최저가 식물 호르몬 인돌-3-아세트산 Iaa

냇ure

인돌아세트산은 유기물질입니다. 순수한 제품은 무색의 잎 모양 결정 또는 결정성 분말입니다. 빛에 노출되면 분홍색으로 변합니다. 녹는점은 165-166℃(168-170℃)입니다. 무수 에탄올, 에틸 아세테이트, 디클로로에탄에 용해되고 에테르와 아세톤에도 용해됩니다. 벤젠, 톨루엔, 가솔린, 클로로포름에는 용해되지 않습니다. 물에는 녹지 않으며, 수용액은 자외선에 의해 분해되지만 가시광선에는 안정합니다. 나트륨염과 칼륨염은 인돌아세트산 자체보다 안정하며 물에 쉽게 용해됩니다. 쉽게 탈카르복실화되어 3-메틸인돌(스카틴)이 됩니다. 인돌아세트산은 식물 생장에 이중적인 영향을 미치며, 식물의 부위별로 민감도가 다릅니다. 일반적으로 뿌리가 줄기보다, 새싹이 줄기보다 민감도가 높습니다. 식물 종류에 따라 민감도도 다릅니다.

준비 방법

3-인돌아세토니트릴은 인돌, 포름알데히드, 시안화칼륨을 150℃, 0.9~1MPa에서 반응시킨 후 수산화칼륨으로 가수분해하여 생성하거나, 인돌과 글리콜산을 반응시켜 얻을 수 있다. 3L 스테인리스강 오토클레이브에 85% 수산화칼륨 270g(4.1mol), 인돌 351g(3mol)을 넣고, 이어서 70% 히드록시초산 수용액 360g(3.3mol)을 천천히 첨가하였다. 250℃로 가열하면서 18시간 동안 교반하였다. 50℃ 이하로 냉각한 후, 물 500ml를 첨가하고 100℃에서 30분간 교반하여 인돌-3-아세트산칼륨을 용해시켰다. 25℃로 냉각한 후, 오토클레이브 내용물을 물에 붓고 총 부피가 3L가 될 때까지 물을 첨가하였다. 수용액층을 에틸 에테르 500ml로 추출하고, 20-30℃에서 염산으로 산성화시킨 후, 인돌-3-아세트산으로 침전시켰다. 여과하고 찬물에 세척한 후, 빛을 피해 건조하여 455-490g의 생성물을 얻었다.

생화학적 중요성

재산

빛과 공기에 쉽게 분해되어 보관이 어렵습니다. 사람과 동물에게는 안전합니다. 뜨거운 물, 에탄올, 아세톤, 에테르, 에틸 아세테이트에 용해되며, 물, 벤젠, 클로로포름에는 약간 용해됩니다. 알칼리 용액에서는 안정하며, 순수한 제품을 결정화할 때는 먼저 소량의 95% 알코올에 녹인 후 적당량의 물에 녹입니다.

사용

3-인돌아세트산(3-IAA)은 식물 생장 촉진제 및 분석 시약으로 사용됩니다. 3-IDAA 및 기타 옥신 계열 물질인 3-IDAA, 3-IDAA, 아스코르브산 등은 자연계에 존재합니다. 식물에서 3-IAA 생합성의 전구체는 트립토판입니다. 옥신의 기본적인 역할은 식물 생장을 조절하는 것으로, 생장 촉진뿐만 아니라 생장 및 기관 형성을 억제하는 기능도 합니다. 옥신은 식물 세포 내에서 자유 상태로 존재할 뿐만 아니라, 생체 고분자인 산 등에 강하게 결합된 결합형 옥신 형태로도 존재합니다. 또한, 옥신은 인돌-아세틸 아스파라긴, 아펜토스 인돌-아세틸 글루코스 등과 같은 특정 물질과 결합체를 형성하기도 합니다. 이는 세포 내 옥신 저장 방법이자 과잉 옥신의 독성을 제거하는 해독 작용일 수 있습니다.

