Harga Pangsaéna Hormon Tutuwuhan Asam Indole-3-Asetat Iaa

Nature

Asam indoleasetat nyaéta zat organik. Produk murni nyaéta kristal daun anu teu warnaan atanapi bubuk kristalin. Warnana robah semu beureum nalika kakeunaan cahaya. Titik lééh 165-166℃ (168-170℃). Leyur dina étanol anhidrat, etil asetat, dikloroetana, leyur dina éter sareng aseton. Teu leyur dina bénzéna, toluéna, béngsin sareng kloroform. Teu leyur dina cai, leyuran cai na tiasa diuraikeun ku sinar ultraviolét, tapi stabil kana cahaya anu katingali. Uyah natrium sareng uyah kalium langkung stabil tibatan asam éta sorangan sareng gampang leyur dina cai. Gampang didékarboksilasi janten 3-metilindol (skatin). Éta gaduh dualitas kana kamekaran pepelakan, sareng bagian pepelakan anu béda-béda gaduh sensitivitas anu béda-béda, umumna akar langkung ageung tibatan kuncup langkung ageung tibatan gagang. Tutuwuhan anu béda-béda gaduh sensitivitas anu béda-béda.

Métode persiapan

3-indol asetonitril kabentuk ku réaksi indol, formaldehida, jeung kalium sianida dina suhu 150℃, 0,9~1MPa, tuluy dihidrolisis ku kalium hidroksida. Atawa ku réaksi indol jeung asam glikolat. Dina autoklaf stainless steel 3L, 270g(4,1mol)85% kalium hidroksida, 351g(3mol) indol ditambahkeun, tuluy 360g(3,3mol)70% larutan asam hidroksi asetat ditambahkeun lalaunan. Dipanaskeun sacara tertutup nepi ka 250℃, diaduk salila 18 jam. Tiiskeun nepi ka handap 50℃, tambahkeun 500ml cai, tuluy aduk dina suhu 100℃ salila 30 menit pikeun ngaleyurkeun kalium indole-3-asetat. Tiiskeun nepi ka 25℃, tuang bahan autoklaf kana cai, tuluy tambahkeun cai nepi ka volume totalna 3L. Lapisan cai diekstrak ku 500 ml etil éter, diasamkeun ku asam klorida dina suhu 20-30 ℃, teras diendapkeun ku asam indole-3-asetat. Saring, kumbah ku cai tiis, garingkeun jauh tina cahaya, produk 455-490 g.

Pentingna biokimia

Properti

Gampang terurai dina cahaya sareng hawa, henteu awét disimpen. Aman pikeun jalma sareng sasatoan. Leyur dina cai panas, étanol, aseton, éter sareng etil asetat, rada leyur dina cai, bénzéna, kloroform; Stabil dina larutan basa sareng mimitina leyur dina sakedik alkohol 95% teras leyur dina cai dugi ka jumlah anu pas nalika disiapkeun nganggo kristalisasi produk murni.

Anggo

Dianggo salaku stimulan kamekaran pepelakan sareng réagen analitis. Asam 3-indol asetat sareng zat auksin sanésna sapertos 3-indol asetaldehida, 3-indol asetonitril sareng asam askorbat aya sacara alami di alam. Prékursor biosintésis asam 3-indol asetat dina pepelakan nyaéta triptofan. Peran dasar auksin nyaéta pikeun ngatur kamekaran pepelakan, henteu ngan ukur pikeun ningkatkeun kamekaran, tapi ogé pikeun ngahambat kamekaran sareng pangwangunan organ. Auksin henteu ngan ukur aya dina kaayaan bébas dina sél pepelakan, tapi ogé aya dina auksin anu kabeungkeut anu kuat kana asam biopolimer, jsb. Auksin ogé ngabentuk konjugasi sareng zat khusus, sapertos indole-asetil asparagin, apentosa indole-asetil glukosa, jsb. Ieu tiasa janten metode panyimpenan auksin dina sél, sareng ogé metode detoksifikasi pikeun miceun toksisitas kaleuwihan auksin.

