Indole 3 एसिटिक एसिड (IAA) CAS 87-51-4

इंडोल 3 एसिटिक एसिड (आईएए), जिसे इंडोलेसेटिक एसिड के रूप में भी जाना जाता है, एक प्लांट ऑक्सिन है जिसमें रासायनिक सूत्र C10H9NO2 और 8CAS 7 - 51-4, सफेद क्रिस्टलीय पाउडर, इथेनॉल में घुलनशील, एसीटोन और ईथर, क्लोरोफॉर्म में थोड़ा घुलनशील, पानी में अडल्य है। इसका उपयोग संयंत्र विकास उत्तेजक और विश्लेषणात्मक अभिकर्मक के रूप में किया जाता है। इंडोलेसेटिक एसिड को विस्तारित युवा पत्तियों और एपिकल मेरिस्टेम में संश्लेषित किया जाता है, और फ्लोएम की लंबी दूरी के परिवहन के माध्यम से ऊपर से नीचे तक संचित होता है। रूट ऑक्सिन का उत्पादन भी कर सकता है और इसे नीचे से ऊपर तक ले जा सकता है। पौधों में ऑक्सिन ट्रिप्टोफैन द्वारा मध्यवर्ती उत्पादों की एक श्रृंखला के माध्यम से बनता है।

Indole-3-Acetic एसिड (IAA), जैसा कि जल्द से जल्द खोजा प्राकृतिक पौधे के विकास हार्मोन के रूप में, इसकी आणविक संरचना में इंडोल रिंग और एसिटिक एसिड साइड चेन द्वारा अद्वितीय जैविक गतिविधि के साथ संपन्न होता है। 1934 में पौधों से अलगाव और शुद्धिकरण के बाद से, IAA ने कृषि, बागवानी, जैव प्रौद्योगिकी और बुनियादी अनुसंधान क्षेत्रों में व्यापक आवेदन मूल्य का प्रदर्शन किया है।

संयंत्र वृद्धि के मुख्य नियामक कारक

 

1। कोशिका विभाजन और बढ़ाव का द्वि दिशात्मक विनियमन
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 μ मीटर) एथिलीन संश्लेषण को प्रेरित करके रूट सेल बढ़ाव को रोकते हैं। यह एकाग्रता निर्भर प्रभाव मक्का भ्रूण म्यान बढ़ाव प्रयोग में महत्वपूर्ण था: 0.1 μ मीटर IAA ने भ्रूण के म्यान बढ़ाव को 40%तक बढ़ा दिया, जबकि 10 μ मीटर उपचार के परिणामस्वरूप बढ़ाव निषेध हुआ।

 

2। अंग निर्माण और आकृति विज्ञान
मूल विकास:इंडोल 3 एसिटिक एसिड (आईएए)पिन प्रोटीन के ध्रुवीयता स्थानीयकरण को विनियमित करके एक रूट मेरिस्टेम ग्रेडिएंट स्थापित करता है, रूट प्राइमर्डिया के गठन को बढ़ावा देता है। Arabidopsis उत्परिवर्ती अध्ययनों में, PIN1 की कमी के परिणामस्वरूप IAA का वितरण और जड़ बालों की मात्रा में 60% की कमी आई।
शीर्ष लाभ: स्टेम टिप पर उत्पादित IAA ध्रुवीय परिवहन के माध्यम से पार्श्व कली अंकुरण को रोकता है, और IAA परिवहन अवरोधकों (जैसे NPA) के बहिर्जात अनुप्रयोग से आलू के पार्श्व कलियों की संख्या 3-5 बार बढ़ सकती है।
फूल और फल विकास: IAA टमाटर पार्थेनोकार्पी को प्रेरित करता है, और 3000 मिलीग्राम/एल IAA समाधान में फूलों को भिगोने से बीज रहित फल की उपज 200%बढ़ जाती है; सेब फल सेटिंग अवधि के दौरान 20 मिलीग्राम/एल आईएए का छिड़काव करने से फल सेटिंग दर में 35%की वृद्धि हो सकती है।

 

