Rega Paling Apik Hormon Tanduran Asam Indole-3-Asetat Iaa

Nature

Asam indoleasetat iku zat organik. Produk murni awujud kristal godhong utawa bubuk kristal sing ora ana warnane. Asam iki malih dadi abang nalika kena cahya. Titik leleh 165-166℃ (168-170℃). Larut ing etanol anhidrat, etil asetat, dikloroetana, larut ing eter lan aseton. Ora larut ing benzena, toluena, bensin lan kloroform. Ora larut ing banyu, larutan banyune bisa diurai dening cahya ultraviolet, nanging stabil ing cahya sing katon. Uyah natrium lan uyah kalium luwih stabil tinimbang asam kasebut dhewe lan gampang larut ing banyu. Gampang didekarboksilasi dadi 3-metilindol (skatine). Asam iki nduweni dualitas kanggo pertumbuhan tanduran, lan bagean tanduran sing beda-beda nduweni sensitivitas sing beda-beda, umume oyot luwih gedhe tinimbang kuncup luwih gedhe tinimbang batang. Tanduran sing beda-beda nduweni sensitivitas sing beda-beda.

Cara persiapan

3-indol asetonitril dibentuk saka reaksi indol, formaldehida, lan kalium sianida ing suhu 150℃, 0,9~1MPa, banjur dihidrolisis nganggo kalium hidroksida. Utawa nganggo reaksi indol karo asam glikolat. Ing autoklaf baja tahan karat 3L, 270g(4,1mol)85% kalium hidroksida, 351g(3mol) indol ditambahake, banjur 360g(3,3mol)70% larutan asam hidroksi asetat ditambahake alon-alon. Dipanasake kanthi tertutup nganti 250℃, diaduk suwene 18 jam. Adhemke nganti kurang saka 50℃, tambahake 500ml banyu, lan aduk ing suhu 100℃ suwene 30 menit kanggo nglarutake kalium indole-3-asetat. Adhemke nganti 25℃, tuangake bahan autoklaf menyang banyu, lan tambahake banyu nganti volume total dadi 3L. Lapisan banyu diekstrak nganggo 500ml etil eter, diasamkan nganggo asam klorida ing suhu 20-30℃, lan diendapkan nganggo asam indole-3-asetat. Saring, wisuh nganggo banyu adhem, garingake supaya ora kena cahya, produk 455-490g.

Makna biokimia

Properti

Gampang bosok ing cahya lan udara, ora awet disimpen. Aman kanggo manungsa lan kewan. Larut ing banyu panas, etanol, aseton, eter lan etil asetat, rada larut ing banyu, benzena, kloroform; Stabil ing larutan alkali lan pisanan dilarutake ing alkohol 95% sithik banjur dilarutake ing banyu nganti jumlah sing cocog nalika disiapake nganggo kristalisasi produk murni.

Gunakake

Digunakake minangka stimulan pertumbuhan tanduran lan reagen analitis. Asam 3-indol asetat lan zat auksin liyane kayata 3-indol asetaldehida, 3-indol asetonitril lan asam askorbat ana kanthi alami ing alam. Prekursor biosintesis asam 3-indol asetat ing tanduran yaiku triptofan. Peran dhasar auksin yaiku kanggo ngatur pertumbuhan tanduran, ora mung kanggo ningkatake pertumbuhan, nanging uga kanggo nyegah pertumbuhan lan pembentukan organ. Auksin ora mung ana ing kahanan bebas ing sel tanduran, nanging uga ana ing auksin sing kaiket sing kaiket banget karo asam biopolimer, lan liya-liyane. Auksin uga mbentuk konjugasi karo zat khusus, kayata indole-asetil asparagin, apentosa indole-asetil glukosa, lan liya-liyane. Iki bisa uga minangka metode panyimpenan auksin ing sel, lan uga metode detoksifikasi kanggo mbusak keracunan auksin sing berlebihan.

Efek

Auksin tanduran. Hormon pertumbuhan alami sing paling umum ing tanduran yaiku asam indoleasetat. Asam indoleasetat bisa ningkatake pembentukan pucuk tunas ndhuwur tunas tanduran, tunas, tunas, lan liya-liyane. Prekursor yaiku triptofan. Asam indoleasetat minangkahormon pertumbuhan tanduranSomatin nduweni akeh efek fisiologis, sing ana gandhengane karo konsentrasine. Konsentrasi sing sithik bisa ningkatake wutah, konsentrasi sing dhuwur bakal nyegah wutah lan malah nggawe tanduran mati, inhibisi iki ana gandhengane karo apa bisa nyebabake pembentukan etilen. Efek fisiologis auksin diwujudake ing rong tingkat. Ing tingkat seluler, auksin bisa ngrangsang pembelahan sel kambium; Ngrangsang pemanjangan sel cabang lan nyegah wutah sel oyot; Ningkatake diferensiasi sel xilem lan floem, ningkatake oyot sing dipotong rambut lan ngatur morfogenesis kalus. Ing tingkat organ lan kabeh tanduran, auksin tumindak wiwit tunas nganti mateng woh. Auksin ngontrol pemanjangan mesokotil tunas kanthi inhibisi lampu abang sing bisa dibalikke; Nalika asam indoleasetat ditransfer menyang sisih ngisor cabang, cabang kasebut bakal ngasilake geotropisme. Fototropisme kedadeyan nalika asam indoleasetat ditransfer menyang sisih cabang sing disinari cahya mburi. Asam indoleasetat nyebabake dominasi puncak. Nundha penuaan godhong; Auksin sing diolesake ing godhong nyegah absisi, dene auksin sing diolesake ing ujung proksimal absisi ningkatake absisi. Auksin ningkatake kembangan, nyebabake perkembangan partenokarpi, lan nundha mateng woh.

Aplikasi

Asam indoleasetat nduweni spektrum sing amba lan akeh kegunaane, nanging ora umum digunakake amarga gampang rusak ing njero lan njaba tanduran. Ing tahap awal, digunakake kanggo ngindhuksi partenokarpus lan woh tomat. Ing tahap mekar, kembang direndhem nganggo cairan 3000 mg/l kanggo mbentuk woh tomat tanpa wiji lan nambah tingkat panen woh. Salah sawijining kegunaan paling awal yaiku kanggo ningkatake rooting stek. Rendhem pangkal stek nganggo 100 nganti 1000 mg/l larutan obat bisa ningkatake pembentukan oyot adventif wit teh, wit gum, wit ek, metasequoia, mrica lan tanduran liyane, lan nyepetake tingkat reproduksi nutrisi. 1 ~ 10 mg/l asam indoleasetat lan 10 mg/L oxamyline digunakake kanggo ningkatake rooting tunas pari. 25 nganti 400 mg/l semprotan krisan cair sapisan (sajrone 9 jam fotoperiode), bisa nyegah munculé kuncup kembang, lan nundha kembangan. Tandur ing srengenge sing suwe nganti konsentrasi 10-5 mol/l sing disemprot sapisan, bisa nambah kembang wadon. Ngolah wiji bit ningkatake perkecambahan lan nambah asil umbi oyot lan kandungan gula.

