Лучшие цены на растительный гормон индол-3-уксусную кислоту IAA

Натуре

Индолеуксусная кислота — органическое вещество. Чистые продукты представляют собой бесцветные кристаллы в виде листьев или кристаллические порошки. При воздействии света приобретает розовый оттенок. Температура плавления 165-166℃ (168-170℃). Растворима в безводном этаноле, этилацетате, дихлорэтане, растворима в эфире и ацетоне. Нерастворима в бензоле, толуоле, бензине и хлороформе. Нерастворима в воде, её водный раствор может разлагаться под действием ультрафиолетового излучения, но устойчива к видимому свету. Натриевая и калиевая соли более стабильны, чем сама кислота, и легко растворимы в воде. Легко декарбоксилируется до 3-метилиндола (скатина). Её действие на рост растений имеет двойственный характер, и разные части растения по-разному реагируют на неё: корень обычно крупнее почки, а почка крупнее стебля. Разные растения по-разному реагируют на неё.

Способ приготовления

3-индолацетонитрил получают реакцией индола, формальдегида и цианида калия при 150℃, 0,9–1 МПа, а затем гидролизуют гидроксидом калия. Или реакцией индола с гликолевой кислотой. В 3-литровый автоклав из нержавеющей стали добавляют 270 г (4,1 моль) 85% гидроксида калия, 351 г (3 моль) индола, а затем медленно добавляют 360 г (3,3 моль) 70% водного раствора гидроксиуксусной кислоты. Нагревают при температуре 250℃ в закрытой камере, перемешивая в течение 18 часов. Охлаждают до температуры ниже 50℃, добавляют 500 мл воды и перемешивают при 100℃ в течение 30 минут для растворения индол-3-ацетата калия. Охлаждают до 25℃, выливают содержимое автоклава в воду и добавляют воду до достижения общего объема 3 л. Водный слой экстрагировали 500 мл этилового эфира, подкисляли соляной кислотой при 20-30℃ и осаждали индол-3-уксусной кислотой. Фильтровали, промывали холодной водой, сушили вдали от света, получали продукт 455-490 г.

Биохимическое значение

Свойство

Легко разлагается на свету и воздухе, не требует длительного хранения. Безопасен для людей и животных. Растворим в горячей воде, этаноле, ацетоне, эфире и этилацетате, слабо растворим в воде, бензоле, хлороформе; стабилен в щелочном растворе и сначала растворяется в небольшом количестве 95% спирта, а затем растворяется в воде до необходимого количества при приготовлении методом кристаллизации чистого продукта.

Использовать

Используется в качестве стимулятора роста растений и аналитического реагента. 3-индолуксусная кислота и другие ауксиновые вещества, такие как 3-индолацетальдегид, 3-индолацетонитрил и аскорбиновая кислота, встречаются в природе. Предшественником биосинтеза 3-индолуксусной кислоты в растениях является триптофан. Основная роль ауксина заключается в регуляции роста растений, не только в стимулировании роста, но и в ингибировании роста и формирования органов. Ауксин существует в растительных клетках не только в свободном состоянии, но и в связанном виде, прочно связываясь с биополимерными кислотами и т. д. Ауксин также образует конъюгаты со специальными веществами, такими как индол-ацетиласпарагин, апентоза-индол-ацетилглюкоза и др. Это может быть способом хранения ауксина в клетке, а также методом детоксикации для удаления токсичности избытка ауксина.

