Bescht Präisser Planzenhormon Indol-3-Essigsäure Iaa

Nature

Indolessigsäure ass eng organesch Substanz. Déi reng Produkter si faarflos Blatkristaller oder kristallin Pulver. Si gëtt rout wann se dem Liicht ausgesat ass. Schmelzpunkt 165-166℃ (168-170℃). Léislech an wasserfreien Ethanol, Ethylacetat, Dichlorethan, léislech an Ether an Aceton. Onléislech a Benzol, Toluol, Benzin a Chloroform. Onléislech a Waasser, hir wässerlech Léisung kann duerch ultraviolett Liicht ofgebaut ginn, awer stabil géint siichtbart Liicht. D'Natriumsalz an d'Kaliumsalz si méi stabil wéi d'Säure selwer a si liicht léislech a Waasser. Liicht decarboxyléiert zu 3-Methylindol (Skatin). Si huet eng Dualitéit zum Planzewuesstum, an ënnerschiddlech Deeler vun der Planz hunn ënnerschiddlech Empfindlechkeet dofir, allgemeng ass d'Wuerzel méi grouss wéi d'Knospe méi grouss wéi de Stamm. Verschidde Planzen hunn ënnerschiddlech Empfindlechkeet dofir.

Virbereedungsmethod

3-Indolacetonitril gëtt duerch d'Reaktioun vun Indol, Formaldehyd a Kaliumcyanid bei 150℃, 0,9~1 MPa geformt, an duerno duerch Kaliumhydroxid hydrolyséiert. Oder duerch d'Reaktioun vun Indol mat Glykolsäure. An engem 3L Edelstahlautoklav goufen 270g (4,1mol) 85% Kaliumhydroxid, 351g (3mol) Indol bäigefüügt, an duerno gouf 360g (3,3mol) 70% Hydroxyessigsäure-wässerlech Léisung lues a lues bäigefüügt. Zougemaach op 250℃ erhëtzen, 18 Stonnen réieren. Ofkille bis ënner 50℃, 500ml Waasser bäiginn, a bei 100℃ 30 Minutte réieren fir Kaliumindol-3-acetat opzeléisen. Ofkille bis 25℃, d'Autoklavmaterial an d'Waasser schëdden, a Waasser bäiginn bis de Gesamtvolumen 3L ass. Déi wässereg Schicht gouf mat 500 ml Ethylether extrahéiert, mat Salzsäure bei 20-30 °C ugesäuert an mat Indol-3-Essigsäure ausgefällt. Filteren, a kalem Waasser wäschen, vum Liicht ewech dréchnen, Produkt 455-490 g.

Biochemesch Bedeitung

Immobilie

Liicht zersetzt sech am Liicht an an der Loft, keng dauerhaft Lagerung. Sécher fir Mënschen an Déieren. Léislech a waarmem Waasser, Ethanol, Aceton, Ether an Ethylacetat, liicht léislech a Waasser, Benzol, Chloroform; Et ass stabil an alkalescher Léisung a gëtt fir d'éischt an enger klenger Quantitéit vun 95% Alkohol opgeléist an dann a Waasser bis zu enger passender Quantitéit opgeléist, wann et mat purer Produktkristallisatioun preparéiert gëtt.

Benotzung

Benotzt als Planzewuesstumsstimulant a analytescht Reagens. 3-Indolessigsäure an aner Auxin-Substanzen wéi 3-Indolacetaldehyd, 3-Indolacetonitril an Ascorbinsäure existéieren natierlech an der Natur. De Virleefer vun der 3-Indolessigsäure-Biosynthese a Planzen ass Tryptophan. Déi grondleeënd Roll vum Auxin ass d'Planzewuesstum ze reguléieren, net nëmmen fir de Wuesstum ze fërderen, mä och fir de Wuesstum an den Organbau ze hemmen. Auxin existéiert net nëmmen a fräiem Zoustand a Planzenzellen, mä och a gebonnenem Auxin, dat staark un Biopolymersäure etc. gebonnen ass. Auxin bilt och Konjugatiounen mat spezielle Substanzen, wéi Indol-Acetyl-Asparagin, Apentose-Indol-Acetyl-Glukos etc. Dëst kann eng Späichermethod vun Auxin an der Zell sinn, an och eng Entgiftungsmethod fir d'Toxizitéit vun iwwerschëssegem Auxin ze entfernen.