3। पर्यावरण अनुकूलन प्रतिक्रिया
फोटोट्रोपिज्म: ओट भ्रूण म्यान के बैकलिट पक्ष पर IAA की संचय दर बैकलिट की तुलना में 30% तेज है, जिसके परिणामस्वरूप सेल बढ़ाव दर में अंतर होता है।
जियोट्रोपिज्म: मक्का रूट कैप कॉलम कोशिकाओं में IAA का असममित वितरण निचली कोशिकाओं के बढ़ाव को रोकता है और ऊपरी कोशिकाओं के बढ़ाव को तेज करता है, जिसके परिणामस्वरूप जड़ों का नकारात्मक भू -जियोट्रोपिज्म होता है।
प्रतिकूलता प्रतिक्रिया: सूखे के तनाव के तहत, गेहूं की जड़ों में IAA सामग्री में 2.3 गुना बढ़ गया, जिससे जड़ विकास को बढ़ावा देकर जल अवशोषण क्षमता बढ़ गई।

संयंत्र ऊतक संस्कृति के प्रमुख घटक

 

1। कैलस ऊतक का प्रेरण
तम्बाकू पत्ती मेसोफिल सेल संस्कृति में, एमएस माध्यम में 0.1-1 mg/l iaa जोड़ने से Calus इंडक्शन दर 12% से 85% तक बढ़ सकती है। साइटोकिनिन (जैसे 6-बीए) के लिए IAA का अनुपात भेदभाव की दिशा निर्धारित करता है: उच्च IAA/निम्न 6-BA (10: 1) मूल गठन को बढ़ावा देता है, जबकि कम IAA/उच्च 6-BA (1:10) कली ​​भेदभाव को प्रेरित करता है।

2। दैहिक भ्रूणजनन
गाजर निलंबन सेल संस्कृति में, 0.5 मिलीग्राम/एल आईएए और 2 मिलीग्राम/एल 2,4-डी के संयोजन से भ्रूण के विकास की आवृत्ति 40%बढ़ सकती है। IAA भ्रूण के विकास में शामिल प्रमुख जीनों की अभिव्यक्ति को नियंत्रित करता है, जैसे LEC1 और FUS3, और दैहिक भ्रूण विकास की प्रक्रिया शुरू करता है।

3। आनुवंशिक परिवर्तन प्रणाली का अनुकूलन
एग्रोबैक्टीरियम मध्यस्थता वाले कपास आनुवंशिक परिवर्तन में, पूर्व संस्कृति माध्यम में 0.01 मिलीग्राम/एल आईएए जोड़ने से परिवर्तन दक्षता में 25%की वृद्धि हो सकती है। IAA सेल डिवीजन गतिविधि को बनाए रखता है, एग्रोबैक्टीरियम संक्रमण की खिड़की की अवधि को बढ़ाता है, और ब्राउनिंग घटना को कम करता है।

आधुनिक कृषि प्रौद्योगिकी का अभिनव अनुप्रयोग

 

1। कुशल रूटिंग तकनीक
हार्ड ब्रांच कटिंग: अंगूर की हार्ड शाखाओं को 500 मिलीग्राम/एल आईएए रैपिड डुबकी के साथ इलाज किया गया था, और रूटिंग दर 92% तक पहुंच गई, जो नियंत्रण समूह की तुलना में 58% अधिक थी।
पेड़ की प्रजातियों को रूट करने के लिए मुश्किल: लाल पाइन निविदा शाखाओं को 24 घंटे के लिए 1000 मिलीग्राम/एल आईएए में भिगोया गया था, और रूटिंग दर 12% से बढ़कर 67% हो गई।
समग्र सूत्रीकरण का विकास: चावल के अंकुरों के इलाज के लिए IAA और कवकनाशी (1:10) का मिश्रण रूट संख्या में 40% की वृद्धि और फुसैरियम विल्ट को रोकने और नियंत्रित करने में 85% प्रभाव हुआ।

2। फल की स्थापना और गुणवत्ता नियंत्रण
बीज रहित फल उत्पादन: स्ट्रॉबेरी के शिखर फूलों की अवधि के दौरान 20 मिलीग्राम/एल आईएए का छिड़काव करने से बीज रहित फलों के अनुपात में 70% और व्यक्तिगत फलों के वजन में 15% की वृद्धि होती है।