효과

식물 옥신. 식물에서 가장 흔한 천연 생장 호르몬은 인돌아세트산입니다. 인돌아세트산은 식물 줄기, 새순, 묘목 등의 끝부분에 새싹이 돋아나는 것을 촉진합니다. 전구체는 트립토판입니다. 인돌아세트산은식물 생장 호르몬소마틴은 농도에 따라 다양한 생리적 효과를 나타냅니다. 낮은 농도에서는 생장을 촉진하고, 높은 농도에서는 생장을 억제하거나 심지어 식물을 고사시킬 수도 있는데, 이러한 억제 효과는 에틸렌 생성을 유도하는지 여부와 관련이 있습니다. 옥신의 생리적 효과는 두 가지 수준에서 나타납니다. 세포 수준에서 옥신은 형성층 세포 분열을 촉진하고, 가지 세포 신장을 촉진하며 뿌리 세포 생장을 억제합니다. 또한, 목부와 사부 세포 분화를 촉진하고, 털뿌리 형성을 촉진하며, 캘러스 형태 형성을 조절합니다. 기관 및 식물 전체 수준에서 옥신은 묘목에서 열매 성숙에 이르기까지 작용합니다. 옥신은 적색광에 의해 가역적으로 억제되는 방식으로 묘목의 중배축 신장을 조절합니다. 인돌아세트산이 가지의 아래쪽으로 이동하면 가지는 굴중성을 나타내고, 인돌아세트산이 가지의 뒤쪽으로 이동하면 굴광성을 나타냅니다. 또한, 인돌아세트산은 정단 우세 현상을 유발하고 잎의 노화를 지연시킵니다. 잎에 옥신을 처리하면 낙엽이 억제되는 반면, 낙엽 부위의 근위부에 옥신을 처리하면 낙엽이 촉진된다. 옥신은 개화를 촉진하고, 단위결과 발생을 유도하며, 과일 숙성을 지연시킨다.

적용하다

인돌아세트산은 광범위한 효능과 다양한 용도를 가지고 있지만, 식물 내외에서 쉽게 분해되기 때문에 흔히 사용되지는 않습니다. 초기에는 토마토의 단위결과 유도 및 착과 촉진에 사용되었습니다. 개화기에 꽃을 3000mg/l 용액에 담그면 씨 없는 토마토 열매를 맺게 하고 착과율을 향상시킬 수 있었습니다. 또한, 삽목의 발근 촉진에도 사용되었습니다. 삽목의 밑동을 100~1000mg/l의 약용액에 담그면 차나무, 고무나무, 참나무, 메타세쿼이아, 후추 등의 작물에서 부정근 형성을 촉진하고 영양 번식 속도를 높일 수 있습니다. 1~10mg/l의 인돌아세트산과 10mg/L의 옥사밀린을 혼합하여 벼 묘목의 발근을 촉진하는 데에도 사용되었습니다. 국화에 25~400mg/l 농도의 액상 용액을 9시간 광주기 내에 1회 살포하면 꽃눈 출현을 억제하고 개화를 지연시킬 수 있습니다. 일조 시간이 긴 환경에서는 10⁻⁵mol/l 농도로 1회 살포하면 암꽃의 개화를 촉진할 수 있습니다. 사탕무 종자에 처리하면 발아율을 높이고 뿌리 괴경의 수확량과 당 함량을 증가시킵니다.

