Çmimet më të Mira Hormoni Bimor Indole-3-Acid Acetik Iaa

Nature

Acidi indoleacetik është një substancë organike. Produktet e pastra janë kristale gjethesh pa ngjyrë ose pluhura kristalore. Bëhet rozë kur ekspozohet ndaj dritës. Pika e shkrirjes 165-166℃ (168-170℃). I tretshëm në etanol anhidër, acetat etili, dikloroetan, i tretshëm në eter dhe aceton. I patretshëm në benzen, toluen, benzinë ​​dhe kloroform. I patretshëm në ujë, tretësira e tij ujore mund të zbërthehet nga drita ultravjollcë, por është e qëndrueshme ndaj dritës së dukshme. Kripa e natriumit dhe kripa e kaliumit janë më të qëndrueshme se vetë acidi dhe treten lehtësisht në ujë. Dekarboksilohet lehtë në 3-metilindol (skatinë). Ka një dualizëm ndaj rritjes së bimëve, dhe pjesë të ndryshme të bimës kanë ndjeshmëri të ndryshme ndaj tij, përgjithësisht rrënja është më e madhe se sythi është më i madh se kërcelli. Bimë të ndryshme kanë ndjeshmëri të ndryshme ndaj tij.

Metoda e përgatitjes

Acetonitrili 3-indoli formohet nga reaksioni i indolit, formaldehidit dhe cianidit të kaliumit në 150℃, 0.9~1MPa, dhe më pas hidrolizohet nga hidroksidi i kaliumit. Ose nga reaksioni i indolit me acid glikolik. Në një autoklavë çeliku inox 3L, u shtuan 270g (4.1mol) 85% hidroksid kaliumi, 351g (3mol) indoli, dhe më pas u shtua ngadalë tretësirë ​​ujore e 360g (3.3mol) 70% acid hidroksi acetik. Ngroheni në temperaturë të mbyllur në 250℃, përzieni për 18 orë. Ftoheni nën 50℃, shtoni 500ml ujë dhe përzieni në 100℃ për 30 minuta për të tretur indol-3-acetatin e kaliumit. Ftoheni në 25℃, derdhni materialin e autoklavës në ujë dhe shtoni ujë derisa vëllimi total të jetë 3L. Shtresa ujore u ekstraktua me 500 ml eter etili, u acidifikua me acid klorhidrik në 20-30℃ dhe u precipitua me acid indole-3-acetik. Filtrohet, lahet me ujë të ftohtë, thahet larg dritës, produkti është 455-490 g.

Rëndësia biokimike

Pronë

Zbërthehet lehtë në dritë dhe ajër, nuk ruhet gjatë ruajtjes. I sigurt për njerëzit dhe kafshët. I tretshëm në ujë të nxehtë, etanol, aceton, eter dhe acetat etili, pak i tretshëm në ujë, benzen, kloroform; Është i qëndrueshëm në tretësirë ​​alkaline dhe tretet së pari në një sasi të vogël alkooli 95% dhe më pas tretet në ujë në një sasi të përshtatshme kur përgatitet me kristalizim të produktit të pastër.

Përdor

Përdoret si stimulues i rritjes së bimëve dhe reagent analitik. Acidi acetik 3-indol dhe substanca të tjera auksine si acetaldehida 3-indol, acetonitrili 3-indol dhe acidi askorbik ekzistojnë natyrshëm në natyrë. Pararendësi i biosintezës së acidit acetik 3-indol në bimë është triptofani. Roli themelor i auksinës është të rregullojë rritjen e bimëve, jo vetëm për të nxitur rritjen, por edhe për të penguar rritjen dhe ndërtimin e organeve. Auksina jo vetëm që ekziston në gjendje të lirë në qelizat bimore, por ekziston edhe në auksinë të lidhur e cila është e lidhur fort me acidin biopolimerik, etj. Auksina gjithashtu formon konjugime me substanca të veçanta, të tilla si indol-acetil asparagina, apentozë indol-acetil glukozë, etj. Kjo mund të jetë një metodë e ruajtjes së auksinës në qelizë, dhe gjithashtu një metodë detoksifikimi për të hequr toksicitetin e auksinës së tepërt.