Éfék

Auksin tutuwuhan. Hormon pertumbuhan alami anu paling umum dina tutuwuhan nyaéta asam indoleasetat. Asam indoleasetat tiasa ngamajukeun formasi tungtung kuncup luhur pucuk tutuwuhan, pucuk, bibit, jsb. Prékursorna nyaéta triptofan. Asam indoleasetat nyaétahormon pertumbuhan pepelakan. Somatin mibanda seueur pangaruh fisiologis, anu aya patalina sareng konsentrasina. Konsentrasi anu handap tiasa ningkatkeun kamekaran, konsentrasi anu luhur bakal ngahalangan kamekaran sareng bahkan ngajantenkeun pepelakan paéh, inhibisi ieu aya patalina sareng naha éta tiasa ngainduksi formasi etilen. Pangaruh fisiologis auksin diwujudkeun dina dua tingkatan. Dina tingkat sélulér, auksin tiasa ngarangsang pembelahan sél kambium; Ngarangsang pemanjangan sél cabang sareng ngahalangan kamekaran sél akar; Ngaronjatkeun diferensiasi sél xilem sareng floem, ngamajukeun akar motong rambut sareng ngatur morfogenesis kalus. Dina tingkat organ sareng sakumna pepelakan, auksin bertindak ti bibit dugi ka asakna buah. Auksin ngontrol pemanjangan mesokotil bibit kalayan inhibisi lampu beureum anu tiasa dibalikkeun; Nalika asam indoleasetat ditransfer ka sisi handap cabang, cabang bakal ngahasilkeun geotropisme. Fototropisme lumangsung nalika asam indoleasetat ditransfer ka sisi cabang anu disinari ku lampu tukang. Asam indoleasetat nyababkeun dominasi puncak. Ngalambatkeun penuaan daun; Auksin anu diterapkeun kana daun ngahalangan amputasi daun, sedengkeun auksin anu diterapkeun kana tungtung proksimal amputasi daun ngamajukeun amputasi daun. Auksin ngamajukeun kembangan, ngainduksi kamekaran partenokarpi, sareng ngalambatkeun asakna buah.

Larapkeun

Asam indoleasetat mibanda spéktrum anu lega sareng seueur kagunaan, tapi henteu umum dianggo sabab gampang diuraikeun asup sareng kaluar tina pepelakan. Dina tahap awal, éta dianggo pikeun ngainduksi partenokarpus sareng buah tomat. Dina tahap kembangan, kembang direndem ku 3000 mg/l cairan pikeun ngabentuk buah tomat tanpa siki sareng ningkatkeun laju kembangan buah. Salah sahiji kagunaan anu pangheulana nyaéta pikeun ngamajukeun perakaran stek. Ngarendem dasar stek ku 100 dugi ka 1000 mg/l larutan ubar tiasa ngamajukeun formasi akar adventif tangkal téh, tangkal gum, tangkal ek, metasequoia, cabé sareng pepelakan sanésna, sareng ngagancangkeun laju réproduksi nutrisi. 1 ~ 10 mg/l asam indoleasetat sareng 10 mg/L oxamyline dianggo pikeun ngamajukeun perakaran bibit padi. ​​25 dugi ka 400 mg/l semprotan cair krisan sakali (dina 9 jam fotoperiod), tiasa ngahalangan munculna kuncup kembang, ngalambatkeun kembangan. Melak dina panonpoé anu panjang nepi ka konsentrasi 10 -5 mol/l anu disemprot sakali, tiasa ningkatkeun kembang bikang. Ngubaran siki bit ningkatkeun pengecambahan sareng ningkatkeun hasil umbi akar sareng kandungan gula.

