions. El complex d'àcid indolacètic i receptor té dos efectes: primer, actua sobre les proteïnes de membrana, afectant l'acidificació del medi, el transport de la bomba iònica i el canvi de tensió, que és una reacció ràpida (< 10 minuts); El segon és actuar sobre els àcids nucleics, provocant canvis a la paret cel·lular i la síntesi de proteïnes, que és una reacció lenta (10 minuts). L'acidificació del medi és una condició important per al creixement cel·lular. L'àcid indolacètic pot activar l'enzim ATP (adenosina trifosfat) a la membrana plasmàtica, estimular els ions d'hidrogen perquè surtin de la cèl·lula, reduir el valor del pH del medi, de manera que l'enzim s'activi, hidrolitzar el polisacàrid de la paret cel·lular, de manera que la paret cel·lular s'estovi i la cèl·lula s'expandeixi. L'administració d'àcid indolacètic va provocar l'aparició de seqüències específiques d'ARN missatger (ARNm), que van alterar la síntesi de proteïnes. El tractament amb àcid indolacètic també va canviar l'elasticitat de la paret cel·lular, permetent que continuï el creixement cel·lular. L'efecte de promoció del creixement de l'auxina és principalment promoure el creixement de les cèl·lules, especialment l'elongació de les cèl·lules, i no té cap efecte sobre la divisió cel·lular. La part de la planta que sent l'estimulació lumínica és a la punta de la tija, però la part que es doblega és a la part inferior de la punta, cosa que es deu al fet que les cèl·lules que hi ha sota la punta estan creixent i expandint-se, i és el període més sensible a l'auxina, de manera que l'auxina té la major influència en el seu creixement. L'hormona del creixement del teixit envellit no funciona. La raó per la qual l'auxina pot promoure el desenvolupament dels fruits i l'arrelament dels esqueixos és que l'auxina pot canviar la distribució dels nutrients a la planta, i s'obtenen més nutrients a la part amb una distribució rica en auxina, formant un centre de distribució. L'auxina pot induir la formació de tomàquets sense llavors perquè després de tractar els brots de tomàquet no fertilitzats amb auxina, l'ovari del brot de tomàquet es converteix en el centre de distribució dels nutrients, i els nutrients produïts per la fotosíntesi de les fulles es transporten contínuament a l'ovari, i l'ovari es desenvolupa.

Generació, transport i distribució

Les parts principals de la síntesi d'auxina són els teixits meristants, principalment els brots joves, les fulles i les llavors en desenvolupament. L'auxina es distribueix en tots els òrgans del cos de la planta, però està relativament concentrada a les parts de creixement vigorós, com ara el coleòpedi, els brots, el meristema de l'àpex de l'arrel, el càmbium, les llavors en desenvolupament i els fruits. Hi ha tres vies de transport d'auxina a les plantes: transport lateral, transport polar i transport no polar. Transport lateral (transport a contrallum de l'auxina a la punta del coleòptil causat per la llum unilateral, transport lateral proper al terra de l'auxina a les arrels i tiges de les plantes quan és transversal). Transport polar (des de l'extrem superior de la morfologia fins a l'extrem inferior de la morfologia). Transport no polar (en teixits madurs, l'auxina pot ser transportada de manera no polar a través del floema).

La dualitat de l'acció fisiològica

Una concentració més baixa promou el creixement, una concentració més alta l'inhibeix. Els diferents òrgans de la planta tenen diferents requisits per a la concentració òptima d'auxina. La concentració òptima era d'uns 10E-10 mol/L per a les arrels, 10E-8 mol/L per als brots i 10E-5 mol/L per a les tiges. Els anàlegs de l'auxina (com l'àcid naftalè acètic, 2,4-D, etc.) s'utilitzen sovint en la producció per regular el creixement de les plantes. Per exemple, quan es produeixen brots de soja, s'utilitza la concentració adequada per al creixement de la tija per tractar els brots de soja. Com a resultat, les arrels i els brots s'inhibeixen, i les tiges desenvolupades a partir de l'hipocòtil estan molt desenvolupades. L'avantatge àpex del creixement de la tija de la planta està determinat per les característiques de transport de les plantes per a l'auxina i la dualitat dels efectes fisiològics de l'auxina. El brot àpex de la tija de la planta és la part més activa de la producció d'auxina, però la concentració d'auxina produïda al brot àpex es transporta constantment a la tija a través del transport actiu, de manera que la concentració d'auxina al brot àpex en si no és alta, mentre que la concentració a la tija jove és més alta. És més adequat per al creixement de la tija, però té un efecte inhibidor sobre els brots. Com més alta sigui la concentració d'auxina a la posició més propera al brot superior, més fort serà l'efecte inhibidor sobre el brot lateral, motiu pel qual moltes plantes altes formen una forma de pagoda. Tanmateix, no totes les plantes tenen una forta dominància àpex, i alguns arbustos comencen a degradar-se o fins i tot a encongir-se després del desenvolupament del brot àpex durant un període de temps, perdent la dominància àpex original, de manera que la forma d'arbre de l'arbust no és una pagoda. Com que una alta concentració d'auxina té l'efecte d'inhibir el creixement de les plantes, la producció d'una alta concentració d'anàlegs d'auxina també es pot utilitzar com a herbicides, especialment per a males herbes dicotiledònies.

Anàlegs de l'auxina: NAA, 2, 4-D. Com que l'auxina existeix en petites quantitats a les plantes i no és fàcil de conservar, per tal de regular el creixement de les plantes, mitjançant la síntesi química, s'han trobat anàlegs de l'auxina, que tenen efectes similars i es poden produir en massa, i s'han utilitzat àmpliament en la producció agrícola. L'efecte de la gravetat terrestre sobre la distribució de l'auxina: el creixement de fons de les tiges i el creixement de les arrels al sòl són causats per la gravetat terrestre. La raó és que la gravetat terrestre provoca una distribució desigual de l'auxina, que està més distribuïda a la part propera de la tija i menys distribuïda a la part posterior. Com que la concentració òptima d'auxina a la tija era alta, més auxina a la part propera de la tija la va promoure, de manera que la part propera de la tija va créixer més ràpid que la part posterior i va mantenir el creixement ascendent de la tija. Per a les arrels, com que la concentració òptima d'auxina a les arrels és molt baixa, una major quantitat d'auxina a prop del terra té un efecte inhibidor sobre el creixement de les cèl·lules de l'arrel, de manera que el creixement a prop del terra és més lent que el del darrere, i es manté el creixement geotròpic de les arrels. Sense gravetat, les arrels no necessàriament creixen cap avall. L'efecte de la ingravidesa sobre el creixement de les plantes: el creixement de les arrels cap al terra i el creixement de la tija lluny del terra són induïts per la gravetat terrestre, que és causada per la distribució desigual de l'auxina sota la inducció de la gravetat terrestre. En l'estat d'ingravidesa de l'espai, a causa de la pèrdua de gravetat, el creixement de la tija perdrà la seva endarreriment i les arrels també perdran les característiques del creixement terrestre. Tanmateix, l'avantatge àpex del creixement de la tija encara existeix, i el transport polar de l'auxina no es veu afectat per la gravetat.