Etilen - Choby~net

PERTUMBUHAN DAN
PERKEMBANGAN TUMBUHAN
Tidak semata
peningkatan ukuran,
volume, berat atau
jumlah sel
Balok kayu
Hisap air
Daun
growth
Balok
not growth
Pertumbuhan (growth) :
peningkatan permanen
ukuran organisma atau
bagiannya yang
merupakan hasil dari
peningkatan jumlah dan
ukuran sel
Balok kayu
• Diferensiasi : perkembangan suatu sel ke
bentuk yang berbeda yang beradaptasi ke
fungsi khusus, misalnya : untuk konduksi,
pendukung, sekresi suatu zat dsb.
• Perkembangan (Development) :
koordinasi pertumbuhan dan diferensiasi
dari suatu sel tunggal menjadi jaringan,
organ dan organisme seutuhnya.
• Perkembangan = pertumbuhan
+
differensiasi
Apa yang mengatur perkembangan ?
•
•
•
•
•
•
•
•
Nutrient
Vitamin
Hormon
Air
Mineral
Gas
Cahaya
temperatur
Faktor dalam
Faktor luar
• Nutrien : adalah zat yang memberikan elemen
dan energi untuk pertumbuhan normal tanaman
• Vitamin. Vitamin merupakan koenzim atau
bagian koenzim. Vitamin merupakan molekul
organik yang berpartisipasi pada reaksi yang
memerlukan katalis yang berfungsi sebagai
donor atau aseptor elektron.
• Hormon adalah senyawa organik yang
berbeda strukturnya dari enzim, mempengaruhi
banyak fenomena perkembangan, sebagian
besar diproduksi di daerah yang aktif membelah,
aktif dalam jumlah yang jauh lebih sedikit
dibandingkan enzim dan dan vitamin
• Hormon
• Cahaya
Hormon :
perkembangan
Auksin
Giberelin
Sitokinin
Asam absisat (ABA)
Etilen
Cahaya :
Lama dan warna
Giberelin mengontrol pembelahan sel
di daerah subapikal
Auksin dan giberelin disintesis di daun
dan tunas muda, berpindah ke batang
untuk mengontrol pemanjangan
Auksin mengontrol differensiasi
ABA di buat di daun sebagai respon stress
air dg cara menutup stomata, untuk
mengurangi kehilangan air
Stimulus pembungaan berpindah dari
daun ke kuncup untuk menginisiasi
pembungaan
Sitokinin dibuat di buah muda,
perlu untuk pertumbuhan
Sitokinin dr akar berpindah ke daun
untuk menjaga keseimbangan
pertumbuhan tunas dan akar
Etilen berakumulasi di buah tua
untuk menginduksi pemasakan
Auk. & gib. Memacu aktivitas cambium
dalam pembentukan jaringan vaskuler
sekunder
Auksin bergerak ke ujung akar
Etilen & ABA dibuat di daun senesen
berperan memacu perkembangan zona
absisin
Gib. & sitokinin disintesis di
akar, ditranspot ke tunas dan
daun
Factor dibuat di ujung akar
utk mengontrol gravitropisme
akar
Auksin
Penemuan berdasarkan percobaan Darwin dan
Francis, 1881
Kesimpulan : ujung koleoptil sangat
sensitive terhadap cahaya.
• Frits Went (1926)
Sesuatu diproduksi di ujung koleoptil dan didifusikan ke
agar dan zat tsb berefek membengkokkan
Went memberi nama zat tsb auksin ( Greek , auxein = to
increase)
Percobaan dominansi apikal
Auksin
Tempat sintesis :
¾ daun muda
¾ tunas muda
¾ meristem apikal
¾ bagian tanaman yg aktif
Fungsi :
¾ mengontrol differensiasi
¾ mengontrol pemanjangan sel batang
¾ mengontrol dominansi apikal
¾ bersama dengan giberelin mengontrol aktivitas
cambium dalam pembentukan jaringan vaskuler
sekunder
¾ bersama dengan sitokinin dalam kultur jaringan
mengontrol pembentukan tunas atau akar
¾ Memacu pembentukan etilen
¾Memacu pembesaran sel
¾Memacu inisiasi akar
¾Memacu diferensiasi tipe sel
¾Menunda: absisin buah dan daun, pemasakan buah
¾Menghambat percabangan lateral
Sensitivitas auksin :
•Tanaman dikotil lebih sensitif dibandingkan monokotil
•Bagian akar lebih sensitif dibandingkan batang
Transpot auksin
•Polar
•Dari sel ke sel parenkim yang ada di berkas
pengangkut
Auksin alami:
Yang aktif :
Indoleacetic acid (IAA); Phenylacetic acid (PAA);
4-chloroindoleacetic acid (4-cloro IAA)- kecambah
legume;Indolebutiric acid (IBA)-daun jagung
Auksin buatan :
Naphthalene acetic acid (NAA); 2,4dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D); 2-methyl-4dichlorophenoxyacetic acid (MCPA); 2,4,5trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T)
Petani kebun buah :
Penyemprotan auksin ke pohon untuk : memacu
untuk berbunga dan membentuk buah serentak
Penyemprotan susulan : mencegah pembentukan
zona absisin, shg mencegah buah gugur awal.
