MAKALAH FISIOLOGI TANAMAN “ Giberelin dan Citokinin “
Oleh : Kelompok 4 1.
Fakhri Ahmad
( 105040207111015 105040207111015 )
2.
Tommy Kurniawan Subianto
( 105040207111016 105040207111016 )
3.
Yudhistira Afnan M S
( 105040207111017 105040207111017 )
4.
Winda Ismaya Sari
( 105040207111018 105040207111018 )
5.
Nisa Nakhmiidah
( 105040207111019 105040207111019 )
6.
Samsul Huda Asrori
( 105040207111020 105040207111020 )
7.
Anis Wahyuningsih
( 105040207111021 105040207111021 )
8.
Dhenys Bagus Nugroho
( 105040207111022 105040207111022 )
Kelas : K
PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2011
BAB I PENDAHULUAN
1.1.Latar Belakang Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan, sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel. Beberapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator). Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya. Pemahaman terhadap fitohormon pada masa kini telah membantu peningkatan hasil pertanian dengan ditemukannya berbagai macam zat sintetis yang memiliki pengaruh yang sama dengan fitohormon alami. Aplikasi zat pengatur tumbuh dalam pertanian modern mencakup pengamanan hasil (seperti penggunaan cycocel untuk meningkatkan ketahanan tanaman terhadap lingkungan yang kurang mendukung), memperbesar ukuran dan meningkatkan kualitas produk (misalnya dalam teknologi semangka tanpa biji), atau menyeragamkan waktu berbunga (misalnya dalam aplikasi etilena untuk penyeragaman pembungaan tanaman buah musiman), untuk menyebut beberapa contohnya.
1.2.Tujuan -
Untuk mengetahui pengertian giberelin dan citokinin
-
Untuk mengetahui efek giberelin dan citokinin bagi pertumbuhan tanaman
-
Untuk mengetahui biosintesis giberelin dan citokinin
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1.Pengertian Giberelin Giberelin merupakan hormon yang berfungsi sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap perkembangan dan perkecambahan embrio. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Enzim tersebut berperan memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperm (cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa merupakan sumber energi pertumbuhan. Apabila giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil, tumbuhan akan tumbuh normal kembali. a
(Anonymous ,2011) 2.2.Biosintesis Giberelin Giberelin adalah senyawa organik yang sangat penting dalam proses perkecambahan suatu biji karena bersifat pengontrol perkecambahan. Giberelin dibutuhkan untuk pembebasan α-amilase yang menghasilkan hidrolisis tepung dan perkecambahan. Adapun respon positif terhadap giberelin terjadi dalam kisaran konsentrasi yang luas, bahkan kandungan giberelin yang tinggi tidak bersifat racun. Penggunaan giberelin dapat mempengaruhi besarnya organ tanaman melalui proses pembelahan dan pembesaran sel. Keutamaan sintesis goberelin pada tanaman tingkat tinggi adalah meristematik daun,akar dan perkecambahan. Giberelin sebagai zat pengatur tumbuh pada tanaman sangat perbengaruh sifat genetik, perkecambahan dan aspek fisiologis lainnya. Selain itu giberelin mempunyai peranan dalam mendukung pembentukan RNA baru serta sintesa protein. Giberelin aktif untuk merangsang perkembangan sel serta dapat meningkatkan hasil tanaman. Perendaman giberelin selain menambah tinggi tanaman juga menambah luas daun yang berarti terdapat peninggatan aktivitas fotosintesa. Biosintesis Giberelin Acid terutama berlangsung dalam tunas, daun dan akar. Salah satu efek fisiologis dari giberelin adalah mendorong aktivitas dari enzim-enzim hidrolotik pada proses perkecambahan biji-biji serelia. Hal ini mula-mula datang dari observasi perubahan-perubahan kimia yang terjadi pada biji jelai selama proses malting (perubahan pati ke gula). Pada proses ini biji jelai itu menghisap air dan biji mulai berkecambah. Pada proses perkecambahab ini pati di ubah menjadi gula. Biji jelai yang mulai berkecambah ini dikenal sebagai malt yang dipakai untuk menumbuhkan ragi yang kemudian merubah gula menjadi alkohol. Giberelin menginisiasi sintesa amilase, enzim
pencerna, dalam sel-sel auleron, lapisan sel-sel paling luar endosperm. Giberelin juga terlibat dalam pengaktifan sintesa protase dan enzim-enzim hidrolitik lainnya. Senyawasenyawa gula dan asam amino, zat-zat dapat larut yang dihasilkan oleh aktivitas amilase dan protase ditranspor ke embrio, dan zat-zat ini mendukung perkembangan embrio dan munculnya
kecambah. Aktifnya
enzim
α-amilase
akan
semakin
meningkatkan
perombakan karbohidrat menjadi gula reduksi. Gula reduksi tersebut sebagian akan digunakan sebagai respirasi dan sebagian lagi translokasi ke titik-titik tumbuh penyusunan senyawa baru. Proses respirasi tersebut sangat penting karena respirasi akan menghasilkan energi yang selanjutnya digunakan untuk proses-proses metabolisme benih. f
(Anonymous ,2011) 2.3.Efek Fisiologis Giberelin Fungsi giberelin pada tanaman sangat banyak dan tergantung pada jenis giberelin yang ada di dalam tanaman tersebut. Beberapa proses fisiologi yang dirangsang oleh giberelin antara lain adalah seperti di bawah ini : -
Merangsang batang dengan merangsang pembelahan sel dan perpanjangan.
