Լավագույն գներով Բուսական հորմոն ինդոլ-3-քացախաթթու Iaa

Նաթure

Ինդոլեքացախաթթուն օրգանական նյութ է։ Մաքուր արտադրանքը անգույն տերևային բյուրեղներ կամ բյուրեղային փոշիներ են: Այն դառնում է վարդագույն, երբ ենթարկվում է լույսի: Հալման կետը 165-166℃ (168-170℃): Լուծվում է անջուր էթանոլում, էթիլացետատում, դիքլորէթանում, լուծվում է եթերի և ացետոնի մեջ։ Չլուծվող բենզոլում, տոլուոլում, բենզինում և քլորոֆորմում: Ջրում չլուծվող ջրային լուծույթը կարող է քայքայվել ուլտրամանուշակագույն լույսի միջոցով, սակայն կայուն է տեսանելի լույսի նկատմամբ։ Նատրիումի աղը և կալիումի աղը ավելի կայուն են, քան թթունն ու հեշտությամբ լուծվում են ջրում։ Հեշտությամբ ապակարբոքսիլացվում է մինչև 3-մեթիլինդոլ (սկատին): Այն ունի բույսի աճի երկակիություն, և բույսի տարբեր մասեր ունեն տարբեր զգայունություն դրա նկատմամբ, ընդհանուր առմամբ արմատն ավելի մեծ է, քան բողբոջը ավելի մեծ է, քան ցողունը: Տարբեր բույսեր դրա նկատմամբ տարբեր զգայունություն ունեն։

Պատրաստման եղանակը

3-ինդոլ ացետոնիտրիլը ձևավորվում է ինդոլի, ֆորմալդեհիդի և կալիումի ցիանիդի ռեակցիայից 150℃ ջերմաստիճանում, 0,9~1 ՄՊա, այնուհետև հիդրոլիզվում է կալիումի հիդրօքսիդով։ Կամ ինդոլի արձագանքով գլիկոլաթթվի հետ։ 3 լ չժանգոտվող պողպատից ավտոկլավում ավելացվել է 270 գ (4,1 մոլ) 85% կալիումի հիդրօքսիդ, 351 գ (3 մոլ) ինդոլ, այնուհետև դանդաղորեն ավելացվել է 360 գ (3,3 մոլ) 70% հիդրօքսի քացախաթթվի ջրային լուծույթ: Փակ ջեռուցում մինչև 250℃, խառնելով 18ժ. Հովացրեք մինչև 50℃-ից ցածր, ավելացրեք 500 մլ ջուր և 30 րոպե հարեք 100℃ ջերմաստիճանում, որպեսզի կալիումի ինդոլ-3-ացետատը լուծվի: Հովացրեք մինչև 25℃, ավտոկլավի նյութը լցրեք ջրի մեջ և ավելացրեք ջուր, մինչև ընդհանուր ծավալը դառնա 3լ։ Ջրային շերտը արդյունահանվել է 500 մլ էթիլ եթերով, թթվել է աղաթթվով 20-30℃ ջերմաստիճանում և նստեցրել ինդոլ-3-քացախաթթվով: Զտել, լվանալ սառը ջրով, չորացնել լույսից հեռու, արտադրանքը 455-490գ.

Կենսաքիմիական նշանակություն

Սեփականություն

Հեշտությամբ քայքայվում է լույսի և օդի մեջ, ոչ երկարակյաց պահեստում: Անվտանգ է մարդկանց և կենդանիների համար։ Լուծվում է տաք ջրում, էթանոլում, ացետոնում, եթերում և էթիլացետատում, մի փոքր լուծվում է ջրի մեջ, բենզոլում, քլորոֆորմում; Այն կայուն է ալկալային լուծույթում և սկզբում լուծվում է փոքր քանակությամբ 95% սպիրտի մեջ, այնուհետև լուծվում է ջրի մեջ համապատասխան քանակությամբ, երբ պատրաստվում է մաքուր արտադրանքի բյուրեղացումով:

