Meilleurs prix : hormone végétale acide indole-3-acétique Iaa

Nature

L'acide indoleacétique est une substance organique. À l'état pur, il se présente sous forme de cristaux ou de poudres cristallines incolores. Il devient rose à la lumière. Son point de fusion est de 165-166 °C (168-170 °C). Soluble dans l'éthanol anhydre, l'acétate d'éthyle, le dichloroéthane, et soluble dans l'éther et l'acétone. Insoluble dans le benzène, le toluène, l'essence et le chloroforme. Insoluble dans l'eau, sa solution aqueuse est décomposable aux ultraviolets, mais stable à la lumière visible. Les sels de sodium et de potassium sont plus stables que l'acide lui-même et facilement solubles dans l'eau. Facilement décarboxylé en 3-méthylindole (skatine). Il a un effet sur la croissance des plantes, et différentes parties de la plante y sont sensibles. En général, la racine est plus grosse que le bourgeon et la tige. La sensibilité à son égard varie selon les plantes.

Méthode de préparation

Le 3-indole acétonitrile est formé par réaction d'indole, de formaldéhyde et de cyanure de potassium à 150 °C, sous une pression de 0,9 à 1 MPa, puis hydrolysé par de l'hydroxyde de potassium. Il peut également être obtenu par réaction de l'indole avec de l'acide glycolique. Dans un autoclave en acier inoxydable de 3 L, 270 g (4,1 mol) d'hydroxyde de potassium à 85 %, 351 g (3 mol) d'indole ont été ajoutés, puis 360 g (3,3 mol) d'une solution aqueuse d'acide hydroxyacétique à 70 % ont été ajoutés lentement. Chauffer à 250 °C en circuit fermé, sous agitation pendant 18 h. Refroidir à moins de 50 °C, ajouter 500 ml d'eau et agiter à 100 °C pendant 30 min pour dissoudre l'indole-3-acétate de potassium. Refroidir à 25 °C, verser le contenu de l'autoclave dans de l'eau et rajouter de l'eau jusqu'à atteindre un volume total de 3 L. La couche aqueuse a été extraite avec 500 ml d'éther éthylique, acidifiée avec de l'acide chlorhydrique à 20-30 °C et précipitée avec de l'acide indole-3-acétique. Filtrer, laver à l'eau froide, sécher à l'abri de la lumière. Produit : 455-490 g.

Importance biochimique

Propriété

Se décompose facilement à la lumière et à l'air, ne se conserve pas longtemps. Sans danger pour les humains et les animaux. Soluble dans l'eau chaude, l'éthanol, l'acétone, l'éther et l'acétate d'éthyle, légèrement soluble dans l'eau, le benzène et le chloroforme. Stable en solution alcaline, il est d'abord dissous dans une petite quantité d'alcool à 95 %, puis dissous dans l'eau jusqu'à obtenir une quantité appropriée après cristallisation du produit pur.

Utiliser

Utilisé comme stimulant de croissance végétale et réactif analytique, l'acide 3-indole acétique et d'autres substances auxiniques telles que le 3-indole acétaldéhyde, le 3-indole acétonitrile et l'acide ascorbique sont naturellement présents dans la nature. Le précurseur de la biosynthèse de l'acide 3-indole acétique chez les plantes est le tryptophane. Le rôle fondamental de l'auxine est de réguler la croissance végétale, non seulement en favorisant la croissance, mais aussi en inhibant la croissance et la formation des organes. L'auxine existe non seulement à l'état libre dans les cellules végétales, mais aussi sous forme d'auxine liée, fortement liée à l'acide biopolymère, etc. L'auxine forme également des conjugaisons avec des substances spécifiques, telles que l'indole-acétyl asparagine, l'apentose indole-acétyl glucose, etc. Il pourrait s'agir d'une méthode de stockage de l'auxine dans la cellule, ainsi que d'une méthode de détoxification pour éliminer la toxicité de l'auxine en excès.

