Өсімдік гормонының ең жақсы бағалары Индол-3-сірке қышқылы Iaa

Натуретра

Индолсірке қышқылы - органикалық зат. Таза өнімдер - түссіз жапырақ кристалдары немесе кристалды ұнтақтар. Жарыққа ұшыраған кезде қызғылт түске айналады. Балқу температурасы 165-166℃ (168-170℃). Сусыз этанолда, этилацетатта, дихлорэтанда ериді, эфирде және ацетонда ериді. Бензолда, толуолда, бензинде және хлороформда ерімейді. Суда ерімейтіндіктен, оның сулы ерітіндісі ультракүлгін сәулемен ыдырауы мүмкін, бірақ көрінетін жарыққа тұрақты. Натрий тұзы мен калий тұзы қышқылдың өзіне қарағанда тұрақтырақ және суда оңай ериді. 3-метилиндолға (скатинге) оңай декарбоксилденеді. Ол өсімдіктің өсуіне екі жақты әсер етеді және өсімдіктің әртүрлі бөліктері оған әртүрлі сезімталдыққа ие, әдетте тамыры бүршіктен үлкенірек, сабақтан үлкенірек. Әр түрлі өсімдіктер оған әртүрлі сезімталдыққа ие.

Дайындау әдісі

3-индол ацетонитрилі индол, формальдегид және калий цианидін 150°C, 0,9~1 МПа температурада реакциялау арқылы түзіледі, содан кейін калий гидроксидімен гидролизденеді. Немесе индолдың гликоль қышқылымен реакциялау арқылы түзіледі. 3 л тот баспайтын болаттан жасалған автоклавқа 270 г (4,1 моль)85% калий гидроксиді, 351 г (3 моль) индол қосылды, содан кейін 360 г (3,3 моль)70% гидроксисірке қышқылының сулы ерітіндісі баяу қосылды. 250°C дейін жабық қыздырыңыз, 18 сағат араластырыңыз. 50°C-тан төмен температураға дейін суытыңыз, 500 мл су қосыңыз және калий индол-3-ацетатын еріту үшін 100°C температурада 30 минут араластырыңыз. 25°C дейін суытыңыз, автоклав материалын суға құйыңыз және жалпы көлемі 3 л болғанша су қосыңыз. Сулы қабат 500 мл этил эфирімен экстракцияланды, 20-30°C температурада тұз қышқылымен қышқылдандырылды және индол-3-сірке қышқылымен тұндырылды. Сүзіп, суық суда жуыңыз, жарықтан алыс кептіріңіз, өнім 455-490 г.

Биохимиялық маңызы

Мүлік

Жарық пен ауада оңай ыдырайды, ұзақ сақтауға жарамайды. Адамдар мен жануарлар үшін қауіпсіз. Ыстық суда, этанолда, ацетонда, эфирде және этилацетатта ериді, суда, бензолда, хлороформда аздап ериді; сілтілі ерітіндіде тұрақты және алдымен аз мөлшерде 95% спиртте ерітіледі, содан кейін таза өнімді кристалдау арқылы дайындалған кезде тиісті мөлшерге дейін суда ерітіледі.

Қолдану

Өсімдіктердің өсуін стимулятор және аналитикалық реагент ретінде қолданылады. 3-индол сірке қышқылы және 3-индол ацетальдегиді, 3-индол ацетонитрил және аскорбин қышқылы сияқты басқа да ауксин заттары табиғатта табиғи түрде кездеседі. Өсімдіктердегі 3-индол сірке қышқылының биосинтезінің прекурсоры - триптофан. Ауксиннің негізгі рөлі - өсімдіктің өсуін реттеу, тек өсуді ынталандыру ғана емес, сонымен қатар өсу мен мүшелердің құрылысын тежеу. Ауксин өсімдік жасушаларында бос күйінде ғана емес, сонымен қатар биополимер қышқылымен және т.б. тығыз байланысқан ауксинде де болады. Ауксин сонымен қатар индол-ацетил аспарагин, апентоза индол-ацетил глюкоза және т.б. сияқты арнайы заттармен конъюгация түзеді. Бұл жасушада ауксинді сақтау әдісі, сондай-ақ артық ауксиннің уыттылығын жоюдың детоксикация әдісі болуы мүмкін.

