أفضل الأسعار لهرمون نباتي حمض الإندول-3-أسيتيك (IAA)

ناتبالتأكيد

حمض الإندول أسيتيك مادة عضوية. منتجاته النقية عبارة عن بلورات عديمة اللون على شكل أوراق أو مساحيق بلورية. يتحول لونه إلى الوردي عند تعرضه للضوء. درجة انصهاره 165-166 درجة مئوية (168-170 درجة مئوية). يذوب في الإيثانول اللامائي، وأسيتات الإيثيل، وثنائي كلورو الإيثان، ويذوب في الإيثر والأسيتون. لا يذوب في البنزين، والتولوين، والبنزين، والكلوروفورم. لا يذوب في الماء، ويمكن أن يتحلل محلوله المائي بفعل الأشعة فوق البنفسجية، ولكنه مستقر في الضوء المرئي. ملح الصوديوم وملح البوتاسيوم أكثر استقرارًا من الحمض نفسه، ويذوبان بسهولة في الماء. يُزال منه الكربوكسيل بسهولة ليتحول إلى 3-ميثيل إندول (سكاتين). له تأثير مزدوج على نمو النبات، وتختلف حساسية أجزاء النبات المختلفة له، وعادةً ما يكون الجذر أكبر من البرعم، والبرعم أكبر من الساق. تختلف حساسية النباتات المختلفة له.

طريقة التحضير

يُحضّر أسيتونيتريل 3-إندول من تفاعل الإندول والفورمالديهايد وسيانيد البوتاسيوم عند درجة حرارة 150 درجة مئوية وضغط يتراوح بين 0.9 و1 ميجا باسكال، ثم يُحلّل مائيًا باستخدام هيدروكسيد البوتاسيوم. أو من تفاعل الإندول مع حمض الجليكوليك. في جهاز تعقيم من الفولاذ المقاوم للصدأ سعة 3 لترات، أُضيف 270 غرامًا (4.1 مول) من هيدروكسيد البوتاسيوم بتركيز 85%، و351 غرامًا (3 مول) من الإندول، ثم أُضيف ببطء 360 غرامًا (3.3 مول) من محلول مائي لحمض الهيدروكسي أسيتيك بتركيز 70%. يُسخّن المزيج في وعاء مغلق إلى 250 درجة مئوية مع التحريك لمدة 18 ساعة. يُبرّد المزيج إلى أقل من 50 درجة مئوية، ثم يُضاف 500 مل من الماء، ويُحرّك عند درجة حرارة 100 درجة مئوية لمدة 30 دقيقة لإذابة أسيتات 3-إندول البوتاسيوم. يُبرّد المحلول إلى 25 درجة مئوية، ثم يُسكب في الماء ويُضاف إليه الماء حتى يصل الحجم الكلي إلى 3 لترات. تُستخلص الطبقة المائية بـ 500 مل من الإيثر الإيثيلي، وتُحمّض بحمض الهيدروكلوريك عند درجة حرارة 20-30 درجة مئوية، ثم تُرسّب بحمض الإندول-3-أسيتيك. يُرشّح المحلول ويُغسل بالماء البارد ويُجفف بعيدًا عن الضوء، ويبلغ وزن المنتج 455-490 غرامًا.

الأهمية البيوكيميائية

ملكية

يتحلل بسهولة في الضوء والهواء، ولا يدوم تخزينه طويلًا. آمن للبشر والحيوانات. يذوب في الماء الساخن والإيثانول والأسيتون والإيثر وأسيتات الإيثيل، ويذوب جزئيًا في الماء والبنزين والكلوروفورم. وهو مستقر في المحلول القلوي، ويُذاب أولًا في كمية صغيرة من الكحول بنسبة 95%، ثم يُذاب في الماء حتى الوصول إلى الكمية المناسبة عند تحضيره باستخدام بلورة المنتج النقي.