Effet

Auxine végétale. L'hormone de croissance naturelle la plus courante chez les plantes est l'acide indole-acétique. Cet acide peut favoriser la formation des bourgeons apicaux des pousses, des semis, etc. Son précurseur est le tryptophane. L'acide indole-acétique est unhormone de croissance végétaleLa somatine a de nombreux effets physiologiques, liés à sa concentration. Une faible concentration peut favoriser la croissance, tandis qu'une concentration élevée l'inhibe, voire entraîne la mort de la plante. Cette inhibition est liée à sa capacité à induire la formation d'éthylène. Les effets physiologiques de l'auxine se manifestent à deux niveaux. Au niveau cellulaire, l'auxine peut stimuler la division cellulaire du cambium ; stimuler l'élongation des cellules ramifiées et inhiber la croissance des cellules racinaires ; favoriser la différenciation des cellules du xylème et du phloème, favoriser la cicatrisation des racines et réguler la morphogenèse du cal. Au niveau des organes et de la plante entière, l'auxine agit de la plantule à la maturité du fruit. L'auxine contrôle l'élongation du mésocotyle des plantules grâce à une inhibition réversible de la lumière rouge ; lorsque l'acide indole-acétique est transféré vers la face inférieure de la branche, celle-ci produit un géotropisme. Le phototropisme se produit lorsque l'acide indole-acétique est transféré vers la face rétroéclairée des branches. L'acide indole-acétique provoque une dominance de l'apex. Retarde la sénescence des feuilles ; L'auxine appliquée sur les feuilles inhibe l'abscission, tandis que l'auxine appliquée à l'extrémité proximale de l'abscission la favorise. L'auxine favorise la floraison, induit le développement de la parthénocarpie et retarde la maturation des fruits.

Appliquer

L'acide indole acétique a un large spectre d'utilisations, mais son utilisation est peu répandue en raison de sa dégradation rapide à l'intérieur et à l'extérieur des plantes. Au début, il était utilisé pour induire la parthénocarpose et la nouaison des tomates. À la floraison, les fleurs étaient trempées dans un liquide à 3 000 mg/l pour former des tomates sans pépins et améliorer le taux de nouaison. L'une de ses premières utilisations était de favoriser l'enracinement des boutures. Tremper la base des boutures avec 100 à 1 000 mg/l de solution médicinale peut favoriser la formation de racines adventives chez l'arbre à thé, le gommier, le chêne, le métaséquoia, le poivron et d'autres cultures, et accélérer le taux de reproduction nutritionnelle. 1 à 10 mg/l d'acide indole acétique et 10 mg/l d'oxamyline ont été utilisés pour favoriser l'enracinement des plants de riz. Une pulvérisation unique de 25 à 400 mg/l de liquide sur les chrysanthèmes (pendant 9 heures de photopériode) peut inhiber l'émergence des boutons floraux et retarder la floraison. Une culture en plein soleil à une concentration de 10-5 mol/l, pulvérisée une fois, peut augmenter la production de fleurs femelles. Le traitement des semences de betteraves favorise la germination et augmente le rendement des tubercules et leur teneur en sucre.

