REVIEW JURNAL STRUKTUR DAN FISIOLOGI TUMBUHAN Pengaruh Auksin terhadap Perkembangan Akar Arabidopsis sp.
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Struktur dan Fisiologi Tumbuhan Dosen : Sugiyono, S.Si. Ph.D
OLEH WALAD MUSTASYFAINI
(Kelas C / P2BA11044)
PROGRAM STUDI PASCA SARJANA BIOLOGI UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN PURWOKERTO 2011
1
Pengaruh Auksin terhadap Perkembangan Akar Arabidopsis sp.
Pendahuluan
Pertumbuhan dan perkembangan merupakan dua hal yang selalu menandai suatu kehidupan. Baik manusia, hewan, maupun tumbuhan pasti akan mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Diawali dengan proses perkembangbiakan, tumbuhan dapat menghasilkan biji atau spora sebagai alat perkembangbiakannya. Biji atau spora akan tumbuh menjadi tumbuhan kecil yang akan terus tumbuh menjadi besar hingga dewasa. Namun, pertumbuhan dan perkembangan tidak terjadi begitu saja. Ada banyak faktor yang turut mempengaruhi kedua proses kehidupan ini. Pertumbuhan adalah peristiwa pertambahan volume yang mencakup pertambahan jumlah sel, volume sel, jenis sel, dan semua substansi yang terdapat di dalam sel yang bersifat irreversible (tak dapat kembali). Perkembangan adalah suatu proses yang berjalan beriringan
dengan pertumbuhan. Perkembangan dapat diartikan sebagai suatu proses menuju tercapainya kedewasaan, tidak dapat dinyatakan dengan ukuran. Pertumbuhan pada tumbuhan dimulai dengan pembelahan sel, pemanjangan dan diferensiasi sel yang terjadi pada daerah titik tumbuh. Ujung batang dan ujung akar tumbuhan merupakan titik tumbuh primer, sedangkan kambium merupakan daerah titik tumbuh sekunder. Kecepatan pertumbuhan ujung batang dan akar di tiap-tiap bagian tidak sama. Hal itu disebabkan pada daerah titik tumbuh terdapat
tiga daerah pertumbuhan dan
perkembangan, yaitu: a. daerah pembelahan, terletak paling ujung, b. daerah pemanjangan, terletak di bawah daerah pembelahan, c. daerah diferensiasi, merupakan daerah yang sel-selnya telah mengalami spesifikasi dan terletak paling belakang pada daerah titik tumbuh. Akar dilapisi oleh tudung akar yang berfungsi melindungi meristem apical pada saat akar menembus tanah selama proses pertumbuhan primer berlangsung. Pertumbuhan primer pada akar, terdiri atas jaringan epidermis, jaringan dasar (parenkim), dan jaringan vaskuler (xylem dan floem). Pertumbuhan sekunder dari akar memunculkan akar lateral atau cabang akar. Akar lateral tumbuh dari perisikel, yaitu bagian sel terluar dari lapisan jaringan vaskuler.
2
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dapat dibedakan menjadi faktor intraseluler (dalam), yaitu gen dan hormon; serta faktor interseluler (luar), yaitu lingkungan. Beberapa hormon pada tumbuhan yang dapat mempengaruhi pertumbuhan organ-organ tertentu, antara lain auksin, giberelin, sitokinin, dan kalin. Namun, hormon pertumbuhan yang paling berperan pada keseluruhan organ tumbuhan adalah Auksin. Auksin merupakan senyawa indol asetat maupun turunannya, ditemukan di ujung tumbuhan yang sedang memanjang. Fungsi auksin, yaitu: a. merangsang perpanjangan sel. b. merangsang titik tumbuh, c. merangsang pembentukan buah tanpa adanya penyerbukan yang dinamakan partenokarpi.
d. membengkokan batang, e. merangsang perkembangan akar lateral dan akar serabut. f. merangsang pembelahan kambium pembuluh. g. menyebabkan diferensiasi sel menjadi xilem. h. meningkatkan perkembangan bunga dan buah. i.
dominasi apikal (menghambat pertumbuhan kuncup samping/ketiak). Auksin dengan konsentrasi tinggi merangsang pertumbuhan batang, tapi menghambat
pertumbuhan akar. Auksin bekerja menjauhi sinar matahari. Hormon auksin yang diisolasi dari tumbuhan adalah Indol Asam Asetat (IAA).
Auksin sintetik adalah 2.4 D, dalam
konsentrasi tertentu tidak berpengaruh pada golongan Graminae tetapi dapat mematikan tumbuhan lain. Arabidopsis merupakan salah satu jenis tumbuhan pertaman yang dijadikan bahan
kajian secara molekuler. Oleh karena itu, banyak penelitian atau kajian-kajian yang menggunakan specimen ini sebagai subjek penelitian. Demikian juga dalam hal pengaruh auksin dalam pertumbuhan akar pada beberapa jurnal berikut ini.
