Hormon yang berperan pada benih dan pertumbuhan tanaman

Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume yang irreversible  (tidak dapat kembali lagi yang disebabkan adanya pembelahan mitosis atau pembesaran sel. Alat untuk mengukur pertumbuhan disebut dengan Auksanometer.

Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel menjadi struktur dan fungsi tertentu. Perkembangan tidak dapat diukur dengan ukuran, tetapi dapat dinyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan. Perkembangan awal suatu tumbuhan secara garis besar melalui tiga tahap, yaitu : pembelahan sel, morfogenesis, dan difesensiasi seluler.

1.      Pembelahan sel

Zigot didalam biji tumbuhan mengalami pembelahan sel mitosis membentuk jaringan embrional.

2.      Morfogenesis (perkembangan bentuk)

Embrio yang terbentuk di dalam biji memiliki kotiledon dan akar serta tunas rudimeter. Sesudah berkecambah, akar dan tunas rudimeter tersebut akan berkembang membentuk sistem akar dan tunas tumbuhan. Proses ini yang dinamakan morfogenesis.

3.      Diferensiasi seluler

Pada tahap ini, jaringan embrional terus berkembang menjadi struktur dengan fungsi khusus yang akan dimiliki saat dewasa.

Pertumbuhan dan perkembangan tidak terlepas dari pengaruh hormon, hormon-hormon yang berpengaruh dalam perumbuhan dan perkembangan meliputi :

Hormon Auksin

Auksin adalah zat hormon tumbuhan yang ditemukan pada ujung batang, akar, dan pembentukan bunga yang berfungsi untuk sebagai pengatur pembesaran sel dan memicu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Auksin berperan penting dalam pertumbuhan tumbuhan. Peran auksin pertama kali ditemukan oleh ilmuwan Belanda bernama Fritz Went (1903-1990).

Fungsi dari hormon auksin ini dalah membantu dalam proses mempercepat pertumbuhan, baik itu pertumbuhan akar maupun pertumbuhan batang, mempercepat perkecambahan, membantu dalam proses pembelahan sel, mempercepat pemasakan buah, mengurangi jumlah biji dalam buah. kerja hormon auksin ini sinergis dengan hormon sitokinin dan hormon giberelin.

Cara kerja hormon Auksin adalah menginisiasi pemanjangan sel dan juga memacu protein tertentu yg ada di membran plasma sel tumbuhan untuk memompa ion H+ ke dinding sel. Ion H+ mengaktifkan enzim ter-tentu sehingga memutuskan beberapa ikatan silang hidrogen rantai molekul selulosa penyusun dinding sel. Sel tumbuhan kemudian memanjang akibat air yg masuk secara osmosis.

Auksin merupakan salah satu hormon tanaman yang dapat meregulasi banyak proses fisiologi, seperti pertumbuhan, pembelahan dan diferensiasi sel serta sintesa protein (Darnell, dkk., 1986).

Auksin diproduksi dalam jaringan meristimatik yang aktif (yaitu tunas, daun muda, dan buah) (Gardner, dkk., 1991). Kemudian auxin menyebar luas dalam seluruh tubuh tanaman, penyebarluasannya dengan arah dari atas ke bawah hingga titik tumbuh akar, melalui jaringan pembuluh tapis (floom) atau jaringan parenkhim (Rismunandar, 1988). Auksin atau dikenal juga dengan IAA = Asam Indolasetat (yaitu sebagai auxin utama pada tanaman), dibiosintesis dari asam amino prekursor triptopan, dengan hasil perantara sejumlah substansi yang secara alami mirip auxin (analog) tetapi mempunyai aktifitas lebih kecil dari IAA seperti IAN = Indolaseto nitril,TpyA = Asam Indolpiruvat dan IAAld = Indolasetatdehid. Proses biosintesis auxin dibantu oleh enzim IAA-oksidase (Gardner, dkk., 1991).

Auksin pertama kali diisolasi pada tahun 1928 dari biji-bijian dan tepung sari bunga yang tidak aktif, dari hasil isolasi didapatkan rumus kimia auksin (IAA = Asam Indolasetat) atau C10H9O2N. Setelah ditemukan rumus kimia auksin, maka terbuka jalan untuk menciptakan jenis auksin sintetis seperti Hidrazil atau 2, 4 – D (asam -Nattalenasetat), Bonvel Da2, 4 – Diklorofenolsiasetat), NAA (asam (asam 3, 6 – Dikloro – O – anisat/dikambo), Amiben atau Kloramben (Asam 3 – amino 2, 5 – diklorobenzoat) dan Pikloram/Tordon (asam 4 – amino – 3, 5, 6 – trikloro – pikonat).