Bubuka kana auksin
Bubuka

Auxin (auxin) nyaéta kelas hormon éndogén anu ngandung cingcin aromatik teu jenuh sareng ranté samping asam asetat, singgetan basa Inggris IAA, anu umum internasional, nyaéta asam indol asetat (IAA). Dina taun 1934, Guo Ge et al. ngaidentipikasi éta salaku asam indol asetat, janten biasana sering nganggo asam indol asetat salaku sinonim pikeun auxin. Auxin disintésis dina daun ngora anu manjang sareng meristem apikal, sareng akumulasi ti luhur ka dasar ku transportasi jarak jauh floem. Akar ogé ngahasilkeun auxin, anu diangkut ti handap ka luhur. Auxin dina pepelakan kabentuk tina triptofan ngalangkungan sarangkaian zat antara. Jalur utama nyaéta ngalangkungan indoleasetaldehida. Indol asetaldehida tiasa dibentuk ku oksidasi sareng deaminasi triptofan janten indole piruvat teras didekarboksilasi, atanapi tiasa dibentuk ku oksidasi sareng deaminasi triptofan janten triptotamin. Indol asetaldehida teras dioksidasi deui janten asam indol asetat. Jalur sintésis anu sanés nyaéta konvérsi triptofan tina indol asetonitril janten asam indol asetat. Asam indoleasetat tiasa diinaktivasi ku cara ngabeungkeut asam aspartat kana asam indoleasetilapartat, inositol kana asam indoleasetat janten inositol, glukosa janten glukosida, sareng protéin janten kompleks asam indoleasetat-protéin dina pepelakan. Asam indoleasetat anu kaiket biasana nyumbang 50-90% asam indoleasetat dina pepelakan, anu tiasa janten bentuk panyimpenan auksin dina jaringan pepelakan. Asam indoleasetat tiasa diuraikeun ku oksidasi asam indoleasetat, anu umum dina jaringan pepelakan. Auksin gaduh seueur pangaruh fisiologis, anu aya hubunganana sareng konsentrasina. Konsentrasi anu handap tiasa ningkatkeun kamekaran, konsentrasi anu luhur bakal ngahalangan kamekaran sareng bahkan ngajantenkeun pepelakan paéh, inhibisi ieu aya hubunganana sareng naha éta tiasa ngainduksi pembentukan etilen. Pangaruh fisiologis auksin diwujudkeun dina dua tingkatan. Dina tingkat sél, auksin tiasa ngarangsang pambagian sél kambium; Ngarangsang pemanjangan sél cabang sareng ngahalangan kamekaran sél akar; Ngaronjatkeun diferensiasi sél xilem sareng floem, ngaronjatkeun akar motong rambut sareng ngatur morfogenesis kalus. Dina tingkat organ sareng sakumna pepelakan, auksin bertindak ti mimiti bibit dugi ka asakna buah. Auksin ngontrol pemanjangan mesokotil bibit kalayan inhibisi lampu beureum anu tiasa dibalikkeun; Nalika asam indoleasetat ditransfer ka sisi handap cabang, cabang bakal ngahasilkeun geotropisme. Fototropisme lumangsung nalika asam