FAKTOR – FAKTOR PEMBENTUKKAN VASKULER

FAKTOR – FAKTOR
PEMBENTUKAN
VASKULER
STRUKTUR PERTUMBUHAN TUMBUHAN II
KELOMPOK 4
1. HENGKI SETIYAWAN
(1512100049)
2. NIKI YULIANSARI
(1512100005)
3. DWI SETIA BUDIARTI
(1512100013)
4. DWI YUNIAR RAKHMA SARI
(1512100021)
5. TRIA AINUR ROSYIDAH
(1512100029)
6. SABRINA FIRRAR RAHMANA
(1512100039)
7. FARIDAH TSURAYA
(1512100051)
8. ANISA SALJI
(1512100063)
9. ESTER MEGA STEVIA
10.VITA SITI FATIMAH
(1512100073)
(1512100701)
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
INSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBER
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena dengan rahmat,
karunia, serta taufik dan hidayah-Nya lah kami dapat menyelesaikan makalah faktor-faktor
pembentukan vaskuler ini sebatas pengetahuan dan kemampuan yang dimiliki. Dan juga kami
berterima kasih pada Ibu Wirda selaku Dosen mata kuliah Struktur Perkembangan Tumbuhan
2 yang telah memberikan tugas ini kepada kami.
Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan
serta pengetahuan kita mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan vaskuler.
Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam tugas ini terdapat kekurangan-kekurangan
dan jauh dari apa yang kami harapkan. Untuk itu, kami berharap adanya kritik, saran dan
usulan demi perbaikan di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang
sempurna tanpa sarana yang membangun.
Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya.
Sekiranya makalah yang telah disusun ini dapat berguna bagi kami sendiri maupun orang
yang membacanya. Sebelumnya kami mohon maaf apabila terdapat kesalahan kata-kata yang
kurang berkenan dan kami memohon kritik dan saran yang membangun demi perbaikan di
masa depan.
Surabaya, 30 Desember 2013
Penyusun
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jaringan vaskuler atau pembuluh angkut adalah jaringan yang berfungsi sebagai alat
transport materi dalam tubuh tumbuhan. Tumbuhan yang memiliki pembuluh angkut disebut
tracheophyta, yang meliputi Pterydophyta dan Spermatophyta. Jaringan vaskuler terdiri atas
xilem dan floem. Kedua jaringan ini disebut jaringan kompleks karena terdiri dari berbagai
jaringan yang berbeda struktur dan fungsinya. Fungsi utama xylem adalah mengangkut air
serta zat-zat yang terlarut didalamnya. Floem berfungsi mengangkut zat makanan hasil
fotosintesis. Pada batang berkas xylem umumnya berasosiasi dengan floem pada satu ikatan
pembuluh. Kombinasi xylem dan floem membentuk sistem jaringan pembuluh di seluruh
tubuh tumbuhan, termasuk semua cabang batang dan akar. Xilem
meliputi trakea dan
trakeida serta unsur-unsur lain seperti serabut dan parenkim xilem. Xilem, khususnya trakea
dan trakeida berfungsi mengangkut mineral dan air dari akar sampai daun, sedangkan floem
berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke bagian organ yang lain, yaitu batang,
akar, atau umbi. Floem terdiri dari buluh tapis, sel pengiring dan parenkim floem
(Amprasto,2004)
Xilem dan floem berkembang dengan diferensiasi dari prokambium. Prokambium
dibentuk oleh promeristem pucuk. Xilem dan floem yang dihasilkan oleh prokambium
disebut xilem primer dan floem primer. Xilem primer terdiri dari protoxilem dan metaxilem.
Sedangkan floem primer terdiri dari protofloem dan metafloem. Dalam perkembangannya
xilem dan floem dibentuk oleh kambium pembuluh disebut xilem sekunder dan floem
sekunder. Xilem tumbuh kearah dalam membentuk kayu dan floem tumbuh ke arah luar
membentuk kulit kayu. Lingkaran tumbuh adalah lapisan yang menunjukkan pertumbuhan /
pembentukan kayu yang berurutan (Amprasto,2004)
1.2 Tujuan
Makalah ini dibuat dengan tujuan untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi
pembentukan pembuluh vaskuler.
1.3 Permasalahan
Permasalahan dalam makalah ini adalah bagaimana cara mengetahui faktor-faktor yang
mempengaruhi pembentukan pembuluh vaskuler.
