Giá tốt nhất Hormone thực vật Axit Indole-3-Acetic Iaa

Nature

Axit indoleacetic là một chất hữu cơ. Sản phẩm tinh khiết là các tinh thể dạng lá không màu hoặc bột tinh thể. Nó chuyển sang màu hồng khi tiếp xúc với ánh sáng. Điểm nóng chảy 165-166℃ (168-170℃). Tan trong etanol khan, etyl axetat, dicloroetan, tan trong ete và axeton. Không tan trong benzen, toluen, xăng và cloroform. Không tan trong nước, dung dịch nước của nó có thể bị phân hủy bởi tia cực tím, nhưng ổn định dưới ánh sáng nhìn thấy. Muối natri và muối kali ổn định hơn axit nguyên chất và dễ tan trong nước. Dễ bị khử cacboxyl thành 3-metylindol (skatin). Nó có tác động hai chiều đến sự phát triển của cây, và các bộ phận khác nhau của cây có độ nhạy khác nhau đối với nó, nói chung rễ nhạy hơn chồi, thân cây nhạy hơn các bộ phận khác nhau. Các loại cây khác nhau có độ nhạy khác nhau đối với nó.

Phương pháp chuẩn bị

3-indole acetonitrile được tạo thành bằng phản ứng giữa indole, formaldehyde và kali xyanua ở 150℃, 0,9~1MPa, sau đó thủy phân bằng kali hydroxit. Hoặc bằng phản ứng giữa indole với axit glycolic. Trong một nồi hấp bằng thép không gỉ 3L, cho 270g (4,1mol) kali hydroxit 85%, 351g (3mol) indole vào, sau đó từ từ thêm 360g (3,3mol) dung dịch axit hydroxy axetic 70%. Đun nóng kín đến 250℃, khuấy trong 18 giờ. Làm nguội xuống dưới 50℃, thêm 500ml nước và khuấy ở 100℃ trong 30 phút để hòa tan kali indole-3-axetat. Làm nguội đến 25℃, đổ hỗn hợp trong nồi hấp vào nước và thêm nước cho đến khi tổng thể tích đạt 3L. Lớp dung dịch nước được chiết xuất bằng 500ml etyl ete, axit hóa bằng axit clohydric ở 20-30℃, và kết tủa bằng axit indol-3-axetic. Lọc, rửa bằng nước lạnh, phơi khô tránh ánh sáng, thu được 455-490g sản phẩm.

Ý nghĩa sinh hóa

Tài sản

Dễ bị phân hủy dưới ánh sáng và không khí, không bảo quản được lâu. An toàn cho người và động vật. Tan trong nước nóng, etanol, axeton, ete và etyl axetat, tan ít trong nước, benzen, cloroform; ổn định trong dung dịch kiềm và được hòa tan trước trong một lượng nhỏ cồn 95% rồi hòa tan lại trong nước đến lượng thích hợp khi điều chế sản phẩm tinh khiết bằng phương pháp kết tinh.

Sử dụng

Được sử dụng như chất kích thích sinh trưởng thực vật và thuốc thử phân tích. Axit 3-indole axetic và các chất auxin khác như 3-indole acetaldehyde, 3-indole acetonitrile và axit ascorbic tồn tại tự nhiên trong tự nhiên. Tiền chất của quá trình sinh tổng hợp axit 3-indole axetic trong thực vật là tryptophan. Vai trò cơ bản của auxin là điều hòa sự sinh trưởng của thực vật, không chỉ thúc đẩy sự sinh trưởng mà còn ức chế sự sinh trưởng và hình thành cơ quan. Auxin không chỉ tồn tại ở trạng thái tự do trong tế bào thực vật mà còn tồn tại ở dạng auxin liên kết, liên kết chặt chẽ với axit polyme sinh học, v.v. Auxin cũng tạo thành các liên hợp với các chất đặc biệt, chẳng hạn như indole-acetyl asparagine, apentose indole-acetyl glucose, v.v. Đây có thể là một phương pháp lưu trữ auxin trong tế bào, và cũng là một phương pháp giải độc để loại bỏ độc tính của auxin dư thừa.