옥신 소개
소개

옥신(auxin)은 불포화 방향족 고리와 아세트산 측쇄를 포함하는 내생 호르몬의 일종으로, 국제적으로 통용되는 명칭은 인돌아세트산(IAA)이며, 영문 약자는 IAA입니다. 1934년 궈거(Guo Ge) 등이 이를 인돌아세트산으로 명명한 이후로, 일반적으로 옥신의 동의어로 인돌아세트산을 사용합니다. 옥신은 어린 잎과 정단분열조직에서 합성되며, 체관을 통한 장거리 이동으로 위에서 아래로 축적됩니다. 뿌리에서도 옥신이 생성되며, 이는 아래에서 위로 이동합니다. 식물에서 옥신은 트립토판으로부터 일련의 중간체를 거쳐 생성되는데, 주요 경로는 인돌아세트알데히드를 거치는 것입니다. 인돌아세트알데히드는 트립토판이 산화 및 탈아미노화되어 인돌피루브산이 된 후 탈카르복실화되어 생성되거나, 트립토판이 산화 및 탈아미노화되어 트립타민이 되어 생성될 수 있습니다. 생성된 인돌아세트알데히드는 재산화되어 인돌아세트산이 됩니다. 또 다른 합성 경로는 트립토판이 인돌아세토니트릴에서 인돌아세트산으로 전환되는 것입니다. 인돌아세트산은 식물에서 아스파르트산과 결합하여 인돌아세틸아스파르트산을 형성하거나, 이노시톨과 결합하여 인돌아세트산을 형성하거나, 포도당과 결합하여 글루코사이드를 형성하거나, 단백질과 결합하여 인돌아세트산-단백질 복합체를 형성함으로써 불활성화될 수 있습니다. 결합된 인돌아세트산은 식물에서 인돌아세트산의 50~90%를 차지하며, 식물 조직에서 옥신의 저장 형태일 수 있습니다. 인돌아세트산은 식물 조직에서 흔히 발생하는 산화 반응을 통해 분해될 수 있습니다. 옥신은 농도에 따라 다양한 생리적 효과를 나타냅니다. 낮은 농도에서는 생장을 촉진하고, 높은 농도에서는 생장을 억제하거나 심지어 식물을 고사시킬 수도 있는데, 이러한 억제 효과는 에틸렌 생성을 유도하는지 여부와 관련이 있습니다. 옥신의 생리적 효과는 두 가지 수준에서 나타납니다. 세포 수준에서는 형성층 세포 분열을 촉진하고, 가지 세포 신장을 촉진하며 뿌리 세포 생장을 억제합니다. 또한, 목부와 사부 세포 분화를 촉진하고, 털뿌리 형성을 유도하며, 캘러스 형태 형성을 조절합니다. 기관 및 식물 전체 수준에서는 옥신이 묘목 단계부터 열매 성숙 단계까지 작용합니다. 옥신은 적색광에 의한 가역적 억제를 통해 묘목의 중배축 신장을 조절합니다. 인돌아세트산이 가지의 아래쪽으로 이동하면 굴중성을 나타내고, 인돌아세트산이 가지의 뒤쪽으로 이동하면 굴광성을 나타냅니다. 또한, 인돌아세트산은 정단 우세 현상을 유발하고 잎의 노화를 지연시킵니다. 잎에 옥신을 처리하면 낙엽이 억제되는 반면, 낙엽 부위의 근위부에 옥신을 처리하면 낙엽이 촉진됩니다. 옥신은 개화를 촉진하고, 단위결과를 유도하며, 과일 숙성을 지연시킵니다. 누군가 호르몬 수용체라는 개념을 제시했습니다. 호르몬 수용체는 해당 호르몬에 특이적으로 결합하여 일련의 반응을 시작하는 큰 분자 세포 구성 요소입니다. 인돌아세트산과 수용체의 복합체는 두 가지 효과를 나타냅니다. 첫째, 막 단백질에 작용하여 배지 산성화, 이온 펌프 수송 및 장력 변화에 영향을 미치는 빠른 반응입니다.두 번째 작용은 핵산에 작용하여 세포벽 변화와 단백질 합성을 유도하는 것으로, 이는 느린 반응(10분 미만)입니다. 배지 산성화는 세포 성장에 중요한 조건입니다. 인돌아세트산은 세포막의 ATP(아데노신 삼인산) 효소를 활성화시켜 수소 이온의 세포외 유출을 촉진하고 배지의 pH를 낮춥니다. 이로 인해 효소가 활성화되어 세포벽의 다당류를 가수분해하고, 세포벽을 연화시켜 세포가 팽창하게 됩니다. 인돌아세트산을 처리하면 특정 메신저 RNA(mRNA) 서열이 나타나 단백질 합성이 변화됩니다. 또한 인돌아세트산 처리는 세포벽의 탄력성을 변화시켜 세포 성장을 촉진합니다. 옥신의 성장 촉진 효과는 주로 세포 성장, 특히 세포 신장을 촉진하는 것이며, 세포 분열에는 영향을 미치지 않습니다. 식물에서 빛 자극을 가장 잘 느끼는 부분은 줄기 끝이지만, 줄기가 구부러지는 부분은 끝 아래쪽에 있습니다. 이는 끝 아래쪽 세포들이 성장하고 팽창하는 시기이기 때문이며, 이 시기가 옥신에 가장 민감하여 옥신의 영향을 가장 크게 받기 때문입니다. 노화된 조직에서는 생장 호르몬의 작용이 억제됩니다. 옥신이 열매 발달과 삽목 발근을 촉진하는 이유는 식물 내 영양분 분포를 변화시켜 옥신이 풍부한 부위에 영양분이 집중되도록 하기 때문입니다. 또한, 옥신을 처리하지 않은 토마토 꽃눈에 옥신을 처리하면 꽃눈의 난소가 영양분 분배의 중심지가 되어 잎의 광합성으로 생성된 영양분이 난소로 지속적으로 이동하여 난소가 발달하게 됩니다.

발전, 운송 및 유통

옥신 합성은 주로 분열조직, 즉 어린 눈, 잎, 그리고 발달 중인 종자에서 일어납니다. 옥신은 식물체의 모든 기관에 분포하지만, 떡잎, 눈, 뿌리 끝 분열조직, 형성층, 발달 중인 종자 및 열매와 같이 왕성하게 생장하는 부위에 상대적으로 집중되어 있습니다. 식물에서 옥신의 이동 경로는 횡방향 이동, 극성 이동, 비극성 이동의 세 가지가 있습니다. 횡방향 이동은 한쪽 방향에서 비추는 빛에 의해 떡잎 끝에서 일어나는 역광 이동이며, 식물의 뿌리와 줄기에서 지면 근처로 이동하는 현상입니다. 극성 이동은 식물체의 위쪽 끝에서 아래쪽 끝으로 이동하는 것입니다. 비극성 이동은 성숙한 조직에서 옥신이 체관을 통해 비극성으로 이동하는 현상입니다.