1.4 Manfaat
Manfaat dari makalah ini adalah dapat menjelaskan faktor-faktor yang dapat
mempengaruhi pembentukan pembuluh vaskulaer.
TINJAUAN PUSTAKA dan PEMBAHASAN
Pada tumbuhan berpembuluh yaitu pada Pterydophyta, dan Spermatophyta
pengangkutan air serta garam-garam tanah maupun hasil-hasil fotosintesis dilakukan oleh
jaringan pembuluh yang terdiri dari dua kelompok sel yang asalnya sama namun berbeda
dalam bentuk, struktur dinding serta isi selnya. Jaringan pembuluh terdiri dari xilem dan
floem. Kedua jaringan ini disebut jaringan kompleks karena terdiri dari berbagai jaringan
yang berbeda struktur dan fungsinya. Fungsi utama xylem adalah mengangkut air serta zatzat yang terlarut didalamnya. Floem berfungsi mengangkut zat makanan hasil fotosintesis.
Pada batang berkas xylem umumnya berasosiasi dengan floem pada satu ikatan pembuluh.
Kombinasi xylem dan
floem membentuk sistem jaringan pembuluh di seluruh tubuh
tumbuhan, termasuk semua cabang batang dan akar.
2.1 Xilem
Xilem, terdiri dari trakeid, trakea / pembuluh kayu, parenkim xylem, dan serabut /
serat xylem. Berdasarkan asal terbentuknya terbagi menjadi xylem primer dan xylem
sekunder. Xilem primer berasal dari prokambium sedangkan xilem sekunder berasal dari
kambium. Berdasarkan proses terbentuknya xilem primer dapat dibedakan menjadi
protoxylem dan metaxylem. Protoxilem adalah xylem primer yang pertama kali terbentuk
sedangkan metaxilem yang terbentuk kemudian. Protoxilem berdiferensiasi dalam bagian
tubuh primer yang belum selesai pertumbuhan dan diferensiasinya. Protoxilem dapat
mencapai taraf dewasa diantara jaringan-jaringan yang aktif memanjang dan akan mendapat
beban tekanan, sehingga sel ini dapat rusak.. Metaxilem biasanya dibentuk dalam tubuh
primer yang sedang tumbuh namun sebagian besar selnya menjadi dewasa setelah
pemanjangan selesai. Berdasarkan hal itu, jaringan ini kurang dipengaruhi oleh peluasan yang
dialami oleh sel-sel sekelilingnya dibandingkan dengan protoxilem. Elemen pengangkut
terdiri dari trakeid dan komponen pembuluh kayu (trakea). Perbedaan utama antara kedua
macam sel adalah bahwa trakeid berujung runcing yang tidak berperforasi atau berlubang
sedangkan komponen pembuluh kayu berperforasi pada ujung selnya. Komponen pembuluh
kayu tersusun dalam deretan sel memanjang yang berhubungan satu dengan yang lainpada
dinding ujungnya. Dinding ujung komponen trakea yang terperforasi disebut papan perforasi.
Papan perforasi sederhana memiliki hanya satu lubang dan papan perforasi majemuk berisi
banyak lubang Pada dinding komponen trakea terdapat noktah sederhana maupun noktah
terlindung yang jumlah serta susunannya bermacam-macam. Macam noktah tergantung
kepada tipe sel yang berada disebelahnya. Diantara dua sel trakeal yang berdampingan
biasanya terdapat sejumlah besar nktah terlindung. Diantara elemen pengangkut dan serat
terdapat beberapa pasangan noktah. Pasangan noktah setengah terlindung atau sederhana
terdapat antara elemen trakeal dengan parenkim xylem.
Pada trekeid pengangkutan air terjadi melalui noktah,
Pada keadaan dewasa kedua sel pengangkut tersebut
memiliki dinding sekunder berlignin dengan berbagai
macam penebalan dan pada saat berfungsi dalam
pengangkutan isi sel mati, Sel serat merupakan sel
panjang dengan dinding sekunder yang terlignifikasi.