Tác dụng

Auxin thực vật. Hormone tăng trưởng tự nhiên phổ biến nhất ở thực vật là axit indoleacetic. Axit indoleacetic có thể thúc đẩy sự hình thành chồi ngọn của thân cây, chồi non, cây con, v.v. Tiền chất của nó là tryptophan. Axit indoleacetic là mộthormone tăng trưởng thực vậtSomatin có nhiều tác dụng sinh lý, liên quan đến nồng độ của nó. Nồng độ thấp có thể thúc đẩy sự sinh trưởng, nồng độ cao sẽ ức chế sự sinh trưởng và thậm chí làm chết cây, sự ức chế này liên quan đến việc nó có thể gây ra sự hình thành ethylene hay không. Tác dụng sinh lý của auxin được thể hiện ở hai cấp độ. Ở cấp độ tế bào, auxin có thể kích thích sự phân chia tế bào tầng sinh mạch; kích thích sự kéo dài tế bào cành và ức chế sự phát triển tế bào rễ; thúc đẩy sự phân hóa tế bào mạch gỗ và mạch rây, thúc đẩy sự hình thành rễ lông và điều chỉnh sự hình thành mô sẹo. Ở cấp độ cơ quan và toàn bộ cây, auxin tác động từ cây con đến khi quả chín. Auxin kiểm soát sự kéo dài thân mầm của cây con với sự ức chế ánh sáng đỏ có thể đảo ngược; khi axit indoleacetic được chuyển đến phía dưới của cành, cành sẽ tạo ra tính hướng trọng lực. Tính hướng quang xảy ra khi axit indoleacetic được chuyển đến phía sau của cành. Axit indoleacetic gây ra hiện tượng ưu thế ngọn. Làm chậm quá trình lão hóa lá; Bôi auxin lên lá ức chế sự rụng lá, trong khi bôi auxin vào đầu gần của chỗ rụng lá lại thúc đẩy sự rụng lá. Auxin thúc đẩy sự ra hoa, kích thích sự phát triển của hiện tượng thụ phấn không cần thụ phấn và làm chậm quá trình chín của quả.

Áp dụng

Axit indoleacetic có phổ tác dụng rộng và nhiều công dụng, nhưng không được sử dụng phổ biến vì dễ bị phân hủy trong và ngoài cây trồng. Ở giai đoạn đầu, nó được sử dụng để kích thích thụ phấn không hạt và đậu quả ở cà chua. Ở giai đoạn ra hoa, hoa được ngâm trong dung dịch 3000 mg/l để tạo quả cà chua không hạt và cải thiện tỷ lệ đậu quả. Một trong những ứng dụng sớm nhất là thúc đẩy sự ra rễ của cành giâm. Ngâm gốc cành giâm trong dung dịch thuốc 100 đến 1000 mg/l có thể thúc đẩy sự hình thành rễ bất định của cây chè, cây keo, cây sồi, cây tùng, cây tiêu và các loại cây trồng khác, và đẩy nhanh tốc độ sinh sản dinh dưỡng. Axit indoleacetic 1~10 mg/l và oxamyline 10 mg/L được sử dụng để thúc đẩy sự ra rễ của mạ lúa. Phun dung dịch 25 đến 400 mg/l lên hoa cúc một lần (trong 9 giờ chiếu sáng), có thể ức chế sự nảy mầm của nụ hoa, làm chậm quá trình ra hoa. Trồng củ dền dưới ánh nắng mặt trời kéo dài với nồng độ phun 10 -5 mol/l một lần có thể làm tăng số lượng hoa cái. Xử lý hạt củ dền bằng dung dịch này thúc đẩy sự nảy mầm và tăng năng suất củ cũng như hàm lượng đường.

