PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

Balok kayu Balok kayuHisap air

Daun growth

Balok not growth

Pertumbuhan (growth) : peningkatan permanen ukuran organisma atau bagiannya yang merupakan hasil dari peningkatan jumlah dan ukuran sel

Tidak sematapeningkatan ukuran, volume, berat atau jumlah sel

• Diferensiasi : perkembangan suatu sel kebentuk yang berbeda yang beradaptasi kefungsi khusus, misalnya : untuk konduksi, pendukung, sekresi suatu zat dsb.

• Perkembangan (Development) : koordinasi pertumbuhan dan diferensiasidari suatu sel tunggal menjadi jaringan, organ dan organisme seutuhnya.

• Perkembangan = pertumbuhan+

differensiasi

Apa yang mengatur perkembangan ?

• Nutrient• Vitamin• Hormon• Air• Mineral• Gas• Cahaya• temperatur

Faktor dalam

Faktor luar

• Nutrien : adalah zat yang memberikan elemendan energi untuk pertumbuhan normal tanaman

• Vitamin. Vitamin merupakan koenzim ataubagian koenzim. Vitamin merupakan molekulorganik yang berpartisipasi pada reaksi yang memerlukan katalis yang berfungsi sebagaidonor atau aseptor elektron.

• Hormon adalah senyawa organik yang berbeda strukturnya dari enzim, mempengaruhibanyak fenomena perkembangan, sebagianbesar diproduksi di daerah yang aktif membelah, aktif dalam jumlah yang jauh lebih sedikitdibandingkan enzim dan dan vitamin

• Hormon

• CahayaHormon :

AuksinGiberelinSitokininAsam absisat (ABA)Etilen

Cahaya :Lama dan warna

perkembangan

Giberelin mengontrol pembelahan sel di daerah subapikal

Auksin dan giberelin disintesis di daun dan tunas muda, berpindah ke batang untuk mengontrol pemanjangan

Stimulus pembungaan berpindah dari daun ke kuncup untuk menginisiasi pembungaan

Sitokinin dr akar berpindah ke daun untuk menjaga keseimbangan pertumbuhan tunas dan akar

Auk. & gib. Memacu aktivitas cambium dalam pembentukan jaringan vaskuler sekunder

Etilen & ABA dibuat di daun senesen berperan memacu perkembangan zona absisin

Gib. & sitokinin disintesis di akar, ditranspot ke tunas dan daun

Factor dibuat di ujung akar utk mengontrol gravitropisme akar

Auksin mengontrol differensiasi

ABA di buat di daun sebagai respon stress air dg cara menutup stomata, untuk mengurangi kehilangan air

Sitokinin dibuat di buah muda, perlu untuk pertumbuhan

Etilen berakumulasi di buah tua untuk menginduksi pemasakan

Auksin bergerak ke ujung akar

AuksinPenemuan berdasarkan percobaan Darwin dan

Francis, 1881

Kesimpulan : ujung koleoptil sangatsensitive terhadap cahaya.

• Frits Went (1926)

Sesuatu diproduksi di ujung koleoptil dan didifusikan keagar dan zat tsb berefek membengkokkan

Went memberi nama zat tsb auksin ( Greek , auxein = to increase)

Percobaan dominansi apikal

AuksinTempat sintesis :

daun mudatunas mudameristem apikalbagian tanaman yg aktif

Fungsi :mengontrol differensiasimengontrol pemanjangan sel batangmengontrol dominansi apikalbersama dengan giberelin mengontrol aktivitas

cambium dalam pembentukan jaringan vaskuler sekunderbersama dengan sitokinin dalam kultur jaringan

mengontrol pembentukan tunas atau akarMemacu pembentukan etilen

Memacu pembesaran selMemacu inisiasi akarMemacu diferensiasi tipe selMenunda: absisin buah dan daun, pemasakan buahMenghambat percabangan lateral

Sensitivitas auksin :•Tanaman dikotil lebih sensitif dibandingkan monokotil•Bagian akar lebih sensitif dibandingkan batangTranspot auksin•Polar•Dari sel ke sel parenkim yang ada di berkaspengangkut

Auksin alami:Yang aktif : Indoleacetic acid (IAA); Phenylacetic acid (PAA);4-chloroindoleacetic acid (4-cloro IAA)- kecambahlegume;Indolebutiric acid (IBA)-daun jagungAuksin buatan :Naphthalene acetic acid (NAA); 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D); 2-methyl-4-dichlorophenoxyacetic acid (MCPA); 2,4,5-trichlorophenoxyacetic acid (2,4,5-T)

Petani kebun buah :Penyemprotan auksin ke pohon untuk : memacu

untuk berbunga dan membentuk buah serentakPenyemprotan susulan : mencegah pembentukan

zona absisin, shg mencegah buah gugur awal.Petani perkebunan :2,4-D; 2,4,5-T, NAA, MCPA untuk memberantas

gulma dg sensitivitas daun lebar lebih sensitive dari daun sempit.

GibberellinGiberelin biasanya disingkat dengan GA.1926, Eiichi Kurosawa menemukan tanaman padi yang

diinfeksi jamur Gibberella fujikuroi, berpenampilanlemah, tinggi 2x normal.

Ekstrak jamur + tanaman sehat sakit tinggiabnormal

+ 9 : extrak dr jamur tsb berhasil dikristalisasi dan diberinama giberelin

1950-n: strukturnya diketahui (Brian Cross-British, Frank stodola-Amerika)

Jenis Giberelin hingga sekarang : 110 (GA1-GA110)

GiberelinTempat sintesisDaun muda, tunas muda, embrio (terutama monokotil), ujung tunas, ujung akar, biji muda (terutama dikotil), fungi. Tidak diketemukan pada bakteri.

Fungsi• Mengontrol pembelahan sel pada meristem sub-apikal• Memanjangkan internode tanaman yang bermorfologi

roset atau kate genetik dengan hasil yang ‘dramatik’• Memacu aktivitas amilase• Terlibat pada hampir semua proses perkembangan yang

diregulasi auksin.

• Pada tanaman tertentu memacu pembungaan, mematahkan dormansi tunas dan biji.

• Pada selada dan serealia :Normalnya biji kedua tn-an tsb berkecambahsetelah mendapat perlakuan dingin. GA dapatmenggantkan keperluan dingin.

• Me’niadakan’ keperluan daun juvenile :sekuan normal : kecambah daun juvenile daun dewasa berbungasekuen dg GA: kecambah + semprot GA tunas dewasa (+daun dewasa) berbunga.

• Pemberian growth retardant ke tangkai bungakrisan : bunga menjadi pendek dan kuat

Kubis + GA tinggi 6 m

•Anggur muda + GA anggur tanpa biji, menambahukuran buah, memperpanjangtangkai buah

•Pemberian pada kebun jeruknavel menunddapenuaan kulit buah

•Pemberian ke petiol seledriMeningkatkan panjang dankerenyahan petiol seledri

Wortel rosette +GA +dingin

Sitokinin1913- Gottlieb Haberland (Jerman) menemukan

senyawa kimia yang tidak teridentifikasi padaberbagai fluem tanaman. Senyawa inimenstimulasi pembelahan sel dan menginisiasiproduksi kambium gabus.

1941-Johannes Van Overbeek, menemukanbahwa air kelapa mengandung sesuatu yang dapat meningkatkan laju petumbuhan jaringandan embrio. Dalam beberapa tahun kemudiansenyawa dari air kelapa yg dpt memacupembelahan sel dapat diisolasi.

1955, diketemukan kinetin, kinetin yang diberikanbersama auksin memacu proliferasi selparenkim empulur tembakau.

• Kinetin diperoleh dari perlakuan panas pd herring sperm

• 1964, senyawa yang mirip kinetin ditemukan dibiji jagung

• Semua senyawa yang berperanan memacupembelahan sel disebut sitokinin

Tempat sintesisUjung akar,buah muda, biji yang sedang berkecambah,

Fungsi:• Menjaga keseimbangan pertumbuhan tunas dan akar• Untuk pertumbuhan buah• Menunda senesensi• Bersama dg auksin dalam kultur jaringan:

Auksin tinggi, sitokinin rendah => akarAuksin rendah, sitokinin tinggi => tunasAuksindan sitokinin berimbang => kalus

• Sitokinin berperanan dalam pembelahan sel : mempercepat durasi siklus sel yaitu dari fase G2 ke fasemitosis, dengan syarat auksin hadir disana.

• Memainkan peran dalam memperbesar sel, differensiasi jaringan, perkembangan kloroplast, stimulasi pertumbuhan kotiledon, menundapenundaan penuaan daun, berperan dalampertumbuhan yang juga dipengaruhi auksin dangiberelin.

• Sitokinin ditanspot melalui xilem, fluem danparenkim sel.

• Jika diberikan pada sayuran, maka sayurandapat tahan lebih lama.

Sitokinin

Penundaan senesensi

+ sitokinin-sitokinin

Asam absisat1949, Torsten Hemberg (Swedia) , menemukan

suatu zat dihasilkan oleh kuncup yang dormanberakibat menahan effek auksin. Ia menamakanpenghambat tsb dengan naman dormin

1963, group peneliti dari US, England, New Zealand bekerja terpisah menemukan hormonpenghambat pertumbuhan.

1967 Hormon penghambat pertumbuhan diberinama absisic acid disingkat ABA.

Kemudian ditunjukkan bahwa ABA dan dorminadalah satu dan sama

Tempat sintesis• Daun normal dan daun senescense•Tepatnya : khloroplast dari caretenoid

Umum diketemukan :•Buah berdaging, untuk mencegah bijiberkecambah selagi masih ada di pohon

Fungsi:• Mengontrol penutupan stomata pada saat stress

air atau water loss berlebihan. ( ABA menahan K di sel penjaga, stomata menutup)

• Bersama etilen memacu zona absisin padadaun dan buah (dikemudian hari diketahui etilenlebih berperanan)

• Mengatur dormansi biji, bunga dan tunas perenial

• Menghambat perkecambahan biji bila diberikanbiji diluar buah

Etilen1901, Dimitri Neljubow ( Rusia)- menemukan

kecambah pea yang ada di laboratoriumberkurang panjangnya, batangnya melar dantumbuh horisontal abnormal.Bila dibawa keluar dan bertemu udara segarmaka kecambah pea tsb tumbuh normal.

Tumbuh abnormal karena disebabkan etilenyang dihasilkan oleh lampu gas yg ada dilaboratorium

• 1943 R Gane mendapatkan bahwa etilendihasilkan secara alamiah oleh buah.

• Buah masih hijau dapat dipacu untuk masakoleh etilen eksternal.

• Prekusor etilen : asam amino metionin (utkmenjadi etilen perlu O2)

• Jaringan, termasuk buah jika memar ataudipotong maka beberapa saat kemudianmemproduksi etilen.

• Pemberian auksin memacu produksi etilen 2-10 kali.

• Lekuk kecambah pea menjadi kuat menembustanah krn etilen yang dihasilkan

Tempat sintesis :Buah masak, Daun tua/senescence, bunga, danbahkan akar

Fungsi;Menginduksi pemasakan buah(dg cara mengubah pati atau asam-asamorganik menjadi gula; pelunakan dinding sel)Bersama dg ABA menginduksi pembentukanzona absisin

Daily live in the past about etilen• Petani kuno di Cina, memasakkan buah di

dalam ruangan yang diberi incense• Petani jeruk, memasakkan jeruk dg menaruh

jeruk diruangan yang diberi kompor kerosene• Di Jerman saat lampu penerangan

menggunakan gas, pohon-pohon di titik tertentudaunnya sering gugur

Up to day about etilen• Banyak diaplikasikan secara komersial untuk

pengaturan pemasakan buah yg dipanenmasak hijau, misalnya mangga, pisang, melon, jeruk (untuk perbaikan warna kulit), apel

• Etilen tidak terbentuk jika tidak ada oksigen

Udara dikeluarkan, temperatur diatursedikit duatas beku

Buah-buahantahandisimpanlama

merespon etilen

Buah yang akan masak

Buah yang etilennya meningkat disertai respirasiyg meningkat menjelang masak buahklimaterik

Buah yang tidak meningkat respirasinyamenjelang masak buah non-klimaterik

etilen meningkathingga 100 x

Respirasimeningkat sesaatsebelum masak

• Beberapa petani menggunakan etilen alami untukmemasakkan buah :

pear/peach masak

KentangBiji

• Memacu pembungaan di nanas,juga memacupembentukan bunga betina di famili Cucurbitaceae

Bungkus kertas

BeriEtilensingkat

bertunas

-etilen+etilen

- etilen +etilen

Perkembangan dan cahayaSebagian besar morfogenesis tanaman dikontrol cahayamelalui kerja pigmen (fotoreseptor) :1. Fitokrom, menyerap cahaya merah ® dan merah jauh(FR)2. Kriptokrom, menyerap cahaya biru dan UV-A3. Belum bernama, menyerap sinar UV-B

Fitokrom yang paling terlibat morfogesis tanaman

• Effek cahaya di daerah temperata :Membagi tanaman menjadi dua wilayah1. Tanaman hari panjang (LDP, long day plant)2. Tanaman hari pendek (SDP, short day plant)3. Tanaman hari netral (DNP, day neutral plant)

SD LD

SD LD

Pengaruh panjang hari terhadap tanaman hari pendek

terang gelap