Օգտագործեք

Օգտագործվում է որպես բույսերի աճի խթանիչ և անալիտիկ ռեագենտ։ 3-ինդոլ քացախաթթուն և այլ ավքսին նյութեր, ինչպիսիք են 3-ինդոլ ացետալդեհիդը, 3-ինդոլ ացետոնիտրիլը և ասկորբինաթթուն, բնականորեն գոյություն ունեն բնության մեջ: Բույսերում 3-ինդոլ քացախաթթվի կենսասինթեզի նախադրյալը տրիպտոֆանն է։ Օքսինի հիմնական դերը բույսերի աճը կարգավորելն է, ոչ միայն խթանել աճը, այլև արգելակել աճը և օրգանների կառուցումը: Օքսինը գոյություն ունի ոչ միայն ազատ վիճակում բույսերի բջիջներում, այլ նաև կապված է օքսինում, որն ամուր կապված է կենսապոլիմերային թթվի հետ և այլն: Օքսինը նաև ձևավորում է կոնյուգացիաներ հատուկ նյութերի հետ, ինչպիսիք են ինդոլ-ացետիլ ասպարագինը, ապենտոզային ինդոլ-ացետիլ գլյուկոզը և այլն: ավելցուկային էքսին.

Էֆեկտ

Բույսերի էքսին. Բույսերի մեջ ամենատարածված աճի բնական հորմոնը ինդոլաքացախաթթուն է: Ինդոլաքացախաթթուն կարող է նպաստել բույսերի ընձյուղների, ընձյուղների, սածիլների և այլնի վերին բողբոջների ձևավորմանը: Դրա նախադրյալը տրիպտոֆանն է: Ինդոլեքացախաթթուն աբույսերի աճի հորմոն. Սոմատինը ունի բազմաթիվ ֆիզիոլոգիական ազդեցություններ, որոնք կապված են նրա կոնցենտրացիայի հետ։ Ցածր կոնցենտրացիան կարող է խթանել աճը, բարձր կոնցենտրացիան կխանգարի աճին և նույնիսկ կստիպի բույսը մահանալ, այս արգելակումը կապված է այն բանի հետ, թե արդյոք այն կարող է առաջացնել էթիլենի ձևավորում: Օքսինի ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը դրսևորվում է երկու մակարդակով. Բջջային մակարդակում աուքսինը կարող է խթանել կամբիումի բջիջների բաժանումը. ճյուղային բջիջների երկարացման խթանում և արմատային բջիջների աճի արգելակում; Նպաստում է քսիլեմի և ֆլոեմի բջիջների տարբերակմանը, խթանում է մազերի կտրող արմատները և կարգավորում կոլուսի մորֆոգենեզը: Օրգանների և ամբողջ բույսի մակարդակում ավքսինը գործում է սածիլից մինչև պտղի հասունություն: Աուքսինով վերահսկվող սածիլների մեսոկոտիլային երկարացում՝ շրջելի կարմիր լույսի արգելակմամբ; Երբ ինդոլեթաթթուն տեղափոխվում է ճյուղի ստորին կողմը, ճյուղը կառաջացնի գեոտրոպիզմ: Ֆոտոտրոպիզմը տեղի է ունենում, երբ ինդոլեթաթթուն տեղափոխվում է ճյուղերի հետին լուսավորված կողմ: Indoleacetic թթու առաջացրել է գագաթնակետին գերակայություն. տերևների ծերացման հետաձգում; Տերեւների վրա կիրառվող օքսինը արգելակում էր աբցիզացիան, մինչդեռ օքսինը, որը կիրառում էր քերծվածքի մոտակա ծայրին, նպաստում էր քերծվածքին: Օքսինը նպաստում է ծաղկմանը, դրդում է պարթենոկարպի զարգացումը և հետաձգում պտուղների հասունացումը։