Effekt

Planzenauxin. Dat heefegst natierlecht Wuestumshormon a Planzen ass Indolessigsäure. Indolessigsäure kann d'Bildung vum ieweschten Knospenn vu Planzesprëtz, Sprossen, Keimlinger, etc. förderen. Säi Virgänger ass Tryptophan. Indolessigsäure ass e ...PlanzewuesstemshormonSomatin huet vill physiologesch Effekter, déi mat senger Konzentratioun zesummenhänken. Eng niddreg Konzentratioun kann de Wuesstum förderen, eng héich Konzentratioun hemmt de Wuesstum a souguer féiert zu engem Doud vun der Planz. Dës Hemmung hänkt domat zesummen, ob et d'Bildung vun Ethylen induzéiere kann. Déi physiologesch Effekter vum Auxin manifestéiere sech op zwou Niveauen. Op zellulärem Niveau kann Auxin d'Kambiumzelldeelung stimuléieren; d'Verlängerung vun den Zweigezellen stimuléieren an de Wuesstum vun de Wuerzelen hemmen; d'Differenzéierung vun Xylem- a Phloemzellen förderen, d'Hoerschneiden vun de Wuerzelen förderen an d'Morphogenese vum Kallus reguléieren. Op Organ- a ganzplanzniveau wierkt Auxin vu Keimling bis zur Reifung vun de Friichten. Auxin huet d'Verlängerung vun de Keimlingmesokotylen duerch reversibel Hemmung vum roude Liicht kontrolléiert; Wann d'Indolessigsäure op déi ënnescht Säit vum Aascht transferéiert gëtt, produzéiert de Aascht Geotropismus. Phototropismus geschitt, wann Indolessigsäure op déi hannert beliicht Säit vun de Branchen transferéiert gëtt. Indolessigsäure verursaacht d'Dominanz vun den Apexen. D'Blatalterung verzögert; Auxin, deen op d'Blieder applizéiert gouf, huet d'Ofschneiden gehemmt, während Auxin, deen um proximalen Enn vun der Ofschneidung applizéiert gouf, d'Ofschneiden gefördert huet. Auxin fördert d'Blummen, induzéiert d'Entwécklung vun der Parthenokarpie a verzögert d'Reifung vun de Friichten.

Uwenden

Indolessigsäure huet e breet Spektrum a vill Uwendungen, awer si gëtt net dacks benotzt, well se einfach an a vu Planzen ofgebaut ka ginn. An der fréier Phas gouf se benotzt fir parthenokarpéis Ofbau an d'Fruuchtbildung vun Tomaten ze induzéieren. An der Bléiphas goufen d'Blummen mat 3000 mg/l Flëssegkeet gedränkt fir kärlos Tomaten ze bilden an d'Fruuchtbildungsquote ze verbesseren. Eng vun den éischten Uwendungen war d'Fërderung vun der Bewuerzelung vu Schnëtt. D'Dränkung vun der Basis vu Schnëtt mat 100 bis 1000 mg/l medizinescher Léisung kann d'Bildung vun zousätzleche Wuerzele vun Teebaum, Gummi Bam, Eechen, Metasequoia, Peffer an aner Kulturen förderen an d'Geschwindegkeet vun der Nährstoffreproduktioun beschleunegen. 1~10 mg/l Indolessigsäure an 10 mg/L Oxamylin goufen benotzt fir d'Bewuerzelung vu Räissetzlinger ze förderen. 25 bis 400 mg/l flëssege Spray Chrysanthemen eemol (an 9 Stonne Fotoperiod) kann d'Entstoe vu Blummeknospen hemmen an d'Blummen verzögeren. Wann d'Planzen an der laanger Sonn op eng Konzentratioun vun 10-5 mol/l gesprayt ginn, kann dat d'Zuel vun de weibleche Blummen erhéijen. D'Behandlung vu Rübensomen fördert d'Keimung an erhéicht den Ertrag vun de Wuerzelknollen an den Zockergehalt.

