gibberellin (ga) - Fakultas Pertanian UNRAM

GIBBERELLIN
(GA)
Bambang B. Santoso
Fakultas Pertanian UNRAM
30 September 2010
PENGANTAR
• Pd thn 1926, ilmuwan Jepang (Eiichi Kurosawa)
menemukan cendawan Gibberella fujikuroi
mengeluarkan senyawa kimia yg menjadi penyebab
penyakit tsb.
• Senyawa kimia tsb dinamakan Giberelin.
• Penyakit rebah kecambah ini akan muncul saat
tanaman padi terinfeksi cendawan Gibberella
fujikuroi yang menghasilkan senyawa giberelin dlm
jumlah berlebihan
• Belakangan ini, para peneliti menemukan bahwa
giberelin dihasilkan secara alami oleh tanaman,
dan memiliki fungsi sbg ZPT
Tanaman padi yg tinggi lurus (Gb. kanan) diinfeksi
jamur Gibberella. Patogen tsb mengeluarkan
gibberellin, suatu stimulus pertumbuhan. Tanaman
yg tidak diinfeksi (Gb. Kiri) menghasilkan gibberellin
dlm jumlah yg lebih sedikit.
PENGANTAR
• Pada saat ini dilaporkan terdpt lebih dari 110
macam senyawa giberelin yg biasanya disingkat
sbg GA.
• Giberelin dpt diperoleh dari biji yg belum
dewasa (terutama pd tumbuhan dikotil), ujung
akar dan tunas , daun muda dan cendawan.
• Sebagian besar GA yg diproduksi oleh
tumbuhan adalah dalam bentuk inaktif,
sehingga memerlukan prekursor utk menjadi
bentuk aktif
PENGANTAR
• Pd spesies tumbuhan dijumpai kurang lebih 15
macam GA.
• Disamping terdpt pd tumbuhan ditemukan juga
pd alga, lumut dan paku, tetapi tidak pernah
dijumpai pd bakteri.
• GA ditransportasikan melalui xilem dan floem.
PENGANTAR
• GIBBERELLIN
Hormon tanaman yg terlibat dalam
– Pertumbuhan dan perkembangan,
– Perpanjangan batang,
– Pembungaan,
– Perkecambahan biji.
• Gibberellin (GA) causes
dwarf mutants to grow tall.
• Gibberellin causes
hyperelongation of shoots
by stimulating cell division
and elongation.
PERANAN GA
Perpanjangan batang
• Merangsang perpanjangan ruas batang.
Namun hal ini menyebabkan semakin
kurusnya batang, mengecilnya luas daun,
bahkan daun berwarna kuning hijau
kekuningan.
• Aplikasinya : pd tebu (gula), dan pd kubis
(pembungaan dan benih)
• Perkecambahan kacang kapri yg tidak diberi
perlakuan di sebelah kiri, dgn perkecambahan
kapri kerdil yg diberi perlakuan di sebelah
kanan, yg diberi 5 µg gibberellin 5 hari
sebelumnya
Gibberellin Can Cause Bolting (flower part)
PERANAN GA
Pertumbuhan buahan = Fruit Set
• Terlibat dlm inisiasi pertumbuhan buah setelah
penyerbukan (terlebih jika auksin tidak
berperan optimal).
• Efek ini diaplikasikan pd pengendalian
pembuahan apel, anggur, dsb.
• Pd anggur, merangsang perpanjangan tangkai
buah, sehingga jika bunga semakin banyak yg
menjadi buah, maka buah tdk saling menumpuk
• Rangkaian tandan anggur di sebelah kiri adalah
kontrol, yg tidak diberi perlakuan. Rangkaian
tandan di sebelah kanan tumbuh dari tanaman
anggur yg disemprot dgn gibberellin selama
perkembangan buahnya.
PERANAN GA
Perkecambahan Biji
• GA diperlukan pada tahapan
pengaktifan pertumbuhan
vegetatif embrio, pelunakan
(pembelahan) endosperm,
mobilisasi cadangan makanan
tersimpan dlm endosperm.
• Pematahan dormansi biji
karena suhu dingin.
• GA merangsang produksi alfa amilase.
• Ada peranan GA pd induksi sinyal (signal
transduction).
1. Terjadinya
imbibisi air
merangsang
sintesis GA.
2-3. GA berdifusi ke
lapisan aleuron
dan merangsang
sintesis enzim.
4-5. Enzim
memecah amilum
dan gula yg
kemudian
ditransportasikan
ke embrio yg sdg
berkembang.