Эффект

Растительный ауксин. Наиболее распространенным природным гормоном роста растений является индолеуксусная кислота. Индолеуксусная кислота может способствовать формированию верхушечных почек у побегов, ростков, сеянцев и т. д. Ее предшественником является триптофан. Индолеуксусная кислота являетсягормон роста растенийСоматин обладает множеством физиологических эффектов, которые зависят от его концентрации. Низкая концентрация может стимулировать рост, высокая – подавлять рост и даже приводить к гибели растения; это подавление связано с тем, способен ли он индуцировать образование этилена. Физиологические эффекты ауксина проявляются на двух уровнях. На клеточном уровне ауксин может стимулировать деление клеток камбия; стимулировать удлинение клеток ветвей и подавлять рост клеток корней; способствовать дифференциации клеток ксилемы и флоэмы, стимулировать образование волосяных корней и регулировать морфогенез каллуса. На уровне органов и всего растения ауксин действует от сеянца до созревания плода. Ауксин контролирует удлинение мезокотиля сеянца с обратимым подавлением красным светом; при переносе индолуксусной кислоты на нижнюю сторону ветви происходит геотропизм. Фототропизм возникает при переносе индолуксусной кислоты на подсвеченную сторону ветвей. Индолеуксусная кислота вызывает доминирование верхушки. Задерживает старение листьев; Ауксин, нанесенный на листья, подавлял опадение, тогда как ауксин, нанесенный на проксимальный конец опадающего участка, способствовал его опадению. Ауксин стимулирует цветение, индуцирует развитие партенокарпии и задерживает созревание плодов.

Применять

Индолеуксусная кислота обладает широким спектром действия и множеством применений, но используется нечасто, поскольку легко разлагается в растениях. На ранних стадиях её применяли для стимуляции партенокарпного роста и завязывания плодов у томатов. На стадии цветения цветки замачивали в растворе с концентрацией 3000 мг/л для образования бессемянных плодов томата и повышения скорости завязывания плодов. Одним из ранних применений было стимулирование укоренения черенков. Замачивание основания черенков в лекарственном растворе с концентрацией от 100 до 1000 мг/л способствовало образованию придаточных корней у чайного дерева, эвкалипта, дуба, метасеквойи, перца и других культур, а также ускоряло скорость размножения за счёт питательных веществ. 1–10 мг/л индолеуксусной кислоты и 10 мг/л оксамилина использовали для стимуляции укоренения рассады риса. Опрыскивание хризантемы жидким раствором концентрацией 25–400 мг/л однократно (при 9-часовом световом дне) может подавить появление цветочных почек и задержать цветение. Выращивание на солнце при однократном опрыскивании концентрацией 10–5 моль/л может увеличить количество женских цветков. Обработка семян свеклы способствует прорастанию и повышает урожайность корнеплодов и содержание сахара.