Aféierung an d'Auxin
Aféierung

Auxin (Auxin) ass eng Klass vun endogenen Hormonen, déi en onsaturéierten aromatesche Rank an eng Essigsäuresäitekette enthalen. Déi englesch Ofkierzung IAA, déi international bekannt ass, ass Indolessigsäure (IAA). Am Joer 1934 hunn de Guo Ge et al. et als Indolessigsäure identifizéiert, dofir ass et üblech, Indolessigsäure dacks als Synonym fir Auxin ze benotzen. Auxin gëtt an de verlängerte jonke Blieder an dem spitzen Meristem synthetiséiert a gëtt vun uewen bis ënnen duerch den Transport vum Phloem iwwer grouss Distanzen accumuléiert. D'Wuerzele produzéieren och Auxin, dat vun ënnen no uewen transportéiert gëtt. Auxin a Planzen gëtt aus Tryptophan duerch eng Serie vun Zwëschenprodukter geformt. Den Haaptwee ass iwwer Indoleacetaldehyd. Indolacetaldehyd kann duerch d'Oxidatioun an Deaminatioun vun Tryptophan zu Indolpyruvat geformt an duerno decarboxyléiert ginn, oder et kann duerch d'Oxidatioun an Deaminatioun vun Tryptophan zu Tryptamin geformt ginn. Den Indolacetaldehyd gëtt dann nei an Indolessigsäure oxidéiert. En anere méigleche synthetesche Wee ass d'Ëmwandlung vun Tryptophan aus Indolacetonitril an Indolessigsäure. Indolessigsäure kann inaktivéiert ginn andeems se mat Asparaginsäure un Indolacetylasparaginsäure, Inositol un Indolessigsäure un Inositol, Glukos un Glukosid a Protein un Indolessigsäure-Protein-Komplex a Planzen bindt. Gebonnen Indolessigsäure mécht normalerweis 50-90% vun der Indolessigsäure a Planzen aus, wat eng Späicherform vun Auxin a Planzegewebe ka sinn. Indolessigsäure kann duerch Oxidatioun vun Indolessigsäure ofgebaut ginn, wat a Planzegewebe heefeg ass. Auxinen hunn vill physiologesch Effekter, déi mat hirer Konzentratioun zesummenhänken. Eng niddreg Konzentratioun kann de Wuesstum förderen, eng héich Konzentratioun hemmt de Wuesstum a souguer bréngt d'Planz zum Stierwen, dës Hemmung hänkt domat zesummen, ob se d'Bildung vun Ethylen induzéiere kann. Déi physiologesch Effekter vum Auxin manifestéiere sech op zwou Niveauen. Op zellulärer Ebene kann Auxin d'Kambiumzelldeelung stimuléieren; d'Verlängerung vun den Aaschtzellen stimuléieren an de Wuesstum vun de Wuerzelen hemmen; d'Differenzéierung vun Xylem- a Phloemzellen förderen, d'Hoerschneiden vun de Wuerzelen förderen an d'Callusmorphogenese reguléieren. Op Organ- a ganzplanzter Ebene wierkt Auxin vu Keimling bis zur Reifung vun de Friichten. Auxin huet d'Verlängerung vun de Keimlingmesokotylen duerch reversibel Hemmung vum roude Liicht kontrolléiert; Wann d'Indolessigsäure op déi ënnescht Säit vum Aascht transferéiert gëtt, produzéiert de Aascht Geotropismus. Phototropismus geschitt wann Indolessigsäure op déi hannert beliicht Säit vun de Branchen transferéiert gëtt. Indolessigsäure verursaacht Dominanz vun den Apexen. Verzögert