Դիմել

Ինդոլեքացախաթթուն ունի լայն սպեկտր և բազմաթիվ կիրառումներ, սակայն այն սովորաբար չի օգտագործվում, քանի որ այն հեշտ է քայքայվել բույսերի մեջ և դուրս գալ: Վաղ փուլում այն ​​օգտագործվում էր լոլիկի պարթենոկարպոզ և պտղաբերություն առաջացնելու համար: Ծաղկման փուլում ծաղիկները ներծծվել են 3000 մգ/լ հեղուկով, որպեսզի ստացվի առանց սերմ լոլիկի պտուղ և բարելավվի պտղի ամրացման արագությունը: Ամենավաղ կիրառություններից մեկը եղել է հատումների արմատավորման խթանումը: Կտրոնների հիմքը 100-ից 1000 մգ/լ դեղորայքային լուծույթով թրջելը կարող է նպաստել թեյի ծառի, մաստակի, կաղնու ծառի, մետասեկվոյայի, պղպեղի և այլ մշակաբույսերի պատահական արմատների առաջացմանը և արագացնել սննդային վերարտադրության արագությունը: Բրնձի սածիլների արմատավորումը խթանելու համար օգտագործվել է 1~10 մգ/լ ինդոքացախաթթու և 10 մգ/լ օքսամիլին: 25-ից 400 մգ/լ հեղուկ քրիզանտեմը մեկ անգամ (ֆոտոպերոդիայի 9 ժամում), կարող է արգելակել ծաղկաբողբոջների առաջացումը, հետաձգել ծաղկումը։ Երկարատև արևի տակ աճը մինչև 10 -5 մոլ/լ կոնցենտրացիա, որը ցողվում է մեկ անգամ, կարող է մեծացնել էգ ծաղիկները: Բազուկի սերմերի մշակումը նպաստում է բողբոջմանը և ավելացնում արմատային պալարների բերքատվությունը և շաքարի պարունակությունը:

