Bambang B. Santoso - Fakultas Pertanian UNRAM

AUXIN
Bambang B. Santoso
Fakultas Pertanian UNRAM
Kamis, 16 September 2010
Auksin merupakan hormon (zpt) yang
pertama kali ditemukan
Auxin
• Firts the original definition of a hormone.
– Ditranportasikan dari tempat dibuat ke tempat
memberikan aksi (pengaruh fisiologis)
Auksin
• Istilah auksin diberikan pd sekelompok senyawa
kimia yg memiliki fungsi utama mendorong
pemanjangan kuncup yg sedang berkembang.
• Beberapa auksin dihasikan secara alami oleh
tumbuhan, misalnya IAA (indoleacetic acid), PAA
(Phenylacetic acid), 4-chloroIAA (4-chloroindole
acetic acid) dan IBA (indolebutyric acid) dan
beberapa lainnya merupakan auksin sintetik,
misalnya NAA (napthalene acetic acid), 2,4 D (2,4
dichlorophenoxyacetic acid) dan MCPA (2-methyl-4
chlorophenoxyacetic acid) .
Auksin
Fungsi Utama
• Mempengaruhi pertambahan panjang batang,
pertumbuhan, diferensiasi dan percabangan akar;
• perkembangan buah;
• dominansi apikal;
• fototropisme dan geotropisme.
Tempat dihasilkan (lokasi)
• Meristem apikal tunas ujung, daun muda, embrio
dalam biji.
Auksin
• Pada umumnya, auksin mengontrol
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan,
dengan mempengaruhi : pembelahan sel,
perpanjangan sel, dan differensiasi sel.
• Menengahi respon fisiologis berjangka pendek
dari tumbuhan terhadap stimulus lingkungan.
• Mempunyai efek ganda; tergantung pada :
tempat kegiatannya, konsentrasinya, dan stadia
perkembangan tumbuhan.
Auksin
• Dpt berperan mengubah ekspresi gen, dgn
mempengaruhi aktivitas enzim yg ada, atau
dgn mengubah sifat membran.
• Beberapa peranan ini, dpt mengalihkan
metabolisme dan pekembangan sel yg tanggap
terhadap sejumlah kecil molekul hormon.
• Lintasan transduksi sinyal, memperjelas sinyal
hormonal dan meneruskannya ke respon sel
spesifik.
SEJARAH SINGKAT AUKSIN
• Charles Darwin 1880s- ujung tanaman membengkok
ke arah sumber sinar (cahaya), kemudian
dihipotesiskan ada senyawa pd ujung tsb yg
bertanggung jawab terhdp pembengkokan. Respon ini
kemudian disebut phototropism
• Fritz Went 1920s-mempelajari ujung tanaman tsb dan
kemudian menemukan senyawa yg dinamakan auxin
(“to grow”). Saat itu istilah auksin pertama kali
digunakan
• 1930s-senyawa ditemukan pd urine manusia yg
merangsang pertumbuhan tanaman (disebut auxins)
• Auxin yg banyak (umum) ditemukan pd tumbuhan
adalah indole-3-acetic acid (IAA)
Auxin Discovery
Auxin Discovery
Auxin Discovery
Senyawa organik yg
dihasilkan
tumbuhan yg dpt
memodifikasi
pertumbuhan sel
melalui
pengaruhnya terhdp
pembelahan sel,
perpanjangan sel,
dan differensiasi
Region of division
(daerah pembelahan)
Region of elongation
(daerah perpanjangan)
Region of
differensiation
(daerah differensiasi)
NATURALLY OCCURRING AUXIN
CH2
N
H
INDOLE-3-ACETIC ACID
__
COOH
A SYNTHETIC AUXIN
O--CH2--COOH
Cl
Cl
2,4 DICHLOROPHENOXYACETIC ACID (2,4-D)
PERANAN AUKSIN DALAM PERTUMBUHAN
DAN PERKEMBANGAN TANAMAN
• CELL ELONGATION -cell enlargement and stem
growth
• CELL DIVISION -in the cambium; tissue culture
• DIFFERENTIATION -vascular system (xylem and
phloem)
• ROOT INITIATION
• TROPISMS-light and gravity
Isolating auxin from coleoptiles
Auxins
• Perpanjangan batang
(stem elongation)
• Diproduksi di ujung
batang (“B”)
• Bergerak (migrasi)
dari sel ke sel dalam
batang
Apical dominance
• Auxins – bergerak ke
bawah dari ujung
batang (apikal) dan
menghambat
pertumbuhan tunastunas samping
(aksilar) pd bagian
atas dari pucuk
batang tsb.
Apical Dominance
 Cabang laterang di bawah
ujung batang (apikal)
dihambat pertumbuhannya,
krn auksin yg ada berjumlah
banyak (konsentrasi tinggi).
Namun semakin ke bawah,
pertumbuhan cabang lateral
tidak dpt dihambat karena
jumlah auksin sedikit.
 Efek apical dominance dpt
dipatahkan dgn cara
memangkas ujung batang
(apikal) sehingga tanaman
akan membentuk cabang
lateral dgn intensif
(vigorous).
Auxin associated with phototropism –
early experiments demonstrate tip as receptor.
How Does Auxin Affect The Growth?
Side with more auxin grows more quickly

Differences in auxin concentrations affect relative
growth rates
Phototropism – kemampuan membengkok
menuju arah sumber cahaya
• Auxins - responsible
for plants bending
towards light.