d'Blatalterung; Auxin, déi op d'Blieder applizéiert gëtt, huet d'Ofschnittung hemmt, während Auxin, dat um proximalen Enn vun der Ofschnitt applizéiert gëtt, d'Ofschnittung gefördert huet. Auxin fördert d'Blummen, induzéiert d'Entwécklung vun der Parthenokarpie an verzögert d'Reifung vun de Friichten. Een huet de Konzept vun Hormonrezeptoren entwéckelt. En Hormonrezeptor ass eng grouss molekular Zellkomponent, déi spezifesch un dat entspriechend Hormon bindt an dann eng Serie vu Reaktiounen initiéiert. De Komplex aus Indolessigsäure a Rezeptor huet zwou Effekter: éischtens wierkt en op Membranproteinen, andeems en d'Versäuerung vum Medium, den Ionenpompeltransport an d'Spannungsännerung beaflosst, wat eng séier Reaktioun ass (< 10 Minutten); Déi zweet ass et, op Nukleinsäuren ze wierken, wouduerch Zellwandännerungen a Proteinsynthese verursaacht ginn, wat eng lues Reaktioun ass (10 Minutten). D'Versaierung vum Medium ass eng wichteg Bedingung fir Zellwuesstum. Indolessigsäure kann den ATP (Adenosintriphosphat) Enzym op der Plasmamembran aktivéieren, Waasserstoffionen stimuléieren, fir aus der Zell ze fléissen, de pH-Wäert vum Medium ze reduzéieren, sou datt den Enzym aktivéiert gëtt, an de Polysaccharid vun der Zellwand hydrolyséieren, sou datt d'Zellwand mëll gëtt an d'Zell sech ausdehnt. D'Administratioun vun Indolessigsäure huet zum Erscheinungsbild vu spezifesche Messenger-RNA (mRNA)-Sequenzen gefouert, déi d'Proteinsynthese verännert hunn. D'Behandlung mat Indolessigsäure huet och d'Elastizitéit vun der Zellwand verännert, sou datt d'Zellwuesstum weidergoe kann. Den Wuestumsförderungseffekt vum Auxin ass haaptsächlech dorop ausgeriicht, d'Wuestum vun Zellen ze förderen, besonnesch d'Verlängerung vun Zellen, an huet keen Effekt op d'Zelldeelung. Den Deel vun der Planz, deen d'Liichtstimulatioun spiert, ass op der Spëtzt vum Stamm, awer den Deel, deen sech béit, ass um ënneschten Deel vun der Spëtzt, well d'Zellen ënner der Spëtzt wuessen an ausdehnen, an et ass déi empfindlechst Period fir Auxin, sou datt den Auxin de gréissten Afloss op säi Wuesstum huet. Alterungsgewebe-Wuesstumshormon funktionéiert net. De Grond, firwat Auxin d'Entwécklung vu Friichten an d'Wuerzelung vu Schnëtt fördere kann, ass datt Auxin d'Verdeelung vun Nährstoffer an der Planz ännere kann, a méi Nährstoffer an deem Deel mat räicher Auxinverdeelung kritt ginn, wouduerch e Verdeelungszentrum entsteet. Auxin kann d'Bildung vu kernlosen Tomaten induzéieren, well nodeems onbefruchtet Tomatenknospe mat Auxin behandelt goufen, den Eierstock vun der Tomatenknospe zum Verdeelungszentrum vun Nährstoffer gëtt, an d'Nährstoffer, déi duerch d'Photosynthese vun de Blieder produzéiert ginn, kontinuéierlech an den Eierstock transportéiert ginn, an den Eierstock entwéckelt sech.