Efekti

Auksina e bimëve. Hormoni më i zakonshëm natyror i rritjes në bimë është acidi indoleacetik. Acidi indoleacetik mund të nxisë formimin e skajit të sipërm të sythave të bimëve, lastarëve, fidanëve etj. Pararendësi i tij është triptofani. Acidi indoleacetik është njëhormoni i rritjes së bimëveSomatina ka shumë efekte fiziologjike, të cilat lidhen me përqendrimin e saj. Përqendrimi i ulët mund të nxisë rritjen, përqendrimi i lartë do të pengojë rritjen dhe madje do të shkaktojë vdekjen e bimës, ky frenim lidhet me faktin nëse ajo mund të shkaktojë formimin e etilenit. Efektet fiziologjike të auksinës manifestohen në dy nivele. Në nivel qelizor, auksina mund të stimulojë ndarjen e qelizave të kambiumit; Stimulimin e zgjatjes së qelizave të degëve dhe frenimin e rritjes së qelizave rrënjësore; Nxitja e diferencimit të qelizave të ksilemës dhe floemës, nxitja e rrënjëve që prenë qimet dhe rregullimi i morfogjenezës së kallusit. Në nivel organi dhe të tërë bimës, auksina vepron nga filizi deri në pjekurinë e frutave. Auksina kontrolloi zgjatjen mezokotile të fidanëve me frenim të kthyeshëm të dritës së kuqe; Kur acidi indoleacetik transferohet në anën e poshtme të degës, dega do të prodhojë gjeotropizëm. Fototropizmi ndodh kur acidi indoleacetik transferohet në anën e ndriçuar nga prapa të degëve. Acidi indoleacetik shkaktoi dominimin e kulmit. Vonoi plakjen e gjethes; Auksina e aplikuar në gjethe pengoi abrasionin, ndërsa auksina e aplikuar në skajin proksimal të abrasionit nxiti abrasionin. Auxina nxit lulëzimin, nxit zhvillimin e partenokarpisë dhe vonon pjekjen e frutave.

Zbato

Acidi indoleacetik ka një spektër të gjerë dhe shumë përdorime, por nuk përdoret gjerësisht sepse degradohet lehtë brenda dhe jashtë bimëve. Në fazën e hershme, është përdorur për të nxitur parthenokarpinë dhe frytdhënien e domateve. Në fazën e lulëzimit, lulet janë zhytur me 3000 mg/l lëng për të formuar fruta domatesh pa fara dhe për të përmirësuar shkallën e vendosjes së frutave. Një nga përdorimet më të hershme ishte nxitja e rrënjosjes së prerjeve. Zhytja e bazës së prerjeve me 100 deri në 1000 mg/l tretësirë ​​medicinale mund të nxisë formimin e rrënjëve të rastësishme të pemës së çajit, pemës së gomës, pemës së lisit, metasekuojës, specit dhe kulturave të tjera, dhe të përshpejtojë shkallën e riprodhimit ushqyes. 1~10 mg/l acid indoleacetik dhe 10 mg/L oksamilinë u përdorën për të nxitur rrënjosjen e fidanëve të orizit. 25 deri në 400 mg/l spërkatje e lëngshme krizanteme një herë (në 9 orë fotoperiod), mund të pengojë shfaqjen e sythave të luleve, duke vonuar lulëzimin. Rritja në diell të gjatë deri në një përqendrim prej 10-5 mol/l, e spërkatur një herë, mund të rrisë lulet femërore. Trajtimi i farave të panxharit nxit mbirjen dhe rrit rendimentin e zhardhokëve të rrënjës dhe përmbajtjen e sheqerit.