Auksin sintetis ini sudah digunakan secara luas dan komersial di bidang pertanian, di mana batang, pucuk dan akar tumbuh-tumbuhan memperlihatkan respons terhadap auksin, yaitu peningkatan laju pertumbuhan terjadi pada konsentrasi yang optimal dan penurunan pertumbuhan terjadi pada konstrasi yang terlalu rendah atau terlalu tinggi.

Setelah pemanjangan ini, sel terus tumbuh dengan mensintesis kembali material dinding sel dan sitoplasma. Selain memacu pemanjangan sel, hormon Auksin yang dikombinasikan dengan Giberelin dapat memacu pertumbuhan jaringan pembuluh dan mendorong pembelahan sel pada kambium pembuluh sehingga mendukung pertumbuhan diameter batang.

 

Hormon Giberelin

Giberelin merupakan hormone yang berfungsi sinergis (bekerja sama) dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap perkembangan dan perkecambahan embrio. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amylase. Enzim tersebut 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.

Giberelin juga berfungsi dalam proses pembentukan biji, yaitu merangsang pembentukan serbuk sari (polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukan bunga, dan mengakhiri masa dormansi biji. Giberelin dengan konsentrasi rendah tidak merangsang pembentukan akar, tetapi pada konsentrasi tinggi akan merangsang pembentukan akar.

Giberelin pertama kali diisolasi dari jamur Giberrella fujikuroi. Hormone giberelin dapat dibagi menjadi berbagai jenis, yaotu giberelin A, giberelin A2, dan giberelin A3 yang memiliki struktur molekul dan fungsi yang sangat spesifik. Misalnya, hormone giberelin yang satu berpengaruh terhadap pertumbuhan, sedangkan yang alin berpengaruh terhadap pembentukan bunga.

Zat pengatur tumbuh tanaman yang dihasilkan oleh tanaman disebut fitohormon, sedangkan yang sintetik disebut zat pengatur tumbuh tanaman sintetik. Hormon tanaman didefinisikan sebagai senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil yang disintesiskan pada bagian tertentu dari tanaman dan pada umumnya diangkut ke bagian lain tanaman dimana zat tersebut menimbulkan tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis.

Menurut definisi tersebut hormon tanaman harus memenuhi beberapa syarat berikut, yaitu : (1) senyawa organik yang dihasilkan oleh tanaman sendiri, (2) harus dapat ditranslokasikan, (3) tempat sintesis dan kerja berbeda, (4) aktif dalam konsentrasi rendah. Dengan batasan-batasan tersebut vitamin dan gula tidak termasuk dalam hormon. Dikenal 5 golongan fitohormon yaitu auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat dan etilen.

Pada umumnya, hormon mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, dengan mempengaruhi pembelahan sel, perpanjangan sel, dan diferensiasi sel. Suatu hormon tidak hanya berperan atau bekerja dalam satu macam proses fisiologi, namun kadang-kadang dalam pengaturan berbagai proses. Setiap hormon mempunyai efek ganda tergantung pada : tempat kegiatannya, konsentrasinya, dan stadia perkembangan tumbuhannya. Hormon tumbuhan, diproduksi dalam konsentrasi rendah, tetapi sejumlah kecil hormon dapat membuat efek yang sangat besar terhadap pertumbuhan dan perkembangan organ suatu tumbuhan.

Giberelin (GA) 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. Selain itu, hormon ini juga berperan dalam respon menanggapi rangsang dari melalui regulasi fisiologis berkaitan dengan mekanisme biosntesis GA. Giberelin pada tumbuhan dapat ditemukan dalam dua fase utama yaitu giberelin aktif (GA Bioaktif) dan giberelin nonaktif. Giberelin yang aktif secara biologis (GA bioaktif) mengontrol beragam aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman, termasuk perkecambahan biji, batang perpanjangan, perluasan daun, dan bunga dan pengembangan benih. Hingga tahun 2008 terdapat lebih lebih dari seratus GA telah diidentifikasi dari tanaman dan hanya sejumlah kecil dari mereka, seperti GA1 dan GA4, diperkirakan berfungsi sebagai bioaktif hormon.

Giberelin (GA) adalah kelompok asam diterpenoid yang berfungsi sebagai pengatur pertumbuhan tanaman inflencing berbagai proses perkembangan pada tumbuhan tingkat tinggi termasuk pemanjangan batang, perkecambahan, dormansi, berbunga, ekspresi seks, induksi enzim dan daun dan penuaan buah.

Hormon giberelin secara alami terdapat pada bagian tertentu tumbuhan yaitu pada buah dan biji saat berkecambah. Giberelin pertama kali ditemukan pada tumbuhan sejenis jamur Giberella fujikuroi (Fusarium moniliformae) oleh F.Kurusawa, seorang berkebangsaan Jepang di tahun 1930-an. Ketika itu, ia sedang mengamati penyakit Banane pada tumbuhan padi. Padi yang terserang oleh sejenis jamur memiliki pertumbuhan yang cepat sehingga batangnya mudah patah. Jamur ini kemudian diberi nama Gibberella fujikuroi yang menyekresikan zat kimia bernama giberelin. Giberelin ini kemudian diteliti lebih lanjut dan diketahui banyak berperan dalam pembentukan bunga, buah, serta pemanjangan sel tumbuhan. Kubis yang diberi hormon giberelin dengan konsentrasi tinggi, akan mengalami pemanjangan batang yang mencolok.

Pengaruh giberelin terhadap pertumbuhan tanaman. Giberelin adalah zat tumbuh yang sifatnya sama atau menyerupai hormon auksin, tetapi fungsi giberelin sedikit berbeda dengan auksin. Fungsi giberelin adalah membantu pembentukan tunas/ embrio, Jika embrio terkena air, embrio menjadi aktif dan melepaskan hormon giberelin (GA). Hormon ini memacu aleuron untuk membuat (mensintesis) dan mengeluarkan enzim. Enzim yang dikeluarkan antara lain: enzim α-amilase, maltase, dan enzim pemecah protein. 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. Hal itu dapat dibuktikan pada tumbuhan kerdil, jika diberi giberelin akan tumbuh normal, jika pada tumbuhan normal diberi giberelin akan tumbuh lebih cepat. Fungsi hormon giberelin dapat dirangkum sebagai berikut:

• Menyebabkan tanaman berbunga sebelum waktunya

• Menyebabkan tanaman tumbuh tinggi

• Memacu aktivitas kambium

• Menghasilkan buah yang tidak berbiji

• Membantu perkecambahan biji

Pengaruh Giberelin pada Pertumbuhan Batang. Giberelin seperti halnya auksin memegang peranan penting dalam pertumbuhan batang, namun dapat menyebabkan pertumbuhan batang menjadi terlalu panjang. Sebaris jagung kerdil dapat dibuat supaya tumbuh seperti jagung biasa dengan memberinyaGiberelin berkali-kali. Anehnya, pertumbuhan jagung biasa tidak dapat ditingkatkan dengan giberelin.

 

Sitokinin

Sitokinin adalah hormon yang berperan dalam pembelahan sel (sitokinesis). Fungsi sitokinin adalah :

·         Merangsang pembentukan akar dan batang serta pembentukan cabang akar dan batang dengan menghambat dominansi apical

·         Mengatur pertumbuhan daun dan pucuk

·         Memperbesar daun muda

·         Mengatur pembentukan bunga dan buah

·         Menghambat proses penuaan dengan cara merangasang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.

Sitokinin diperlukan bagi pembentukan organel-organel semacam kloroplas dan mungkin berperan dalam perbungaan

Merangsang sintesis protein dan RNA untuk mensintesis substansi lain.

Senyawa sitokinin pertama kali ditemukan pada tanaman tembakau dan disebut kinetin. Senyawa ini dibentuk pada bagian akar dan ditrasportasikan ke seluruh bagian sel tanaman tembakau. Senyawa sitokinin juga terdapat pada tanaman jagung dan disebut zeatin.

 

Hormon Sitokinin berfungsi mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi akar, mendorong pembelahan sel dan pertumbuh-an secara umum, mendorong perkecambahan, dan menunda penuaan. Cara kerja hormon Sitokinin yaitu dapat meningkatkan pembelahan, pertumbuhan dan perkembangan kultur sel tanaman. Sitokinin juga dapat menunda penuaan daun, bungan, dan buah dgn cara mengontrol dgn baik proses kemunduran yg menyebabkan kematian sel-sel tanaman. Hormon Sitokinin diproduksi pada akar.