Աուքսինի ներածություն
Ներածություն

Օքսինը (աուկսին) էնդոգեն հորմոնների դաս է, որը պարունակում է չհագեցած անուշաբույր օղակ և քացախաթթվի կողային շղթա, անգլերեն հապավումը IAA, միջազգային ընդհանուր, ինդոլ քացախաթթու (IAA): 1934 թվականին Գուո Գե և այլք. այն նույնացրել է որպես ինդոլ քացախաթթու, ուստի ընդունված է հաճախ օգտագործել ինդոլ քացախաթթուն՝ որպես ավքսինի հոմանիշ: Օքսինը սինթեզվում է ընդլայնված երիտասարդ տերևներում և գագաթային մերիստեմում և կուտակվում է վերևից հիմք ֆլոեմի երկար հեռավորությունների տեղափոխման միջոցով: Արմատները նաև արտադրում են ավքսին, որը տեղափոխվում է ներքևից վեր։ Օքսինը բույսերում առաջանում է տրիպտոֆանից մի շարք միջանկյալ նյութերի միջոցով։ Հիմնական երթուղին անցնում է ինդոլեացետալդեհիդով: Ինդոլ ացետալդեհիդը կարող է ձևավորվել տրիպտոֆանի օքսիդացումից և դեամինացիայից մինչև ինդոլ պիրուվատ, այնուհետև դեկարբոքսիլացվել, կամ կարող է ձևավորվել տրիպտոֆանի տրիպտամինի օքսիդացումից և դեամինացիայից: Այնուհետև ինդոլ ացետալդեհիդը վերաօքսիդացվում է ինդոլ քացախաթթվի: Մեկ այլ հնարավոր սինթետիկ ուղի է տրիպտոֆանի փոխարկումը ինդոլ ացետոնիտրիլից ինդոլ քացախաթթվի: Ինդոլեքացախաթթուն կարող է ապաակտիվացվել՝ կապելով ասպարթթվի հետ ինդոլացետիլասպարտիկ թթուն, ինոզիտոլը՝ ինդոլեքացախաթթվին՝ ինոզիտոլին, գլյուկոզը՝ գլյուկոզիդին, իսկ սպիտակուցը՝ ինդոլացետաթթու-սպիտակուցային համալիրին: Կապակցված ինդոլաքացախաթթուն սովորաբար կազմում է բույսերի ինդոլաքացախաթթվի 50-90%-ը, որը կարող է լինել ուկսինի պահեստային ձև բույսերի հյուսվածքներում: Ինդոլեքացախաթթուն կարող է քայքայվել ինդոլաքացախաթթվի օքսիդացման միջոցով, որը տարածված է բույսերի հյուսվածքներում։ Օքսիններն ունեն բազմաթիվ ֆիզիոլոգիական ազդեցություններ, որոնք կապված են դրանց կոնցենտրացիայի հետ։ Ցածր կոնցենտրացիան կարող է խթանել աճը, բարձր կոնցենտրացիան կխանգարի աճին և նույնիսկ կստիպի բույսը մահանալ, այս արգելակումը կապված է այն բանի հետ, թե արդյոք այն կարող է առաջացնել էթիլենի ձևավորում: Օքսինի ֆիզիոլոգիական ազդեցությունը դրսևորվում է երկու մակարդակով. Բջջային մակարդակում աուքսինը կարող է խթանել կամբիումի բջիջների բաժանումը. ճյուղային բջիջների երկարացման խթանում և արմատային բջիջների աճի արգելակում; Նպաստում է քսիլեմի և ֆլոեմի բջիջների տարբերակմանը, խթանում է մազերի կտրող արմատները և կարգավորում կոլուսի մորֆոգենեզը: Օրգանների և ամբողջ բույսի մակարդակում ավքսինը գործում է սածիլից մինչև պտղի հասունություն: Աուքսինով վերահսկվող սածիլների մեսոկոտիլային երկարացում՝ շրջելի կարմիր լույսի արգելակմամբ; Երբ ինդոլեթաթթուն տեղափոխվում է ճյուղի ստորին կողմը, ճյուղը կառաջացնի գեոտրոպիզմ: Ֆոտոտրոպիզմը տեղի է ունենում, երբ ինդոլեթաթթուն տեղափոխվում է ճյուղերի հետին լուսավորված կողմ: Indoleacetic թթու առաջացրել է գագաթնակետին գերակայություն. տերևների ծերացման հետաձգում; Տերեւների վրա կիրառվող օքսինը արգելակում էր աբցիզացիան, մինչդեռ օքսինը, որը կիրառում էր քերծվածքի մոտակա ծայրին, նպաստում էր քերծվածքին: Օքսինը նպաստում է ծաղկմանը, դրդում է պարթենոկարպի զարգացումը և հետաձգում պտուղների հասունացումը։ Ինչ-որ մեկը հորինել է հորմոնալ ընկալիչների գաղափարը: Հորմոնային ընկալիչը մեծ մոլեկուլային բջիջների բաղադրիչ է, որը հատուկ կապվում է համապատասխան հորմոնին և այնուհետև սկսում է մի շարք ռեակցիաներ: Ինդոլեքացախաթթվի և ընկալիչի համալիրն ունի երկու ազդեցություն. նախ՝ այն գործում է թաղանթային սպիտակուցների վրա՝ ազդելով միջին թթվայնացման, իոնային պոմպի տեղափոխման և լարվածության փոփոխության վրա, որն արագ ռեակցիա է (< 10 րոպե); Երկրորդը նուկլեինաթթուների վրա ազդելն է՝ առաջացնելով բջջային պատի փոփոխություններ և սպիտակուցի սինթեզ, որը դանդաղ ռեակցիա է (10 րոպե): Միջին թթվայնացումը կարևոր պայման է բջիջների աճի համար: Ինդոլաքացախաթթուն կարող է ակտիվացնել պլազմային մեմբրանի վրա ATP (ադենոզին տրիֆոսֆատ) ֆերմենտը, խթանել ջրածնի իոնների հոսքը բջջից, նվազեցնել միջավայրի pH արժեքը, որպեսզի ֆերմենտը ակտիվանա, հիդրոլիզացնի բջջային պատի պոլիսախարիդը, որպեսզի բջջային պատը ընդլայնվի և բջիջը փափկի: Ինդոլեքացախաթթվի կիրառումը հանգեցրեց հատուկ սուրհանդակային ՌՆԹ-ի (mRNA) հաջորդականությունների առաջացմանը, ինչը փոխեց սպիտակուցի սինթեզը: Ինդոլեքացախաթթվով բուժումը նաև փոխեց բջջային պատի առաձգականությունը՝ թույլ տալով բջիջների աճը շարունակել: Աուկսինի աճը խթանող ազդեցությունը հիմնականում նպաստում է բջիջների աճին, հատկապես բջիջների երկարացմանը և չունի ազդեցություն բջիջների բաժանման վրա: Բույսի այն հատվածը, որը զգում է լույսի գրգռումը, գտնվում է ցողունի ծայրում, բայց ճկվող մասը՝ ծայրի ստորին մասում, ինչը պայմանավորված է նրանով, որ ծայրից ներքև գտնվող բջիջները աճում և ընդլայնվում են, և սա աքսինի նկատմամբ ամենազգայուն շրջանն է, հետևաբար ավքսինը ամենամեծ ազդեցությունն ունի նրա աճի վրա: Ծերացող հյուսվածքների աճի հորմոնը չի գործում: Աուքսինը կարող է նպաստել մրգերի զարգացմանը և հատումների արմատավորմանը, պատճառն այն է, որ օքսինը կարող է փոխել սննդանյութերի բաշխումը բույսի մեջ, և ավելի շատ սննդանյութեր են ստացվում օքսինի հարուստ բաշխմամբ մասում՝ ձևավորելով բաշխման կենտրոն։ Օքսինը կարող է առաջացնել առանց սերմերի լոլիկի ձևավորում, քանի որ չբեղմնավորված լոլիկի բողբոջներն օքսինով բուժելուց հետո լոլիկի բողբոջը դառնում է սննդանյութերի բաշխման կենտրոն, և տերևների ֆոտոսինթեզի արդյունքում ստացված սննդանյութերը շարունակաբար տեղափոխվում են ձվարան, և ձվարանը զարգանում է:

