Beste prijzen voor plantenhormoon indool-3-azijnzuur IAA

Nature

Indolazijnzuur is een organische stof. Zuivere producten zijn kleurloze bladkristallen of kristallijne poeders. Het kleurt roze bij blootstelling aan licht. Smeltpunt 165-166 °C (168-170 °C). Oplosbaar in watervrije ethanol, ethylacetaat en dichloorethaan, en oplosbaar in ether en aceton. Onoplosbaar in benzeen, tolueen, benzine en chloroform. Onoplosbaar in water; de waterige oplossing kan worden afgebroken door ultraviolet licht, maar is stabiel onder zichtbaar licht. Het natriumzout en het kaliumzout zijn stabieler dan het zuur zelf en zijn gemakkelijk oplosbaar in water. Het wordt gemakkelijk gedecarboxyleerd tot 3-methylindool (skatine). Het heeft een duale werking op de plantengroei; verschillende delen van de plant zijn er verschillend gevoelig voor. Over het algemeen is de wortel gevoeliger dan de knop, die op zijn beurt weer gevoeliger is dan de stengel. Verschillende plantensoorten hebben een verschillende gevoeligheid voor indolazijnzuur.

Bereidingsmethode

3-indoolacetonitril wordt gevormd door de reactie van indool, formaldehyde en kaliumcyanide bij 150 °C en 0,9-1 MPa, en vervolgens gehydrolyseerd met kaliumhydroxide. Of door de reactie van indool met glycolzuur. In een roestvrijstalen autoclaaf van 3 liter werden 270 g (4,1 mol) 85% kaliumhydroxide en 351 g (3 mol) indool toegevoegd, waarna langzaam 360 g (3,3 mol) 70% waterige hydroxyazijnzuuroplossing werd toegevoegd. Het mengsel werd verwarmd tot 250 °C en gedurende 18 uur geroerd. Afkoelen tot onder 50 °C, 500 ml water toevoegen en 30 minuten roeren bij 100 °C om kaliumindool-3-acetaat op te lossen. Afkoelen tot 25 °C, de inhoud van de autoclaaf in water gieten en aanvullen tot een totaal volume van 3 liter. De waterige laag werd geëxtraheerd met 500 ml diethylether, aangezuurd met zoutzuur bij 20-30 °C en neergeslagen met indol-3-azijnzuur. Filteren, wassen met koud water, drogen in het donker, product 455-490 g.

Biochemische betekenis

Eigendom

Ontleedt gemakkelijk onder invloed van licht en lucht, niet lang houdbaar. Veilig voor mens en dier. Oplosbaar in heet water, ethanol, aceton, ether en ethylacetaat, licht oplosbaar in water, benzeen en chloroform; stabiel in alkalische oplossing. Bij bereiding met kristallisatie van het zuivere product wordt het eerst opgelost in een kleine hoeveelheid 95% alcohol en vervolgens in een geschikte hoeveelheid water.

Gebruik

Gebruikt als plantengroeistimulator en analytisch reagens. 3-indolazijnzuur en andere auxineverbindingen zoals 3-indolacetaldehyde, 3-indolacetonitril en ascorbinezuur komen van nature voor. De voorloper van de biosynthese van 3-indolazijnzuur in planten is tryptofaan. De basisfunctie van auxine is het reguleren van de plantengroei, niet alleen door de groei te bevorderen, maar ook door de groei en orgaanvorming te remmen. Auxine komt niet alleen in vrije vorm voor in plantencellen, maar ook in gebonden vorm, bijvoorbeeld aan biopolymeren zoals zuren. Auxine vormt ook conjugaties met specifieke stoffen, zoals indool-acetylasparagine, apentose-indool-acetylglucose, enzovoort. Dit kan een manier zijn om auxine in de cel op te slaan en tevens een ontgiftingsmechanisme om de toxiciteit van overtollige auxine te verwijderen.