 

फल एकरूपता: साइट्रस के युवा फल चरण के दौरान 10 मिलीग्राम/एल आईएए का छिड़काव करने से फल आकार सूचकांक के मानक विचलन 0.2 से कम हो गए और वाणिज्यिक फल दर में 25%की वृद्धि हुई।
चीनी संचय: चुकंदर कंद की सूजन अवधि के दौरान 5 मिलीग्राम/एल आईएए को लागू करने से चीनी की मात्रा में 1.8 प्रतिशत अंक बढ़ गए और 12%की उपज होती है।
3। प्रतिकूल खेती प्रबंधन
खारा क्षार भूमि सुधार: आईएए और ह्यूमिक एसिड के संयोजन के साथ इलाज किए गए मकई के बीजों ने अंकुरण दर में 40% की वृद्धि और 0.3% NaCl तनाव के तहत सूखे वजन में 25% की वृद्धि देखी।
कम तापमान अंकुर की खेती: अंकुर चरण के दौरान ककड़ी के अंकुरों पर 5 मिलीग्राम/एल आईएए का छिड़काव 5 डिग्री पर 35% की वृद्धि हुई और इलेक्ट्रोलाइट रिसाव दर को 22% तक कम कर दिया।

संयंत्र शारीरिक तंत्र के लिए अनुसंधान उपकरण

 

1। परिवहन मार्गों का विश्लेषण
पौधों में IAA के आंदोलन पथ को ट्रैक करने के लिए रेडियोधर्मी लेबलिंग का उपयोग करके, ध्रुवीय परिवहन के "CO परिवहन मॉडल" का पता चला था: IAA और H ⁺ को एक ही दिशा में ले जाया गया था, और परिवहन को चलाने के लिए एक झिल्ली संभावित ढाल की स्थापना की गई थी।
2। सिग्नल ट्रांसडक्शन पर शोध
इंडोल 3 एसिटिक एसिड (आईएए)ऑक्सिन रिसेप्टर TIR1/AFB और Aux/IAA प्रोटीन के बीच इंटरैक्शन तंत्र को स्पष्ट करने के लिए एक मॉडल अणु के रूप में उपयोग किया जाता है। खमीर दो हाइब्रिड प्रयोगों से पता चला कि 10 एनएम आईएए TIR1-AUX/IAA परिसरों के गठन को प्रेरित कर सकता है और ARF प्रतिलेखन कारकों को सक्रिय कर सकता है।
3। चयापचय मार्गों का elucidation
LC - MS विश्लेषण के साथ संयुक्त आइसोटोप ट्रेसिंग तकनीक ने पौधों में IAA के मुख्य चयापचय मार्गों की पहचान की है: 70% को Indole-3-Acetic एसिड एस्पार्टिक एसिड कॉम्प्लेक्स के रूप में संग्रहीत किया जाता है, और 20% IAA ऑक्सीडेज द्वारा ऑक्सीकरण किए गए Indole-3-ecolic एसिड द्वारा अपमानित किया जाता है।

उद्योग और जैव प्रौद्योगिकी का विस्तारित आवेदन

 

1। माइक्रोबियल इंजीनियरिंग उत्पादन
पुनः संयोजक एस्चेरिचिया कोलाई ट्रिप्टोफैन मोनोऑक्सीजिनेज (आईएएएम) और इंडोल-3-एल्डिहाइड डिहाइड्रोजनेज (आईएएएच) व्यक्त करता है, जिसके परिणामस्वरूप किण्वन शोरबा में 1.2 ग्राम/एल का आईएए उत्पादन होता है, जो रासायनिक संश्लेषण की लागत से 40% कम होता है।
2। जैविक रंजक का विकास
IAA लोहे के आयनों के साथ एक लाल परिसर बनाता है, जिसका उपयोग पौधे के ऊतक वर्गों में ऑक्सिन वितरण के सूक्ष्म स्थानीयकरण के लिए किया जा सकता है, 0.1 μ g/g ऊतक की संवेदनशीलता के साथ।
3। पर्यावरण निगरानी संकेतक
एक पौधे के तनाव बायोमार्कर के रूप में, IAA सामग्री में परिवर्तन भारी धातु प्रदूषण की डिग्री को प्रतिबिंबित कर सकता है: Cd के तहत चावल की जड़ों में IAA सामग्री में कमी। ⁺ तनाव प्रदूषण सूचकांक (r =-0.87) के साथ काफी नकारात्मक रूप से सहसंबद्ध है।