Petani perkebunan :
2,4-D; 2,4,5-T, NAA, MCPA untuk memberantas
gulma dg sensitivitas daun lebar lebih sensitive
dari daun sempit.
Gibberellin
Giberelin biasanya disingkat dengan GA.
1926, Eiichi Kurosawa menemukan tanaman padi yang
diinfeksi jamur Gibberella fujikuroi, berpenampilan
lemah, tinggi 2x normal.
Ekstrak jamur + tanaman sehat
sakit tinggi
abnormal
+ 9 : extrak dr jamur tsb berhasil dikristalisasi dan diberi
nama giberelin
1950-n: strukturnya diketahui (Brian Cross-British, Frank
stodola-Amerika)
Jenis Giberelin hingga sekarang : 110 (GA1-GA110)
Giberelin
¾ Tempat sintesis
Daun muda, tunas muda, embrio (terutama monokotil),
ujung tunas, ujung akar, biji muda (terutama dikotil),
fungi. Tidak diketemukan pada bakteri.
¾ Fungsi
• Mengontrol pembelahan sel pada meristem sub-apikal
• Memanjangkan internode tanaman yang bermorfologi
roset atau kate genetik dengan hasil yang ‘dramatik’
• Memacu aktivitas amilase
• Terlibat pada hampir semua proses perkembangan yang
diregulasi auksin.
• Pada tanaman tertentu memacu pembungaan,
mematahkan dormansi tunas dan biji.
• Pada selada dan serealia :
Normalnya biji kedua tn-an tsb berkecambah
setelah mendapat perlakuan dingin. GA dapat
menggantkan keperluan dingin.
• Me’niadakan’ keperluan daun juvenile :
sekuan normal : kecambah daun juvenile
daun dewasa
berbunga
sekuen dg GA: kecambah + semprot GA
tunas dewasa (+daun dewasa)
berbunga.
• Pemberian growth retardant ke tangkai bunga
krisan : bunga menjadi pendek dan kuat
Kubis + GA
tinggi 6 m
•Anggur muda + GA
anggur tanpa biji, menambah
ukuran buah, memperpanjang
tangkai buah
•Pemberian pada kebun jeruk
navel
menundda
penuaan kulit buah
•Pemberian ke petiol seledri
Meningkatkan panjang dan
kerenyahan petiol seledri
Wortel rosette
+GA
+dingin
Sitokinin
1913- Gottlieb Haberland (Jerman) menemukan
senyawa kimia yang tidak teridentifikasi pada
berbagai fluem tanaman. Senyawa ini
menstimulasi pembelahan sel dan menginisiasi
produksi kambium gabus.
1941-Johannes Van Overbeek, menemukan
bahwa air kelapa mengandung sesuatu yang
dapat meningkatkan laju petumbuhan jaringan
dan embrio. Dalam beberapa tahun kemudian
senyawa dari air kelapa yg dpt memacu
pembelahan sel dapat diisolasi.
1955, diketemukan kinetin, kinetin yang diberikan
bersama auksin memacu proliferasi sel
parenkim empulur tembakau.
• Kinetin diperoleh dari perlakuan panas pd
herring sperm
• 1964, senyawa yang mirip kinetin ditemukan di
biji jagung
• Semua senyawa yang berperanan memacu
pembelahan sel disebut sitokinin
¾Tempat sintesis
Ujung akar,buah muda, biji yang sedang berkecambah,
¾Fungsi:
• Menjaga keseimbangan pertumbuhan tunas dan akar
• Untuk pertumbuhan buah
• Menunda senesensi
• Bersama dg auksin dalam kultur jaringan:
Auksin tinggi, sitokinin rendah => akar
Auksin rendah, sitokinin tinggi => tunas
Auksindan sitokinin berimbang => kalus
• Sitokinin berperanan dalam pembelahan sel :
mempercepat durasi siklus sel yaitu dari fase G2 ke fase
mitosis, dengan syarat auksin hadir disana.
• Memainkan peran dalam memperbesar sel,
differensiasi jaringan, perkembangan kloroplast,
stimulasi pertumbuhan kotiledon, menunda
penundaan penuaan daun, berperan dalam
pertumbuhan yang juga dipengaruhi auksin dan
giberelin.
• Sitokinin ditanspot melalui xilem, fluem dan
parenkim sel.
• Jika diberikan pada sayuran, maka sayuran
dapat tahan lebih lama.
Sitokinin
Penundaan senesensi
-sitokinin
+ sitokinin
Asam absisat
1949, Torsten Hemberg (Swedia) , menemukan
suatu zat dihasilkan oleh kuncup yang dorman
berakibat menahan effek auksin. Ia menamakan
penghambat tsb dengan naman dormin
1963, group peneliti dari US, England, New
Zealand bekerja terpisah menemukan hormon
penghambat pertumbuhan.
1967 Hormon penghambat pertumbuhan diberi
nama absisic acid disingkat ABA.
Kemudian ditunjukkan bahwa ABA dan dormin
adalah satu dan sama
¾Tempat sintesis
• Daun normal dan daun senescense
• Tepatnya : khloroplast dari caretenoid
Umum diketemukan :
• Buah berdaging, untuk mencegah biji
berkecambah selagi masih ada di pohon
Fungsi:
• Mengontrol penutupan stomata pada saat stress
air atau water loss berlebihan. ( ABA menahan K
di sel penjaga, stomata menutup)
• Bersama etilen memacu zona absisin pada
daun dan buah (dikemudian hari diketahui etilen
lebih berperanan)
• Mengatur dormansi biji, bunga dan tunas
perenial
• Menghambat perkecambahan biji bila diberikan
biji diluar buah
Etilen
1901, Dimitri Neljubow ( Rusia)- menemukan
kecambah pea yang ada di laboratorium
berkurang panjangnya, batangnya melar dan
tumbuh horisontal abnormal.
Bila dibawa keluar dan bertemu udara segar
maka kecambah pea tsb tumbuh normal.
Tumbuh abnormal karena disebabkan etilen
yang dihasilkan oleh lampu gas yg ada di
laboratorium
• 1943 R Gane mendapatkan bahwa etilen
dihasilkan secara alamiah oleh buah.
• Buah masih hijau dapat dipacu untuk masak
oleh etilen eksternal.
• Prekusor etilen : asam amino metionin (utk
menjadi etilen perlu O2)
• Jaringan, termasuk buah jika memar atau
dipotong maka beberapa saat kemudian
memproduksi etilen.
• Pemberian auksin memacu produksi etilen 2-10
kali.
• Lekuk kecambah pea menjadi kuat menembus
tanah krn etilen yang dihasilkan
¾Tempat sintesis :
Buah masak, Daun tua/senescence, bunga, dan
bahkan akar
¾Fungsi;
Menginduksi pemasakan buah
(dg cara mengubah pati atau asam-asam
organik menjadi gula; pelunakan dinding sel)
Bersama dg ABA menginduksi pembentukan
zona absisin
Daily live in the past about etilen
• Petani kuno di Cina, memasakkan buah di
dalam ruangan yang diberi incense
• Petani jeruk, memasakkan jeruk dg menaruh
jeruk diruangan yang diberi kompor kerosene
• Di Jerman saat lampu penerangan
menggunakan gas, pohon-pohon di titik tertentu
daunnya sering gugur
Up to day about etilen
• Banyak diaplikasikan secara komersial untuk
pengaturan pemasakan buah yg dipanen
masak hijau, misalnya mangga, pisang,
melon, jeruk (untuk perbaikan warna kulit),
apel
• Etilen tidak terbentuk jika tidak ada oksigen
Udara dikeluarkan,
temperatur diatur
sedikit duatas beku
Buahbuahan
tahan
disimpan
lama
merespon etilen
Buah yang akan masak
Respirasi
meningkat sesaat
sebelum masak
etilen meningkat
hingga 100 x
Buah yang etilennya meningkat disertai respirasi
yg meningkat menjelang masak
buah
klimaterik
Buah yang tidak meningkat respirasinya
menjelang masak
buah nonklimaterik
• Beberapa petani menggunakan etilen alami untuk
memasakkan buah :
pear/peach
masak
Bungkus kertas
Kentang
Biji
Beri
Etilen
singkat
bertunas
• Memacu pembungaan di nanas,juga memacu
pembentukan bunga betina di famili Cucurbitaceae
+etilen
-etilen
- etilen
+etilen
Perkembangan dan cahaya
Sebagian besar morfogenesis tanaman dikontrol cahaya
melalui kerja pigmen (fotoreseptor) :
1. Fitokrom, menyerap cahaya merah ® dan merah jauh
(FR)
2. Kriptokrom, menyerap cahaya biru dan UV-A
3. Belum bernama, menyerap sinar UV-B
Fitokrom yang paling terlibat morfogesis tanaman
• Effek cahaya di daerah temperata :
Membagi tanaman menjadi dua wilayah
1. Tanaman hari panjang (LDP, long day plant)
2. Tanaman hari pendek (SDP, short day plant)
3. Tanaman hari netral (DNP, day neutral plant)
SD
LD
SD
LD
terang
gelap
Pengaruh panjang hari terhadap tanaman hari pendek