Әсер

Өсімдік ауксині. Өсімдіктерде ең көп таралған табиғи өсу гормоны - индолсірке қышқылы. Индолсірке қышқылы өсімдік өркендерінің, өркендерінің, көшеттерінің және т.б. жоғарғы бүршік ұшының түзілуіне ықпал ете алады. Оның ізашары - триптофан. Индолсірке қышқылы -өсімдік өсу гормоныСоматиннің концентрациясына байланысты көптеген физиологиялық әсерлері бар. Төмен концентрация өсуді ынталандыруы мүмкін, жоғары концентрация өсуді тежейді және тіпті өсімдіктің өліміне әкеледі, бұл тежелу этиленнің түзілуін тудыруы мүмкін бе деген сұраққа байланысты. Ауксиннің физиологиялық әсері екі деңгейде көрінеді. Жасуша деңгейінде ауксин камбий жасушаларының бөлінуін ынталандыра алады; бұтақ жасушаларының ұзаруын ынталандырады және тамыр жасушаларының өсуін тежейді; ксилема мен флоэма жасушаларының дифференциациясын ынталандырады, түктердің кесілуін ынталандырады және каллус морфогенезін реттейді. Орган және бүкіл өсімдік деңгейінде ауксин көшеттен жемістің жетілуіне дейін әсер етеді. Ауксин көшет мезокотильді ұзаруын қайтымды қызыл жарық тежеуімен басқарады; Индолсірке қышқылы бұтақтың төменгі жағына ауысқанда, бұтақ геотропизмді тудырады. Фототропизм индолсірке қышқылы бұтақтардың артқы жарықтандырылған жағына ауысқанда пайда болады. Индолсірке қышқылы шыңның үстемдігін тудырды. Жапырақтың қартаюын кешіктіреді; Жапырақтарға жағылған ауксин сабақтың сіңуін тежейді, ал сабақтың сіңуінің проксимальды ұшына жағылған ауксин сабақтың сіңуін арттырады. Ауксин гүлденуді күшейтеді, партенокарпияның дамуын тудырады және жемістің пісуін кешіктіреді.

Қолдану

Индолсірке қышқылының кең спектрі және көптеген қолданылуы бар, бірақ ол өсімдіктердің ішінде де, сыртында да оңай ыдырайтындықтан кеңінен қолданылмайды. Ерте кезеңде ол қызанақтың партенокарпты және жеміс пісуін тудыру үшін қолданылды. Гүлдену кезеңінде гүлдер тұқымсыз қызанақ жемісін қалыптастыру және жеміс пісу жылдамдығын жақсарту үшін 3000 мг/л сұйықтықпен суланған. Ең алғашқы қолданыстардың бірі қалемшелердің тамырлануын жақсарту болды. Қалемшелердің түбін 100-ден 1000 мг/л-ге дейін дәрілік ерітіндімен сулау шай ағашының, сағыз ағашының, емен ағашының, метасеквойяның, бұрыштың және басқа да дақылдардың қосымша тамырларының пайда болуын және қоректік көбею жылдамдығын арттырады. Күріш көшеттерінің тамырлануын жақсарту үшін 1-10 мг/л индолсірке қышқылы және 10 мг/л оксамилин қолданылды. Хризантеманы бір рет (фотопериодтың 9 сағатында) 25-тен 400 мг/л-ге дейін сұйықтықпен бүрку гүл бүршіктерінің шығуын тежеп, гүлденуді кешіктіруі мүмкін. Ұзақ күн сәулесінде бір рет бүркіп, 10-5 моль/л концентрацияға дейін өсіру аналық гүлдердің өсуіне ықпал етеді. Қызылша тұқымын өңдеу өнуді жақсартады және тамыр түйнектерінің өнімділігі мен қант мөлшерін арттырады.