Tebal dinding berbeda-beda tetapi umumnya lebih tebal
dari dinding trakeid. Ada dua macam serat yaitu serat
trakeid.da serat librifor,. Biasanya serat libriform lebih panjang dan lebih tebal dindingnya
dibanding sel trakeid. Serat trakeid memiliki noktah terlindung yang beruang noktah lebih
kecil disbanding ruang noktah pada noktah terlindung trakea dan trakeid kayu. Parenkim
pada xylem sekunder terdiri dari parenkim xylem yang berdiri tegak sejajar sumbu batang
dan parenkim jari-jari empulur. Kedua macam sel dapat berbeda dalam struktur maupun
isinya. Sel parenkim menyimpan pati, minyak dan zat ergastik. Parenkim jari-jari empulur
dapat dibedakan menjadi sel yang berbaring (“Procumbent”) dan sel tegak (“upright”). Pada
sel baring garis tengah terpanjang kearah radial, pada sel tegak garis tengah terpanjang adalah
tegak (vertical). Xilem primer mengandung elemen yang sama seperti xylem sekunder yaitu
trakeid, trakea, serta dan sel parenkim, tetapi sel-sel itu tidak tersusun dalam system aksial
dan radial dan tidak ada jari-jari empulur. Protoxilem biasanya mengandung elemen trakeal
yang dikeliligi parenkim. Jika elemen trakeal rusak maka sel parenkim dapat menutupinya.
Sel-sel yang terdapat dalam metaxilam mencakup elemen trakeal, sel parenkim , dan serat.
Elemen trakeal pada metaxilem akan tetap bertahan setelah pertumuhan priomer selesai,
namun kehilangan fungsi setelah sejumlah xylem sekunder terbentuk. Sel atau elemen trakeal
primer menunjukkan bermacam-macam penebalan dinding sekunder. Dinding sekunder pada
sel trakeal yang paling awal dibentuk dapat berbentuk cincin. Sel yang berdiferensiasi setelah
itu dapat berpenebalan spiral dan skalariform, kemudian jala, dan akhirnya noktah. Pada
suatu bagian tumbuhan, tidak semua penebalan perlu ditemukan dalam xylem primer.
2.2 Floem
Floem terdiri dari unsur tapis (sel tapis dan komponen pembuluh tapis), sel pengiring /
sel pengantar, parenkim dan serabut / serat floem. Berdasarkan asal terbentuknya terbagi
menjadi floem primer dan floem sekunder. Floem primer berasal dari prokambium sedangkan
floem sekunder berasal dari kambium. Berdasarkan proses terbentuknya floem primer terdiri
dari protofloem dan metafloem. Protofloem adalah floem primer yang pertama kali terbentuk
sedangkan metafloem terbentuk kemudian. Protofloem menjadi dewasa dalam bagian
tumbuhan yang masih mengalami pembentangan. Elemen tapis membentang dan segera
kehilangan fungsinya. Elemen floem primer pada Anggiospermae biasanya sempit dan tidak
menyolok. Sel pengantar tidak selalu ada. Elemen tapis yang terdiri dari sel tapis dan
komponen pembuluh tapis merupakan sal-sel floem yang paling terspesialisasi. Cirinya
adalah protoplas yang termasuk sewaktu ontogeny serta terbatas aktivitas metabolismenya
dan adanya daerah tapis. Inti pada elemen tapis akan berdegenerasi, organel yang bertahan
adalah plastida dan mitokondria. Plasmalema tetap bertahan namun tonoplas rusak sehingga
batas antara vakuola dan sitoplasma hilang. Sel pengantar adalah sel prenkim yang
terspeialisasi untuk dapat bereran dalam hubungan fungsional dngan elemen tapis yang
emngatur translokasi. Sel ini berhubungan dengan elemen tapis mealui plasmodesmata .
Umurnya tergantung pada umur elemen tapis. Sel ini aktif melakukan metabolisme, inti dan
anak inti besar, terdapat plastida, mitokondria banyak dan sedikit reticulum endoplasma.
Dinding elemen tapis berbeda-beda tebalnya namun bisanya lebih tebal dari sel parenkim.
Dinding teruatama terssuun oleh selulosa dan pectin. Pada beberapa taksa dinding amat tebal
dan hamper mengisi selurtuh lumen. Daerah tapis merupakan daerah dinding sel tempat
terjadinya kesinambungan antara protoplas dua sel yang berdampingan. Bagian dinding
dengan pori yang relative besar dinamakan papan tapis.