-
Merangsang lari / berbunga dalam menanggapi hari panjang.
-
Breaks dormansi benih di beberapa tanaman yang memerlukan stratifikasi atau cahaya untuk menginduksi perkecambahan.
-
Merangsang produksi enzim (a-amilase) di germinating butir serealia untuk mobilisasi cadangan benih.
-
Menginduksi maleness di bunga dioecious (ekspresi seksual).
-
Dapat menyebabkan parthenocarpic (tanpa biji) pengembangan buah.
-
Dapatkah penundaan penuaan dalam daun dan buah jeruk. (Salisbury,1995)
2.4.Peran Giberelin pada Perkecambahan Giberelin juga berperan penting dalam perkecambahan biji pada banyak tanaman. Bijibiji yang membutuhkan kondisi lingkungan khusus untuk berkecambah seperti suhu rendah akan segera berkecambah apabila disemprot dengan giberelin. Diduga giberelin yang terdapat di dalam biji merupakan penghubung antara isyarat lingkungan dan proses metabolik yang menyebabkan pertumbuhan embrio. Sebagai contoh, air yang tersedia dalam jumlah cukup akan menyebabkan embrio pada biji rumput-rumputan mengeluarkan giberelin yang mendorong perkecambahan dengan memanfaatkan cadangan makanan yang terdapat di dalam biji.
Pada beberapa tanaman, giberelin menunjukkan interaksi antagonis dengan ZPT lainnya misalnya dengan asam absisat yang menyebabkan dormansi biji. b
(Anonymous ,2011) 2.5.Pengertian Citokinin Citokinin adalah hormon tumbuhan turunan adenin berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan diferensiasi mitosis, disintesis pada ujung akar dan ditranslokasi melalui pembuluh xylem. Aplikasi Untuk merangsang tumbuhnya tunas pada kultur jaringan atau pada tanaman induk, namun sering tidak optimal untuk tanaman dewasa. sitokinin memiliki struktur menyerupai adenin yang mempromosikan pembelahan sel dan memiliki fungsi yang sama lain untuk kinetin. c
(Anonymous ,2011) 2.6.Fungsi Citokinin -
Merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apikal;
-
Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk;
-
Memperbesar daun muda;
-
Mengatur pembentukan bunga dan buah;
-
Menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun. c
(Anonymous ,2011) 2.7.Biosintesis Citokinin -
Ujung akar merupakan tempat penting biosintesis sitokinin
-
Bukti : daun + tangkai direndam di air maka daun segera kehilangan klorofil & menguning
-
Jika pada ujung tangkai daun terbentuk akar adventif maka senescence/penuaan tertunda
-
Jika tidak ada akar tetap ditambah kinetin maka penuaan juga tertunda
-
Pada tanaman tomat, buah tidak tergantung pada akar untuk disuplai sitokinin karena bisa mensintesis sendiri
-
Buah berbiji lebih tinggi sitokinin daripada buah tidak berbiji karena biji yang sedang berkembang merupakan tempat sintesis sitokinin
-
Mata tunas yang dorman menghasilkan sitokinin
-
Semua sel yg aktif membelah mensintesis asam nukleat sehingga mampu mensintesis sitokinin karena semua sitokinin merupakan turunan adenine maka yang merupakan basa purin yang terdapat di DNA dan RNA (Hendaryo,1994)
2.8.Citokinin Alami dan Sintetis Sitokinin terbagi dua kelompok yaitu sitokinin alami dan sintetis.