يستخدم

يُستخدم حمض 3-إندول أسيتيك، بالإضافة إلى مواد أوكسينية أخرى مثل 3-إندول أسيتالدهيد، و3-إندول أسيتونيتريل، وحمض الأسكوربيك، كمحفز لنمو النبات وككاشف تحليلي، وهي مواد موجودة طبيعيًا في الطبيعة. يُعد التربتوفان المادة الأولية لتخليق حمض 3-إندول أسيتيك في النباتات. يتمثل الدور الأساسي للأوكسين في تنظيم نمو النبات، ليس فقط من خلال تعزيز النمو، بل أيضًا من خلال تثبيطه وتثبيط بناء الأعضاء. يوجد الأوكسين في خلايا النبات ليس فقط في حالته الحرة، بل أيضًا في حالة الأوكسين المرتبط بقوة بأحماض حيوية بوليمرية، وغيرها. كما يُشكل الأوكسين مركبات مع مواد خاصة، مثل إندول-أسيتيل أسباراجين، وأبنتوز إندول-أسيتيل جلوكوز، وغيرها. قد تكون هذه طريقة لتخزين الأوكسين في الخلية، وأيضًا طريقة لإزالة سمية الأوكسين الزائد.

تأثير

الأوكسين النباتي. يُعد حمض الإندول أسيتيك أكثر هرمونات النمو الطبيعية شيوعًا في النباتات. يُحفز حمض الإندول أسيتيك تكوين البراعم العلوية في براعم النباتات، والسيقان، والشتلات، وغيرها. ويُعتبر التربتوفان طليعته. حمض الإندول أسيتيك هو...هرمون نمو النباتللسوماتين العديد من التأثيرات الفسيولوجية المرتبطة بتركيزه. فالتركيز المنخفض منه يحفز النمو، بينما التركيز العالي يثبطه وقد يؤدي إلى موت النبات، ويرتبط هذا التثبيط بقدرته على تحفيز إنتاج الإيثيلين. أما التأثيرات الفسيولوجية للأوكسين فتتجلى على مستويين: على المستوى الخلوي، يحفز الأوكسين انقسام خلايا الكامبيوم، ويحفز استطالة خلايا الفروع، ويثبط نمو خلايا الجذور، ويعزز تمايز خلايا الخشب واللحاء، ويحفز نمو الجذور الشعرية، وينظم تكوين الكالس. وعلى مستوى العضو والنبات ككل، يعمل الأوكسين من البادرة وحتى نضج الثمرة. يتحكم الأوكسين في استطالة السويقة الجنينية للبادرة مع تثبيط عكسي بالضوء الأحمر؛ فعندما ينتقل حمض الإندول أسيتيك إلى الجانب السفلي من الفرع، ينتج الفرع انتحاءً أرضيًا. ويحدث الانتحاء الضوئي عندما ينتقل حمض الإندول أسيتيك إلى الجانب الخلفي من الفروع. ويؤدي حمض الإندول أسيتيك إلى سيادة القمة، ويؤخر شيخوخة الأوراق. أدى تطبيق الأوكسين على الأوراق إلى تثبيط تساقطها، بينما حفز تطبيقه على الطرف القريب من مكان التساقط عملية التساقط. كما يحفز الأوكسين الإزهار، ويحفز التكاثر البكري، ويؤخر نضج الثمار.

يتقدم

يتمتع حمض الإندول أسيتيك بنطاق واسع من الاستخدامات، إلا أنه ليس شائع الاستخدام نظرًا لسهولة تحلله داخل وخارج النباتات. في المراحل المبكرة، استُخدم لتحفيز التكاثر البكري وعقد ثمار الطماطم. في مرحلة الإزهار، كانت تُنقع الأزهار في محلول تركيزه 3000 ملغم/لتر لتكوين ثمار طماطم عديمة البذور وتحسين معدل عقد الثمار. من أوائل استخداماته تعزيز تجذير العُقل. إذ يُمكن لنقع قاعدة العُقل في محلول طبي تركيزه من 100 إلى 1000 ملغم/لتر أن يُعزز تكوين الجذور العرضية لأشجار الشاي، وأشجار الصمغ، وأشجار البلوط، والميتاسيكويا، والفلفل، وغيرها من المحاصيل، ويُسرّع معدل التكاثر الغذائي. كما استُخدم حمض الإندول أسيتيك بتركيز 1-10 ملغم/لتر والأوكساميلين بتركيز 10 ملغم/لتر لتعزيز تجذير شتلات الأرز. رشّ الأقحوان بمحلول سائل بتركيز يتراوح بين 25 و400 ملغم/لتر مرة واحدة (خلال 9 ساعات من فترة الإضاءة) قد يثبط ظهور براعم الزهور ويؤخر الإزهار. أما عند زراعته تحت أشعة الشمس المباشرة لفترات طويلة، فإن رشه بمحلول بتركيز 10⁻⁵ مول/لتر مرة واحدة يزيد من عدد الأزهار المؤنثة. كما أن معالجة بذور الشمندر تحفز الإنبات وتزيد من محصول الدرنات الجذرية ومحتواها من السكر.