Giới thiệu về auxin
Giới thiệu

Auxin (auxin) là một loại hormone nội sinh chứa vòng thơm không bão hòa và chuỗi bên axit axetic, viết tắt tiếng Anh là IAA, tên gọi thông dụng quốc tế là axit indole axetic (IAA). Năm 1934, Guo Ge và cộng sự đã xác định nó là axit indole axetic, vì vậy người ta thường sử dụng axit indole axetic như một từ đồng nghĩa với auxin. Auxin được tổng hợp trong lá non đang phát triển và mô phân sinh đỉnh, và được tích lũy từ ngọn xuống gốc nhờ vận chuyển đường dài qua mạch rây. Rễ cũng sản sinh ra auxin, được vận chuyển từ dưới lên trên. Auxin trong thực vật được hình thành từ tryptophan thông qua một loạt các chất trung gian. Con đường chính là thông qua indoleacetaldehyde. Indole acetaldehyde có thể được hình thành bằng cách oxy hóa và khử amin tryptophan thành indole pyruvate và sau đó khử carboxyl, hoặc nó có thể được hình thành bằng cách oxy hóa và khử amin tryptophan thành tryptamine. Indole acetaldehyde sau đó được oxy hóa trở lại thành indole acetic acid. Một con đường tổng hợp khả thi khác là chuyển đổi tryptophan từ indole acetonitrile thành indole acetic acid. Indoleacetic acid có thể bị bất hoạt bằng cách liên kết với axit aspartic tạo thành indoleacetylaspartic acid, inositol tạo thành indoleacetic acid, glucose tạo thành glucoside, và protein tạo thành phức hợp indoleacetic acid-protein trong thực vật. Indoleacetic acid liên kết thường chiếm 50-90% lượng indoleacetic acid trong thực vật, có thể là dạng dự trữ auxin trong mô thực vật. Indoleacetic acid có thể bị phân hủy bằng quá trình oxy hóa indoleacetic acid, điều này phổ biến trong mô thực vật. Auxin có nhiều tác dụng sinh lý, liên quan đến nồng độ của chúng. Nồng độ thấp có thể thúc đẩy sự phát triển, nồng độ cao sẽ ức chế sự phát triển và thậm chí làm chết cây, sự ức chế này liên quan đến việc nó có thể gây ra sự hình thành ethylene hay không. Tác dụng sinh lý của auxin được thể hiện ở hai cấp độ. Ở cấp độ tế bào, auxin có thể kích thích sự phân chia tế bào tầng sinh mạch; kích thích sự kéo dài tế bào cành và ức chế sự phát triển tế bào rễ; thúc đẩy sự phân hóa tế bào mạch gỗ và mạch rây, thúc đẩy sự hình thành rễ tơ và điều chỉnh quá trình hình thành mô sẹo. Ở cấp độ cơ quan và toàn bộ cây, auxin tác động từ cây con đến khi quả chín. Auxin kiểm soát sự kéo dài thân mầm của cây con bằng cách ức chế ánh sáng đỏ có thể đảo ngược; khi axit indoleacetic được chuyển đến phía dưới của cành, cành sẽ tạo ra tính hướng trọng lực. Tính hướng quang xảy ra khi axit indoleacetic được chuyển đến phía