Արտադրում, տեղափոխում և բաշխում

Օքսինի սինթեզի հիմնական մասերն են մերիստանտ հյուսվածքները, հիմնականում երիտասարդ բողբոջները, տերևները և զարգացող սերմերը։ Օքսինը տարածված է բույսի մարմնի բոլոր օրգաններում, բայց համեմատաբար կենտրոնացած է բուռն աճի մասերում, ինչպիսիք են կոլեոպեդիան, բողբոջները, արմատի ծայրի մերիստեմը, կամբիումը, զարգացող սերմերն ու պտուղները։ Բույսերում օքսինի տեղափոխման երեք եղանակ կա՝ կողային, բևեռային և ոչ բևեռային տրանսպորտ։ Կողմնակի փոխադրում (օքսինի հետին լույսի փոխադրում կոլեոպտիլի ծայրում, որը առաջանում է միակողմանի լույսի հետևանքով, մակերևույթի կողային տեղափոխում բույսերի արմատներում և ցողուններում, երբ լայնակի են): Բևեռային տրանսպորտ (ձևաբանության վերին ծայրից մինչև մորֆոլոգիայի ստորին վերջ): Ոչ բևեռային տրանսպորտ (հասուն հյուսվածքներում ավքսինը կարող է ոչ բևեռային փոխադրվել ֆլոեմի միջոցով):