مقدمة عن الأوكسين
مقدمة

الأوكسين (auxin) هو فئة من الهرمونات الداخلية التي تحتوي على حلقة عطرية غير مشبعة وسلسلة جانبية من حمض الأسيتيك. يُعرف اختصاره بالإنجليزية IAA، وهو الاسم الشائع عالميًا لحمض الإندول أسيتيك (IAA). في عام 1934، حدده غو غي وزملاؤه على أنه حمض الإندول أسيتيك، ولذلك يُستخدم عادةً كمرادف للأوكسين. يُصنّع الأوكسين في الأوراق الصغيرة الممتدة والنسيج الإنشائي القمي، ويتراكم من الأعلى إلى الأسفل عبر النقل لمسافات طويلة بواسطة اللحاء. كما تُنتج الجذور الأوكسين، الذي يُنقل من الأسفل إلى الأعلى. يتكون الأوكسين في النباتات من التربتوفان عبر سلسلة من المركبات الوسيطة، والمسار الرئيسي هو عبر إندول أسيتالدهيد. يمكن تكوين أسيتالدهيد الإندول عن طريق أكسدة التربتوفان وإزالة الأمين منه إلى بيروفات الإندول، ثم إزالة الكربوكسيل منه، أو عن طريق أكسدة التربتوفان وإزالة الأمين منه إلى تريبتامين. بعد ذلك، يُعاد أكسدة أسيتالدهيد الإندول إلى حمض أسيتيك الإندول. ومن الطرق التركيبية الأخرى الممكنة تحويل التربتوفان من أسيتونيتريل الإندول إلى حمض أسيتيك الإندول. يمكن تعطيل حمض أسيتيك الإندول في النباتات عن طريق ارتباطه بحمض الأسبارتيك لتكوين حمض أسيتيل أسبارتيك الإندول، أو الإينوزيتول لتكوين حمض أسيتيك الإندول، أو الجلوكوز لتكوين غلوكوزيد، أو البروتين لتكوين معقد حمض أسيتيك-بروتين. عادةً ما يُمثل حمض أسيتيك المرتبط 50-90% من حمض أسيتيك الإندول في النباتات، والذي قد يكون شكلاً تخزينياً للأوكسين في أنسجة النبات. يمكن أن يتحلل حمض الإندول أسيتيك عن طريق أكسدته، وهي عملية شائعة في الأنسجة النباتية. للأوكسينات تأثيرات فسيولوجية عديدة، ترتبط بتركيزها. فالتركيز المنخفض يحفز النمو، بينما التركيز العالي يثبطه وقد يؤدي إلى موت النبات، ويرتبط هذا التثبيط بقدرة الأوكسين على تحفيز تكوين الإيثيلين. تتجلى التأثيرات الفسيولوجية للأوكسين على مستويين: على المستوى الخلوي، يحفز الأوكسين انقسام خلايا الكامبيوم، ويحفز استطالة خلايا الفروع، ويثبط نمو خلايا الجذور، ويعزز تمايز خلايا الخشب واللحاء، ويحفز نمو الجذور الشعرية، وينظم تكوين الكالس. أما على مستوى العضو والنبات ككل، فيعمل الأوكسين من البادرة حتى نضج الثمرة. يتحكم الأوكسين في استطالة السويقة الجنينية للبادرة مع تثبيط عكسي بالضوء الأحمر؛ وعندما ينتقل حمض الإندول أسيتيك إلى الجانب السفلي من الفرع، ينتج الفرع انتحاءً أرضيًا. يحدث الانتحاء الضوئي عندما ينتقل حمض الإندول أسيتيك إلى الجانب