Effect

Plantaardig auxine. Het meest voorkomende natuurlijke groeihormoon in planten is indolazijnzuur. Indolazijnzuur kan de vorming van de bovenste knop aan plantenscheuten, zaailingen, enz. bevorderen. De voorloper ervan is tryptofaan. Indolazijnzuur is eenplantengroeihormoonSomatine heeft vele fysiologische effecten, die samenhangen met de concentratie ervan. Een lage concentratie kan de groei bevorderen, een hoge concentratie kan de groei remmen en zelfs de plant doen afsterven. Deze remming hangt samen met de mate waarin somatine de vorming van ethyleen induceert. De fysiologische effecten van auxine manifesteren zich op twee niveaus. Op cellulair niveau kan auxine de celdeling van het cambium stimuleren; de verlenging van takcellen bevorderen en de groei van wortelcellen remmen; de differentiatie van xyleem- en floëemcellen bevorderen, de vorming van haartjes in de wortels stimuleren en de callusvorming reguleren. Op orgaan- en plantniveau werkt auxine van zaailing tot vruchtrijping. Auxine reguleert de verlenging van het mesocotyl van de zaailing met omkeerbare remming door rood licht; wanneer indolazijnzuur naar de onderkant van de tak wordt getransporteerd, vertoont de tak geotropisme. Fototropisme treedt op wanneer indolazijnzuur naar de achterkant van de takken wordt getransporteerd. Indolazijnzuur veroorzaakt apexdominantie. Het vertraagt ​​bladveroudering. Auxine dat op bladeren werd aangebracht, remde de bladval, terwijl auxine dat aan het proximale uiteinde van de bladval werd aangebracht, de bladval juist bevorderde. Auxine bevordert de bloei, induceert de ontwikkeling van parthenocarpie en vertraagt ​​de vruchtrijping.

Toepassen

Indolazijnzuur heeft een breed spectrum en vele toepassingen, maar wordt niet vaak gebruikt omdat het gemakkelijk in en uit planten wordt afgebroken. In een vroeg stadium werd het gebruikt om parthenocarpie en vruchtzetting bij tomaten te bevorderen. Tijdens de bloei werden de bloemen geweekt in een oplossing van 3000 mg/l indolazijnzuur om pitloze tomaten te vormen en de vruchtzetting te verbeteren. Een van de vroegste toepassingen was het bevorderen van de beworteling van stekken. Door de basis van stekken te weken in een medicinale oplossing van 100 tot 1000 mg/l kan de vorming van adventieve wortels van theeboom, eik, metasequoia, peper en andere gewassen worden bevorderd en de snelheid van de voedingsvermeerdering worden versneld. 1-10 mg/l indolazijnzuur en 10 mg/l oxamyline werden gebruikt om de beworteling van rijstzaailingen te bevorderen. Eenmalige bespuiting van chrysanten met een concentratie van 25 tot 400 mg/l (bij een fotoperiode van 9 uur) kan de ontwikkeling van bloemknoppen remmen en de bloei vertragen. Bij langdurige zonneschijn kan een eenmalige bespuiting met een concentratie van 10-5 mol/l de vrouwelijke bloemen bevorderen. Behandeling van bietenzaad bevordert de kieming en verhoogt de opbrengst aan wortelknollen en het suikergehalte.