Introduction à l'auxine
Introduction

L'auxine (auxine) est une classe d'hormones endogènes contenant un cycle aromatique insaturé et une chaîne latérale d'acide acétique. Son abréviation anglaise IAA, communément appelée acide indole acétique (IAA), est utilisée. En 1934, Guo Ge et al. l'ont identifiée comme acide indole acétique ; il est donc courant d'utiliser acide indole acétique comme synonyme d'auxine. L'auxine est synthétisée dans les jeunes feuilles étendues et le méristème apical, et s'accumule de haut en bas par transport longue distance à travers le phloème. Les racines produisent également de l'auxine, qui est transportée de bas en haut. Chez les plantes, l'auxine est formée à partir du tryptophane via une série d'intermédiaires. La principale voie d'approvisionnement est l'indoleacétaldéhyde. L'indoleacétaldéhyde peut être formé par oxydation et désamination du tryptophane en pyruvate d'indole, puis décarboxylé, ou par oxydation et désamination du tryptophane en tryptamine. L'indole acétaldéhyde est ensuite réoxydé en acide indole acétique. Une autre voie de synthèse possible est la conversion du tryptophane, de l'indole acétonitrile en acide indole acétique. L'acide indole acétique peut être inactivé par liaison avec l'acide aspartique pour former l'acide indole acétylaspartique, l'inositol pour former l'acide indole acétique, le glucose pour former le glucoside et les protéines pour former un complexe acide indole acétique-protéine chez les plantes. L'acide indole acétique lié représente généralement 50 à 90 % de l'acide indole acétique chez les plantes, ce qui pourrait constituer une forme de réserve d'auxine dans les tissus végétaux. L'acide indole acétique peut être décomposé par oxydation, une forme courante dans les tissus végétaux. Les auxines ont de nombreux effets physiologiques, liés à leur concentration. Une faible concentration peut favoriser la croissance, tandis qu'une concentration élevée l'inhibe, voire entraîne la mort de la plante. Cette inhibition est liée à sa capacité à induire la formation d'éthylène. Les effets physiologiques de l'auxine se manifestent à deux niveaux. Au niveau cellulaire, l'auxine peut stimuler la division cellulaire du cambium ; stimuler l'élongation des cellules ramifiées et inhiber la croissance des cellules racinaires ; favoriser la différenciation des cellules du xylème et du phloème, favoriser la cicatrisation des racines et réguler la morphogenèse du cal. Au niveau des organes et de la plante entière, l'auxine agit de la plantule à la maturité du fruit. L'auxine contrôle l'élongation du mésocotyle des plantules par inhibition réversible de la lumière rouge ; lorsque l'acide indole-acétique est transféré vers la face inférieure de la branche, celle-ci produit un géotropisme. Le phototropisme se produit lorsque l'acide indole-acétique est transféré vers la face rétroéclairée des branches. L'acide indole-acétique induit une dominance de l'apex. Retarder la sénescence des feuilles ; l'auxine appliquée sur les feuilles inhibe l'abscission, tandis que l'auxine appliquée à l'extrémité proximale de l'abscission la favorise. L'auxine favorise la floraison, induit le développement de la parthénocarpie et retarde la maturation des fruits. Quelqu'un a inventé le concept de récepteurs hormonaux. Un récepteur hormonal est un gros composant moléculaire de la cellule qui se lie spécifiquement à l'hormone correspondante et déclenche ensuite une série de réactions. Le complexe acide indole-récepteur a deux effets : il agit d'abord sur les protéines membranaires, affectant l'acidification du milieu, le transport par pompe ionique et la variation de tension, une réaction rapide.< 10 minutes) ; Le second est d'agir sur les acides nucléiques, provoquant des modifications de la paroi cellulaire et la synthèse des protéines, qui est une réaction lente (10 minutes). L'acidification du milieu est une condition importante pour la croissance cellulaire. L'acide indole-acétique peut activer l'enzyme ATP (adénosine triphosphate) sur la membrane plasmique, stimuler l'écoulement des ions hydrogène hors de la cellule, réduire le pH du milieu, de sorte que l'enzyme est activée, hydrolyser le polysaccharide de la paroi cellulaire, de sorte que la paroi cellulaire est ramollie et la cellule se développe. L'administration d'acide indole-acétique a entraîné l'apparition de séquences spécifiques d'ARN messager (ARNm), ce qui a altéré la synthèse des protéines. Le traitement à l'acide indole-acétique a également modifié l'élasticité de la paroi cellulaire, permettant la poursuite de la croissance cellulaire. L'effet promoteur de croissance de l'auxine est principalement de favoriser la croissance des cellules, en particulier l'allongement des cellules, et n'a aucun effet sur la division cellulaire. La partie de la plante qui ressent la stimulation lumineuse se situe à l'extrémité de la tige, mais la partie courbée se situe à sa partie inférieure. En effet, les cellules situées sous l'extrémité sont en croissance et en expansion. C'est la période la plus sensible à l'auxine, qui a donc la plus grande influence sur sa croissance. L'hormone de croissance des tissus vieillissants est inefficace. Si l'auxine favorise le développement des fruits et l'enracinement des boutures, c'est parce qu'elle modifie la distribution des nutriments dans la plante. Les nutriments sont alors plus abondants dans la partie riche en auxine, formant ainsi un centre de distribution. L'auxine peut induire la formation de tomates sans pépins, car après traitement des bourgeons de tomate non fécondés avec de l'auxine, l'ovaire du bourgeon devient le centre de distribution des nutriments. Les nutriments produits par la photosynthèse des feuilles sont continuellement transportés vers l'ovaire, qui se développe.