Введение в ауксин
Введение

Ауксин (Auxin) — это класс эндогенных гормонов, содержащих ненасыщенное ароматическое кольцо и боковую цепь уксусной кислоты; английская аббревиатура IAA, общепринятая в международном контексте, означает индолуксусную кислоту (IAA). В 1934 году Го Гэ и др. идентифицировали его как индолуксусную кислоту, поэтому часто используется индолуксусная кислота как синоним ауксина. Ауксин синтезируется в молодых листьях и апикальной меристеме и накапливается сверху вниз путем дальнего транспорта по флоэме. Корни также производят ауксин, который транспортируется снизу вверх. Ауксин у растений образуется из триптофана через ряд промежуточных соединений. Основной путь образования — через индолацетальдегид. Индолацетальдегид может образовываться путем окисления и дезаминирования триптофана до индолпирувата с последующим декарбоксилированием, или же путем окисления и дезаминирования триптофана до триптамина. Затем индолацетальдегид повторно окисляется до индолуксусной кислоты. Другой возможный путь синтеза — превращение триптофана из индолацетонитрила в индолуксусную кислоту. Индолеуксусная кислота может быть инактивирована путем связывания с аспарагиновой кислотой с индолацетиласпарагиновой кислотой, инозитолом с индолуксусной кислотой и инозитолом, глюкозой с глюкозидом и белком с комплексом индолуксусная кислота-белок в растениях. Связанная индолуксусная кислота обычно составляет 50-90% от общего количества индолуксусной кислоты в растениях и может являться формой хранения ауксина в растительных тканях. Индолеуксусная кислота может разлагаться путем окисления, что характерно для растительных тканей. Ауксины обладают множеством физиологических эффектов, которые зависят от их концентрации. Низкая концентрация может стимулировать рост, высокая – подавлять рост и даже приводить к гибели растения; это подавление связано с тем, может ли ауксин индуцировать образование этилена. Физиологические эффекты ауксина проявляются на двух уровнях. На клеточном уровне ауксин может стимулировать деление клеток камбия; стимулировать удлинение клеток ветвей и подавлять рост клеток корней; способствовать дифференциации клеток ксилемы и флоэмы, стимулировать образование корневых волосков и регулировать морфогенез каллуса. На уровне органов и всего растения ауксин действует от сеянца до созревания плода. Ауксин контролирует удлинение мезокотиля сеянца с обратимым подавлением красным светом; когда индолуксусная кислота переносится на нижнюю сторону ветви, ветвь проявляет геотропизм. Фототропизм возникает, когда индолуксусная кислота переносится на подсвеченную сторону ветвей. Индолеуксусная кислота вызывала доминирование верхушки. Замедляла старение листьев; ауксин, нанесенный на листья, подавлял опадение, тогда как ауксин, нанесенный на проксимальный конец опадания, способствовал его опадению. Ауксин стимулирует цветение, индуцирует партенокарпию и задерживает созревание плодов. Кто-то предложил концепцию гормональных рецепторов. Гормональный рецептор — это крупный молекулярный компонент клетки, который специфически связывается с соответствующим гормоном, а затем инициирует ряд реакций. Комплекс индолеуксусной кислоты и рецептора имеет два эффекта: во-первых, он воздействует на мембранные белки, влияя на подкисление среды, транспорт ионных насосов и изменение натяжения, что является быстрой реакцией (< 10 минут); Второй механизм заключается в воздействии на нуклеиновые кислоты, вызывая изменения клеточной стенки и синтез белка, что является медленной реакцией (10 минут). Подкисление среды является важным условием для роста клеток. Индолеуксусная кислота может активировать фермент АТФ (аденозинтрифосфат) на плазматической мембране, стимулируя выход ионов водорода из клетки, снижая значение pH среды, что приводит к активации фермента, гидролизу полисахаридов клеточной стенки, размягчению клеточной стенки и расширению клетки. Введение индолеуксусной кислоты привело к появлению специфических последовательностей матричной РНК (мРНК), которые изменили синтез белка. Обработка индолеуксусной кислотой также изменила эластичность клеточной стенки, что позволило клеткам продолжать рост. Стимулирующий рост эффект ауксина заключается главным образом в стимуляции роста клеток, особенно их удлинения, и не оказывает влияния на деление клеток. Часть растения, которая ощущает световое воздействие, находится на верхушке стебля, а изгибающаяся часть — в нижней части верхушки. Это происходит потому, что клетки под верхушкой растут и расширяются, и это наиболее чувствительный период к ауксину, поэтому ауксин оказывает наибольшее влияние на рост растения. Гормон роста стареющих тканей не действует. Причина, по которой ауксин может способствовать развитию плодов и укоренению черенков, заключается в том, что он изменяет распределение питательных веществ в растении, и больше питательных веществ поступает в часть с богатым ауксином распределением, образуя центр распределения. Ауксин может индуцировать образование бессемянных томатов, потому что после обработки неоплодотворенных томатных почек ауксином завязь томатной почки становится центром распределения питательных веществ, и питательные вещества, образующиеся в результате фотосинтеза листьев, непрерывно транспортируются в завязь, и завязь развивается.