ngược sáng của cành. Axit indoleacetic gây ra hiện tượng ưu thế ngọn. Làm chậm quá trình lão hóa lá; auxin bôi lên lá ức chế sự rụng lá, trong khi auxin bôi vào đầu gần của chỗ rụng lá thúc đẩy sự rụng lá. Auxin thúc đẩy sự ra hoa, gây ra sự phát triển quả không hạt và làm chậm quá trình chín của quả. Có người đã đưa ra khái niệm về thụ thể hormone. Thụ thể hormone là một thành phần phân tử lớn của tế bào liên kết đặc hiệu với hormone tương ứng và sau đó khởi phát một loạt các phản ứng. Phức hợp axit indoleacetic và thụ thể có hai tác dụng: thứ nhất, nó tác động lên các protein màng, ảnh hưởng đến quá trình axit hóa môi trường, vận chuyển bơm ion và thay đổi sức căng, đây là một phản ứng nhanh ((< 10 phút); Thứ hai là tác động lên axit nucleic, gây ra những thay đổi ở thành tế bào và tổng hợp protein, đây là một phản ứng chậm (10 phút). Việc axit hóa môi trường là điều kiện quan trọng cho sự phát triển của tế bào. Axit indoleacetic có thể kích hoạt enzyme ATP (adenosine triphosphate) trên màng tế bào, kích thích các ion hydro thoát ra khỏi tế bào, làm giảm giá trị pH của môi trường, nhờ đó enzyme được kích hoạt, thủy phân polysaccharid của thành tế bào, làm mềm thành tế bào và tế bào giãn nở. Việc sử dụng axit indoleacetic dẫn đến sự xuất hiện của các trình tự RNA thông tin (mRNA) đặc hiệu, làm thay đổi quá trình tổng hợp protein. Xử lý bằng axit indoleacetic cũng làm thay đổi độ đàn hồi của thành tế bào, cho phép tế bào tiếp tục phát triển. Tác dụng thúc đẩy tăng trưởng của auxin chủ yếu là thúc đẩy sự phát triển của tế bào, đặc biệt là sự kéo dài của tế bào, và không ảnh hưởng đến sự phân chia tế bào. Phần cây cảm nhận được kích thích ánh sáng nằm ở đầu thân, nhưng phần uốn cong lại ở phần dưới của đầu thân, đó là vì các tế bào bên dưới đầu thân đang phát triển và giãn nở, và đây là giai đoạn nhạy cảm nhất với auxin, do đó auxin có ảnh hưởng lớn nhất đến sự sinh trưởng của nó. Hormone tăng trưởng ở mô già không hoạt động. Lý do auxin có thể thúc đẩy sự phát triển của quả và sự ra rễ của cành giâm là vì auxin có thể thay đổi sự phân bố chất dinh dưỡng trong cây, và nhiều chất dinh dưỡng hơn được hấp thụ ở phần có sự phân bố auxin phong phú, tạo thành trung tâm phân phối. Auxin có thể gây ra sự hình thành cà chua không hạt vì sau khi xử lý chồi cà chua chưa thụ phấn bằng auxin, bầu nhụy của chồi cà chua trở thành trung tâm phân phối chất dinh dưỡng, và các chất dinh dưỡng được tạo ra bởi quá trình quang hợp của lá liên tục được vận chuyển đến bầu nhụy, và bầu nhụy phát triển.