Inleiding tot auxine
Invoering

Auxine is een klasse van endogene hormonen die een onverzadigde aromatische ring en een azijnzuur-zijketen bevatten. De Engelse afkorting IAA, de internationale gangbare afkorting, staat voor indolazijnzuur (IAA). In 1934 identificeerden Guo Ge et al. het als indolazijnzuur, waardoor het gebruikelijk is om indolazijnzuur vaak als synoniem voor auxine te gebruiken. Auxine wordt gesynthetiseerd in de uitgestrekte jonge bladeren en het apicale meristeem en wordt van boven naar beneden getransporteerd door middel van transport over lange afstand via het floëem. De wortels produceren ook auxine, dat van onder naar boven wordt getransporteerd. Auxine in planten wordt gevormd uit tryptofaan via een reeks tussenproducten. De belangrijkste route loopt via indoolacetaldehyde. Indoolacetaldehyde kan worden gevormd door de oxidatie en deaminering van tryptofaan tot indoolpyruvaat en vervolgens decarboxylatie, of het kan worden gevormd door de oxidatie en deaminering van tryptofaan tot tryptamine. Het indoolacetaldehyde wordt vervolgens opnieuw geoxideerd tot indolazijnzuur. Een andere mogelijke syntheseroute is de omzetting van tryptofaan uit indoolacetonitril naar indolazijnzuur. Indolazijnzuur kan worden geïnactiveerd door binding met asparaginezuur tot indoolacetylasparaginezuur, inositol tot indolazijnzuur tot inositol, glucose tot glucoside en eiwit tot een indolazijnzuur-eiwitcomplex in planten. Gebonden indolazijnzuur vertegenwoordigt gewoonlijk 50-90% van het indolazijnzuur in planten en kan een opslagvorm van auxine in plantenweefsels zijn. Indolazijnzuur kan worden afgebroken door oxidatie, wat veel voorkomt in plantenweefsels. Auxinen hebben veel fysiologische effecten, die samenhangen met hun concentratie. Een lage concentratie kan de groei bevorderen, terwijl een hoge concentratie de groei remt en zelfs de plant kan laten afsterven. Deze remming hangt samen met de mate waarin auxine de vorming van ethyleen induceert. De fysiologische effecten van auxine manifesteren zich op twee niveaus. Op cellulair niveau kan auxine de celdeling van het cambium stimuleren; de verlenging van takcellen bevorderen en de groei van wortelcellen remmen; de differentiatie van xyleem- en floëemcellen bevorderen, de vorming van haartjes in de wortels stimuleren en de callusvorming reguleren. Op orgaan- en plantniveau is auxine actief vanaf het zaailingstadium tot de vruchtrijping. Auxine reguleert de verlenging van het mesocotyl van zaailingen door middel van reversibele remming door rood licht; wanneer indolazijnzuur naar de onderkant van de tak wordt getransporteerd, vertoont de tak geotropisme. Fototropisme treedt op wanneer indolazijnzuur naar de achterkant van de takken wordt getransporteerd. Indolazijnzuur veroorzaakte apexdominantie. Het vertraagde bladveroudering; auxine toegepast op bladeren remde abscissie, terwijl auxine toegepast op het proximale uiteinde van de abscissie abscissie bevorderde. Auxine bevordert de bloei, induceert parthenocarpie en vertraagt ​​de vruchtrijping. Iemand bedacht het concept van hormoonreceptoren. Een hormoonreceptor is een groot moleculair celcomponent dat specifiek bindt aan het overeenkomstige hormoon en vervolgens een reeks reacties initieert. Het complex van indolazijnzuur en receptor heeft twee effecten: ten eerste werkt het in op membraaneiwitten, waardoor de verzuring van het medium, het transport van ionenpompen en de spanningsverandering worden beïnvloed, wat een snelle reactie is (< 10 minuten); De tweede werking is op nucleïnezuren, wat leidt tot veranderingen in de celwand en eiwitsynthese, een langzame reactie (10 minuten). Verzuring van het medium is een belangrijke voorwaarde voor celgroei. Indolazijnzuur kan het ATP-enzym (adenosinetrifosfaat) op het plasmamembraan activeren, de uitstroom van waterstofionen uit de cel stimuleren, de pH-waarde van het medium verlagen, waardoor het enzym wordt geactiveerd en het polysaccharide van de celwand wordt gehydrolyseerd. Hierdoor wordt de celwand zachter en zet de cel uit. Toediening van indolazijnzuur resulteerde in het verschijnen van specifieke mRNA-sequenties, wat de eiwitsynthese beïnvloedde. Behandeling met indolazijnzuur veranderde ook de elasticiteit van de celwand, waardoor celgroei mogelijk werd. Het groeibevorderende effect van auxine is voornamelijk het bevorderen van de celgroei, met name de celverlenging, en heeft geen effect op de celdeling. Het deel van de plant dat lichtstimulatie voelt, bevindt zich aan de top van de stengel, maar het buigpunt bevindt zich aan de onderkant van de top. Dit komt doordat de cellen onder de top groeien en zich uitbreiden, en dit is de meest gevoelige periode voor auxine. Daardoor heeft auxine de grootste invloed op de groei. Groeihormoon werkt dan niet meer in verouderd weefsel. De reden waarom auxine de ontwikkeling van vruchten en de beworteling van stekken kan bevorderen, is dat auxine de verdeling van voedingsstoffen in de plant verandert. Meer voedingsstoffen worden opgenomen in het deel met een rijke auxineconcentratie, waardoor een distributiecentrum ontstaat. Auxine kan de vorming van zaadloze tomaten induceren, omdat na behandeling van onbevruchte tomatenknoppen met auxine, het vruchtbeginsel van de tomatenknop het distributiecentrum voor voedingsstoffen wordt. De voedingsstoffen die door fotosynthese in de bladeren worden geproduceerd, worden continu naar het vruchtbeginsel getransporteerd, waardoor het vruchtbeginsel zich kan ontwikkelen.