Sitokinin alami (endogen) adalah zeatin, dihydrozeatin (DHZ), isopentenyladenosine (IPA).
zeatin
Sitokinin sintetis adalah N6-Benzyl amino purine (BAP) dan Furfuryl acetic acid (kinetin),
benzyl adenine (benzylaminopurine; BA).Kinetin merupakan produk
samping dari degradasi atau pemecahan zeatin.
Struktur kimia, sitokinin adalah turunan adenine (BAP, kinetin, zeatin) dan turunan fenilurea (TDZ). TDZ dan BAP mempunyai respon fisiologi yang sama, yaitu
berperan dalam regulasi pembelahan sel, diferensiasi dan pertumbuhan jaringan, organ serta biosintesis klorofil (Gaba,2005)
Turunan Adenine (amino purines)
Tersusun dari: the free nitrogenous base a nucleoside (base + ribose) a nucleotide (base + ribose + phosphate) glycosides
Keaktifan sitokinin akan hilang jika inti adenin berubah atau rusak
Molekul adenin sgt penting utk keaktifan sitokinin
Shg furfuril guanin dan benzil sitosin bersifat inaktif
Ada bbrp senyawa non purin yg mpy aktifitas sitokinin tp lemah yi N,N-diphenyl urea, benzimidazole dan myo-inositol (Gaba,2005)
2.9.Efek Fisiologis Citokinin a. Pengaturan pembelahan sel dan diferensiasi sel Sitokinin, diproduksi dalam jaringan yang sedang tumbuh aktif, khususnya pada akar, embrio, dan buah. Sitokinin yang diproduksi di dalam akar, akan sampai ke jaringan yang dituju, dengan bergerak ke bagian atas tumbuhan di dalam cairan xylem. Bekerja bersama-sama dengan auksin; sitokinin menstimulasi pembelahan sel dan mempengaruhi lintasan diferensiasi. Efek sitokinin terhadap pertumbuhan sel di dalam kultur jaringan, memberikan petunjuk tentang bagaimana jenis hormon ini berfungsi di dalam tumbuhan yang lengkap.Ketika satu potongan jaringan parenkhim batang dikulturkan tanpa memakai sitokinin, maka selnya itu tumbuh menjadi besar tetapi tidak membelah. Sitokinin secara mandiri tidak mempunyai efek. Akan tetapi, apabila sitokinin itu ditambahkan bersama-sama dengan auksin, maka sel itu dapat membelah. b. Pengaturan Dominansi Apikal Sitokinin, auksin, dan faktor lainnya berinteraksi dalam mengontrol dominasi apikal, yaitu suatu kemampuan dari tunas terminal untuk menekan perkembangan tunas aksilar. Sampai sekarang, hipotesis yang menerangkan regulasi hormonal pada dominansi apikal, yaitu hipotesis penghambatan secara langsung, menyatakan bahwa auksin dan sitokinin bekerja secara antagonistis dalam mengatur pertumbuhan tunas aksilari. Berdasarkan atas pandangan ini, auksin yang ditransportasikan ke bawah tajuk dari tunas terminal, secara langsung menghambat pertumbuhan tunas aksilari. Hal ini menyebabkan tajuk tersebut menjadi memanjang dengan mengorbankan percabangan lateral. Sitokinin yang masuk dari akar ke dalam sistem tajuk tumbuhan, akan melawan kerja auksin, dengan mengisyaratkan tunas aksilar untuk mulai tumbuh. Jadi rasio auksin dan sitokinin merupakan faktor kritis dalam mengontrol penghambatan tunas aksilar. Banyak penelitian yang konsisten dengan hipotesis penghambatan langsung ini. Apabila tunas terminal yang merupakan sumber auksin utama dihilangkan, maka penghambatan tunas aksilar juga akan hilang dan tanaman menjadi menyemak. Aplikasi
auksin
pada
permukaan
potongan
kecambah
yang
terpenggal,
akanmenekan kembali pertumbuhan tunas lateral. Mutan yang terlalu banyak memproduksisitokinin, atau tumbuhan yang diberi sitokinin, juga bertendensi untuk lebih menyemak dibanding yang normal.
c. Efek Anti Penuaan Sitokinin, dapat menahan penuaan beberapa organ tumbuhan, dengan menghambat pemecahan protein, dengan menstimulasi RNA dan sintesis protein, dan dengan memobilisasi nutrien dari jaringan di sekitarnya. Apabila daun yang dibuang dari suatu tumbuhan dicelupkan ke dalam larutan sitokinin, maka daun itu akan tetap hijau lebih lama daripada biasanya. Sitokinin juga memperlambat deteorisasi daun pada tumbuhan utuh. Karena efek anti penuaan ini, para floris melakukan penyemprotan sitokinin untuk menjaga supaya bunga potong tetap segar. d
(Anonymous ,2011) 2.10.