• Auxins – bergerak ke
arah sisi batang yg
gelap (ternaungi) dan
merangsang
perpanjangan selselnya.
Gravitropism (geotropism) – plant
response to gravity
• Auxins – responsible
for plant response to
gravity
• Auxins – bergerak ke
bagian sisi bawah
dari batang dan
kemudian
merangsang jaringan
batang memanjang
tumbuh ke arah atas.
Phototropism and the
unequal distribution of auxin
Mekanisme Phototropisme
akar dan pucuk
- more auxins on shaded side
Mekanisme Geotropisme akar
dan pucuk
- more auxins on lower side by
gravity
Auxin and Geotropism
Root development
• Auxins merangsang
perkembangan akar pd
stek
• Bbrp tanaman
menghasilkan banyak
auksin sehingga
memudahkan
perkembangan akar pd
stek
• Sebagian tanaman
membutuhkan tambahan
auksin sintetik seperti
IBA
Pertumbuhan tunas (pucuk) meningkat seiring dgn
meningkatnya konsentrasi auksin hingga titik tertinggi,
kemudian pd konsentrasi maksimum pertumbuhan
tunas dihambat.
Pertumbuhan akar dirangsang oleh konsentrasi auksin rendah
dibandingkan perrtumbuhan tunas.
Konsentrasi yg cocok utk pertumbuhan tunas menghambat
pertumbuhan akar.
Konsentrasi yg merangsang pertumbuhan maksimum akar
tidak merangsang pertyumbuhan tunas.
Auxins function best at very low concentrations.
AUXIN SYNTHESIS AND TRANSPORT
• Precursors : INDOLE AND TRYPTOPHAN
• Pertama kali dibentuk di primordia daun dan
daun muda pucuk apikal, tunas aksilar, dan
juga dlm bbrp biji maupun akar
• Ditransportasikan dari sel ke sel, utamanya
dari dasar (akar) tanaman
Metabolisme Pembentukan Auksin
Auxin Transport
• Dalam jaringan kambium dan benang-benang
prokambial.
• Dimungkinkan pula melalui sel-sel epidermal.
• Transport ke akar kemungkinan terjadi
melalui phloem.
Transportasi Auxin
• Basipetal : ke arah bawah dari apikal
• Apoplastic : di luar sel-sel
• Symplastic : melalui sel-sel dan
plasmodesmata
• Phloem : Bentuk-bentuk terikat seperti
Glycosides
Auxin Polar Transport
Polar transport of Auxin
1. Saat auksin menemui lingkungan
yg asam dari dinding sel, molekulnya
akan mengikat ion hydrogen (H+)
sehingga menjadi bermuatan netral.
2. Sebagai suatu molekul netral yg
berukuran relatif kecil, auksin
melintas melalui membran plasma.
3. Pada bagian sebelah dalam sel, pH
lingkungan 7, menyebabkan auksin
berionisasi menjadi auksin
bermuatan negatif dan ion H+. Pada
waktu yg singkat ini, hormon berada
di dlm sel, karena membran plasma
lebih permeabel terhadap ion, drpd
terhadap molekul yg netral, dgn
ukuran yg sama.
Polar transport of Auxin
4. Pemompaan proton yg
dikendalikan ATP, mengatur
perbedaan pH antara di sebelah
dalam sel dgn di sebelah luar sel.
5. Auksin dpt ke luar dari sel, hanya
pd bagian basal sel, tempat protein
karier spesifik terpasang di dlm
membran (protein pembawa
auksin).
6. Pemompaan proton, berperan
terhadap aliran auksin ini, dengan
cara membuat suatu potensial
membran (tekanan) melewati
membran, yang membantu
transportasi anion auksin ke luar
dari sel
Donor
Aseptor
Atas
Bawah
Cara Kerja Auxin
Mechanism of Action
• Mengikat reseptor protein membran plasma
• Transport ke dalam sel
• Mengaktifkan ATPase dlm membran plasma
• H+ ion extrusion
• Pengasaman dinding sel
• Memecah ikatan hemicellulose-pectin
• Penggantian bagian cellulose microfibrils
• Pelebaran/pembesaran sel
AGRONOMIC USES OF AUXIN
• Memproduksi buah tdk berbiji (tomato,
grapes); atau dikenal sbg parthenocarpy (buah
tanpa fertilization)
• Pengakaran pd stek yang digunakan utk
membuat klon tanaman terpilih
• Herbisida – pd konsentrasi tinggi, jenis auksin
seperti 2,4-D dpt mematikan tanaman
berdaun lebar dikotil (biasanya sbg gulma)
AGRONOMIC USES OF AUXIN
Chemical Thinning (pengguguran)
• Differential sensitivity of developing fruit
• High Concentration of NAA causes abscission
• Induction of Ethylene Synthesis
Tissue Culture Propagation
• Auxin:Cytokinin Ratio
•
High – Roots
•
Low - Shoots
Equal - Callus
Auxin Responses
• Cell Enlargement
•
Shoot Growth
•
Internodes
•
Tubers
•
Bulbs
•
Root Growth
•
Storage Roots
•
Adventicious Roots
•
Fruit Growth
•
Strawberry - Receptacle enlargement
• Apical Dominance
•
Auxin:Cytokinin Ratio
•
High - Dormant Axillary Buds
•
Low - Axillary Bud Growth
Auxin and root formation
Additional responses to auxin
•
•
•
•
•
abscission - loss of leaves
flower initiation
sex determination
fruit development
apical dominance
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.