Reseptor GA terlihat
atau berada di
permukaan sel-sel
aleuron
Transcription
inhibitor
GAmyb gene
a-amylase gene
Reseptor GA terlihat
menangkap molekul
GA
GA
GA signal transduction chain
Transcription
inhibitor
GAmyb gene
a-amylase gene
Reseptor GA mulanya
menangkap molekul
GA dan kemudian
merangsang
metabolisme lainnya
sehingga dihasilkan
alfa amilase
GA
GA signal transduction chain
Transcription
inhibitor
GAmyb gene
GAmyb
a-amylase gene
a-amylase mRNA
a-amylase
ab
100
a
90
b
% Seedless Fruits
80
70
60
50
40
30
20
10
c
0
0
50
100
150
Concentration (ppm)
Pengaruh GA terhadap buah tidak
berbijipada rambutan
200
250
PERANAN GA
Mengatur proses transisi fase vegetatif ke fase
generatif
• Tanaman akan lebih cepat memasuki fase
generatif.
• Pembungaan lebih cepat
PERANAN GA
Mempengaruhi inisiasi pembungaan dan
penentuan kelamin (jenis bunga)
• Merangsang pemebentukan organ generatif
• Menentukan perkembangan bunga (jantan,
betani atau hermaprodite).
• Pd cucumber and spinach, GA merangsang
pembentukan bunga jantan (staminate), dan
jika penghambat GA aktif, maka akan terbentuk
bunga betina (pistillate)
BIOSINTESIS GA
Glyceraldehyde
phosphate
GA53
GA44
Geranylgeranyl
Pyrophosphate
GA12
GA19
GA12-aldehyde
Copalyl
Pyrophosphate
ent-Kaurene
GA20
GA29
GA1
GA8
BIOSINTESIS GA
• Diproduksi utamanya di akar, daun muda,
embrio, buah, dan umbi (tuber).
• Chloroplast is the initial site of synthesis.
• Kondisi lingkungan dpt merubah kerja gen
biosintesis GA.
Ringkasan tahapan Biosintesis GA
MODE OF ACTION
(Mekanisme/Cara Kerja GA)
• Pd pemanjangan batang, GA bertindak
sebagai penghalang kerja zat penghambat
atau senyawa yg bertindah sbg penghambat
perpanjang dan pembelahan sel.
• Merangsang pembelahan sel yg berada di
bawah sel apikal pd batang
Hormone
receptor
receptor
Negative
regulator
Negative
regulator
Response
Response
MODE OF ACTION
(Mekanisme/Cara Kerja GA)
• Dalam proses pembelahan dan perbesaran
sel, GA tidak berkerja secara mandiri, tetapi
bersama dgn auksin.
• Perbedaannya : GA lebih efektif pd tanaman
utuh, sdgkan auksin pd potongan organ
tanaman (stek).
• GA1 adalah jenis GA yg aktif mengendalikan
pertumbuhan batang dan konsentrasinya
berkorelasi dgn tinggi tanaman tsb
Control
Systems in
Plants
MODE OF ACTION
(Mekanisme/Cara Kerja GA)
Pd prose perkecambahan, GA berfungsi sbg pd
tingkat:
• Transkripsi = pembuatan mRNA yg
mengandung pesan (informasi) utk alfa amilase
dr pita DNA atau di dlm pembuatan rRNA.
• Translasi = GA berpartisipasi dlm interaksi
mRNA, rRNA, dan tRNA utk membuat protein.
• Transkripsi = mencetak
• Translasi = menterjemahkan (memaknai info)
MODE OF ACTION
(Mekanisme/Cara Kerja GA)
• GA diproduksi (biosintesis) di jaringan apikal
• GA mengatur metabolismenya sendiri
• Lingkungan dpt mrmprngaruhi biosintesis
(cahaya, fotoperiodisitas, suhu)
• Auksin merangsang biosintesis GA
Mekanisme Fisiologis Kerja GA
• GA merangsang perpanjangan sel dan
pembelahan sel,
• GA mendorong pembesaran dinding sel tanpa
pengasaman lindungan sel,
• GA mengatur transkripsi enzim Kinase Siklus
Sel (pd meristem interkalar)
• GA berperan dlm signal transduction
REFERENCES
• Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology.
Sixth Edition, Pearson Education. Inc. San
Francisco.
• Davies, P.J., 2004. Plant Hormones. Physiology,
Biochemistry, and Molecular Biology. Kluwer
Academic Publishers
• Google search (images) auxin, IAA, 2,4-D, etc
• Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third
Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers.
Sunderland, Massachusetts.
THE END