الخلفي المضاء من الأغصان. تسبب حمض الإندول أسيتيك في سيادة القمة. يؤخر شيخوخة الأوراق؛ حيث أن تطبيق الأوكسين على الأوراق يثبط تساقطها، بينما يحفز تطبيقه على الطرف القريب من مكان التساقط عملية التساقط. يعزز الأوكسين الإزهار، ويحفز نمو الثمار البكرية، ويؤخر نضجها. وقد ظهر مفهوم مستقبلات الهرمونات. مستقبل الهرمون هو مكون خلوي جزيئي كبير يرتبط بشكل خاص بالهرمون المقابل ثم يبدأ سلسلة من التفاعلات. لمركب حمض الإندول أسيتيك والمستقبل تأثيران: أولاً، يعمل على بروتينات الغشاء، مما يؤثر على تحمض الوسط، ونقل مضخات الأيونات، وتغير التوتر، وهو تفاعل سريع (أقل من 10 دقائق)؛ أما الثاني فهو التأثير على الأحماض النووية، مما يُسبب تغييرات في جدار الخلية وتخليق البروتين، وهو تفاعل بطيء (10 دقائق). يُعد تحمض الوسط شرطًا أساسيًا لنمو الخلايا. يُمكن لحمض الإندول أسيتيك تنشيط إنزيم ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) على الغشاء البلازمي، وتحفيز تدفق أيونات الهيدروجين خارج الخلية، وخفض قيمة الرقم الهيدروجيني للوسط، مما يُنشط الإنزيم ويُحلل عديد السكاريد في جدار الخلية، فيؤدي ذلك إلى تليين جدار الخلية وتمددها. أدى إعطاء حمض الإندول أسيتيك إلى ظهور تسلسلات محددة من الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA)، مما غيّر من تخليق البروتين. كما غيّر علاج حمض الإندول أسيتيك من مرونة جدار الخلية، مما سمح باستمرار نمو الخلية. أما تأثير الأوكسين المُحفز للنمو فيقتصر أساسًا على تعزيز نمو الخلايا، وخاصة استطالتها، وليس له أي تأثير على انقسامها. الجزء من النبات الذي يستشعر التحفيز الضوئي يقع في قمة الساق، بينما يكون الجزء المنحني في الجزء السفلي من القمة، وذلك لأن الخلايا أسفل القمة تنمو وتتوسع، وهي الفترة الأكثر حساسية للأوكسين، لذا يكون للأوكسين التأثير الأكبر على نمو النبات. أما في حالة شيخوخة الأنسجة، فلا يكون لهرمون النمو أي تأثير. ويعود سبب قدرة الأوكسين على تعزيز نمو الثمار وتجذير العُقَل إلى قدرته على تغيير توزيع العناصر الغذائية في النبات، حيث يتم الحصول على المزيد من العناصر الغذائية في الجزء الغني بالأوكسين، مما يُشكل مركزًا لتوزيعها. كما يُمكن للأوكسين أن يُحفز تكوين طماطم عديمة البذور، لأنه بعد معالجة براعم الطماطم غير المخصبة بالأوكسين، يُصبح مبيض برعم الطماطم مركزًا لتوزيع العناصر الغذائية، حيث يتم نقل العناصر الغذائية الناتجة عن عملية التمثيل الضوئي في الأوراق باستمرار إلى المبيض، مما يُساعد على نموه.