Ֆիզիոլոգիական գործողության երկակիությունը

Ավելի ցածր կոնցենտրացիան նպաստում է աճին, ավելի բարձր կոնցենտրացիան արգելակում է աճը: Բույսերի տարբեր օրգանները տարբեր պահանջներ ունեն ավքսինի օպտիմալ կոնցենտրացիայի համար: Օպտիմալ կոնցենտրացիան եղել է մոտ 10E-10mol/L արմատների համար, 10E-8mol/L բողբոջների համար և 10E-5mol/L ցողունների համար: Արտադրության մեջ հաճախ օգտագործվում են օքսինի անալոգներ (օրինակ՝ նաֆթալինի քացախաթթու, 2, 4-D և այլն)՝ բույսերի աճը կարգավորելու համար։ Օրինակ, երբ լոբի բողբոջներ են արտադրվում, ցողունի աճի համար հարմար կոնցենտրացիան օգտագործվում է լոբի բողբոջները բուժելու համար: Արդյունքում արմատներն ու բողբոջները արգելակվում են, իսկ հիպոկոտիլից զարգացած ցողունները շատ զարգացած են։ Բույսերի ցողունի աճի գագաթնակետային առավելությունը որոշվում է ավքսինի համար բույսերի տրանսպորտային բնութագրերով և աուկսինի ֆիզիոլոգիական ազդեցությունների երկակիությամբ: Բույսի ցողունի գագաթային բողբոջը օքսինի արտադրության ամենաակտիվ մասն է, բայց գագաթային բողբոջում արտադրված ուկսինի կոնցենտրացիան ակտիվ փոխադրման միջոցով անընդհատ տեղափոխվում է ցողուն, ուստի բուն բողբոջում ուկսինի կոնցենտրացիան բարձր չէ, մինչդեռ երիտասարդ ցողունում կոնցենտրացիան ավելի բարձր է: Այն առավել հարմար է ցողունի աճի համար, բայց ունի արգելակող ազդեցություն բողբոջների վրա: Որքան բարձր է օքսինի կոնցենտրացիան վերին բողբոջին ավելի մոտ դիրքում, այնքան ուժեղ է արգելակող ազդեցությունը կողային բողբոջի վրա, ինչի պատճառով շատ բարձրահասակ բույսեր ձևավորում են պագոդա: Այնուամենայնիվ, ոչ բոլոր բույսերն ունեն գագաթնակետի ուժեղ գերիշխանություն, և որոշ թփեր սկսում են քայքայվել կամ նույնիսկ փոքրանալ գագաթային բողբոջի զարգացումից հետո որոշ ժամանակով, կորցնելով սկզբնական գագաթային գերիշխանությունը, ուստի թփի ծառի ձևը պագոդա չէ: Քանի որ օքսինի բարձր կոնցենտրացիան արգելակում է բույսերի աճը, ուկսինի անալոգների բարձր կոնցենտրացիայի արտադրությունը կարող է օգտագործվել նաև որպես թունաքիմիկատներ, հատկապես երկշաքիլավոր մոլախոտերի համար:

Օքսինի անալոգներ՝ NAA, 2, 4-D: Քանի որ օքսինը բույսերում քիչ քանակությամբ կա, և այն հեշտ չէ պահպանել։ Բույսերի աճը կարգավորելու համար քիմիական սինթեզի միջոցով մարդիկ գտել են ավքսինի անալոգներ, որոնք ունեն նմանատիպ ազդեցություն և կարող են զանգվածային արտադրվել և լայնորեն օգտագործվել գյուղատնտեսական արտադրության մեջ։ Երկրի ձգողականության ազդեցությունը օքսինների բաշխման վրա. ցողունների ֆոնային աճը և արմատների գետնի աճը պայմանավորված են երկրի ձգողականությամբ, պատճառն այն է, որ երկրային գրավիտացիան առաջացնում է աքսինի անհավասար բաշխում, որն ավելի շատ բաշխված է ցողունի մոտակայքում և ավելի քիչ՝ հետևի մասում: Քանի որ ցողունում օքսինի օպտիմալ կոնցենտրացիան բարձր էր, ցողունի մոտակա մասում ավելի շատ օքսին նպաստեց դրան, ուստի ցողունի մոտ կողմը աճեց ավելի արագ, քան հետևի կողմը և պահպանեց ցողունի վերև աճը: Արմատների համար, քանի որ արմատներում օքսինի օպտիմալ կոնցենտրացիան շատ ցածր է, հողի մոտ ավելի շատ օքսինն արգելակող ազդեցություն ունի արմատային բջիջների աճի վրա, ուստի գետնի մոտ աճը ավելի դանդաղ է, քան հետևի մասում, և պահպանվում է արմատների գեոտրոպիկ աճը: Առանց ձգողականության, արմատները պարտադիր չէ, որ աճեն: Անկշռության ազդեցությունը բույսերի աճի վրա. արմատների աճը դեպի գետնին և ցողունի աճը գետնից հեռու առաջանում է երկրային ձգողականության պատճառով, որը պայմանավորված է երկրագնդի ձգողության ինդուկցիայի տակ աքսինի անհավասար բաշխմամբ: Տիեզերքի անկշիռ վիճակում, ձգողականության կորստի պատճառով, ցողունի աճը կկորցնի իր հետամնացությունը, իսկ արմատները նույնպես կկորցնեն հողի աճի բնութագրերը։ Այնուամենայնիվ, ցողունի աճի գագաթնակետային առավելությունը դեռ գոյություն ունի, և ավքսինի բևեռային փոխադրումը չի ազդում գրավիտացիայից: