인돌 3 아세트산 (IAA) CAS 87-51-4

인돌 3 아세트산 (IAA), Indocetic Acid라고도하는 것은 화학적 포뮬러 C10H9NO2 및 8CAS 7 - 51-4, 백색 결정 분말, 에탄올, 아세톤 및 에테르에 가용성, 물에 불용성에 약간 용해 된 식물 옥신이다. 식물 성장 자극기 및 분석 시약으로 사용됩니다. Indocetic Acid는 확장 된 젊은 잎과 정점 메리 스템에서 합성되며 Phloem의 장거리 수송을 통해 위에서 아래로 축적됩니다. 뿌리는 또한 옥신을 생성하여 바닥에서 상단으로 운반 할 수 있습니다. 식물의 옥신은 일련의 중간 제품을 통해 트립토판에 의해 형성된다.

가장 초기의 발견 된 천연 식물 성장 호르몬 인 인돌 -3- 아세트산 (IAA)은 분자 구조에서 인돌 고리 및 아세트산 측쇄에 의해 독특한 생물학적 활성을 갖는다. IAA는 1934 년 식물로부터의 분리 및 정제 이후 농업, 원예, 생명 공학 및 기본 연구 분야에서 광범위한 적용 가치를 보여 주었다.

식물 성장의 핵심 규제 요인

 

1. 세포 분열 및 신장의 바이 방향 조절
IAA promotes cell division by regulating the expression of cyclin genes, while inducing cell elongation by acidifying the cell wall and activating expansin protein. In the meristematic tissue of the stem tip, low concentrations of IAA (0.01-1 μ M) promote longitudinal cell elongation, while high concentrations (>10 μm) 에틸렌 합성을 유도함으로써 뿌리 세포 신장을 억제한다. 이 농도 의존적 ​​효과는 옥수수 배아 외피 신장 실험에서 유의미 하였다 : 0.1 μm IAA는 배아 외피 신장을 40%증가시키는 반면, 10 μm 처리는 신장 억제를 초래 하였다.

 

2. 기관 구성 및 형태 형성
루트 개발 :인돌 3 아세트산 (IAA)PIN 단백질의 극성 국소화를 조절하여 뿌리 메리 스템 그라디언트를 확립하고, 뿌리 프리모르 디아의 형성을 촉진합니다. Arabidopsis 돌연변이 체 연구에서, PIN1 결핍은 IAA의 분포와 뿌리 모발 양의 60% 감소를 초래 하였다.
최고 장점 : STEM 팁에서 생성 된 IAA는 극성 수송을 통한 측면 새싹 발아를 억제하고 IAA 수송 억제제 (예 : NPA)의 외인성 적용은 감자 측면 새싹의 수를 3-5 배 증가시킬 수 있습니다.
꽃과 과일 발달 : IAA는 토마토 파르 테노 카피를 유도하고 3000 mg/L IAA 용액에 꽃을 담그는 것은 씨앗이없는 과일 수율을 200%증가시킵니다. 사과 과일 설정 기간 동안 20 mg/L IAA를 뿌리면 과일 설정 속도가 35%증가 할 수 있습니다.

 

3. 환경 적응 응답
Phototropism : 귀리 배아 외피의 백라이트 측에서 IAA의 축적 속도는 백라이트 측보다 30% 빠르기 때문에 세포 신장 속도의 차이를 초래합니다.
지오 트로피즘 : 옥수수 뿌리 캡 컬럼 세포에서 IAA의 비대칭 분포는 낮은 세포의 신장을 억제하고 상부 세포의 신장을 가속화시켜 뿌리의 음성 지구 론을 초래합니다.
역경 반응 : 가뭄 스트레스 하에서 밀 뿌리의 IAA 함량은 2.3 배 증가하여 뿌리 성장을 촉진함으로써 수분 흡수 능력을 향상시켰다.

식물 조직 배양의 주요 성분

 

1. 캘러스 조직의 유도
담배 잎 중피 세포 배양에서 0.1-1 mg/L IAA를 MS 배지에 첨가하면 캘러스 유도 속도를 12%에서 85%로 증가시킬 수 있습니다. IAA 대 사이토 키닌 (예 : 6-BA)의 비율은 분화 방향을 결정합니다. 높은 IAA/낮은 6-BA (10 : 1)는 뿌리 형성을 촉진하는 반면, 낮은 IAA/High 6-BA (1:10)는 새싹 차별화를 유도합니다.

2. 체세포 배아 생성
당근 현탁액 세포 배양에서, 0.5 mg/L IAA 및 2 mg/L 2,4-D의 조합은 배아 발달 빈도를 40%증가시킬 수있다. IAA는 LEC1 및 FUS3과 같은 배아 발달에 관여하는 주요 유전자의 발현을 조절하고 체세포 배아 발달 과정을 시작합니다.