توليد ونقل وتوزيع

تُعدّ الأنسجة المرستيمية، وخاصة البراعم الصغيرة والأوراق والبذور النامية، الأجزاء الرئيسية لتخليق الأوكسين. يتوزع الأوكسين في جميع أعضاء النبات، ولكنه يتركز نسبيًا في الأجزاء سريعة النمو، مثل غمد البادرة والبراعم وقمة الجذر والمرستيم والكامبيوم والبذور النامية والثمار. توجد ثلاث طرق لنقل الأوكسين في النباتات: النقل الجانبي، والنقل القطبي، والنقل غير القطبي. النقل الجانبي (نقل الأوكسين من خلف الضوء في قمة غمد البادرة نتيجةً للضوء أحادي الجانب، ونقله بالقرب من سطح التربة في جذور وسيقان النباتات عند النقل العرضي). النقل القطبي (من الطرف العلوي للنبات إلى الطرف السفلي). النقل غير القطبي (في الأنسجة الناضجة، يمكن نقل الأوكسين غير القطبي عبر اللحاء).

ازدواجية التأثير الفيزيولوجي

يُحفز التركيز المنخفض نمو النبات، بينما يُثبطه التركيز العالي. وتختلف احتياجات أعضاء النبات المختلفة من التركيز الأمثل للأوكسين. وقد بلغ التركيز الأمثل حوالي 10 × 10⁻¹⁰ مول/لتر للجذور، و10 × 10⁻⁸ مول/لتر للبراعم، و10 × 10⁻⁵ مول/لتر للسيقان. تُستخدم نظائر الأوكسين (مثل حمض النفثالين أسيتيك، و2،4-D، وغيرها) بشكل شائع في الإنتاج النباتي لتنظيم نمو النبات. فعلى سبيل المثال، عند إنتاج براعم الفاصوليا، يُستخدم التركيز المناسب لنمو الساق لمعالجة هذه البراعم. ونتيجة لذلك، تُثبط الجذور والبراعم، بينما تنمو السيقان النامية من السويقة الجنينية بشكل كبير. وتُحدد الميزة القصوى لنمو ساق النبات بخصائص نقل الأوكسين في النبات وازدواجية تأثيراته الفيزيولوجية. تُعدّ البرعمة القمية لساق النبات الجزء الأكثر نشاطًا في إنتاج الأوكسين، إلا أن تركيز الأوكسين المُنتَج فيها ينتقل باستمرار إلى الساق عبر النقل النشط، لذا فإن تركيزه في البرعمة القمية نفسها ليس مرتفعًا، بينما يكون أعلى في الساق الصغيرة. وهذا يُناسب نمو الساق، ولكنه يُثبّط نمو البراعم. وكلما زاد تركيز الأوكسين في المنطقة الأقرب إلى البرعمة القمية، ازداد تأثيره المُثبّط على البراعم الجانبية، ولهذا السبب تتخذ العديد من النباتات الطويلة شكلًا يشبه الباغودا. مع ذلك، لا تتمتع جميع النباتات بسيادة قمية قوية، فبعض الشجيرات تبدأ بالتدهور أو حتى الانكماش بعد فترة من نمو البرعمة القمية، فتفقد بذلك سيادتها الأصلية، وبالتالي لا يكون شكلها شجريًا يشبه الباغودا. نظراً لأن التركيز العالي للأوكسين له تأثير في تثبيط نمو النبات، فإن إنتاج تركيز عالٍ من نظائر الأوكسين يمكن استخدامه أيضاً كمبيدات للأعشاب، وخاصة للأعشاب ثنائية الفلقة.

نظائر الأوكسين: NAA، 2,4-D. نظرًا لوجود الأوكسين بكميات ضئيلة في النباتات، وصعوبة الحفاظ عليه، فقد تم التوصل، من خلال التخليق الكيميائي، إلى نظائر للأوكسين ذات تأثيرات مشابهة، والتي يمكن إنتاجها بكميات كبيرة، وقد شاع استخدامها في الإنتاج الزراعي. تأثير جاذبية الأرض على توزيع الأوكسين: يتأثر نمو السيقان ونمو الجذور بجاذبية الأرض، حيث تتسبب هذه الجاذبية في توزيع غير متساوٍ للأوكسين، إذ يتركز بشكل أكبر في الجزء الأمامي من الساق، وأقل في الجزء الخلفي. ولأن التركيز الأمثل للأوكسين في الساق مرتفع، فإن زيادة تركيزه في الجزء الأمامي تعزز نموه، مما يؤدي إلى نمو هذا الجزء بشكل أسرع من الجزء الخلفي، وبالتالي الحفاظ على نمو الساق نحو الأعلى. بالنسبة للجذور، نظرًا لانخفاض التركيز الأمثل للأوكسين فيها، فإن زيادة تركيزه بالقرب من سطح التربة يُثبط نمو خلايا الجذر، مما يجعل نمو الجذور بالقرب من سطح التربة أبطأ من نموها في الجهة الخلفية، وبالتالي يحافظ النبات على نموه الجاذبي. في غياب الجاذبية، لا تنمو الجذور بالضرورة نحو الأسفل. تأثير انعدام الوزن على نمو النبات: يحفز وزن الأرض نمو الجذور نحو سطح التربة ونمو الساق بعيدًا عنه، نتيجةً لتوزيع الأوكسين غير المتساوي تحت تأثيرها. في حالة انعدام الوزن في الفضاء، وبسبب فقدان الجاذبية، يفقد نمو الساق اتجاهه نحو الأسفل، وتفقد الجذور أيضًا خصائص نموها نحو سطح التربة. مع ذلك، يبقى نمو الساق نحو القمة قائمًا، ولا يتأثر النقل القطبي للأوكسين بالجاذبية.