indoleasetat ditransfer ka sisi dahan anu disinari ku lampu tukang. Asam indoleasetat nyababkeun dominasi puncak. Ngalambatkeun penuaan daun; Auksin anu diterapkeun kana daun ngahalangan absisi, sedengkeun auksin anu diterapkeun kana tungtung proksimal absisi ngamajukeun absisi. Auksin ngadorong kembangan, ngainduksi partenokarpi, sareng ngalambatkeun asakna buah. Aya anu mendakan konsép reséptor hormon. Reséptor hormon nyaéta komponén sél molekular ageung anu ngabeungkeut sacara khusus kana hormon anu saluyu teras ngamimitian sarangkaian réaksi. Kompleks asam indoleasetat sareng reséptor ngagaduhan dua pangaruh: kahiji, éta meta dina protéin mémbran, mangaruhan pengasaman sedeng, transportasi pompa ion sareng parobahan tegangan, anu mangrupikeun réaksi gancang (< 10 menit); Anu kadua nyaéta meta kana asam nukléat, nyababkeun parobahan témbok sél sareng sintésis protéin, anu mangrupikeun réaksi anu laun (10 menit). Asamifikasi sedeng mangrupikeun kaayaan anu penting pikeun kamekaran sél. Asam indoleasetat tiasa ngaktipkeun énzim ATP (adénosin trifosfat) dina mémbran plasma, ngarangsang ion hidrogén pikeun ngalir kaluar tina sél, ngirangan nilai pH média, supados énzim diaktipkeun, ngahidrolisis polisakarida témbok sél, supados témbok sél dilembutkeun sareng sél dilegaan. Administrasi asam indoleasetat nyababkeun munculna runtuyan RNA utusan khusus (mRNA), anu ngarobih sintésis protéin. Perawatan asam indoleasetat ogé ngarobih élastisitas témbok sél, ngamungkinkeun kamekaran sél lumangsung. Pangaruh promosi kamekaran auksin utamina pikeun ngamajukeun kamekaran sél, khususna pemanjangan sél, sareng teu aya pangaruh kana divisi sél. Bagian tutuwuhan anu ngarasa rangsangan cahaya aya di tungtung gagang, tapi bagian anu ngabengkok aya di bagian handap pucuk, ieu kusabab sél-sél di handap pucukna tumuwuh sareng ngembang, sareng éta mangrupikeun période anu paling sénsitip kana auksin, janten auksin gaduh pangaruh anu paling ageung kana kamekaranana. Hormon pertumbuhan jaringan anu sepuh henteu jalan. Alesan kunaon auksin tiasa ngamajukeun kamekaran buah sareng akar stek nyaéta auksin tiasa ngarobih distribusi nutrisi dina pepelakan, sareng langkung seueur nutrisi anu diala dina bagian anu distribusi auksin anu beunghar, ngabentuk pusat distribusi. Auksin tiasa ngainduksi formasi tomat tanpa siki sabab saatos ngubaran kuncup tomat anu henteu dibuahi ku auksin, ovarium kuncup tomat janten pusat distribusi nutrisi, sareng nutrisi anu dihasilkeun ku fotosintésis daun terus diangkut ka ovarium, sareng ovarium berkembang.