Pembahasan
Terdapat tiga jurnal mengenai pengaruh auksin terhadap pertumbuhan akar Arabidopsis yang akan dikaji dalam paper ini. Pada jurnal pertama yang berjudul, Glucose
and Auxin Signaling Interaction in Controlling Arabidopsis thaliana Seedlings Root Growth and Development , membahasa mengenai interaksi antara glukosa dan auksin 3
terhadap pertumbuhan dan perkembangan akar Arabidopsis thaliana. Dalam jurnal tersebut dijelaskan bahwa keberadaan gula (glukosa) di dalam jaringan tumbuhan dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan akar dengan berinteraksi dengan sejumlah fitohormon, seperti giberelin, sitokinin, dan asam absisat. Sedangkan, kita tahu bahwa auksin menentukan panjang akar, jumlah akar lateral, rambut akar, serta arah pertumbuhan akar. Hasil penelitian menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi glukosa dalam jaringan tidak hanya dapat mengontrol panjang akar, jumlah akar lateral dan rambut akar tetapi juga dapat mengatur arah pertumbuhan akar. Dikarenakan fungsi tersebut telah diketahui sebgai peranan auksin maka dilakukan penelitian pada transkripsi genom untuk mengetahui interaksi antara glukosa dan auksin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa glukosa menginduksi auksin di dalam tumbuhan. Glukosa dapat mempengaruhi sejumlah gen dan protein transport dalam mengoptimalkan kerja auksin. Reseptor auiksin tir1 Arabidiopsis menunjukkan bahwa glukosa menginduksi perubahan panjang akar, pemanjangan rambut akar, dan pembentukan akar lateral. Jurnal kedua yang berjudul, Chemical Stimulation of the Arabidopsis thaliana Root using Multi-Laminar Flow on a Microfluidic Chip , mengulas tentang pemberian stimulus
bahan kimia pada akar Arabidopsis thaliana menggunakan cip mikrofluida. Stimulus yang diberikan berupa derifat auksin sintesis, yaitu 2,4 dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), dan zat penghambat N-1-naphthylphthalamic acid (NPA). Dimana hasil dari stimulus akan diamati menggunakan DR5::GFP Arabidopsis line, dimana ekspresi GFP selalu berpasangan dengan respon auksin pada DR5. Hasil penilitian menunjukkan bahwa ekspresi GFP cocok dengan aliran stimulus 2,4D dalam jaringan. Pemberian stimulus ini menunjukkan adanya perubahan morfologi pada akar tumbuhan, seperti tumbuhnya rambut akar pada epidermis. Ketika daerah yang mengandung stimulus 2,4-D tersebut diberikan zat inhibitor NPA, terjadi perubahan mekanisme transport aktif dan pasif auksin. NPA menghambat transport aktif antar sel dalam pengangkutan auksin. Jurdal ketiga yang berjudul, Inhibition of Auxin Movement from the Shoot into the Root Inhibits Lateral Root Development in Arabidopsis mengulas tentang pengaruh
pergerakan auksin pada tunas batang menuju akar terhadap perkembangan tunas lateral. Penelitian ini dilakukan dengan memberikan sepasang derifat auksin yang bekerja saling
4
berlawanan pada akar Arabidiopsis, yaitu naphthylphthalamic acid (NPA) dan Indolacetic Acid (IAA). Hasil penelitian menunjukkan bahwa NPA yang diberikan pada daerah hubungan antara batang dan akar ternyata menurunkan jumlah dan kepadatan akar lateral serta 3
menurunkan kadar IAA pada akar dan aliran [ H]IAA menuju akar. Namun, reduksi akar lateral ini hanya terjadi pada daerah yang mengalami kontak langsung dengan NPA. Hal ini menunjukkan bahwa perkembangan akar lateral pada Arabidopsis dihambat oleh NPA dan IAA apical (yang berasal dari batang). Akan tetapi, kondisi tersebut dapat dikembalikan oleh auksin yang ada pada akar.
Penutup
Pada dasarnya ketiga jurnal tersebut mengkaji mengenai pengaruh hormon auksin terhadap perkembangan akar Arabidopsis. Auksin ternyata menjadi kontrol dalam penentuan panjang akar, jumlah akar lateral dan rambut akar, serta arah pertembuhan akar. Keberadaan glukosa di dalam jaringan tumbuhan dapat menginduksi auksin untuk menjalankan fungsinya. Sedangkan khusus untuk akar lateral, perkembangannya turut dipengaruhi oleh pergerakan auksin dari batang menuju akar. Dimana auksin apical (batang) dapat menghambat perkembangan akar lateral.
5