Peranan Citokinin bagi Tanaman Peranan sitokinin antara lain: a. Bersama dengan auksin dan giberelin merangsang pembelahan sel-sel tanaman b. Merangsang morfogenesis ( inisiasi / pembentukan tunas) pada kultur jaringan. c. Merangsang pertumbuhan pertumbuhan kuncup lateral. d. Merangsang perluasan daun yang dihasilkan dari pembesaran sel atau merangsang pemanjangan titik tumbuh daun dan merangsang pembentukan akar cabang e. Meningkatkan membuka stomata pada beberapa spesies. f. Mendukung konversi etioplasts ke kloroplas melalui stimulasi sintesis klorofil. g. Menghambat proses penuaan (senescence) daun h. Mematahkan dormansi biji e
(Anonymous ,2011) 2.11.
Perlakuan Kinetin -
Kinetin merupakan produk samping dari degradasi (pemecahan zeatin)
-
Kinetin (furfurylamino purine) berhasil diidentifikasi dari DNA ikan hering yang diautoklaf sebagai zat kimia yang dapat merangsang pembelahan sel
-
Kinetin terbentuk dari reaksi antara adenine dan deoxyribose atau reaksi kompleks yang melibatkan proses dehidrasi dan rearrangement residu deoxyadenosine
-
Kinin semula diusulkan sebagai nama, ternyata sudah digunakan untuk hormon pd hewan
-
Kinetin jelas terbukti sebagai senyawa yang secara in vivo berperan sebagai sitokinin (Taiz,2002)
2.12.
Efek Citokinin pada Pembesaran Cotyledon Banyak
biji
tumbuhan
dikotil
yang
dikecambahkan
di
tempat
gelapmemunculkan kotiledonnya ke atas tanah., tapi kotiledon itu tetap berwarna kuning dankecil. Jika kotiledon itu dikenal cahaya, pertumbuhannya meningkat pesat, walaupunenergi cahaya yang diberikan sebenarnya terlalu rendah untuk melangsungkanfotosintesis . Inilah efek fotomorfogenetik yang antara lain dikendalikan oleh fitokromdan barang kali juga oleh sitokinin . Jika kotiledon dipisahkan
dan
dipelihara
dengandiberi
sitokinin,
laju
pertumbuhannya
meningkat dua atau tiga kali lipat dibandingkandengan kotiledon pembanding yang tak mendapat tambahan hormon , baik dlam gelapmaupun dalam terang . pertumbuhan ini seluruhnya akibat pengambilan air yangmengembangkan sel, sebab botol kering jarinan tidak bertambah. Pemacuan pertumbuhan ini terjadi pada lebih dari selusin species tumbuhan yangsudah dikenal, termasuk lobak, biji gula, selada. Sebagian besar species tersebutmengandung lemak sebagai cadangan makanan utama dalam kotriledon. K otiledon biasanya muncul diatas tanah dan menjadi mampu melakukan fotosintesis. Tidak terlihatadanya respons pada spesies yang kotiledonnya tetap dibawah tanah kacang – kacangannamun tidak menyerupai daun. Auksin tidak memacu pertumbuhan kotiledon dangiberlin juga hanya memberikan efek kecil bila kotiledon dibiakkan dalam keadaangelap jadi respons inid apat digunakan sebagai uji biol ogi bagi sitokinin.Apakah sitokininmemacu
pertumbuhan
kotiledon
hanya
dengan
carameningkatkan
besaran sel yang sudah ada sebelumnya atau apakah hormone tersebutmemacu pembelahan
sel
dari
pembesaran
sel
anak
yang
dihasilkan?
Semua
hasil percobaan menunjukkan bahwa sitokinin meningkatkan baik sitokinesis maupun pembesaran sel. Terutama yang terakhir ini tapi, ingat bahwa sitokinesis tidak meningkatkan pertumbuhan or gannya sendiri sebab si tokiniesis hanya merupakan proses pembelahan saja. Oleh karena itu, keseluruhan pertumbuhan membutuhkan pemelaran sel dan pertumbuhan yang terpacu oleh sitokinin maupun pemelaran sel yang lebih cepat dan produksi sel yang lebih banyak. Karena kotiledon yang pertumbuhannya dipacu oleh sitokinin akhirnya tumbuh menjadi organ fotosaintetik, dapat dipertanyakan apakah daun sejati juga membutuhkan sitokinin untuk pertumbuhannya . Efek pemacuan yang jelas pada daun-daun utuh tumbuhan dikotil dari beberapa species terlihat setelah sitokinin diberikan berulang-ulang namun biasanya efeknya kecil dan mungkin timbul secraa tak langsung melalui pengambilan metabolit dari organ lain. Jika sejumlah
cakram diambil dari daun dikotil dengan alat pelubang gabus dan diupayakan tetap lembab , maka sitokinin dapat meningkatkan pemelaran dengan cara memacu pertumbuhan sel. Ini pun menunjukkan fungsi normal sitokinin yang datang dari organ lain , misalnya, sitokinin dari akar memacu pertumbuhan daun. Bukti selanjutnya bahwa sitokinin dari akar memacu pertumbuhan daun berasal dari percobaan pada kacang-kacangan dan beras belanda musim dingin yang sebagian atau seluruh akarnya dibuang. Pertumbuhan daun dari kedua species tumbuhan tanpa akar tersebut segera melambat tapi bila sitokinin ditambahkan pada daun , pertumbuhannya banyak dipulihkan. (Campbell,2002)
BAB III PENUTUP
3.1.Kesimpulan Giberelin merupakan hormon yang berfungsi sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap perkembangan dan perkecambahan embrio. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Citokinin adalah hormon tumbuhan turunan adenin berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan diferensiasi mitosis, disintesis pada ujung akar dan ditranslokasi melalui pembuluh xylem Fungsi Citokinin : -
Merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apikal;
-
Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk;
-
Memperbesar daun muda;
-
Mengatur pembentukan bunga dan buah;
-
Menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
Beberapa proses fisiologi yang dirangsang oleh giberelin antara lain adalah seperti di bawah ini : -
Merangsang batang dengan merangsang pembelahan sel dan perpanjangan.
-
Merangsang lari / berbunga dalam menanggapi hari panjang.
-
Breaks dormansi benih di beberapa tanaman yang memerlukan stratifikasi atau cahaya untuk menginduksi perkecambahan.
-
Merangsang produksi enzim (a-amilase) di germinating butir serealia untuk mobilisasi cadangan benih.
-
Menginduksi maleness di bunga dioecious (ekspresi seksual).
-
Dapat menyebabkan parthenocarpic (tanpa biji) pengembangan buah.
-
Dapatkah penundaan penuaan dalam daun dan buah jeruk.
DAFTAR PUSTAKA
a
Anonymous .2011.http://artikelterbaru.com/pendidikan/fungsi-hormon-dan-vitamin-untuktumbuhan-20111107.html b
Anonymous .2011.http://mybioma.wordpress.com/category/fisiologi-produksi-tumbuhan/ c
Anonymous .2011.http://www.scribd.com/doc/44646508/sitokinin d
Anonymous .2011.http://budisma.web.id/kelas-xii-biologi/efek-hormon--fisiologis-sitokinin/ e
Anonymous .2011.http://yoxx.blogspot.com/2008/05/sedikit-tentang-zat-pengaturtumbuh.html f
Anonymous .2011.http://fentykienormajelita-pertanian.blogspot.com/ (diakses tanggal 19 Desember 2011) Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology. Sixth Edition, Pearson Education. Inc.San Francisco. Gaba VP. 2005. Plant Growth Regulators in Plant Tissue Culture and Developmant. Di dalam Trigiano RN, Gray JD, editor. Plant Development and Biotechnology. CRC. Press. New York. P. 87-99 Hendaryono, daisy & Arie Wijayani. 1994. Teknik Kultur Jaringan. Yogyakarta : Kanisius. Salisbury.1995.Fisiologi Tumbuhan Jilid 3.Penerbit ITB.Bandung Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition. SinauerAssociates, Inc., Publishers. Sunderland, Massachusetts.