Pambuka kanggo auksin
Pambuka

Auxin (auxin) iku kelas hormon endogen sing ngandhut cincin aromatik tak jenuh lan rantai samping asam asetat, singkatan basa Inggris IAA, sing umum internasional, yaiku asam indole asetat (IAA). Ing taun 1934, Guo Ge et al. ngidentifikasi minangka asam indole asetat, mula biasane digunakake asam indole asetat minangka sinonim kanggo auxin. Auxin disintesis ing godhong enom sing dawa lan meristem apikal, lan dikumpulake saka ndhuwur menyang ngisor kanthi transportasi floem jarak jauh. Oyot uga ngasilake auxin, sing diangkut saka ngisor munggah. Auxin ing tanduran dibentuk saka triptofan liwat serangkaian zat antara. Rute utama yaiku liwat indoleasetaldehida. Indole asetaldehida bisa dibentuk kanthi oksidasi lan deaminasi triptofan dadi indole piruvat banjur didekarboksilasi, utawa bisa dibentuk kanthi oksidasi lan deaminasi triptofan dadi triptamin. Indole asetaldehida banjur dioksidasi maneh dadi asam indole asetat. Rute sintetik liyane sing bisa ditindakake yaiku konversi triptofan saka indole asetonitril dadi asam indole asetat. Asam indole asetat bisa diinaktivasi kanthi ngiket karo asam aspartat dadi asam indole asetilaspartat, inositol dadi asam indole asetat dadi inositol, glukosa dadi glukosida, lan protein dadi kompleks asam indole asetat-protein ing tanduran. Asam indole asetat sing kaiket biasane nyumbang 50-90% asam indole asetat ing tanduran, sing bisa uga dadi bentuk panyimpenan auksin ing jaringan tanduran. Asam indole asetat bisa diurai kanthi oksidasi asam indole asetat, sing umum ing jaringan tanduran. Auksin duwe akeh efek fisiologis, sing ana gandhengane karo konsentrasine. Konsentrasi sing sithik bisa ningkatake pertumbuhan, konsentrasi sing dhuwur bakal nyegah pertumbuhan lan malah nggawe tanduran mati, inhibisi iki ana gandhengane karo apa bisa nyebabake pembentukan etilen. Efek fisiologis auksin diwujudake ing rong tingkat. Ing tingkat seluler, auksin bisa ngrangsang pembelahan sel kambium; Ngrangsang pemanjangan sel cabang lan nyegah pertumbuhan sel oyot; Ningkatake diferensiasi sel xilem lan floem, ningkatake oyot sing ngethok rambut lan ngatur morfogenesis kalus. Ing tingkat organ lan kabeh tanduran, auksin tumindak wiwit tunas nganti woh mateng. Auksin ngontrol pemanjangan mesokotil tunas kanthi inhibisi lampu abang sing bisa dibalikke; Nalika asam indoleasetat ditransfer menyang sisih ngisor cabang, cabang kasebut bakal ngasilake geotropisme. Fototropisme kedadeyan nalika asam indoleasetat ditransfer menyang sisih cabang sing disinari cahya mburi. Asam indoleasetat nyebabake dominasi puncak. Nundha penuaan godhong; Auksin sing ditrapake ing godhong nyegah absisi, dene auksin sing ditrapake ing ujung proksimal absisi ningkatake absisi. Auksin ningkatake kembangan, nyebabake perkembangan partenokarpi, lan nundha mateng woh. Ana wong sing nemokake konsep reseptor hormon. Reseptor hormon minangka komponen sel molekul gedhe sing kaiket khusus karo hormon sing cocog lan banjur miwiti serangkaian reaksi. Kompleks asam indoleasetat lan reseptor nduweni rong efek: pisanan, tumindak ing protein membran, mengaruhi pengasaman medium, transportasi pompa ion lan owah-owahan tegangan, sing minangka reaksi cepet (< 10 menit); Kapindho yaiku tumindak marang asam nukleat, nyebabake owah-owahan dinding sel lan sintesis protein, sing minangka reaksi alon (10 menit). Pengasaman medium minangka kondisi penting kanggo pertumbuhan sel. Asam indoleasetat bisa ngaktifake enzim ATP (adenosin trifosfat) ing membran plasma, ngrangsang ion hidrogen supaya metu saka sel, nyuda nilai pH medium, saengga enzim kasebut diaktifake, nghidrolisis polisakarida dinding sel, saengga dinding sel dadi alus lan sel dadi luwih gedhe. Pemberian asam indoleasetat nyebabake munculé urutan RNA messenger (mRNA) tartamtu, sing ngowahi sintesis protein. Perawatan asam indoleasetat uga ngowahi elastisitas dinding sel, saengga pertumbuhan sel bisa terus maju. Efek promosi pertumbuhan auksin utamane kanggo ningkatake pertumbuhan sel, utamane pemanjangan sel, lan ora ana pengaruh ing pembelahan sel. Bagean tanduran sing ngrasakake rangsangan cahya ana ing pucuk batang, nanging bagean sing mlengkung ana ing sisih ngisor pucuk, amarga sel-sel ing ngisor pucuk tuwuh lan ngembang, lan iki minangka periode sing paling sensitif marang auksin, mula auksin nduweni pengaruh paling gedhe marang pertumbuhane. Hormon pertumbuhan jaringan sing saya tuwa ora bisa digunakake. Alesan kenapa auksin bisa ningkatake perkembangan woh-wohan lan rooting stek yaiku amarga auksin bisa ngganti distribusi nutrisi ing tanduran, lan luwih akeh nutrisi sing dipikolehi ing bagean kanthi distribusi auksin sing sugih, mbentuk pusat distribusi. Auksin bisa nyebabake pembentukan tomat tanpa wiji amarga sawise ngolah tunas tomat sing ora dibuahi nganggo auksin, ovarium tunas tomat dadi pusat distribusi nutrisi, lan nutrisi sing diasilake dening fotosintesis godhong terus diangkut menyang ovarium, lan ovarium berkembang.

Pembangkitan, transportasi lan distribusi

Bagean utama saka sintesis auksin yaiku jaringan meristant, utamane tunas enom, godhong, lan wiji sing lagi berkembang. Auksin kasebar ing kabeh organ awak tanduran, nanging relatif terkonsentrasi ing bagean sing lagi tuwuh kanthi kuat, kayata koleopedia, tunas, meristem pucuk oyot, kambium, wiji lan woh-wohan sing lagi berkembang. Ana telung cara transportasi auksin ing tanduran: transportasi lateral, transportasi polar lan transportasi non-polar. Transportasi lateral (transportasi cahya latar auksin ing pucuk koleoptil sing disebabake dening cahya unilateral, transportasi sisi cedhak lemah auksin ing oyot lan batang tanduran nalika transversal). Transportasi polar (saka ujung ndhuwur morfologi menyang ujung ngisor morfologi). Transportasi non-polar (ing jaringan diwasa, auksin bisa diangkut non-polar liwat floem).