Dalam kebanyakan preparat yang dibuat untuk memperlihatkan floem setiap pori
dilapisi oleh kalose yaiyu karbohidrat yang jika terhidrolisis akan menghasilkan
glukosa.dengan bertambahnya umur elemen tapis, jumlah kalose pun bertambah. Lapisan
dalam pori juga menebal dan kalose tampak puladi permukaan daerah tapis. Lubang pori
bertambah sempit dan kemudian sama sekali tersumbat jika elemen tapis sudah akan mati.
Sel parenkim floem berisi berbagai bahan ergastik seperti tannin, pati, dan kristal.
Pada floem sekunder terdapatparenkim tegak dan parenkim jari-jari empulur. Sel
sklerenkimsering terdapat pada floem primer maupun sekunder. Serat dapat hidup atau tidak
hidup, yang masih hidup berfungsi dalam penyimpanan cadangan makanan. Dibandingkan
dengan xilem sekunder, floem sekunder tidak merupakan bagian yang besar dari batang,
cabang ataupun akar. Jumlah floem yang dibentuk lebih sedikit dibanding dengan xylem
sekunder, yang dimaksud dengan kulit kayu adalah semua jaringan di sebelah luar kambium
termasuk floem. Bagian floem yang berfungsi dalam pengangkutan adalah bagian kulit kayu
paling dalam.
2.3 Faktor-Faktor Pembentukan Vaskuler
Faktor-faktor pembentukan pembuluh vaskuler terdiri atas gen dan hormon. Berikut
penjelasannya. Brassinosteroid (BRs) dan auksin adalah dua phytohormon penting yang
banyak mengatur aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman, termsuk pembelahan sel
dan ekspansi, diferensiasi pembuluh vaskuler, pertumbuhan akar dan penuaan (Bao, 2004).
Brassinosteroid (BRs) mengendalikan berbagai tanggapan pada tanaman termasuk salah
satunya diferensiasi pembuluh vaskuler. Menariknya, masing-masing tanggapan ini juga
dikendalikan oleh hormon kedua yakni auksin. Penelitian telah menunjukkan bahwasanya
Brassinostreroid (BRs) dan auksin telah bertindak secara sinergis (Halliday, 2004).
Hormon steroid pada tanaman, Brassinosteroid (BRs) ini mengandung protein BRI1
(Brassinostreroid-Insensitive 1) yang merupakan reseptor protein kinase BRL1 dimana
memiliki tiga anggota keluarga yaitu BRL1, BRL2,dan BRL3 (Delgado, 2004). BRL1 dan
BRL3 sebagai reseptor Brassinosteroid berfungsi dalam diferensiasi vaskular pada
Arabidopsis. Kerja dari BRL1 dan BRL3 diatur oleh auksin. BRL1 sebagai pengulang
reseptor protein kinase yang secara fungsional mengatur sinyal brassinosteroid (Zhou, 2004).
Kerja dari hormon dari Brassinosteroid juga dihambat oleh hormon Brassinazole
(Brz). Menurut Nagata 2010, pada tanaman selada (Lepidium sativum) yang tumbuh dalam
medium yang mengandung Brz akan menghambat diferensiasi floem dan xilem serta
menghambat perkembangan xilem sekunder.
PAT (Polar Auksin Transport) merupakan gen yang mengontrol berbagai aspek
perkembangan tanaman termasuk pertumbuhan diferensial, embrio dan pola akar serta
diferensiasi jaringan pembuluh vaskuler. PAT dikendalikan oleh protein transport
PINFORMED (PIN) pada Arabidopsis oleh 8 gen. PIN sebagai regulator kunci dari auksin.
Protein PIN adalah membran-plasma protein yang bertindak sebagai transport. Penempatan
PAT pada PIN menentukan arah aliran auksin. Dalam tumbuhan, protein ini terdiri dari 8 gen
PIN. PIN1 dan PIN4 terlibat dalam organogenesis, PIN1, PIN3, PIN4 dan PIN7 terlibat
dalam embriogenesis, PIN2 dan PIN3 terlibat dalam gravitropisme, dan PIN1 & PIN3 terlibat
dalam fototropisme. Berikut ini dijelaskan masing-masing fungsi dari anggota keluarga
protein PIN :
Tabel 1. Fungsi dari anggota keluarga protein PIN
Phyllotaxy, pembentukan vena, embriogenesis,
PIN1
pembentukan organ lateral, & perkembangan
pembuluh vascular.