Hyrje në auksinë
Hyrje

Auksina (auxina) është një klasë hormonesh endogjene që përmbajnë një unazë aromatike të pangopur dhe një zinxhir anësor të acidit acetik, shkurtesa angleze IAA, e përbashkëta ndërkombëtare, është acid acetik indol (IAA). Në vitin 1934, Guo Ge et al. e identifikuan atë si acid acetik indol, kështu që është zakon të përdoret shpesh acidi acetik indol si sinonim për auxinën. Auksina sintetizohet në gjethet e reja të zgjatura dhe meristemin apikal, dhe grumbullohet nga maja në bazë me anë të transportit në distancë të gjatë të floemës. Rrënjët gjithashtu prodhojnë auxin, e cila transportohet nga poshtë lart. Auksina në bimë formohet nga triptofani përmes një serie ndërmjetësish. Rruga kryesore është përmes indoleacetaldehidës. Acetaldehida indol mund të formohet nga oksidimi dhe deaminimi i triptofanit në piruvat indol dhe më pas dekarboksilohet, ose mund të formohet nga oksidimi dhe deaminimi i triptofanit në triptaminë. Acetaldehida e indolit rioksidohet më pas në acid acetik indol. Një rrugë tjetër e mundshme sintetike është shndërrimi i triptofanit nga acetonitrili i indolit në acid acetik indol. Acidi indoleacetik mund të inaktivizohet duke u lidhur me acidin aspartik në acid indoleacetilaspartik, inozitolin në acid indoleacetik në inozitol, glukozën në glukozid dhe proteinën në kompleksin acid-proteinë indoleacetik në bimë. Acidi indoleacetik i lidhur zakonisht përbën 50-90% të acidit indoleacetik në bimë, i cili mund të jetë një formë depozitimi e auksinës në indet e bimëve. Acidi indoleacetik mund të zbërthehet nga oksidimi i acidit indoleacetik, i cili është i zakonshëm në indet e bimëve. Auksinat kanë shumë efekte fiziologjike, të cilat lidhen me përqendrimin e tyre. Përqendrimi i ulët mund të nxisë rritjen, përqendrimi i lartë do të pengojë rritjen dhe madje do ta bëjë bimën të vdesë, ky frenim lidhet me faktin nëse mund të shkaktojë formimin e etilenit. Efektet fiziologjike të auksinës manifestohen në dy nivele. Në nivel qelizor, auksina mund të stimulojë ndarjen e qelizave të kambiumit; Stimulimin e zgjatjes së qelizave të degëve dhe pengimin e rritjes së qelizave rrënjësore; Nxitja e diferencimit të qelizave të ksilemës dhe floemës, nxitja e rrënjëve që prenë qimet dhe rregullimi i morfogjenezës së kallusit. Në nivel organi dhe të tërë bimës, auksina vepron nga filizi deri në pjekurinë e frutave. Auksina kontrolloi zgjatjen mezokotile të fidanëve me frenim të kthyeshëm të dritës së kuqe; Kur acidi indoleacetik transferohet në anën e poshtme të degës, dega do të prodhojë gjeotropizëm. Fototropizmi ndodh kur acidi indoleacetik transferohet në anën e ndriçuar nga prapa të degëve. Acidi indoleacetik shkaktoi