Sitokinin sering juga dengan kinin, merupakan nama generik untuk substansi pertumbuhan yang khususnya merangsang pembelahan sel (sitokinesis) (Gardner, dkk., 1991).  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.

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.

Sebenarnya sudah sejak tahun 1892 ahli fisologi I. Wiesner, menyatakan bahwa aktivitas pembelahan sel membutuhkan zat yang spesifik dan adanya keseimbangan antara faktor-faktor endogenous.  Secara pasti baru tahun 1955 sitokinin ditemukan oleh C.O. Miller, Falke Skoog, M.H. Von Slastea dan F.M. Strong dinyatakan sebagai isolasi zat yang disebut kinetin dari DNA yang diautoklap,  sangat  aktif  sebagai  promotor    mitosis  dan  pembelahan  sel  kalus (Moree, 1979).

Selanjutnya dijelaskan  bahwa kata sitokinin berasal dari pengertian cytokinesis yang berarti pembelahan sel.  Sitokinin alami ditemukan oleh D.S. Lethan dan C.O. Miller tahun 1963 diisolasi dalam bentuk kristal dari biji jagung yang belum matang disebut zeatin.  Sitokini alami terjadi dari derivat isopentenyl adenine.

Sitokinin sintetik yang paling umum dimanfaatkan di bidang pertanian seperti BA, kinetin dan PBA.  Kinin menimbulkan kisaran respons yang luas, tetapi kinin bertindak secara sinergis dengan auxin dan juga hormon lain.

 

Etilen

Buah-buahan terutama yang sudah tua melepaskan gas yang disebut etilen. Etilen disintesis oleh tumbuhan dan menyebabkan proses pemasakan yang lebih cepat. Selain etilen yang dihasilkan oleh tumbuhan, terdapat etilen sintetik, yaitu etepon (asam 2-kloroetifosfonat). Etilen sintetik ini sering digunakan para pedagang untuk mempercepat pemasakan buah. Selain memacu pematangan, etilen juga memacu perkecambahan biji, menebalkan batang, mendorong gugurnya daun, dan menghambat pemanjangan batang kecambah. Selain itu, etilen menunda pembungaan, menurunkan dominansi apikal dan inisiasi akar, dan menghambat pemanjangan batang kecambah. Hormon tumbuh yang secara umum berlainan dengan Auxin, Gibberellin, dan Cytokinin. Dalam keadaan normal ethylene akan berbentuk gas dan struktur kimianya sangat sederhana sekali. Di alam ethilene akan berperan apabila terjadi perubahan secara fisiologis pada suatu tanaman. hormon ini akan berperan pada proses pematangan buah dalam fase climacteric. Penelitian terhadap ethylene, pertama kali dilakukan oleh Neljubow (1901) dan Kriedermann (1975), hasilnya menunjukan gas ethylene dapat membuat perubahan pada akar tanaman. Hasil penelitian Zimmerman et al (1931) menunjukan bahwa ethylene dapat mendukung terjadinya abscission pada daun, namun menurut Rodriquez (1932), zat tersebut dapat mendukung proses pembungaan pada tanaman nanas. Penelitian lain telah membuktikan tentang adanya kerja sama antara auxin dan ethylene dalam pembengkakan (swelling) dan perakaran dengan cara mengaplikasikan auxin pada jaringan setelah ethylene berperan.

 

Asam absisat (ABA)

Asam absisat merupakan senyawa inhibitor (penghambat) yang bekerja antagonis (berlawanan) dengan auksin dan giberelin. Asam absisat berperan dalam proses penuaan dan gugurnya daun. Hormone ini berfungsi untuk mempertahankan tumbuhan dari tekanan lingkungan yang buruk, misalnya kekurangan air, dengan cara dormansi. Kekurangan air akan menyebabkan peningkatan kadar hormone asam absisat di sel penutup stomata. Akibatnya, stomata akan tertutup dan transpirasi berkurang sehingga keseimbangan airdapat dijaga.

Hormon Kalin. Dihasilkan pada jaringan meristem. Memacu pertumbuhan organ tubuh tumbuhan Jenisnyaadalah:

·         Fitokalin: memacu pertumbuhan daun;

·         Kaulokalin: memacu pertumbuhan batang;

·         Rhizokalin: memacu pertumbuhan akar;

·         Anthokalin: memacu pertumbuhan bunga dan buah Florigen hormon tumbuhan yang khusus merangsang pembentukan bunga.

sumber : http://www.infobenih.wordpress.com