Opwekking, transport en distributie

De belangrijkste plaatsen waar auxine wordt gesynthetiseerd, zijn meristeemweefsels, met name jonge knoppen, bladeren en zich ontwikkelende zaden. Auxine is verspreid over alle organen van de plant, maar is relatief geconcentreerd in de delen met een krachtige groei, zoals de coleoptiel, knoppen, worteltopmeristeem, cambium, zich ontwikkelende zaden en vruchten. Er zijn drie manieren waarop auxine in planten wordt getransporteerd: lateraal transport, polair transport en niet-polair transport. Lateraal transport (transport van auxine door tegenlicht in de top van de coleoptiel, veroorzaakt door eenzijdige lichtinval, en transport van auxine in de wortels en stengels van planten door dwarslicht). Polair transport (van de bovenkant naar de onderkant van de morfologie). Niet-polair transport (in volwassen weefsels kan auxine niet-polair via het floëem worden getransporteerd).

De dualiteit van fysiologische werking

Een lagere concentratie bevordert de groei, een hogere concentratie remt de groei. Verschillende plantenorganen hebben verschillende behoeften voor de optimale auxineconcentratie. De optimale concentratie lag rond de 10⁻¹⁰ mol/L voor wortels, 10⁻⁸ mol/L voor knoppen en 10⁻⁵ mol/L voor stengels. Auxine-analogen (zoals naftaleenazijnzuur, 2,4-D, enz.) worden vaak gebruikt in de teelt om de plantengroei te reguleren. Bijvoorbeeld, bij de teelt van taugé wordt de concentratie gebruikt die geschikt is voor stengelgroei. Hierdoor worden de wortels en knoppen geremd en ontwikkelen de stengels die uit de hypocotyl groeien zich sterk. Het voordeel van de stengelgroei wordt bepaald door de transporteigenschappen van auxine in de plant en de dualiteit van de fysiologische effecten van auxine. De topknop van de plantenstengel is het meest actieve deel van de stengel wat betreft auxineproductie. De concentratie auxine die in de topknop wordt geproduceerd, wordt echter constant via actief transport naar de stengel getransporteerd. Daardoor is de auxineconcentratie in de topknop zelf niet hoog, terwijl de concentratie in de jonge stengel hoger is. Dit is het meest gunstig voor de stengelgroei, maar heeft een remmend effect op de knoppen. Hoe hoger de auxineconcentratie dichter bij de topknop, hoe sterker het remmende effect op de zijknoppen. Dit verklaart waarom veel hoge planten een pagodevorm aannemen. Niet alle planten hebben echter een sterke topdominantie. Sommige struiken beginnen na verloop van tijd te degenereren of zelfs te krimpen, waardoor ze hun oorspronkelijke topdominantie verliezen en de boomvorm van de struik geen pagodevorm meer heeft. Omdat een hoge concentratie auxine de plantengroei remt, kunnen analogen met een hoge concentratie auxine ook als herbiciden worden gebruikt, met name tegen tweezaadlobbige onkruiden.

Auxine-analogen: NAA, 2,4-D. Omdat auxine in kleine hoeveelheden in planten voorkomt en moeilijk te behouden is, zijn er via chemische synthese auxine-analogen ontwikkeld om de plantengroei te reguleren. Deze analogen hebben vergelijkbare effecten, kunnen op grote schaal worden geproduceerd en worden veelvuldig gebruikt in de landbouw. ​​Het effect van de zwaartekracht op de auxineverdeling: de groei van stengels en de groei van wortels in de grond worden veroorzaakt door de zwaartekracht. Dit komt doordat de zwaartekracht zorgt voor een ongelijke verdeling van auxine, waarbij de concentratie hoger is aan de voorkant van de stengel en lager aan de achterkant. Omdat de optimale concentratie auxine in de stengel hoog is, bevordert een hogere concentratie aan de voorkant de groei. Hierdoor groeit de stengel aan de voorkant sneller dan aan de achterkant, wat de opwaartse groei bevordert. Voor wortels geldt dat de optimale concentratie auxine in wortels erg laag is. Meer auxine aan de grondzijde remt de groei van wortelcellen, waardoor de groei aan de grondzijde langzamer verloopt dan aan de achterzijde, en de geotropische groei van wortels behouden blijft. Zonder zwaartekracht groeien wortels niet per se naar beneden. Het effect van gewichtloosheid op plantengroei: de wortelgroei naar de grond en de stengelgroei van de grond af worden veroorzaakt door de zwaartekracht van de aarde, wat te wijten is aan de ongelijke verdeling van auxine onder invloed van de zwaartekracht. In de gewichtloze toestand van de ruimte, door het ontbreken van zwaartekracht, verliest de stengelgroei zijn achterwaartse groeirichting en verliezen de wortels ook hun grondgroei-eigenschappen. Het voordeel van de stengelgroei naar de top blijft echter bestaan ​​en het polaire transport van auxine wordt niet beïnvloed door de zwaartekracht.