생리적 작용의 이중성

옥신 농도가 낮으면 생장이 촉진되고, 높으면 생장이 억제됩니다. 식물의 각 기관은 최적 옥신 농도에 대한 요구 조건이 다릅니다. 최적 농도는 뿌리의 경우 약 10⁻¹⁰ mol/L, 눈의 경우 10⁻⁸ mol/L, 줄기의 경우 10⁻⁵ mol/L입니다. 옥신 유사체(나프탈렌아세트산, 2,4-D 등)는 식물 생장 조절을 위해 생산 과정에서 흔히 사용됩니다. 예를 들어, 콩나물 재배 시 줄기 생장에 적합한 농도의 옥신 유사체를 처리하면 뿌리와 눈의 생장은 억제되고, 자엽에서 발달하는 줄기는 매우 발달하게 됩니다. 식물 줄기 생장이 가장 활발한 이유는 식물의 옥신 수송 특성과 옥신의 이중적인 생리적 효과 때문입니다. 식물 줄기의 정아는 옥신 생산이 가장 활발한 부위이지만, 정아에서 생성된 옥신은 능동 수송을 통해 줄기로 끊임없이 운반되기 때문에 정아 자체의 옥신 농도는 높지 않고 어린 줄기의 옥신 농도는 더 높습니다. 이는 줄기 생장에 가장 적합하지만, 눈의 성장을 억제하는 효과도 있습니다. 정아에 가까울수록 옥신 농도가 높을수록 측면 눈에 대한 억제 효과가 강해지므로, 많은 키 큰 식물들이 탑 모양을 하고 자라는 것입니다. 그러나 모든 식물이 강한 정아 우세성을 보이는 것은 아니며, 일부 관목은 정아가 발달한 후 일정 시간이 지나면서 퇴화하거나 심지어 수량이 줄어들어 원래의 정아 우세성을 잃어버리기도 하므로, 나무 모양을 하고 자라는 관목은 탑 모양이 아닙니다. 옥신 농도가 높으면 식물 생장을 억제하는 효과가 있기 때문에, 고농도의 옥신 유사체를 생산하여 제초제로 사용할 수 있으며, 특히 쌍떡잎식물 잡초 방제에 효과적이다.

옥신 유사체: NAA, 2,4-D. 옥신은 식물에 소량 존재하며 보존이 어렵습니다. 식물 생장을 조절하기 위해 화학 합성을 통해 유사한 효과를 가지면서 대량 생산이 가능한 옥신 유사체가 개발되었고, 농업 생산에 널리 사용되고 있습니다. 지구 중력이 옥신 분포에 미치는 영향: 줄기의 수직 생장과 뿌리의 수직 생장은 지구 중력에 의해 발생합니다. 지구 중력은 옥신의 불균일한 분포를 유발하여 줄기의 앞쪽에는 옥신이 더 많이, 뒤쪽에는 덜 분포하게 합니다. 줄기 내 옥신의 최적 농도가 높기 때문에 앞쪽에 옥신이 많으면 줄기의 수직 생장이 촉진되어 뒤쪽보다 빠르게 자라며, 줄기의 수직 생장을 유지하게 됩니다. 뿌리의 경우, 뿌리 내 옥신 최적 농도가 매우 낮기 때문에 지면 쪽에 옥신이 많으면 뿌리 세포의 성장을 억제하는 효과가 나타나므로 지면 쪽의 성장은 뒤쪽보다 느려지고, 뿌리의 굴중성 성장이 유지됩니다. 무중력 상태에서는 뿌리가 반드시 아래쪽으로 자라는 것은 아닙니다. 무중력이 식물 성장에 미치는 영향은 다음과 같습니다. 뿌리는 지면을 향해 자라고 줄기는 지면에서 멀어지는 방향으로 자라는데, 이는 지구 중력에 의해 유도되는 옥신의 불균일한 분포 때문입니다. 우주의 무중력 상태에서는 중력이 사라지기 때문에 줄기의 성장 방향성은 사라지고 뿌리 또한 지면을 향해 자라는 특성을 잃게 됩니다. 그러나 줄기 끝부분의 성장 우위는 여전히 유지되며, 옥신의 극성 이동은 중력의 영향을 받지 않습니다.