dominimin e majës. Vonoi plakjen e gjetheve; Auksina e aplikuar në gjethe pengoi abscisionin, ndërsa auksina e aplikuar në skajin proksimal të abscisionit nxiti abscisionin. Auksina nxit lulëzimin, shkakton zhvillimin e partenokarpit dhe vonon pjekjen e frutave. Dikush doli me konceptin e receptorëve të hormoneve. Një receptor hormonal është një përbërës i madh qelizor molekular që lidhet posaçërisht me hormonin përkatës dhe më pas fillon një seri reaksionesh. Kompleksi i acidit indoleacetik dhe receptorit ka dy efekte: së pari, vepron në proteinat e membranës, duke ndikuar në acidifikimin e mjedisit, transportin e pompës jonike dhe ndryshimin e tensionit, i cili është një reagim i shpejtë (< 10 minuta); E dyta është të veprojë mbi acidet nukleike, duke shkaktuar ndryshime në murin qelizor dhe sintezën e proteinave, e cila është një reagim i ngadaltë (10 minuta). Acidifikimi i mjedisit është një kusht i rëndësishëm për rritjen e qelizave. Acidi indoleacetik mund të aktivizojë enzimën ATP (adenozinë trifosfat) në membranën plazmatike, të stimulojë jonet e hidrogjenit që të dalin nga qeliza, të zvogëlojë vlerën e pH-it të mjedisit, në mënyrë që enzima të aktivizohet, të hidrolizojë polisakaridin e murit qelizor, në mënyrë që muri qelizor të zbutet dhe qeliza të zgjerohet. Administrimi i acidit indoleacetik rezultoi në shfaqjen e sekuencave specifike të ARN-së lajmëtare (mRNA), të cilat ndryshuan sintezën e proteinave. Trajtimi me acid indoleacetik gjithashtu ndryshoi elasticitetin e murit qelizor, duke lejuar që rritja e qelizave të vazhdojë. Efekti i nxitjes së rritjes së auksinës është kryesisht të promovojë rritjen e qelizave, veçanërisht zgjatjen e qelizave, dhe nuk ka efekt në ndarjen e qelizave. Pjesa e bimës që ndjen stimulimin e dritës është në majë të kërcellit, por pjesa e përkulur është në pjesën e poshtme të majës, kjo për shkak se qelizat poshtë majës po rriten dhe zgjerohen, dhe është periudha më e ndjeshme ndaj auksinës, kështu që auksina ka ndikimin më të madh në rritjen e saj. Hormoni i rritjes së indeve që plaken nuk funksionon. Arsyeja pse auksina mund të nxisë zhvillimin e frutave dhe rrënjosjen e prerjeve është se auksina mund të ndryshojë shpërndarjen e lëndëve ushqyese në bimë, dhe më shumë lëndë ushqyese merren në pjesën me shpërndarje të pasur të auksinës, duke formuar një qendër shpërndarjeje. Auksina mund të shkaktojë formimin e domateve pa fara sepse pas trajtimit të sythave të domates së pafekonduar me auksinë, vezorja e sythit të domates bëhet qendra e shpërndarjes së lëndëve ushqyese, dhe lëndët ushqyese të prodhuara nga fotosinteza e gjetheve transportohen vazhdimisht në vezore, dhe vezorja zhvillohet.