Pembangkitan, transportasi sareng distribusi

Bagian utama sintésis auksin nyaéta jaringan meristan, utamina kuncup ngora, daun, sareng siki anu nuju mekar. Auksin sumebar di sadaya organ awak pepelakan, tapi relatif terkonsentrasi di bagian anu tumuwuh kalayan kuat, sapertos koleopedia, kuncup, meristem puncak akar, kambium, siki anu nuju mekar sareng buah. Aya tilu cara transportasi auksin dina pepelakan: transportasi lateral, transportasi polar sareng transportasi non-polar. Transportasi lateral (transportasi cahaya latar auksin dina tungtung koleoptil anu disababkeun ku cahaya unilateral, transportasi sisi caket taneuh auksin dina akar sareng batang pepelakan nalika transversal). Transportasi polar (ti tungtung luhur morfologi ka tungtung handap morfologi). Transportasi non-polar (dina jaringan dewasa, auksin tiasa non-polar diangkut ngalangkungan floem).

Dualitas tindakan fisiologis

Konsentrasi anu langkung handap ngadorong kamekaran, konsentrasi anu langkung luhur ngahalangan kamekaran. Organ pepelakan anu béda-béda gaduh sarat anu béda pikeun konsentrasi auksin anu optimal. Konsentrasi optimal nyaéta sakitar 10E-10mol/L pikeun akar, 10E-8mol/L pikeun kuncup sareng 10E-5mol/L pikeun batang. Analog auksin (sapertos asam naftalena asetat, 2, 4-D, jsb.) sering dianggo dina produksi pikeun ngatur kamekaran pepelakan. Salaku conto, nalika toge dihasilkeun, konsentrasi anu cocog pikeun kamekaran batang dianggo pikeun ngubaran toge. Hasilna, akar sareng kuncup dihambat, sareng batang anu dimekarkeun tina hipokotil dimekarkeun pisan. Kauntungan puncak kamekaran batang pepelakan ditangtukeun ku karakteristik transportasi pepelakan pikeun auksin sareng dualitas épék fisiologis auksin. Kuncup puncak batang tutuwuhan mangrupikeun bagian anu paling aktif dina produksi auksin, tapi konsentrasi auksin anu dihasilkeun dina kuncup puncak terus-terusan diangkut ka batang ngalangkungan transportasi aktif, janten konsentrasi auksin dina kuncup puncak sorangan henteu luhur, sedengkeun konsentrasi dina batang ngora langkung luhur. Éta paling cocog pikeun kamekaran batang, tapi gaduh pangaruh inhibisi kana kuncup. Beuki luhur konsentrasi auksin dina posisi anu langkung caket kana kuncup luhur, beuki kuat pangaruh inhibisi dina kuncup samping, éta sababna seueur pepelakan anu jangkung ngabentuk bentuk pagoda. Nanging, henteu sadaya pepelakan gaduh dominasi puncak anu kuat, sareng sababaraha rungkun mimiti degradasi atanapi bahkan menyusut saatos kamekaran kuncup puncak salami periode waktos, kaleungitan dominasi puncak aslina, janten bentuk tangkal rungkun sanés pagoda. Kusabab konsentrasi auksin anu luhur gaduh pangaruh ngahalangan kamekaran pepelakan, produksi analog auksin konsentrasi anu luhur ogé tiasa dianggo salaku herbisida, khususna pikeun gulma dikotil.

Analog auksin: NAA, 2, 4-D. Kusabab auksin aya dina jumlah sakedik dina tutuwuhan, sareng henteu gampang dijaga. Pikeun ngatur kamekaran tutuwuhan, ngalangkungan sintésis kimia, jalma-jalma parantos mendakan analog auksin, anu gaduh pangaruh anu sami sareng tiasa diproduksi sacara massal, sareng parantos seueur dianggo dina produksi tatanén. Pangaruh gravitasi bumi kana distribusi auksin: kamekaran tukang batang sareng kamekaran akar dina taneuh disababkeun ku gravitasi bumi, alesanna nyaéta gravitasi bumi nyababkeun distribusi auksin anu henteu rata, anu langkung sumebar di sisi caket batang sareng kirang sumebar di sisi tukang. Kusabab konsentrasi auksin anu optimal dina batang luhur, langkung seueur auksin di sisi caket batang ngamajukeunana, janten sisi caket batang tumbuh langkung gancang tibatan sisi tukang, sareng ngajaga kamekaran batang ka luhur. Pikeun akar, kusabab konsentrasi optimal auksin dina akar rendah pisan, langkung seueur auksin caket sisi taneuh gaduh pangaruh inhibisi kana kamekaran sél akar, janten kamekaran caket sisi taneuh langkung laun tibatan sisi tukang, sareng kamekaran géotropik akar dijaga. Tanpa gravitasi, akar henteu kedah tumuh ka handap. Pangaruh tanpa beurat kana kamekaran pepelakan: kamekaran akar nuju taneuh sareng kamekaran gagang jauh tina taneuh diinduksi ku gravitasi bumi, anu disababkeun ku distribusi auksin anu henteu rata dina induksi gravitasi bumi. Dina kaayaan tanpa beurat rohangan, kusabab leungitna gravitasi, kamekaran gagang bakal kaleungitan katerbelakanganana, sareng akar ogé bakal kaleungitan ciri kamekaran taneuh. Nanging, kaunggulan puncak kamekaran gagang masih aya, sareng transportasi polar auksin henteu kapangaruhan ku gravitasi.