Ауксинге кіріспе
Кіріспе

Ауксин (ауксин) - қанықпаған хош иісті сақина мен сірке қышқылының бүйір тізбегі бар эндогендік гормондар класы, халықаралық кең таралған ағылшынша IAA қысқартылған атауы - индолсірке қышқылы (IAA). 1934 жылы Гуо Ге және т.б. оны индолсірке қышқылы деп анықтады, сондықтан индолсірке қышқылын ауксиннің синонимі ретінде жиі қолдану әдеттегідей. Ауксин созылған жас жапырақтарда және апикальды меристемада синтезделеді және флоэманың ұзақ қашықтыққа тасымалдануы арқылы жоғарыдан негізге жиналады. Тамырларда сонымен қатар төменнен жоғары тасымалданатын ауксин өндіріледі. Өсімдіктердегі ауксин триптофаннан бірқатар аралық өнімдер арқылы түзіледі. Негізгі жол - индолацетальдегид арқылы. Индол ацетальдегиді триптофанның индол пируватына дейін тотығуы және дезаминденуі, содан кейін декарбоксилденуі арқылы немесе триптофанның триптаминге дейін тотығуы және дезаминденуі арқылы түзілуі мүмкін. Индол ацетальдегиді индол сірке қышқылына қайта тотығады. Тағы бір мүмкін синтетикалық жол - триптофанды индол ацетонитрилінен индол сірке қышқылына айналдыру. Өсімдіктерде индол сірке қышқылын аспарагин қышқылымен индолацетиласпартик қышқылына, инозитолмен индол сірке қышқылымен инозитолға, глюкозамен глюкозидке және ақуызбен индол сірке қышқылы-ақуыз кешеніне байланысу арқылы инактивациялауға болады. Байланысқан индол сірке қышқылы әдетте өсімдіктердегі индол сірке қышқылының 50-90%-ын құрайды, бұл өсімдік тіндерінде ауксиннің сақтау түрі болуы мүмкін. Индол сірке қышқылы өсімдік тіндерінде жиі кездесетін индол сірке қышқылының тотығуы арқылы ыдырауы мүмкін. Ауксиндердің көптеген физиологиялық әсерлері бар, олар олардың концентрациясына байланысты. Төмен концентрация өсуді ынталандыруы мүмкін, жоғары концентрация өсуді тежейді және тіпті өсімдіктің өліміне әкеледі, бұл тежелу оның этиленнің түзілуін тудыруы мүмкін бе, жоқ па, соған байланысты. Ауксиннің физиологиялық әсерлері екі деңгейде көрінеді. Жасуша деңгейінде ауксин камбий жасушаларының бөлінуін ынталандыра алады; бұтақ жасушаларының ұзаруын ынталандырады және тамыр жасушаларының өсуін тежейді; ксилема мен флоэма жасушаларының дифференциациясын ынталандырады, түктердің кесілуіне ықпал етеді және каллус морфогенезін реттейді. Орган және бүкіл өсімдік деңгейінде ауксин көшеттен жемістің жетілуіне дейін әсер етеді. Ауксин көшет мезокотильді ұзаруын қайтымды қызыл жарықтың тежелуі арқылы басқарады; Индолсірке қышқылы бұтақтың төменгі жағына ауысқанда, бұтақ геотропизмді тудырады. Фототропизм индолсірке қышқылы бұтақтардың артқы жарықтандырылған жағына ауысқанда