Gjenerimi, transporti dhe shpërndarja

Pjesët kryesore të sintezës së auksinës janë indet meristante, kryesisht sythat e rinj, gjethet dhe farat në zhvillim. Auksina shpërndahet në të gjitha organet e trupit të bimës, por është relativisht e përqendruar në pjesët e rritjes së fuqishme, siç janë koleopedia, sythat, meristemi i majës së rrënjës, kambiumi, farat dhe frutat në zhvillim. Ekzistojnë tre mënyra të transportit të auksinës në bimë: transporti anësor, transporti polar dhe transporti jo polar. Transporti anësor (transporti i auksinës nga drita e pasme në majë të koleoptilit i shkaktuar nga drita e njëanshme, transporti anësor afër tokës i auksinës në rrënjët dhe kërcejtë e bimëve kur është tërthor). Transporti polar (nga skaji i sipërm i morfologjisë në skajin e poshtëm të morfologjisë). Transporti jo polar (në indet e pjekura, auksina mund të transportohet jo polar përmes floemës).

Dualiteti i veprimit fiziologjik

Përqendrimi më i ulët nxit rritjen, përqendrimi më i lartë e pengon rritjen. Organe të ndryshme bimore kanë kërkesa të ndryshme për përqendrimin optimal të auksinës. Përqendrimi optimal ishte rreth 10E-10mol/L për rrënjët, 10E-8mol/L për sythat dhe 10E-5mol/L për kërcejtë. Analogët e auksinës (si acidi acetik naftalini, 2, 4-D, etj.) përdoren shpesh në prodhim për të rregulluar rritjen e bimëve. Për shembull, kur prodhohen filiza fasulesh, përqendrimi i përshtatshëm për rritjen e kërcellit përdoret për të trajtuar filizat e fasules. Si rezultat, rrënjët dhe sythat pengohen, dhe kërcejtë e zhvilluar nga hipokotili janë shumë të zhvilluar. Avantazhi kulmor i rritjes së kërcellit të bimës përcaktohet nga karakteristikat e transportit të bimëve për auksinën dhe dualiteti i efekteve fiziologjike të auksinës. Sythi kulmor i kërcellit të bimës është pjesa më aktive e prodhimit të auksinës, por përqendrimi i auksinës së prodhuar në sythin kulmor transportohet vazhdimisht në kërcell nëpërmjet transportit aktiv, kështu që përqendrimi i auksinës në vetë sythin kulmor nuk është i lartë, ndërsa përqendrimi në kërcellin e ri është më i lartë. Është më i përshtatshëm për rritjen e kërcellit, por ka një efekt frenues në sytha. Sa më i lartë të jetë përqendrimi i auksinës në pozicionin më afër sythit të sipërm, aq më i fortë është efekti frenues në sythin anësor, prandaj shumë bimë të larta formojnë një formë pagode. Megjithatë, jo të gjitha bimët kanë një dominim të fortë të majës, dhe disa shkurre fillojnë të degradojnë ose edhe tkurren pas zhvillimit të sythit kulmor për një periudhë kohore, duke humbur dominimin origjinal të majës, kështu që forma e pemës së shkurres nuk është një pagodë. Meqenëse përqendrimi i lartë i auksinës ka efektin e frenimit të rritjes së bimëve, prodhimi i përqendrimit të lartë të analogëve të auksinës mund të përdoret gjithashtu si herbicide, veçanërisht për barërat e këqija dikotiledone.

Analogët e auksinës: NAA, 2, 4-D. Meqenëse auksina ekziston në sasi të vogla në bimë dhe nuk është e lehtë të ruhet. Për të rregulluar rritjen e bimëve, nëpërmjet sintezës kimike, njerëzit kanë gjetur analogë të auksinës, të cilët kanë efekte të ngjashme dhe mund të prodhohen në masë, dhe janë përdorur gjerësisht në prodhimin bujqësor. Efekti i gravitetit të tokës në shpërndarjen e auksinës: rritja në sfond e kërcejve dhe rritja në tokë e rrënjëve shkaktohen nga graviteti i tokës, arsyeja është se graviteti i tokës shkakton shpërndarjen e pabarabartë të auksinës, e cila është më e shpërndarë në anën e afërt të kërcellit dhe më pak e shpërndarë në anën e pasme. Meqenëse përqendrimi optimal i auksinës në kërcell ishte i lartë, më shumë auksinë në anën e afërt të kërcellit e nxiti atë, kështu që ana e afërt e kërcellit u rrit më shpejt se ana e pasme dhe mbajti rritjen lart të kërcellit. Për rrënjët, për shkak se përqendrimi optimal i auxinës në rrënjë është shumë i ulët, më shumë auxin pranë anës së tokës ka një efekt frenues në rritjen e qelizave rrënjore, kështu që rritja pranë anës së tokës është më e ngadaltë se ajo e anës së pasme, dhe rritja gjeotropike e rrënjëve ruhet. Pa gravitet, rrënjët nuk rriten domosdoshmërisht poshtë. Efekti i mungesës së peshës në rritjen e bimëve: rritja e rrënjës drejt tokës dhe rritja e kërcellit larg tokës nxiten nga graviteti i tokës, i cili shkaktohet nga shpërndarja e pabarabartë e auxinës nën induksionin e gravitetit të tokës. Në gjendjen pa peshë të hapësirës, ​​për shkak të humbjes së gravitetit, rritja e kërcellit do të humbasë prapambetjen e saj, dhe rrënjët gjithashtu do të humbasin karakteristikat e rritjes së tokës. Megjithatë, avantazhi kulmor i rritjes së kërcellit ende ekziston, dhe transporti polar i auxinës nuk ndikohet nga graviteti.