3. 유전자 형질 전환 시스템의 최적화
아그로 박테리아 매개 면화 유전자 형질 전환에서, 사전 배양 배지에 0.01 mg/L IAA를 첨가하면 변환 효율을 25%증가시킬 수있다. IAA는 세포 분열 활동을 유지하고, 아그로 박테리아 감염의 윈도우 기간을 연장하며, 갈색의 현상을 감소시킵니다.

현대 농업 기술의 혁신적인 응용

 

1. 효율적인 루팅 기술
하드 분기 절단 : 포도 하드 가지는 500 mg/L IAA 빠른 담그는 것으로 처리되었고, 루팅 속도는 92%에 도달하여 대조군보다 58% 높았다.
뿌리 나무 종 : 붉은 소나무 입찰 가지를 24 시간 동안 1000 mg/L IAA에 담그고 루팅 속도는 12%에서 67%로 증가했습니다.
복합 제형의 개발 : 쌀 묘목을 치료하기 위해 IAA와 살균제 (1:10)를 혼합하면 뿌리 수가 40% 증가하고 푸사 리움 윌트를 예방하고 제어하는 ​​데 85%의 효과가 발생했습니다.

2. 과일 설정 및 품질 관리
씨앗없는 과일 생산 : 딸기의 피크 개화 기간 동안 20 mg/L IAA를 분무하면 씨앗이없는 과일의 비율이 70%, 개별 과일의 무게는 15% 증가합니다.

 

과일 균일 성 : 감귤류의 어린 과일 단계 동안 10 mg/L IAA를 스프레이하면 과일 모양 지수의 표준 편차를 0.2로 감소시키고 상업용 과일 속도를 25%증가 시켰습니다.
설탕 축적 : 설탕 사탕무 괴경의 부기 기간 동안 5 mg/L IAA를 적용하면 설탕 함량을 1.8%포인트로 증가시키고 12%를 생성합니다.
3. 역경 재배 관리
식염수 알칼리 토지 개선 : IAA와 Humic Acid의 조합으로 처리 된 옥수수 종자는 발아율이 40% 증가하고 0.3% NaCl 스트레스 하에서 묘목 건조 중량의 25% 증가를 나타냈다.
저온 묘목 재배 : 묘목 단계 동안 오이 묘목에 5 mg/L IAA를 분무하면 생존율이 5도에서 35% 증가하고 전해질 누출 속도가 22% 감소했습니다.

식물 생리 학적 메커니즘을위한 연구 도구

 

1. 운송 경로 분석
식물에서 IAA의 움직임 경로를 추적하기 위해 방사성 표지를 사용함으로써, 극성 수송의 "CO 수송 모델"이 밝혀졌다 : IAA 및 H ⁺를 동일한 방향으로 운반하고, 수송을 주도하기 위해 막 전위 구배가 확립되었다.
2. 신호 변환에 대한 연구
인돌 3 아세트산 (IAA)옥신 수용체 TIR1/AFB 및 AUX/IAA 단백질 사이의 상호 작용 메커니즘을 설명하기위한 모델 분자로 사용된다. 효모 2 하이브리드 실험은 10 nM IAA가 TIR1-AUX/IAA 복합체의 형성을 유도하고 ARF 전사 인자를 활성화시킬 수 있음을 보여 주었다.
3. 대사 경로의 설명
LC - MS 분석과 결합 된 동위 원소 추적 기술은 식물에서 IAA의 주요 대사 경로를 확인했다 : 70%는 인돌 -3- 아세트산 아스파르트산 복합체의 형태로 저장되고, 20%는 IAA 산화 효소에 의해 산화 된 인도-3- 아세트산으로 분해된다.

산업 및 생명 공학의 확장 된 적용

 

1. 미생물 공학 생산
재조합 대장균은 트립토판 모노 옥 시게나 제 (IAAM) 및 인돌 -3- 알데히드 데 하이드로게나 제 (IAAH)를 발현시켜 발효 브로스에서 1.2 g/L의 IAA 생성을 초래하며, 이는 화학 합성 비용보다 40% 낮다.
2. 생물학적 염료 개발
IAA는 철 이온과의 적색 복합체를 형성하며, 이는 식물 조직 섹션에서 옥신 분포의 미세한 국소화에 사용되며, 감도는 0.1 μg/g 조직입니다.
3. 환경 모니터링 지표
식물 스트레스 바이오 마커로서, IAA 함량의 변화는 중금속 오염 정도를 반영 할 수 있습니다. CD ² ⁺ 스트레스 하에서 쌀 뿌리의 IAA 함량 감소는 오염 지수와 유의하게 상관 관계가 있습니다 (r =-0.87).