Generatioun, Transport an Distributioun

Déi wichtegst Deeler vun der Auxinsynthese si meristant Gewëss, haaptsächlech jonk Knospen, Blieder a sech entwéckelend Somen. Auxin ass an all Organer vum Planzekierper verdeelt, awer et ass relativ konzentréiert an den Deeler vu kräftegem Wuesstum, wéi d'Koleopedien, Knospen, Wuerzelspëtzmeristem, Kambium, sech entwéckelend Somen a Friichten. Et gëtt dräi Weeër vum Auxintransport a Planzen: lateralen Transport, polaren Transport an netpolaren Transport. Lateralen Transport (Géigenliichttransport vun Auxin an der Spëtzt vum Koleoptil verursaacht duerch unilateral Liicht, Buedemno-Säitentransport vun Auxin an de Wuerzelen a Stämm vu Planzen wann transversal). Polaren Transport (vum ieweschten Enn vun der Morphologie bis zum ënneschten Enn vun der Morphologie). Netpolaren Transport (a reife Gewëss kann Auxin netpolar duerch de Phloem transportéiert ginn).

D'Dualitéit vun der physiologescher Handlung

Eng méi niddreg Konzentratioun fördert de Wuesstum, eng méi héich Konzentratioun hemmt de Wuesstum. Verschidde Planzenorganer hunn ënnerschiddlech Ufuerderungen un déi optimal Konzentratioun vun Auxin. Déi optimal Konzentratioun louch bei ongeféier 10E-10mol/L fir Wuerzelen, 10E-8mol/L fir Knospen an 10E-5mol/L fir Stengelen. Auxin-Analoga (wéi Naphthalinessigsäure, 2,4-D, etc.) ginn dacks an der Produktioun benotzt fir de Planzewuesstum ze reguléieren. Zum Beispill, wann Sojasproussen produzéiert ginn, gëtt déi Konzentratioun, déi fir de Stengelwuesstum gëeegent ass, benotzt fir d'Sojasproussen ze behandelen. Dofir ginn d'Wuerzelen an d'Knospen hemmt, an d'Stengelen, déi aus dem Hypokotyl entweckelt ginn, si ganz entwéckelt. De Spëtzvirdeel vum Planzestammwuesstum gëtt duerch d'Transporteigenschaften vun de Planzen fir Auxin an d'Dualitéit vun den physiologeschen Effekter vun Auxin bestëmmt. D'Spëtzknospe vum Planzestängel ass den aktivsten Deel vun der Auxinproduktioun, awer d'Konzentratioun vum Auxin, déi um Spëtzknospe produzéiert gëtt, gëtt stänneg duerch aktiven Transport op de Stamm transportéiert, sou datt d'Konzentratioun vum Auxin an der Spëtzknospe selwer net héich ass, während d'Konzentratioun am jonke Stamm méi héich ass. Et ass am beschten fir de Stammwuesstum geegent, awer huet en hemmenden Effekt op d'Knospe. Wat méi héich d'Konzentratioun vum Auxin an der Positioun méi no beim ieweschte Knospe ass, wat méi staark den hemmende Effekt op de Säiteknospe ass, dofir bilden vill héich Planzen eng Pagodform. Wéi och ëmmer, net all Planzen hunn eng staark Spëtzdominanz, an e puer Sträich fänken un ofzebauen oder souguer ze schrumpfen nodeems d'Spëtzknospe fir eng Zäit entwéckelt goufen, wouduerch se déi ursprénglech Spëtzdominanz verléieren, sou datt d'Bamform vum Strauch keng Pagod ass. Well eng héich Konzentratioun vun Auxin den Effekt huet, de Planzewuesstum ze hemmen, kann d'Produktioun vun héijer Konzentratioun vun Auxin-Analoga och als Herbiziden benotzt ginn, besonnesch fir zweikotyledon Onkraut.

Auxin-Analoga: NAA, 2, 4-D. Well Auxin a klenge Quantitéiten a Planzen existéiert a sech net einfach ze konservéieren léisst. Fir de Planzewuesstum duerch chemesch Synthese ze reguléieren, hunn d'Leit Auxin-Analoga fonnt, déi ähnlech Effekter hunn a masseproduzéiert kënne ginn, a wäit verbreet an der landwirtschaftlecher Produktioun agesat goufen. Den Afloss vun der Äerdgravitatioun op d'Auxinverdeelung: Den Hannergrondwuesstum vun de Stämm an de Buedemwuesstum vun de Wuerzele ginn duerch d'Äerdgravitatioun verursaacht. De Grond dofir ass, datt d'Äerdgravitatioun eng ongläichméisseg Verdeelung vun Auxin verursaacht, déi méi op der noer Säit vum Stämm a manner op der Récksäit verdeelt ass. Well déi optimal Konzentratioun vun Auxin am Stämm héich war, huet méi Auxin op der noer Säit vum Stämm dëst gefördert, sou datt déi no Säit vum Stämm méi séier wéi déi hënnescht Säit gewuess ass, an de Wuesstum vum Stämm no uewen gehalen huet. Fir Wuerzelen, well déi optimal Konzentratioun vun Auxin an de Wuerzelen ganz niddreg ass, huet méi Auxin no bei der Buedemsäit en hemmenden Effekt op d'Wuesstum vun de Wuerzelzellen, sou datt d'Wuesstum no bei der Buedemsäit méi lues ass wéi dat vun der Récksäit, an de geotropesche Wuesstum vun de Wuerzelen erhale bleift. Ouni Schwéierkraaft wuessen d'Wuerzelen net onbedéngt no ënnen. Den Effekt vun der Gewiichtlosegkeet op de Planzewuesstum: de Wuesstum vun de Wuerzelen no beim Buedem an de Wuesstum vum Stamm ewech vum Buedem ginn duerch d'Äerdschwéierkraaft induzéiert, déi duerch déi ongläichméisseg Verdeelung vun Auxin ënner der Induktioun vun der Äerdschwéierkraaft verursaacht gëtt. Am gewichtlosen Zoustand vum Weltraum, wéinst dem Verloscht vun der Schwéierkraaft, verléiert de Wuesstum vum Stamm seng Réckwärtsorientéierung, an d'Wuerzele verléieren och d'Charakteristike vum Buedemwuesstum. Den Apex-Virdeel vum Stammwuesstum besteet awer ëmmer nach, an den polare Transport vun Auxin gëtt net vun der Schwéierkraaft beaflosst.