MAKALAH FISIOLOGI TANAMAN “HORMON
SITOKININ DAN GIBERELIN ”
Disusun oleh Kelompok 2 Kelas F Fauzia Hidayati
125040200111024 125040200111024
Fachrurozi Nur U
125040200111155 125040200111155
Faroki Mochtar
125040201111105 125040201111105
Eka Purnamasari
125040201111140 125040201111140
Endang Puji Astutik
125040201111285 125040201111285
UNIVERSITAS BRAWIJAYA FAKULTAS PERTANIAN PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI MALANG 2013
KATA PENGANTAR Assalamu’alaikum warahmatullahi wabarakatuh.
Alhamdulillahirabbil ‘alamin, banyak nikmat yang Allah berikan, tetapi sedikit sekali yang kita ingat. Segala puji hanya layak untuk Allah, Tuhan seru sekalian alam atas segala berkat, rahmat, taufik, serta hidayah-Nya yang tiada terkira besarnya, sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah dengan judul ”HORMON GIBERELIN DAN SITOKININ”. Dalam penyusunannya, penyusun memperoleh banyak bantuan dari berbagai pihak, karena itu penyusun mengucapkan terima kasih yang sebesar besarnya kepadakedua orang tua dan segenap keluarga keluar ga besar penyusun yang telah memberikan dukungan, kasih, dan kepercayaan yang begitu besar. Dari sanalah semua kesuksesan ini berawal, semoga semua ini bisa memberikan sedikit kebahagiaan dan menuntun pada langkah yang lebih baik l agi. Meskipun penyusun berharap isi dari makalah ini bebas dari kekurangan dan kesalahan, namun selalu ada yang kurang. Oleh karena itu, penyusun mengharapkan kritik dan saran yang membangun agar makalah ini dapat lebih baik lagi. Akhir kata penyusun berharap agar makalah ini bermanfaat dan membawa barokah bagi semua pembaca.
Malang, 12 Desember 2013
Penyusun
DAFTAR ISI
Table of Contents KATA PENGANTAR ............................................................................................ 2
DAFTAR ISI ........................................................................................................... 3 BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 4 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 4 1.2 Tujuan ............................................................................................................ 4 1.3 Manfaat .......................................................................................................... 4 BAB II ISI ........................................................................................................... 5 2.1 Hormon Giberelin .......................................................................................... 5 2.1.1 Senyawa Dasar Pembentuk Hormon Giberelin .......................................... 5 Karakteristik Kimia Giberelin ............................................................... 5 2.1.2 Tempat Pembentukan Hormon Giberelin ................................................... 6 2.1.3 Cara Kerja Hormon Giberelin .................................................................... 7 2.1.4 Zat yang Diaktifkan dan Dinonatifkan Oleh Hormon Giberelin .............. 10 2.1.5 Cara Aplikasi Hormon Giberelin Pada Tanaman selain Fase Pembungaan ........................................................................................................................... 10 2.2 Hormon Sitokinin ........................................................................................ 11 2.2.1 Senyawa Dasar Pembentuk Hormon Sitokinin ........................................ 11 2.2.2 Macam-Macam Sitokinin ......................................................................... 14 2.2.3 Tempat Pembentukan Hormon Sitokinin .. Error! Bookmark not defined. 2.2.4 Cara Kerja Hormon Sitokinin.................... Error! Bookmark not defined. 2.2.5 Efek Fisiologi Hormon Sitokinin ............................................................ 15 BAB III PENUTUP ........................................................................................... 20 3.1 Kesimpulan .................................................................................................. 20 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 21
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). (Anonymous, 2013 a) 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. (Bey, 2005) Pemahaman terhadap fitohormon pada masa kini telah membantu peningkatan hasil pertanian dengan ditemukannya berbagai ma cam 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).
1.2 Tujuan Mengetahui asal mula dan kinerja fitohormon, khususnya hormon giberelin dan sitokinin pada reaksi fisiologi tumbuhan 1.3 Manfaat Mengetahui manfaat lebih dari penerapan fitohormon, khususnya hormon giberelin dan sitokinin di bidang pertanian
BAB II ISI 2.1 Hormon Giberelin 2.1.1 Senyawa Dasar Pembentuk Hormon Giberelin Giberelin sering disingkat dengan GA merupakan diterpenoid yang menempatkannya dalam keluarga kimia yang sama dengan klorofil dan karotein. Bagian dasar kimia GA adalah kerangka giban dan kelompok karboksil bebas. Macam-macam bentuk GA dibedakan oleh penggantian kelompok hidroksil, metil atau etil pada kerangka giban dan karena adanya cincin laktona yang dihasilkan oleh kondensasi karbon 20 ke karbon 19 dalam struktur giban (Gardner, dkk., 1991). Dijelaskan lebih lanjut bahwa adanya cincin laktona seperti GA3, GA4 dan GA9 menyebabkan aktivitas biologis yang lebih besar dari pada analog serupa yang tidak memiliki cincin laktona seperti GA12 dan GA13.
Hormon giberelin dapat terbentuk dengan senyawa dasar berupa molekul asetil KoA. Jalur dimana hormon giberelin terbentuk adalah 3 molekul asetil KoA dioksidasi oleh 2 molekul NADPH untuk memproduksi 3 CoA molekul sebagai produk samping dan asam mevalonat. Asam mevalonat kemudian terfosforilasi oleh ATP dan dekarboksilasi untuk membentuk pirofosfat isopentil, 4 molekul ini membentuk geranylgeranyl pirofosfat yang berfungsi sebagai donor untuk semua GA atom karbon. Senyawa ini kemudian dikonversi menjadi copalylpyrophosphate yang memiliki 2 sistem cincin. Copalylpyrophosphate kemudian dikonversi menjadi kaurene yang memiliki 4 sistem cincin. Oksidasi selanjutnya mengungkapkan kaurenol (bentuk alkohol), kaurenal (bentuk aldehida), dan asam kaurenoic masing-masing. Asam Kaurenoic diubah menjadi bentuk aldehida GA12 oleh dekarboksilasi. GA12 adalah benar sistem cincin 1st gibberellane dengan 20 karbon. Dari bentuk aldehida GA12 muncul baik 20 dan 19 giberelin karbon tetapi ada banyak mekanisme yang senyawa lain muncul. (Campbell, 2002)
Karakteristik Kimia Giberelin
Semua giberelin yang ditemukan adalah senyawa diterpenoid. Semua kelompok terpinoid terbentuk dari unit isoprene yang memiliki 5 atom karbon (C). Unit-unit isoprene ini dapat bergabung menghasilkan monoterpene (C-10), sesqueterpene (C-15), diterpene (C-20), dan triterpene (C-30). Asam diterpenoid disintesis melalui jalur terpenoid dan dimodifikasi di dalam retikulum endoplasma dan sitosol sampai menjadi senyawa yang aktif. (Anonymous, 2013a) Semua molekul giberelin mengandung ‘Gibban Skeleton’. Giberelin dapat dikelompokkan mejadi dua kelompok berdasarkan jumlah atom C, yaitu yang
mengandung 19 atom C dan 20 atom C. Sedangkan berdasarkan posisi gugus hydroksil dapat dibedakan menjadi gugu hidroksil yang berada di atom C nomor 3 dan nomor 13. Penelitian lebih lanjut juga menemukan beberapa senyawa lain yang memiliki fungsi seperti giberelin tetapi tidak memiliki ‘Gibban Skeleton’. Semua giberelin dengan 19 atom adalah asam monokarbosiklik yang mengandung grup COOH pada posisi 7 dan mempunyai sebuah laktonering.
Gambar 2.1 Struktur GA1
Gambar 2.2 Struktur GA3
Gambar 2.3 Struktur Ent-Gibberellane (gibbal skeleton)
2.1.2 Tempat Pembentukan Hormon Giberelin Giberelin disintesis di tunas pucuk tanaman, terutama pada primordia daun baru. Giberelin juga ditemukan pada embryo dan kotiledon biji muda dan di dalam jaringan buah. Sebagai tambahan, sistem perakaran mensintesis giberelin dalam jumlah besar, yang bergerak ke atas dalam tanaman. GA ditranslokasikan dengan mudah di dalam tanaman ke dua arah, tidak seperti auksin, yang sebagian besar bergerak dari pucuk ke arah bawah.
Biosintesis dan Transport Giberelin
Biosintesis GA melibatkan 3 metabolit kimia, yaitu asam mevalonat yang bertindak sebagai pelopor untuk pembentukan isoprena, yaitu bagian dasar dalam karbon-19 dan karbon 20 kerangka giban, kaurena terbentuk dari isoprena, GA terbentuk dari kaurena (Leopold dan Kriedemann, 1975 dalam Gardner, dkk., 1991). Jalur biosintesis giberelin berasal dari prekursor asam mevalonat yang dibentuk oleh asetil koenzim A. Giberelin disintesis pada daun yang sedang berkembang, primordium cabang, ujung akar dan biji yang sedang berkembang. Salisbury dan Ross menyatakan bahwa pengangkutan asam giberelat dalam tumbuhan tidak terjadi secara polar. Pengangkutan berlangsung melalui difusi. Selain itu, pengangkutan juga berlangsung melalui xilem dan floem. Giberelin menstimulasi pertumbuhan pada daun maupun pada batang, tetapi mereka mempunyai efek yang sedikit di dalam pertumbuhan akar. Di dalam batang, giberelin menstimulasi perpanjangan sel dan pembelahan sel. Giberelin memfasilitasi penetrasi ekspansin ke dalam dinding sel, bekerja sama dalam meningkatkan perpanjangan sel. 2.1.3 Cara Kerja Hormon Giberelin Selama pertumbuhan aktif, tanaman akan memetabolisme sebagian besar giberelin oleh hidroksilasi untuk konjugat aktif dengan cepat dengan pengecualian GA3. GA3 yang terdegradasi jauh lebih lambat yang membantu untuk menjelaskan mengapa gejala awalnya terkait dengan hormon dalam bakanae penyakit yang hadir. Konjugasi aktif akan disimpan atau translokasi melalui floem dan xilem sebelum pembebasan mereka (aktivasi) pada waktu yang tepat dan dalam jaringan yang tepat (Arteca, 1996; Sponsel, 1995). Sebagian besar tumbuhan dikotil dan sebagian kecil tumbuhan monokotil akan tumbuh cepat jika diberi GA, tetapi tidak demikian halnya pada tumbuhan konifer misalnya pinus. Jika GA diberikan pada tanaman kubis tinggi tanamannya bisa mencapai 2 m.Banyak tanaman yang secara genetik kerdil akan tumbuh normal setelah diberi GA. Efek giberelin tidak hanya mendorong perpanjangan batang, tetapi juga terlibat dalam proses regulasi perkembangan tumbuhan seperti halnya auksin. Giberelin mempercepat munculnya tunas di permukaan tanah. Hal ini disebabkan karena GA3 memacu aktivitas enzim –enzim hidrolitik khususnya α amilase yang menghidrolisis cadangan pati sehingga tersedia nutrisi yang cukup untuk tunas supaya bisa tumbuh lebih cepat. Tinggi tanaman tidak dipengaruhi oleh giberelin. Hal ini karena giberelin diberikan pada umbi bibit sebelum ditanam sehingga pengaruhnya hanya pada fase awal pertumbuhan yaitu berupa pemacuan pertumbuhan tunas lateral. Pengaruh tersebut tidak terbawa ke fase pertumbuhan selanjutnya sehingga tinggi tanaman tidak terpengaruh. Penggunaan giberelin juga bisa terjadi menghambat perkecambahan dan pembentukan biji. Hal ini terjadi apabila giberelin diberikan pada bunga maka buah yang terbentuk menjadi buah tanpa biji dan sangat nyata mempengaruhi pemanjangan dan pembelahan sel.
Fungsi Giberelin Beberapa fungsi giberelin pada tumbuhan sebagai berikut : Mematahkan dormansi atau hambatan pertumbuhan tanaman sehingga tanaman dapat tumbuh normal (tidak kerdil) dengan cara mempercepat proses pembelahan sel, meningkatkan pembungaan, memacu proses perkecambahan biji. Salah satu efek giberelin adalah mendorong terjadinya sintesis enzim dalam biji seperti amilase, protease dan lipase dimana enzim tersebut akan merombak dinding sel endosperm biji dan menghidrolisis pati dan protein yang akan memberikan energi bagi perkembangan embrio diantaranya adalah radikula yang akan mendobrak endosperm, kulit biji atau kulit buah yang membatasi pertumbuhan/perkecambahan biji sehingga biji berkecambah. 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. Giberelin juga berfungsi dalam proses pembentukan biji, yaitu merangsang pembentukan serbuk sari (polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukan bunga, dan mengakhiri masa dormansi pada biji. Giberelin dengan konsentrasi rendah tidak merangsang pembentukan akar, tetapi pada konsentrasi tinggi akan merangsang pembentukan akar. Giberelin akan memacu pembentukan enzim yang melunakkan dinding sel terutama enzim proteolitik yang akan melepaskan amino triptofan (prekusor/pembentuk auksin) sehingga kadar auxin meningkat. Giberelin merangsang pembentukkan polihidroksi asam sinamat yaitu senyawa yang menghambat kerja dari enzim IAA oksidase dimana enzim ini merupakan enzim perusak auxin. Giberelin merangsang terbentuknya enzim a-amilase dimana enzim ini akan menghidrolisis pati sehingga kadar gula dalam sel akan naik yang akan menyebabkan air lebih banyak lgi masuk ke sel sehingga sel memanjang. Pada proses partenokarpi. pada beberapa kasus pembentukan buah dapat terjadi tanpa adanya fertilisasi atau pembuahan, proses ini dinamai partenokarpi. 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(Davies, 1995; Mauseth, 1991; Raven, 1992; Salisbury dan Ross, 1992). 1. Mengatasi Kekerdilan Akibat Mutasi (Gnetic Dwafism)
Giberelin merupakan hormon yang mampu merangsang pertumbuhan secara sinergi, baik bagian batang, akar, maupun daun. Di dunia pertanian,
manfaat giberelin yang penting adalah mengatasi masalah genetic dwafism atau kekerdilan pada tanaman. Genetic dwafism adalah suatu gejala yang di sebabkan adanya mutasi. Dengan pemberian giberelin, tanaman yang tadinya tumbuh kerdil dapat kembali tumbuh normal. Hasil penelitian menunjukan pemberian giberelic acid pada tanaman kacang menyebabkan tanaman yang kerdil menjadi tinggi. 2. Membuat Buah Tanpa Biji (Seedless) Pemberian giberelin bermanfaat dalam proses parhenocarpy dan fruit set. Parthenocsrpy adalah proses tidak terbentuknya biji dalam buah. Karena itu , pemberian giberelin bermanfaat dalam proses rekayasa untuk menghasilkan buah yang tak berbiji. Pemberian giberelin juga bermanfaat dalam meningkatkan jumlah tandah buah (fruit set) dan meningkatkan hasil buah. Pemberian giberelin juga dapat menyebabkan buah yang telah di panen tidak cepat busuk, sehingga lebih tahan lama. 3. Mempercepat Proses Pertumbuhan Pemberian giberelin pada fase perkecambahan (Germination) sangat menguntungkan . Giberelin membantu proses anzimatik untuk mengubah pati menjadi gula yang selanjutnya di translokasi ke embrio. Gula akan di gunakan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan, sehingga pertumbuhan embrio berlangsung cepat. Pemberian GA3 dapat meningkatkan aktivitas kambium dan perkembangan xilem sehingga aktivitas pertumbuhan berjalan lancar dan cepat. Pemberian Giberelin pada tanaman kacang-kacangan akan memacu pertumbuhan dan mempercepat perambatan. Begitu juga pada tanaman semangka, mentimun air, dan mentimun yang di semprot giberelin mengalami perpanjangan batang yang sangat cepat. 4. Mempercepat Proses Pembungaan Giberelin berfungsi untuk mempercepat proses pembungaan. Giberelin dapat memenuhi kebutuhan bunga beberapa jenis tanaman pada musim dingin ketika potosintesis kurang dan memacu taanaman agar berbunga lebih awal. 5. Meningkatkan Produktivitas Di Amerika serikat, Perkebunan anggur telah menggunakan giberelin untuk meningkatkan kerenyahan dan ukuran anggur. Di Hawai, giberelin digunakan untuk meningkatkan produksi tebu. Selain itu, giberelin yang disemprotkan ke tanaman seledri menyebebkan tanaman bertambah panjang, bertambah renyah, produksi meningkat. Penggunaan giberelin pada tanaman anggur tahan terhadap infeksi cendawan. Penyemprotan giberelin dilakukan sejak tanaman berbunga dan pada fase pembentukan rangkaian buah. Penyemprotan giberelin pada buah dan daun jeruk nevel bisa mencegah timbulnya gangguan pada kulit buah dan menjaga agar kulit tetap kencang selama penyimpanan.
2.1.4 Zat yang Diaktifkan dan Dinonatifkan Oleh Hormon Giberelin
Zat yang diaktifkan oleh hormon giberelin
Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amylase. Enzimtersebut berperan memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperm(cadangan makanan) menjadi senyawa glukosa. Glukosa merupakan sumber energy pertumbuhan. Apabila giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil,tumbuhan akan tumbuh normal kembali.Selain itu, giberelin bereaksi pada sel-sel yang mengelilingiendosperma yang menyebabkan pembentukan sejumlah enzim hidrolitik khusus (seperti amylase dan protease) yang mencerna zat pati dan proteinendosperma dengam demikian membuat persediaan gula dan asam amino bagi sel yang sedang tumbu. Asam amino yang tersedia akibat aktivitas enzim protease merupakan precursor terbentuknya jenis hormon tumbuh yang lain,seperti triptopan yang merupakan bentuk awal dari auxin.2.
Zat yang dinonaktifkan oleh hormon giberelin
Penonaktifan suatu zat oleh hormon giberelin tidak diketahui pasti.Tetapi, hormon tersebut memiliki peran yang tidak sinergis pada dormansi biji dan penuaan. Hormon giberelin bersifat antagonis dengan asam absisat(ABA) dan gas etilen. Giberelin dan ABA bersifat antagonis pada peristiwadormansi biji, dimana giberelin merupakan pemecah dormansi, sedangkanABA merupakan penyebab dormansi biji. Dormansi merupakan masaistirahat atau masa dimana biji tidak melakukan mekanisme metabolic,meskipun berada pada kondisi lingkungan yang sesuai. Sehingga, ABAdikenal sebagai hormon cekaman pada tumbuhan. Sementara itu, sifat antagonis antara giberelin dan etilen terjadi pada mekanisme senescense(penuaan) tanaman. Hormon giberelin dapat menunda atau mencegah penuaan dan pematangan buah, sehingga suatu tumbuhan tetap terlihat segar.Sebaliknya, etilen berperan pada proses penuaan tanaman yaitu pada pemasakan buah dan pengguguran daun. 2.1.5 Cara Aplikasi Hormon Giberelin Pada Tanaman selain Fase Pembungaan
Pemberian hormon giberelin pada tumbuhan berbeda-beda. Hal itudikarenakan tiap spesies tumbuhan memiliki perbedaan sifat tanaman, umur tanaman, serta jenis tanaman tersebut. Umumnya pemberian hormon giberelinialah pada saat fase pembungaan. Namun, hormon giberelin juga dapatdiberikan pada biji atau benih yang akan dikecambahkan. Maksudnya ialahagar perkecambahan berjalan lebih cepat, karena giberelin akan memacuterbentuknya auksin dan giberelin berfungsi dalam pembesaran
dan pemanjangan sel. Pemberian giberelin terrsebut dapat dilakukan dengan perendaman benih atau biji, tetapi tidak semua bagian benih atau biji direndamagar mendapatkan oksigen. Selain itu, pemberiannya dapat pula dengan penyemprotan. Yang harus diperhatikan dari semua metode ialah konsentrasidari hormon tersebut.Apabila hormon giberelin diberikan pada saat pertumbuhan vegetatif tanaman, maka akibatnya ialah semakin meningkatnya hormon auksinsehingga semakin cepat membelah serta selselnya akan semakin cepatmembesar dan memanjang oleh giberelin. Cara pemberiannya dapat dengandisemprotkan pada daun. 2.2 Hormon Sitokinin 2.2.1 Senyawa Dasar Pembentuk Hormon Sitokinin Sitokinin sering juga dengan kinin, merupakan nama generik untuk substansi pertumbuhan yang khususnya merangsang pembelahan sel (sitokinesis) (Gardner, dkk., 1991). Sitokinin merupakan senyawa dengan struktur yang menyerupai adenine (derivate adenine) yang mengawali (memacu) pembelahan sel dan memiliki fungsi yang mirip dengan kinetin. Kinetin merupakan sitokinin yang pertama kali ditemukan. Kinetin disebut juga sebagai sitokinin karena senyawa ini juga mampu memacu sitokinesis (pembelahan sel). Namun merupakan senyawa alami, kinetin ini tidak disintesis alami oleh tumbuhan oleh karena itu biasanya selalu mengandung sitokinin sintesis (diartikan bahwa hormon ini disintesisnya di tempat lain). Yang paling sering ditemukan pada tanaman dewasa ini dinamakan dengan zeatin yang diisolasi dari tanaman jagung (Arteca, 1996; Mauseth, 1991; Raven, 1992; Salisbury and Ross, 1992 dalam Author, tanpa ta hun). Kinin terbentuk dengan cara fiksasi suatu rantai beratom C – 5, ke suatu molekul adenin. Rantai beratom C – 5 dianggap berasal dari isoprena. Basa purin merupakan penyusun kimia yang umum pada kinin alami maupun kinin sintetik (Millers, 1955 dalam Wilkins, 1989). Biosintesis sitokinin dengan bahan dasar mevalonic acid. Berikut adalah struktur kimia si tokinin.
Gambar 2.4 Struktur dasar dari sitokinin (zeatin)
Gambar 2.5 Struktur Sitokinin yang Lain 2.2.2 Macam-Macam Sitokinin
Sitokinin terbagi dua kelompok yaitu sitokinin alami dan sintetis.
Sitokinin
alami
(endogen)
adalah
isopentenyladenosine (IPA).
zeatin
zeatin,dihydrozeatin
(DHZ),
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,Ndiphenyl urea, benzimidazole dan myo-inositol (Gaba,2005)
2.2.3 Tempat Pembentukan Hormon Sitokinin Sitokinin merupakan ZPT yang mendorong pembelahan (sitokinesis). Beberapa macam sitokinin merupakan sitokinin alami (misal: kinetin, zeatin) dan beberapa lainnya merupakan sitokinin
sintetik. Sitokinin alami dihasilkan pada jaringan yang tumbuh aktif terutama pada akar, embrio dan buah. Sitokinin yang diproduksi di akar selanjutnya diangkut oleh xilem menuju sel-sel target pada batang. Selanjutnya dijelaskan kinin disintesis dalam akar muda, biji dan buah yang belum masak dan jaringan pemberi makan (misalnya endosperm cair). Buah jagung, pisang, apel, air kelapa muda dan santan kelapa yang belum tua merupakan sumber kinin yang kaya. (Hendaryono, 1994) 2.2.4 Cara Kerja Hormon Sitokinin
Transportasi sitokinin Sitokinin ditransportasikan dari akar ke atas, berlawanan dengan auksin, menstimulasi pertumbuhan tunas aksilar. Sitokinin yang masuk ke dalam sistem tajuk dari akar, akan melawan kerja auksin, dengan mengisyaratkan tunas aksilar untuk mulai tumbuh. Sitokinin diproduksi dalam akar, akan sampai jaringan yang dituju dengan bergerak ke bagian atas tumbuhan di dalam cairan xylem. Ada beberapa macam sytokinin yang telah diketahui, diantaranya kinetin, zeatin (pada jagung), Benziladenin (BA), Thidiazuron, dan Benzil Amino Purin (BAP) namun sitokinin ditemukan hampir di semua jaringan meristem. Sitokinin umumnya ditemukan dalam konsentrasi yang lebih tinggi di daerah meristematik dan jaringan yang berkembang. Mereka diyakini disintesis dalam akar dan translokasi melalui xilem ke tunas. biosintesis sitokinin terjadi melalui modifikasi biokimia adenin. Proses dimana mereka disintesis adalah sebagai berikut: Sebuah produk jalur mevalonate disebut pirofosfat isopentil adalah isomer, isomer ini kemudian dapat bereaksi dengan adenosine monophosphate dengan bantuan sebuah enzim yang disebut isopentenyl AMP synthase.Hasilnya adalah isopentenyl adenosin-5'-fosfat (AMP isopentenyl). Produk ini kemudian dapat dikonversi menjadi adenosin oleh isopentenyl pemindahan fosfat oleh fosfatase dan selanjutnya dikonversikan ke isopentenyl adenin dengan menghilangkan kelompok ribosa. Isopentenyl adenin dapat dikonversi ke tiga bentuk utama sitokinin alami. Degradasi sitokinin sebagian besar terjadi karena enzim oksidase sitokinin. Enzim ini menghapus rantai samping dan rilis adenin. Derivitives juga dapat dibuat tetapi jalur yang lebih kompleks dan kurang dipahami. Ada dua jenis hormon sitokinin, yaitu zeatin (merupakan sitokinin alami yang terdapat pada biji jagung) dan kinetin yang merupakan sitokinin buatan. Efek dari sitokinin berlawanan dengan auksin pada tumbuhan. Contoh jika sitokinin banyak
diberikan pada tumbuhan maka akan banyak tumbuh tunas, tetapi jika sedikit diberikan pada tumbuhan maka akan terbentuk banyak akar. Hal ini terjadi karena sitokinin dapat menghentikan dominasi pertumbuhan kuncup atas (apikal ) dan merangsang pertumbuhan kuncup samping ( lateral ).
Sinergisme Hormon Giberelin Dengan Sitokinin
Salisbury dan Ross (1992), menyatakan bahwa giberelin tidak hanyamemacu perpanjangan batang, tetapi juga pertumbuhan seluruh bagian tumbuhantermasuk daun dan akar. Selain itu giberelin akan merangsang sintesis auksinyang sangat dibutuhkan untuk pertumbuhan akar. Disamping itu pula, secarasinergis peningkatan giberelin pada suatu tanaman selalu diiringi oleh peningkatan auksin dan sitokinin. Sehingga giberelin, auksin, dan sitokinin bekerja secara bersama-sama pada proses pertumbuhan dan perkembangantanaman meskipun fase yang dipengaruhinya berbeda-beda. Bentuk sinergismehormon giberelin dan sitokinin, antara lain : 1. Sinergisme hormon giberelin dan sitokinin dalam aktivitas fotosintesis Hormon giberelin bersinergisme dengan sitokinin pada aktivitasfotosintesa. Dikarenakan dalam hal tersebut, hormon giberelin berfungsimerangsang perkembangan sel tanaman (memperbesar dan memperpanjangukuran sel) yang terbukti dengan bertambahnya tinggi tanaman dan luas daun,sehingga akan terjadi peningkatan aktivitas fotosintesa. Sedangkan sitokinin berfungsi memacu perkembangan kloroplas yang merupakan suatu plastid yangmengandung klorofil dan merupakan bahan untuk proses fotosintesis. Sitokininsendiri dibentuk dalam jaringan yang sedang tumbuh aktif, sehingga semakincepat suatu jaringan aktif membelah (peran auksin dan giberelin), semakincepat pula terbentuk hormon sitokinin. Sinergisme antara keduanya ialah bahwa giberelin dapat memperluas ukuran daun, sedangkan sitokinin berfungsidalam perkembangan kloroplas. Semakin luas ukuran daun, maka semakin besar pula kloroplas karena semakin banyak klorofil yang terbentuk, sehinggalaju fotosintesis berjalan lebih cepat. 2. Sinergisme hormon ukurandaun muda
giberelin
dan
sitokinin
dalam
memperbesar
Hormon sitokinin juga mampu memperbesar ukuran daun muda. Berartihal tersebut merupakan sinergisme dengan hormon auksin dan giberelin.Pembentukan daun muda merupakan hasil dari auksin yang membelah sel-selmuda tanaman dan sel tersebut diperbesar serta diperpanjang oleh giberelin.Disamping itu, pembentukan daun muda tersebut juga dirangsang oleh hormonsitokinin.