PIN2
PIN3
Perkembangan organ, & akar gravitropisme.
Gravitropisme, fototropisme, & perkembangan
organ.
PIN4
Akar pola, & embriogenesis.
PIN5
Regulasi metabolisme auksin intraseluler.
PIN6
Aktivitas transportasi.
PIN7
Embriogenesis, & perkembangan akar.
2.4 Mutasi Gen
Menurut Galweyler (1998), gangguan genetik dari gen PIN1 akan berpengaruh
terhadap pembentukan pola vaskuler.
Gambar 1. Mutasi gen PIN1
Berdasarkan pengujian pada tanaman Arabidopsis thaliana mutasi gen PIN1 dapat
menghasilkan tanaman yang tidak memiliki daun dan bunga (Gambar 1. A), menunjukkan
kotiledon positioning sering menyimpang atau kotiledon 3 (Gambar 1. B), dapat pula
menunjukkan sebuah daun yang memiliki pembuluh vaskuler abnormal berupa pembuluh
vaskuler yaitu memiliki daun tiga (Gambar 1. C), dan perubahan drastis bentuk tanaman
(Gambar 1. D).
Gambar 2. Mutasi gen PIN1
(Gambar 2.A) Perbungaan dari tanaman liar Arabidopsis ,(Gambar 2.B) Mengalami mutan
PIN1 , (Gambar 2.C) Tanaman tipe liar.
KESIMPULAN
Berdasarkan makalah yang telah kami susun dapat di simpulkan bahwa Faktor-faktor
pembentukan pembuluh vaskuler terdiri atas gen dan hormon. Hormon yang mempengaruhi
diantaranya adalah brassinosteroid (BRs) dan auksin yang merupakan dua phytohormon
penting dalam mengendalikan berbagai tanggapan pada tanaman termasuk salah satunya
diferensiasi pembuluh vaskuler. Brassinosteroid (BRs) mengandung protein BRI1
(Brassinostreroid-Insensitive 1) yang merupakan reseptor protein kinase BRL1 dimana
memiliki tiga anggota keluarga yaitu BRL1, BRL2,dan BRL3. PAT (Polar Auksin Transport)
merupakan gen yang mengontrol berbagai aspek perkembangan tanaman termasuk
pertumbuhan diferensial, embrio dan pola akar serta diferensiasi jaringan pembuluh vaskuler.
PAT dikendalikan oleh protein transport PINFORMED (PIN). Protein PIN adalah membranplasma protein yang bertindak sebagai transport. Gangguan genetik dari gen PIN1 akan
berpengaruh terhadap pembentukan pola vaskuler.
DAFTAR PUSTAKA
Amprasto,2004.
Jaringan_Pengangkut
(Vaskuler).Universitas
Pendidikan
Indonesia:
Bandung.
Bao, Fang. 2004. Brassinosteroids Interact with Auxin to Promote Lateral Root Development
in Arabidobsis. Journal of Plant Physiology vol 134, 1624-1631. Japan: Plant
Function Laboratory, RIKEN.
Delgado,Cano. 2004. BRL1 and BRL3 are Novel Brassinosteroid Receptors that Function in
Vascular Differentiation in Arabidopsis. Journal of Development vol 131 no. 21,
5341-54451. USA: Howard Hughes Medical Institut and Plant Biology Laboratory.
Galweiler, Leo et al.1998.Regulation of Pollar Auksin Transport by AtPIN1 in Arabidobsis
Vascular Tissue. Journal of sains vol 282. No 5397. 2226-2230
Halliday, Karen.2004.Plant Hormones:The Interplay of Brassinosteroids and Auksin.Journal
of Dispatch vol 14. UK : School of Biological Science, University of Bristol.
Nagata, N. 2001. Brassinazol, an Inhibitor of Brassinosteroid Biosynthesis, Inhibits
Development of Secondary Xylem in Cress Plant (Lepidium sativum). Journal of
Plant Cell Physiology vol 49, 1006-1011.Japan: Plant Function Laboratory, RIKEN.
Zhou, A.2004. BRL1, a Leucine-rich Repeat Receptor-like Protein Kinase, is Functionally
Redundant with BRI1 in Regulating Arabidobsis Beassinosteroid Signaling. Journal
of Plant J. USA: University og Oklahoma.