का संश्लेषण मार्गआईएए: 150 डिग्री पर इंडोल, फॉर्मलाडेहाइड और पोटेशियम साइनाइड की प्रतिक्रिया, 3-इंडोल एसिटोनिट्राइल का उत्पादन करने के लिए 0.9 ~ 1MPA, और फिर पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड की कार्रवाई के तहत हाइड्रोलिसिस। या इंडोल और ग्लाइकोलिक एसिड की प्रतिक्रिया से। एक 3L स्टेनलेस स्टील ऑटोक्लेव में, 270g (4.1mol) 85% पोटेशियम हाइड्रॉक्साइड, 351g (3mol) इंडोल जोड़ें, और फिर धीरे -धीरे 360G (3.3mol) 70% हाइड्रॉक्सैसेटिक एसिड जलीय घोल जोड़ें। इसे 250 डिग्री तक गर्म करें और 18 घंटे के लिए हिलाएं। 50 डिग्री से नीचे ठंडा, 500 मिलीलीटर पानी जोड़ें, और इंडोल -3-पोटेशियम एसीटेट को भंग करने के लिए 30min के लिए 100 डिग्री पर हिलाएं। 25 डिग्री तक ठंडा करें, पानी में आटोक्लेव सामग्री डालें, और 3L की कुल मात्रा में पानी डालें। 500 मिलीलीटर ईथर के साथ निकालें, पानी की परत को अलग करें, 20-30 डिग्री पर हाइड्रोक्लोरिक एसिड के साथ अम्लीय करें, और इंडोल-3-एसिटिक एसिड को अवक्षेपित करें। फिल्टर, ठंडे पानी में धोएं और 455-490 ग्राम उत्पाद प्राप्त करने के लिए अंधेरे में सूखें।

कार्रवाई का सिद्धांत: इंडोलेसेटिक एसिड को विस्तारित युवा पत्तियों और एपिकल मेरिस्टेम में संश्लेषित किया जाता है, और लंबे समय तक - फ्लोएम के दूरी परिवहन के माध्यम से ऊपर से नीचे तक संचित होता है। रूट ऑक्सिन का उत्पादन भी कर सकता है और इसे नीचे से ऊपर तक ले जा सकता है। पौधों में ऑक्सिन ट्रिप्टोफैन द्वारा मध्यवर्ती उत्पादों की एक श्रृंखला के माध्यम से बनता है। इसका मुख्य मार्ग इंडोल एसिटाल्डिहाइड के माध्यम से है। इंडोल एसिटाल्डिहाइड का गठन ट्रिप्टोफैन के ऑक्सीकरण और डिमिनेशन से इंडोल पाइरूविक एसिड और फिर डेकारबॉक्सिलेशन से, या ट्रिप्टोफैन के ऑक्सीकरण और डिमिनेशन से ट्रिप्टोफैन से ट्रिप्टोफैन तक किया जा सकता है। तब IndolealDehyde को इंडोलेसेटिक एसिड के लिए ऑक्सीकरण किया जाता है। एक अन्य संभावित संश्लेषण मार्ग इंडोल एसिटोनिट्राइल से इंडोल एसिटिक एसिड तक ट्रिप्टोफैन का रूपांतरण है। पौधों में, IAA अपनी गतिविधि को खोने के लिए अन्य पदार्थों के साथ गठबंधन कर सकता है, जैसे कि IAA, inositol बनाने के लिए aspartic एसिड के साथ संयोजन, IAA, ग्लूकोज बनाने के लिए ग्लूकोसाइड बनाने के लिए, और प्रोटीन IAA - प्रोटीन कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए। बाध्य इंडोलैसेटिक एसिड आमतौर पर पौधों में 50 ~ 90% इंडोलेसेटिक एसिड के लिए होता है। यह पौधे के ऊतकों में ऑक्सिन का भंडारण रूप हो सकता है। वे मुक्त इंडोलेसेटिक एसिड का उत्पादन करने के लिए हाइड्रोलाइज्ड हो सकते हैं। इंडोलेसेटिक एसिड ऑक्सीडेज, जो पौधे के ऊतकों में सर्वव्यापी है, ऑक्सीकरण और इंडोलेसेटिक एसिड को विघटित कर सकता है।