3. Sinergisme hormon giberelin dan sitokinin dalam aktivitas pertumbuhan Hormon giberelin memiliki fungsi dalam meningkatkan aktivitaskambium dan perkembangan xilem. Sedangkan sitokinin adalah hormon yangterbentuk pada jaringan yang aktif membelah, terutama pada akar. Hormonsitokinin akan ditransfer ke bagian tubuh tanaman, khususnya bagian tanamanyang masih muda, seperti daun, biji, dan buah. Dalam transfer tersebut,sitokinin bergerak melalui pembuluh xilem dengan mengikuti aliran air daritanah. Sehingga, jika semakin baik perkembangan xilem, maka semakin lancar pula laju dari sitokinin, akibatnya aktivitas pertumbuhan akan meningkat. 4. Sinergisme hormon giberelin pertumbuhandaun pucuk
dan
sitokinin
dalam
mengatur
Hormon sitokinin juga berfungsi dalam mengatur pertumbuhan daun pucuk. Sedangkan giberelin mampu memperbesar dan memperpanjang ukuransel terutama sel yang masih aktif membelah. Oleh karena itu, semakin cepat besar dan panjang suatu sel tanaman maka pertumbuhan daun pucuk akansemakin cepat karena juga dirangsang oleh sitokinin. 5. Sinergisme hormon giberelin dan sitokinin dalam pembentukan akar Hormon sitokinin berfungsi merangsang pembentukan akar dan batang.Hormon sitokinin yang disintesis pada ujung akar, nantinya akan menghambat penuaan. Sedangkan hormon giberelin merangsang pembesaran dan pemanjangan sel yang awalnya pembelahan sel tersebut dilakukan oleh auksin.Selain itu, hormon giberelin juga mampu memacu perkembangan akar apabila konsentrasinya tinggi. Seghingga, sinergisme antara giberelin dan sitokinin terletak pada semakin cepatnya pembentukan akar karena dirangsang oleh sitokinin serta pembesaran dan pemanjangan sel oleh giberelin. Namun, sinergisme tersebut juga dibantu oleh auksin dalam pembelahan sel. (Salisbury, 1994) 2.2.5 Efek Fisiologi Hormon Sitokinin
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;
mempengaruhi
sitokinin lintasan
menstimulasi
diferensiasi.
pembelahan
Efek
sitokinin
sel
dan
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. Sitokininsecara mandiri tidak mempunyai efek.Akan tetapi, apabila sitokinin itu ditambahkan bersama-sama dengan auksin, maka sel itu dapat membelah.
(Taiz,2002)
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 penghambatanlangsung 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. (Anonymous, 2013 a)
BAB III PENUTUP 3.1 Kesimpulan
Giberelin adalah zat tumbuh yang sifatnya sama atau menyerupai hormon auksin, tetapi fungsi giberelin sedikit berbeda dengan auksin. Hormon tanaman didefinisikan sebagai senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil yang disintesiskan pada bagian tertentu dari tanaman, hormon tanaman harus memenuhi syarat, yaitu : Senyawa organik yang dihasilkan oleh tanaman sendiri, Harus dapat ditranslokasikan, Tempat sintesis dan kerja berbeda, Aktif dalam konsentrasi rendah. Giberelin merupakan hormon yang dapat ditemukan pada hampir semua seluruh siklus hidup tanaman. Hormon ini mempengaruhi perkecambahan biji, batang perpanjangan, induksi bunga, pengembangan anter, perkembangan biji dan pertumbuhan pericarp. Sitokinin 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
Anonymous, 2013 a http://www.fisiologi-pohon.com/category/pembentukan-dan pemanfaatan-hormon/ Bey, Y., W. Syafii, dan N. Ngatifah. 2005.Pengaruh Pemberian Giberelin pada Media Vacint dan Went Terhadap Perkecambahan Biji Anggrek Bulan(Phalaenopsis amabilis BL) Secara In Vitro. Jurnal Biogenesis. Vol1(2):57-61 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 Hendaryono, daisy & Arie Wijayani.1994. Teknik Kultur Jaringan.Yogyakarta :Kanisius. Murniati dan E. Zuhry. 2002.Peranan Giberelin Terhadap Perkecambahan Benih Kopi Robusta Tanpa Kulit. Jurnal Sagu. Vol 1(1):1-5Salisburry dan Ross. 1992.Fisiologi Tumbuhan Jilid 3. Penerbit ITB: Bandung. Salisbury, Frank B. dan Cleon W. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan. Bandung : ITB Wattimena G.A. 1988. Zat Pengatur Tumbuh Tumbuhan . Bogor : Pusat Antar Universitas IPB. Salisbury.1995.Fisiologi Tumbuhan Jilid 3.Penerbit ITB.Bandung Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition.SinauerAssociates, Inc., Publishers.Sunderland, Massachusetts. Trigiano RN, Gray JD, editor. Plant Development and Biotechnology.CRC.Press. New York. P. 87-99