합성 경로IAA: 3- 인돌 아세토 니트릴을 생성하기 위해 150도, 0.9 ~ 1MPa에서 인돌, 포름 알데히드 및 ​​칼륨 시안화물의 반응을이어서 수산화 칼륨의 작용 하에서 가수 분해를 반응시킨다. 또는 인돌과 글리콜 산의 반응으로부터. 3L 스테인레스 스틸 오토 클레이브에서 270g (4.1mol) 85% 수산화 칼륨, 351g (3mol) 인돌을 첨가 한 다음 천천히 360g (3.3mol) 70% 하이드 록시 아세트산 수성 용액을 첨가합니다. 250 도로 가열하고 18 시간 동안 저어줍니다. 50도 미만으로 식히고 500ml의 물을 첨가 한 다음 100도에서 30 분 동안 저어 인돌 -3- 포타슘 아세테이트를 용해시킵니다. 25도까지 식히고, 오토 클레이브 재료를 물에 붓고 총량 3L에 물을 첨가하십시오. 500ml 에테르로 추출하고, 수층을 분리하고, 20-30도에서 염산으로 산화하고, 인돌 -3- 아세트산을 침전시킨다. 여과하고 냉수로 세척하고 어두운 곳에서 건조시켜 455-490g의 제품을 얻습니다.

작용 원리 : Indocetic Acid는 확장 된 젊은 잎과 정점에서 합성되며 Phloem의 긴 - 거리 수송을 위쪽에서 아래로 축적합니다. 뿌리는 또한 옥신을 생성하여 바닥에서 상단으로 운반 할 수 있습니다. 식물의 옥신은 일련의 중간 제품을 통해 트립토판에 의해 형성된다. 그것의 주요 경로는 인돌 아세트 알데히드를 통해이다. 인돌 아세트 알데히드는 트립토판의 산화 및 탈 아미네이션에서 인돌 피루 빈산으로의 산화 및 탈 아메리오 화 또는 데카르 복실화 또는 트립토판의 산화 및 탈 아메리오 화로부터 형성 될 수있다. 그런 다음 Indolealdehyde는 Indocetic Acid로 산화됩니다. 또 다른 가능한 합성 경로는 트립토판을 인돌 아세토 니트릴에서 인돌 아세트산으로 전환시키는 것이다. 식물에서, IAA는 다른 물질과 결합하여 아스파르트산과 결합하여 IAA, 이노시톨을 형성하여 IAA를 형성하고 글루코 시드를 형성하여 단백질을 형성하여 IAA- 단백질 복합체를 형성하는 것과 같은 활성을 잃을 수있다. 결합 된 무종 아세트산은 일반적으로 식물에서 50 ~ 90%의 무류병 산을 차지합니다. 식물 조직에서 옥신의 저장 형태 일 수 있습니다. 이들은 유리 무종 아세트산을 생성하기 위해 가수 분해 될 수있다. 식물 조직에서 유비쿼터스 인 비아 아세트산 옥시 다제는 산화 및 분해 될 수 있습니다.

발견 과정인돌 3 아세트산 (IAA): Auxin은 가장 빠른 발견 된 식물 호르몬입니다. 1880 년, 식물의 광 호흡을 연구 할 때 영국의 C. 다윈은 콜로 프라이의 단방향 조명이 coleoptile의 광토피즘 굽힘을 유발할 것임을 발견했다. coleoptile의 끝을 잘라 내거나 불투명 한 주석 포일 캡으로 coleoptile을 덮으십시오. 일방적 인 빛과 조사 할 때 광전변 굽힘은 발생하지 않습니다. 따라서, 다윈은 콜레 오프 레가 일방적 인 빛 아래에서 하향 이동 물질을 생성했다고 믿었으며, 이는 일방적 인 빛 아래에서 하향 이동 물질을 생성했으며, 이는 등의 성장 속도 - 광 표면의 성장 속도와 조명의 - - -가 다르기 때문에 콜로 옵 타일이 빛으로 구부 렸습니다. 1910 년, P. Boysen - Jense의 실험은 콜레 오프의 끝에 의해 생성 된 효과가 한천 플레이트를 통해 하부로 전염 될 수 있음을 증명했습니다. 1914 년에 A. paal의 실험은 콜레 프티의 곡선 성장이 팁에 의해 생성 된 영향의 고르지 않은 분포에 의해 발생했음을 입증했다. 1928 년에 FW는 네덜란드에서 갔다. 일정 기간 후, 콜로 프 타일의 끝을 제거 하고이 한천 조각을 뾰족한 coleoptile의 측면에 놓았다. 결과적으로, 한천의 측면은 더 빠르게 자랐고 반대 방향으로 구부러졌습니다. 이 실험은 균열 팁에 의해 생성 된 물질이 한천으로 확산 된 다음 콜로 프레 타일 위에 놓인 물질이 균열의 하부로 이동하여 하부의 성장을 촉진 할 수 있음을 확인했다. 나중에 겨울은 외피 팁에 의해 생성 된 성장 - 관련 물질을 처음으로 분리 하고이 물질 옥신을 지명했습니다. 1931 년에 Kogl과 네덜란드의 다른 사람들은 인간의 소변에서 화합물을 분리하여 한천에 추가하여 콜로 프라이스 굽힘을 유도 할 수 있습니다. 이 화합물은 무류 아세트산 인 것으로 입증되었다. 그런 다음 1946 년에 Kogl과 다른 사람들은 식물 조직에서 Indocetic acid, phenylacetic acid (Paa), Indolebutyric acid (IBA) 등을 발견했습니다.

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