Dualitas tumindak fisiologis

Konsentrasi sing luwih endhek ningkatake wutah, konsentrasi sing luwih dhuwur ngalangi wutah. Organ tanduran sing beda-beda duwe kabutuhan sing beda-beda kanggo konsentrasi auksin sing optimal. Konsentrasi optimal yaiku udakara 10E-10mol/L kanggo oyot, 10E-8mol/L kanggo tunas lan 10E-5mol/L kanggo batang. Analog auksin (kayata asam naftalena asetat, 2, 4-D, lan liya-liyane) asring digunakake ing produksi kanggo ngatur wutah tanduran. Contone, nalika toge diprodhuksi, konsentrasi sing cocog kanggo wutah batang digunakake kanggo nambani toge. Akibate, oyot lan tunas dihambat, lan batang sing dikembangake saka hipokotil berkembang banget. Kauntungan puncak wutah batang tanduran ditemtokake dening karakteristik transportasi tanduran kanggo auksin lan dualitas efek fisiologis auksin. Tunas pucuk batang tanduran minangka bagean sing paling aktif saka produksi auksin, nanging konsentrasi auksin sing diasilake ing pucuk tunas terus-terusan diangkut menyang batang liwat transportasi aktif, saengga konsentrasi auksin ing pucuk tunas dhewe ora dhuwur, dene konsentrasi ing batang enom luwih dhuwur. Iki paling cocog kanggo pertumbuhan batang, nanging nduweni efek hambat ing tunas. Sing luwih dhuwur konsentrasi auksin ing posisi sing luwih cedhak karo pucuk ndhuwur, sing luwih kuwat efek hambat ing pucuk sisih, mula akeh tanduran sing dhuwur mbentuk bentuk pagoda. Nanging, ora kabeh tanduran duwe dominasi pucuk sing kuwat, lan sawetara semak wiwit mudhun utawa malah menyusut sawise perkembangan pucuk tunas sajrone sawetara wektu, kelangan dominasi pucuk asli, saengga bentuk wit semak dudu pagoda. Amarga konsentrasi auksin sing dhuwur nduweni efek ngalangi pertumbuhan tanduran, produksi analog auksin konsentrasi dhuwur uga bisa digunakake minangka herbisida, utamane kanggo gulma dikotil.

Analog auksin: NAA, 2, 4-D. Amarga auksin ana ing jumlah cilik ing tanduran, lan ora gampang dilestarikake. Kanggo ngatur pertumbuhan tanduran, liwat sintesis kimia, wong-wong wis nemokake analog auksin, sing nduweni efek sing padha lan bisa diprodhuksi sacara massal, lan wis digunakake sacara wiyar ing produksi pertanian. Efek gravitasi bumi marang distribusi auksin: pertumbuhan latar mburi batang lan pertumbuhan oyot ing lemah disebabake dening gravitasi bumi, alesane yaiku gravitasi bumi nyebabake distribusi auksin sing ora rata, sing luwih nyebar ing sisih cedhak batang lan kurang nyebar ing sisih mburi. Amarga konsentrasi optimal auksin ing batang dhuwur, luwih akeh auksin ing sisih cedhak batang ningkatake, saengga sisih cedhak batang tuwuh luwih cepet tinimbang sisih mburi, lan njaga pertumbuhan batang munggah. Kanggo oyot, amarga konsentrasi optimal auksin ing oyot sithik banget, luwih akeh auksin ing cedhak lemah nduweni efek penghambatan ing tuwuhing sel oyot, saengga tuwuhing cedhak lemah luwih alon tinimbang ing sisih mburi, lan tuwuhing geotropik oyot tetep dijaga. Tanpa gravitasi, oyot ora mesthi tuwuh mudhun. Efek tanpa bobot ing tuwuhing tanduran: tuwuhing oyot menyang lemah lan tuwuhing batang adoh saka lemah disebabake dening gravitasi bumi, sing disebabake dening distribusi auksin sing ora rata ing sangisore induksi gravitasi bumi. Ing kahanan tanpa bobot ing ruang angkasa, amarga ilang gravitasi, tuwuhing batang bakal ilang kemundurane, lan oyot uga bakal ilang karakteristik tuwuhing lemah. Nanging, kauntungan puncak saka tuwuhing batang isih ana, lan transportasi polar auksin ora kena pengaruh gravitasi.