пайда болады. Индолсірке қышқылы ұштың басым болуын тудырды. Жапырақтың қартаюын кешіктіреді; Жапырақтарға жағылған ауксин жапырақтардың абсцизиясын тежейді, ал жапырақтардың проксимальды ұшына жағылған ауксин жапырақтардың абсцизиясын ынталандырады. Ауксин гүлденуді ынталандырады, партенокарпияның дамуын тудырады және жемістердің пісуін кешіктіреді. Біреу гормон рецепторлары туралы тұжырымдама ойлап тапты. Гормон рецепторы - бұл тиісті гормонға арнайы байланысатын және содан кейін бірқатар реакцияларды бастайтын үлкен молекулалық жасуша компоненті. Индолсірке қышқылы мен рецептор кешенінің екі әсері бар: біріншіден, ол мембраналық ақуыздарға әсер етеді, ортаның қышқылдануына, иондық сорғының тасымалдануына және кернеудің өзгеруіне әсер етеді, бұл жылдам реакция (<10 минут); Екіншісі - нуклеин қышқылдарына әсер ету, жасуша қабырғасының өзгеруіне және ақуыз синтезіне әкеледі, бұл баяу реакция (10 минут). Ортаның қышқылдануы жасуша өсуінің маңызды шарты болып табылады. Индолсірке қышқылы плазмалық мембранадағы АТФ (аденозинтрифосфат) ферментін белсендіре алады, сутегі иондарының жасушадан шығуын ынталандырады, ортаның рН мәнін төмендетеді, осылайша фермент белсендіріледі, жасуша қабырғасының полисахариді гидролизденеді, осылайша жасуша қабырғасы жұмсарады және жасуша кеңейеді. Индолсірке қышқылын енгізу ақуыз синтезін өзгерткен арнайы хабаршы РНҚ (мРНҚ) тізбектерінің пайда болуына әкелді. Индолсірке қышқылымен емдеу жасуша қабырғасының серпімділігін де өзгертті, бұл жасуша өсуінің жалғасуына мүмкіндік берді. Ауксиннің өсуді ынталандыру әсері негізінен жасушалардың өсуін, әсіресе жасушалардың ұзаруын ынталандыру болып табылады және жасушаның бөлінуіне әсер етпейді. Өсімдіктің жарықтың тітіркенуін сезетін бөлігі сабақтың ұшында, ал иілетін бөлігі ұштың төменгі бөлігінде орналасқан, себебі ұштың астындағы жасушалар өсіп, кеңейіп, бұл ауксинге ең сезімтал кезең, сондықтан ауксин оның өсуіне ең үлкен әсер етеді. Қартаю тіндерінің өсу гормоны жұмыс істемейді. Ауксиннің жемістердің дамуына және кесінділердің тамырлануына ықпал етуінің себебі, ауксин өсімдіктегі қоректік заттардың таралуын өзгерте алады және ауксинге бай таралуы бар бөлікте көбірек қоректік заттар алынады, бұл таралу орталығын құрайды. Ауксин тұқымсыз қызанақтың пайда болуын тудыруы мүмкін, себебі ұрықтанбаған қызанақ бүршіктерін ауксинмен өңдегеннен кейін, қызанақ бүршігінің аналық безі қоректік заттардың таралу орталығына айналады, ал жапырақтардың фотосинтезі нәтижесінде пайда болған қоректік заттар үздіксіз аналық безге тасымалданады және аналық без дамиды.

