Ilmu Benih

Ilmu Benih :Embriogenesis Pada

Tanaman Tingkat Tinggi

Oleh:1. Sulastri

2. Elly Syafriani

Pascasarjana Universitas AndalasPadang, 2013

Bahan Ulasan : Embryogenesis in Higher Plants

• By: Marilyn A. L. West and John J. Harada

• Section of Plant Biology, Division of Biological Sciences, University of California, Davis, California 95616

Embriogenesis pada Tanaman Tingkat Tinggi

• What is Embriogenesis?

• Monokotil

• What is Higher Plant?

• Gymnospermae • Angiospermae

• Dikotil

• Eg: Arabidopsis

Embriogenesis

• Uraian Morfologis Embriogenesis

• Proses Utama dalam Perkembangan Embrio

1. Embryonic Polarity2. Pattern Formation: Establishing

Embryonic Domains: a. Establishment of Shoot and Root Apices and Embryonic Organsb. Tissue Differatiation

Morfologis Embriogenesis

• Pemahaman lengkap mengenai embriogenesis dari tahap awal membutuhkan pengetahuan tentang peristiwa sebelumnya yang terjadi selama pembelahan gametofitik.

• Embriogenesis pada tanaman tingkat tinggi dapat dibagi menjadi tiga tahap konseptual yang saling terjadi secara bersamaan (tumpang tindih):

• 1. Morfogenesis• 2. Pematangan embrio• 3. Perhentian perkembangan embrio

(pengeringan)


Gambar 1. Perkembangan embrio pada Tanaman Dikotil

1. Proses Morfogenesis


Gambar 2. Inisiasi pembentukan embrio


Gambar 3. Proses pembelahan sel hingga morfogenesis


Gambar 4. Fase-fase perkembangan embrio (8 fase)


Gambar 5.Fase-fase perkembangan embrio (10 fase)

2. Pematangan embrio


• Pada tahap ini, embrio telah berkembang dengan sempurna (lengkap) dan dalam proses pematangan yaitu pengumpulan (akumulasi) serta penyimpanan makromolekul seperti protein, lipid, dan karbohidrat pada bagian kotiledon yang nantinya berfungsi sebagai sumber nutrisi untuk perkecambahan (pertumbuhan bibit).

3. Perhentian perkembangan embrio (pengeringan)


• Pada tahap ini, embrio bersiap-siap untuk berhenti berkembang atau bertahan pada kondisi kering dan akhirnya memasuki masa ketenangan metabolik. Embrio matang (dewasa) tetap dorman (sampai embrio tersebut mendapati kondisi yang sesuai untuk berkecambah.

1. Embryonic Polarity


• Indikasi pertama polaritas terlihat dalam sel telur yang tidak dibuahi, yang hadir terorganisir asimetris dalam kantung embrio (embryo sac) dan bakal biji (ovule). Pada banyak tanaman, inti sel dan sebagian besar sitoplasma terbatas pada kutub chalazal. Sementara vakuola besar hadir pada ujung micropylar.

• Setelah pembuahan, zigot juga ditandai dengan sebuah organisasi (pengaturan) yang asimetris. Pada banyak tanaman, redistribusi retikulum endoplasma, plastida, dan mitokondria yang terjadi setelah pembuahan mengutamakan organisasi (pengaturan) kutub yang ditampilkan dalam sel telur.

2. Pattern Formation: Establishing Embryonic Domains


• Di langkah awal pembagian, memperlihatkan keterlibatan penciptaan tiga spasial domain sepanjang sumbu longitudinal embrio, seperti yang ditunjukkan pada gambar 1L. Domain apikal terdiri dari kotiledon, apeks tunas, dan bagian atas hipokotil, domain pusat (tengah) merupakan daerah mayoritas hipokotil, dan domain basal terutama terdiri dari akar.

a. Establishment of Shoot and Root Apices and Embryonic Organs


• Pembentukan apeks akar embrio terjadi dalam proses yang melibatkan turunan dari kedua sel-sel basal dan apikal embrio bersel dua (a two-cell embryo). Daerah hipofisil, berasal dari sel suspensor paling atas, disatukan ke dalam embrio sebagaimana mestinya, dimana peristiwa ini menimbulkan bagian selubung akar dan sel awalnya, dan sel awal meristem dasar. Sisa dari apeks akar, termasuk meristem dasar dan prokambium, disumbang oleh sel apikal. Organisasi (pengaturan) meristem apikal akar terbukti dengan tahap hati pada embriogenesis.

a. Establishment of Shoot and Root Apices and Embryonic Organs


• Sebaliknya, penggambaran dari apeks tunas embrio jauh lebih samar. Analisis histologi menunjukkan bahwa epifisis adalah dipisahkan secara dini dari sel-sel progenitor dari kotiledon. Pada tahap transisi embriogenesis, sel-sel epifisis terpusat secara lokal membelah lebih lambat daripada sel progenitor kotiledon, sehingga pembentukan embrio pada tahap hati secara bilateral simetris.

• Perubahan morfologi selama tahap globular untuk transisi ke tahap hati adalah tanda yang terlihat pertama dari pembentukan dua sistem organ embrio, yaitu kotiledon dan sumbunya (the axis). Munculnya kotiledon dari embrio tahap globular radial simetris merupakan peristiwa partisi (pembagian) lain pada daerah apikal, menunjukkan bahwa kelompok sel yang diinduksi untuk tumbuh (berkembang) di daerah atau sisi tertentu.

b. Tissue Differatiation


• Tingkatan lain dalam pembagian atau pemisahan pada embrio adalah organisasi (pengaturan) jaringan embrio primer, protoderm, jaringan dasar, dan prokambium. Jaringan pertama yang dapat diidentifikasi secara histologi adalah protoderm. Yang menurunkan (progenitor) dari jaringan dasar dan prokambium secara umum dapat dilihat selama transisi dari tahap globular ke tahap hati pada embriogenesis.

• Ekspresi gen tertentu juga memberikan bukti bagi organisasi (pengaturan) fungsional jaringan awal embriogenesis.

Summary and Prospects

• Walaupun penelitian secara histologi, morfologi, dan biokimia telah memberikan informasi deskriptif tentang embriogenesis, tetapi pemahaman mekanistik dari proses yang mendasari perkembangan embrio masih kurang. Sehingga menimbulkan pertanyaan yang masih belum ditemukan jawaban pastinya, yaitu:

• 1. Bagaimana polaritas embrio didirikan?• 2. Bagaimana domain embrio dan kompartemennya

dipartisi?• 3. Gen apa yang terlibat dalam perkembangan awal

embrio?• Jika jawaban-jawaban dari ketiga pertanyaan tersebut

dapat diketahui, maka akan menambah pemahaman kita mengenai keragaman mekanisme yang mendasari perkembangan embrio.

Acknowledgments

• Para penulis dalam sumber bacaan ini berterima kasih kepada Donna Fernandez, Bob Fischer, dan Laura Olsen untuk pendapat berharga mereka tentang naskah bacaan ini dan kepada Kelly Matsudairafor untuk karyanya dalam mempersiapkan gambar 2 (gambar 5 pada slide ini).

Terima Kasih

Documents

Ilmu Benih