Production, transport et distribution

Les principaux éléments de la synthèse de l'auxine sont les tissus méristants, principalement les jeunes bourgeons, les feuilles et les graines en développement. L'auxine est distribuée dans tous les organes du corps végétal, mais elle est relativement concentrée dans les parties en croissance vigoureuse, telles que le coléopède, les bourgeons, le méristème de l'apex racinaire, le cambium, les graines en développement et les fruits. Il existe trois modes de transport de l'auxine chez les plantes : le transport latéral, le transport polaire et le transport apolaire. Transport latéral (transport de l'auxine en contre-jour à l'extrémité du coléoptile causé par la lumière unilatérale, transport latéral proche du sol de l'auxine dans les racines et les tiges des plantes lorsqu'il est transversal). Transport polaire (de l'extrémité supérieure de la morphologie à l'extrémité inférieure de la morphologie). Transport apolaire (dans les tissus matures, l'auxine peut être transportée de manière apolaire à travers le phloème).

La dualité de l'action physiologique

Une faible concentration favorise la croissance, tandis qu'une concentration élevée l'inhibe. Les besoins en concentration optimale d'auxine varient selon les organes végétaux. La concentration optimale était d'environ 10E-10 mol/L pour les racines, 10E-8 mol/L pour les bourgeons et 10E-5 mol/L pour les tiges. Des analogues de l'auxine (tels que l'acide naphtalène acétique, le 2,4-D, etc.) sont souvent utilisés en production pour réguler la croissance des plantes. Par exemple, lors de la production de germes de soja, la concentration adaptée à la croissance des tiges est utilisée pour traiter les germes de soja. Par conséquent, les racines et les bourgeons sont inhibés, et les tiges issues de l'hypocotyle sont très développées. L'avantage de l'apex pour la croissance des tiges végétales est déterminé par les caractéristiques de transport de l'auxine des plantes et la dualité de ses effets physiologiques. Le bourgeon apex de la tige est la partie la plus active de la production d'auxine. Cependant, la concentration d'auxine produite par ce bourgeon est constamment transportée vers la tige par transport actif. Ainsi, la concentration d'auxine dans le bourgeon apex lui-même est faible, tandis que celle dans la jeune tige est plus élevée. Ce bourgeon est particulièrement adapté à la croissance de la tige, mais a un effet inhibiteur sur les bourgeons. Plus la concentration d'auxine est élevée près du bourgeon sommital, plus l'effet inhibiteur sur le bourgeon latéral est fort, ce qui explique pourquoi de nombreuses plantes hautes forment une pagode. Cependant, toutes les plantes n'ont pas une forte dominance apex, et certains arbustes commencent à se dégrader, voire à rétrécir, après le développement du bourgeon apex pendant un certain temps, perdant ainsi leur dominance apex initiale. La forme arborescente de l'arbuste n'est donc pas celle d'une pagode. Étant donné qu'une forte concentration d'auxine inhibe la croissance des plantes, la production de fortes concentrations d'analogues de l'auxine peut également être utilisée comme herbicide, notamment contre les mauvaises herbes dicotylédones.

Analogues d'auxine : NAA, 2, 4-D. L'auxine étant présente en faible quantité dans les plantes, sa conservation est difficile. Afin de réguler la croissance végétale, des analogues de l'auxine ont été découverts par synthèse chimique, aux effets similaires, pouvant être produits en masse et largement utilisés en agriculture. Effet de la gravité terrestre sur la distribution de l'auxine : la croissance des tiges et la croissance des racines au sol sont dues à la gravité terrestre. Cette dernière entraîne une répartition inégale de l'auxine, plus concentrée sur la face proche de la tige et moins sur sa face arrière. La concentration optimale d'auxine dans la tige étant élevée, une concentration plus élevée d'auxine sur la face proche de la tige a favorisé sa croissance, ce qui a accéléré la croissance de la face proche par rapport à la face arrière, préservant ainsi sa croissance ascendante. Pour les racines, la concentration optimale d'auxine étant très faible, une concentration plus élevée d'auxine près du sol inhibe la croissance des cellules racinaires. La croissance près du sol est donc plus lente que celle de l'arrière, ce qui maintient la croissance géotropique des racines. Sans gravité, les racines ne poussent pas nécessairement vers le bas. L'effet de l'apesanteur sur la croissance des plantes : la croissance des racines vers le sol et la croissance de la tige en s'éloignant du sol sont induites par la gravité terrestre, elle-même causée par la répartition inégale de l'auxine sous l'effet de la gravité terrestre. En état d'apesanteur, en raison de la perte de gravité, la croissance de la tige perd son retard, et les racines perdent également les caractéristiques de croissance au sol. Cependant, l'avantage de la croissance de la tige au sommet est conservé, et le transport polaire de l'auxine n'est pas affecté par la gravité.