Производство, транспортировка и распределение

Основными органами синтеза ауксина являются меристантные ткани, главным образом молодые почки, листья и развивающиеся семена. Ауксин распределен во всех органах растения, но относительно сконцентрирован в частях с интенсивным ростом, таких как колеопедии, почки, верхушечная меристема корня, камбий, развивающиеся семена и плоды. Существует три способа транспорта ауксина в растениях: латеральный транспорт, полярный транспорт и неполярный транспорт. Латеральный транспорт (транспорт ауксина в направлении, противоположном направлению света, в кончике колеоптиля, вызванный односторонним светом; транспорт ауксина в направлении, близком к поверхности земли, в корнях и стеблях растений при поперечном направлении). Полярный транспорт (от верхнего конца морфологии к нижнему концу морфологии). Неполярный транспорт (в зрелых тканях ауксин может транспортироваться неполярным путем по флоэме).

Двойственность физиологического действия

Низкая концентрация способствует росту, высокая — подавляет его. Различные органы растений имеют разные требования к оптимальной концентрации ауксина. Оптимальная концентрация составляла около 10⁻¹⁰ моль/л для корней, 10⁻⁸ моль/л для почек и 10⁻⁵ моль/л для стеблей. Аналоги ауксина (такие как нафталинуксусная кислота, 2,4-D и др.) часто используются в производстве для регулирования роста растений. Например, при выращивании ростков фасоли для обработки используют концентрацию, подходящую для роста стеблей. В результате подавляется рост корней и почек, а стебли, развивающиеся из гипокотиля, сильно развиваются. Преимущество верхушечного роста стебля растения определяется транспортными характеристиками ауксина у растений и двойственностью физиологических эффектов ауксина. Верхушечная почка стебля растения является наиболее активной частью по производству ауксина, но концентрация ауксина, вырабатываемого в верхушечной почке, постоянно транспортируется к стеблю посредством активного транспорта, поэтому концентрация ауксина в самой верхушечной почке невысока, в то время как в молодом стебле она выше. Это наиболее благоприятно для роста стебля, но оказывает ингибирующее воздействие на почки. Чем выше концентрация ауксина в области, расположенной ближе к верхушечной почке, тем сильнее ингибирующее воздействие на боковые почки, поэтому многие высокие растения образуют пагодовидную форму. Однако не все растения обладают сильным доминированием верхушки, и некоторые кустарники начинают деградировать или даже увядать после периода развития верхушечной почки, теряя первоначальное доминирование верхушки, поэтому форма кустарника, напоминающая дерево, не является пагодообразной. Поскольку высокая концентрация ауксина оказывает ингибирующее воздействие на рост растений, производство высококонцентрированных аналогов ауксина также может использоваться в качестве гербицидов, особенно для двудольных сорняков.

Аналоги ауксина: NAA, 2,4-D. Поскольку ауксин в растениях содержится в небольших количествах и его трудно сохранить, для регулирования роста растений были найдены химические аналоги ауксина, обладающие схожим действием и поддающиеся массовому производству, которые широко используются в сельском хозяйстве. Влияние земной гравитации на распределение ауксина: фоновый рост стеблей и рост корней в грунте обусловлены земной гравитацией. Причина в том, что земная гравитация вызывает неравномерное распределение ауксина, который больше распределяется на ближней стороне стебля и меньше — на задней. Поскольку оптимальная концентрация ауксина в стебле высока, большее количество ауксина на ближней стороне способствует его росту, поэтому ближняя сторона стебля растет быстрее, чем задняя, ​​и поддерживается восходящий рост стебля. Что касается корней, поскольку оптимальная концентрация ауксина в корнях очень низкая, большее количество ауксина у поверхности земли оказывает ингибирующее воздействие на рост корневых клеток, поэтому рост у поверхности земли замедляется по сравнению с ростом у задней части растения, и сохраняется геотропный рост корней. В отсутствие гравитации корни не обязательно растут вниз. Влияние невесомости на рост растений: рост корней к земле и рост стебля от земли индуцируются земной гравитацией, которая вызвана неравномерным распределением ауксина под её воздействием. В состоянии невесомости, из-за потери гравитации, рост стебля теряет свою направленность назад, а корни также теряют характеристики роста у поверхности земли. Однако преимущество роста стебля в направлении верхушки сохраняется, и полярный транспорт ауксина не зависит от гравитации.