की खोज प्रक्रियाइंडोल 3 एसिटिक एसिड (आईएए): ऑक्सिन सबसे पहले खोजा गया प्लांट हार्मोन है। 1880 में, जब पौधों के फोटोट्रोपिज्म का अध्ययन करते हुए, यूनाइटेड किंगडम के सी। डार्विन ने पाया कि कोलोप्टाइल की यूनिडायरेक्शनल रोशनी से कोलोप्टाइल के फोटोट्रोपिज्म झुकने का कारण होगा। कोलोप्टाइल की नोक को काटें या एक अपारदर्शी टिन पन्नी कैप के साथ कोलोप्टाइल को कवर करें। एकतरफा प्रकाश के साथ विकिरणित होने पर फोटोट्रोपिक झुकना नहीं होगा। इसलिए, डार्विन का मानना ​​था कि कोलोप्टाइल ने एकतरफा प्रकाश के तहत एक नीचे की ओर बढ़ते पदार्थ का उत्पादन किया, जिससे पीछे की वृद्धि की गति - प्रकाश की सतह और प्रकाश - को कोलोपीटाइल की सतह का सामना करने के लिए अलग -अलग होने का कारण बना, जिससे कोलोपीटाइल को रोशनी में झुकना पड़ा। 1910 में, पी। बॉयसेन - Jense के प्रयोग ने साबित कर दिया कि कोलोपीटाइल की नोक द्वारा उत्पादित प्रभाव को अगर प्लेट के माध्यम से निचले हिस्से में प्रेषित किया जा सकता है। 1914 में, ए। पैल के प्रयोग ने साबित कर दिया कि कोलोप्टाइल की घुमावदार वृद्धि उसके निचले हिस्से में टिप द्वारा उत्पादित प्रभाव के असमान वितरण के कारण हुई थी। 1928 में, एफडब्ल्यू नीदरलैंड में चला गया, एगर ब्लॉक पर कट ओट कोलोप्टाइल की नोक को रखा। समय की अवधि के बाद, कोलॉप्टाइल की नोक को हटा दिया गया था और इन अगर के टुकड़ों को इंगित कोलोप्टाइल के किनारे पर रखा गया था। नतीजतन, अगर के साथ पक्ष तेजी से बढ़ता गया और विपरीत दिशा में झुका। इस प्रयोग ने पुष्टि की कि कोलोप्टाइल टिप द्वारा उत्पादित एक पदार्थ अगर एगर में फैलता है और फिर कोलोप्टाइल पर रखा जाता है, तो कोलॉप्टाइल के निचले हिस्से में स्थानांतरित हो सकता है और निचले हिस्से के विकास को बढ़ावा दे सकता है। बाद में, सर्दियों ने पहली बार शीथ टिप द्वारा उत्पादित विकास - संबंधित पदार्थों को अलग कर दिया, और इस पदार्थ ऑक्सिन का नाम दिया। 1931 में, नीदरलैंड के कोग्ल और अन्य लोगों ने मानव मूत्र से एक यौगिक को अलग कर दिया और इसे अगर में जोड़ा, जो कोलोपीटाइल झुकने को भी प्रेरित कर सकता है। यौगिक को इंडोलेसेटिक एसिड साबित किया गया था। फिर 1946 में, KOGL और अन्य लोगों ने पौधे के ऊतकों में इंडोलेसेटिक एसिड, फेनिलैसेटिक एसिड (पीएए), इंडोलब्यूट्रिक एसिड (आईबीए) आदि भी पाया।

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