Өндіріс, тасымалдау және тарату

Ауксин синтезінің негізгі бөліктері - меристанттық тіндер, негізінен жас бүршіктер, жапырақтар және дамып келе жатқан тұқымдар. Ауксин өсімдік денесінің барлық мүшелерінде таралған, бірақ ол қарқынды өсу бөліктерінде, мысалы, колеопедияда, бүршіктерде, тамырдың жоғарғы меристемасында, камбийде, дамып келе жатқан тұқымдар мен жемістерде салыстырмалы түрде шоғырланған. Өсімдіктерде ауксин тасымалдаудың үш жолы бар: бүйірлік тасымалдау, полярлық тасымалдау және полярлық емес тасымалдау. Бүйірлік тасымалдау (біржақты жарықтан туындайтын колеоптильдің ұшындағы ауксиннің артқы жарықпен тасымалдануы, көлденең кезде өсімдіктердің тамырлары мен сабақтарында ауксиннің жерге жақын бүйірлік тасымалдануы). Полярлық тасымалдау (морфологияның жоғарғы шетінен морфологияның төменгі шетіне дейін). Полярлық емес тасымалдау (жетілген тіндерде ауксин флоэма арқылы полярлық емес тасымалдануы мүмкін).

Физиологиялық әрекеттің екіұштылығы

Төмен концентрация өсуді ынталандырады, жоғары концентрация өсуді тежейді. Әр түрлі өсімдік мүшелерінде ауксиннің оңтайлы концентрациясына қойылатын талаптар әртүрлі. Оңтайлы концентрация тамырлар үшін шамамен 10E-10моль/л, бүршіктер үшін 10E-8моль/л және сабақтар үшін 10E-5моль/л болды. Ауксин аналогтары (мысалы, нафталин сірке қышқылы, 2, 4-D және т.б.) көбінесе өсімдіктердің өсуін реттеу үшін өндірісте қолданылады. Мысалы, бұршақ өскіндері өсірілген кезде, сабақтың өсуіне қолайлы концентрация бұршақ өскіндерін өңдеу үшін қолданылады. Нәтижесінде тамырлар мен бүршіктер тежеледі, ал гипокотилден дамыған сабақтар өте дамыған болады. Өсімдік сабағының өсуінің шыңдық артықшылығы өсімдіктердің ауксинді тасымалдау сипаттамаларымен және ауксиннің физиологиялық әсерінің қос жақтылығымен анықталады. Өсімдік сабағының ұштық бүршігі ауксин өндірісінің ең белсенді бөлігі болып табылады, бірақ ұштық бүршікте өндірілген ауксин концентрациясы белсенді тасымалдау арқылы сабаққа үнемі тасымалданады, сондықтан ұштық бүршіктің өзіндегі ауксин концентрациясы жоғары емес, ал жас сабақтағы концентрация жоғары. Ол сабақтың өсуіне ең қолайлы, бірақ бүршіктерге тежегіш әсер етеді. Жоғарғы бүршікке жақын жерде ауксин концентрациясы неғұрлым жоғары болса, бүйірлік бүршікке тежегіш әсер соғұрлым күшті болады, сондықтан көптеген биік өсімдіктер пагода пішінін құрайды. Дегенмен, барлық өсімдіктерде ұштық басымдылық күшті емес, ал кейбір бұталар ұштық бүршіктің дамуынан кейін біраз уақыт бойы ыдырай бастайды немесе тіпті кішірейе бастайды, бастапқы ұштық басымдылығын жоғалтады, сондықтан бұтаның ағаш пішіні пагода емес. Ауксиннің жоғары концентрациясы өсімдіктердің өсуін тежейтін әсерге ие болғандықтан, ауксин аналогтарының жоғары концентрациясын өндіруді гербицид ретінде де пайдалануға болады, әсіресе қосжарнақты арамшөптерге қарсы.

Ауксин аналогтары: NAA, 2, 4-D. Ауксин өсімдіктерде аз мөлшерде болатындықтан және оны сақтау оңай емес. Өсімдіктердің өсуін реттеу үшін химиялық синтез арқылы адамдар ұқсас әсер ететін және жаппай өндірілетін және ауылшаруашылық өндірісінде кеңінен қолданылатын ауксин аналогтарын тапты. Жердің тартылыс күшінің ауксиннің таралуына әсері: сабақтардың фондық өсуі және тамырлардың жердегі өсуі жердің тартылыс күшінен туындайды, себебі жердің тартылыс күші ауксиннің біркелкі емес таралуын тудырады, ол сабақтың жақын жағында көбірек, ал артқы жағында аз таралады. Сабақтағы ауксиннің оңтайлы концентрациясы жоғары болғандықтан, сабақтың жақын жағындағы ауксиннің көп болуы оны күшейтті, сондықтан сабақтың жақын жағы артқы жағына қарағанда тезірек өсті және сабақтың жоғары қарай өсуін сақтады. Тамырларда ауксиннің оңтайлы концентрациясы өте төмен болғандықтан, жер бетіне жақын жердегі ауксиннің көп болуы тамыр жасушаларының өсуіне тежеуші әсер етеді, сондықтан жер бетіне жақын жердегі өсу артқы жағына қарағанда баяу жүреді және тамырлардың геотропты өсуі сақталады. Тартылыс күші болмаса, тамырлар міндетті түрде төмен өспейді. Салмақсыздықтың өсімдіктің өсуіне әсері: тамырдың жерге қарай өсуі және сабақтың жерден алыс өсуі жердің тартылыс күшімен индукцияланады, бұл жердің тартылыс күші индукциясы кезінде ауксиннің біркелкі емес таралуынан туындайды. Кеңістіктің салмақсыз күйінде тартылыс күшінің жоғалуына байланысты сабақтың өсуі артта қалады, ал тамырлар да жердегі өсу сипаттамаларын жоғалтады. Дегенмен, сабақтың өсуінің шыңдық артықшылығы әлі де бар, ал ауксиннің полярлық тасымалына тартылыс күші әсер етпейді.