Sản xuất, vận chuyển và phân phối

Các bộ phận chính tổng hợp auxin là các mô phân sinh, chủ yếu là chồi non, lá và hạt đang phát triển. Auxin được phân bố trong tất cả các cơ quan của cây, nhưng tập trung tương đối nhiều ở các bộ phận sinh trưởng mạnh, chẳng hạn như mầm, chồi, mô phân sinh đỉnh rễ, tầng sinh mạch, hạt và quả đang phát triển. Có ba cách vận chuyển auxin trong cây: vận chuyển ngang, vận chuyển phân cực và vận chuyển không phân cực. Vận chuyển ngang (vận chuyển auxin ngược chiều ánh sáng ở đầu mầm do ánh sáng chiếu một chiều, vận chuyển auxin gần mặt đất ở rễ và thân cây khi chiếu ngang). Vận chuyển phân cực (từ đầu trên của cấu trúc hình thái đến đầu dưới của cấu trúc hình thái). Vận chuyển không phân cực (trong các mô trưởng thành, auxin có thể được vận chuyển không phân cực qua mạch rây).

Tính hai mặt của hoạt động sinh lý

Nồng độ thấp hơn thúc đẩy sự sinh trưởng, nồng độ cao hơn ức chế sự sinh trưởng. Các bộ phận khác nhau của cây có yêu cầu khác nhau về nồng độ auxin tối ưu. Nồng độ tối ưu khoảng 10⁻¹⁰ mol/L đối với rễ, 10⁻⁸ mol/L đối với chồi và 10⁻⁵ mol/L đối với thân cây. Các chất tương tự auxin (như axit naphthalene acetic, 2,4-D, v.v.) thường được sử dụng trong sản xuất để điều chỉnh sự sinh trưởng của cây. Ví dụ, khi sản xuất giá đỗ, nồng độ thích hợp cho sự sinh trưởng của thân cây được sử dụng để xử lý giá đỗ. Kết quả là, rễ và chồi bị ức chế, và thân cây phát triển từ trụ mầm phát triển rất mạnh. Ưu thế đỉnh của sự sinh trưởng thân cây được xác định bởi đặc điểm vận chuyển auxin của cây và tính hai mặt của tác dụng sinh lý của auxin. Chồi đỉnh của thân cây là bộ phận hoạt động mạnh nhất trong việc sản sinh auxin, nhưng nồng độ auxin được sản sinh tại chồi đỉnh liên tục được vận chuyển đến thân cây thông qua vận chuyển chủ động, do đó nồng độ auxin trong chính chồi đỉnh không cao, trong khi nồng độ ở thân non lại cao hơn. Điều này rất thích hợp cho sự phát triển của thân cây, nhưng lại có tác dụng ức chế sự phát triển của các chồi bên. Nồng độ auxin càng cao ở vị trí gần chồi đỉnh, tác dụng ức chế chồi bên càng mạnh, đó là lý do tại sao nhiều cây cao có hình dạng tháp. Tuy nhiên, không phải tất cả các cây đều có ưu thế chồi đỉnh mạnh, và một số cây bụi bắt đầu thoái hóa hoặc thậm chí teo lại sau khi chồi đỉnh phát triển một thời gian, mất đi ưu thế chồi đỉnh ban đầu, do đó hình dạng cây bụi không còn là hình tháp. Vì nồng độ auxin cao có tác dụng ức chế sự phát triển của cây, nên việc sản xuất các chất tương tự auxin có nồng độ cao cũng có thể được sử dụng làm thuốc diệt cỏ, đặc biệt là đối với cỏ dại hai lá mầm.

Các chất tương tự auxin: NAA, 2,4-D. Vì auxin tồn tại với số lượng nhỏ trong thực vật và rất khó bảo quản. Để điều chỉnh sự sinh trưởng của cây, thông qua tổng hợp hóa học, người ta đã tìm ra các chất tương tự auxin, có tác dụng tương tự và có thể sản xuất hàng loạt, và đã được sử dụng rộng rãi trong sản xuất nông nghiệp. Ảnh hưởng của trọng lực trái đất đến sự phân bố auxin: sự sinh trưởng của thân cây và sự phát triển của rễ dưới mặt đất là do trọng lực trái đất gây ra. Nguyên nhân là do trọng lực trái đất làm cho auxin phân bố không đồng đều, tập trung nhiều hơn ở phía gần thân cây và ít hơn ở phía xa. Vì nồng độ auxin tối ưu trong thân cây cao, nên lượng auxin nhiều hơn ở phía gần thân cây thúc đẩy sự phát triển, do đó phía gần thân cây phát triển nhanh hơn phía xa, và duy trì sự sinh trưởng hướng lên của thân cây. Đối với rễ, do nồng độ auxin tối ưu trong rễ rất thấp, lượng auxin nhiều hơn ở gần mặt đất có tác dụng ức chế sự phát triển của tế bào rễ, do đó sự phát triển ở gần mặt đất chậm hơn so với phía sau, và sự sinh trưởng hướng trọng lực của rễ được duy trì. Trong điều kiện không trọng lực, rễ không nhất thiết phải mọc xuống. Ảnh hưởng của tình trạng không trọng lực đến sự sinh trưởng của thực vật: sự phát triển của rễ hướng xuống đất và sự phát triển của thân cây hướng ra xa mặt đất được thúc đẩy bởi trọng lực của Trái đất, điều này là do sự phân bố không đồng đều của auxin dưới tác động của trọng lực Trái đất. Trong trạng thái không trọng lực của không gian, do mất trọng lực, sự phát triển của thân cây sẽ mất đi tính hướng về phía sau, và rễ cũng sẽ mất đi đặc điểm sinh trưởng hướng về mặt đất. Tuy nhiên, ưu thế đỉnh của sự sinh trưởng thân cây vẫn tồn tại, và sự vận chuyển auxin theo cực không bị ảnh hưởng bởi trọng lực.