Kuliah VII HORMON TUMBUHAN (AUKSIN) OLEH: Dra. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc Riyanto Sinaga, S.Si, M.Si Dra. Elimasni, M.Si

Kuliah

Kuliah

VII

_VII

HORMON TUMBUHAN

HORMON TUMBUHAN

(AUKSIN)

(AUKSIN)

OLEH:

OLEH:

™

™

Dra. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc

Dra. Isnaini Nurwahyuni, M.Sc

™

™

Riyanto Sinaga, S.Si, M.Si

Riyanto Sinaga, S.Si, M.Si

™

ƒ

ƒ

Hormon tumbuhan

Hormon tumbuhan

:

:

senyawa organik

senyawa organik

yang disintesis di salah satu bagian

yang disintesis di salah satu bagian

tumbuhan dan dipindahkan ke bagian

tumbuhan dan dipindahkan ke bagian

lain dan pada konsentrasi yang sangat

lain dan pada konsentrasi yang sangat

rendah mampu menimbulkan suatu

rendah mampu menimbulkan suatu

respon fisiologis

respon fisiologis

(Salisbury and Ros

(Salisbury and Ros

1992).

Penemuan Hormon

Penemuan Hormon

1)

1)

Charles & Francis Darwin (1880):

Charles & Francis Darwin (1880):

--

mempelajari pembengkokan seedling

mempelajari pembengkokan seedling

yang tidak mengarah ke cahaya.

yang tidak mengarah ke cahaya.

--

memotong ujung (koleoptil), tidak ada

memotong ujung (koleoptil), tidak ada

pembengkokan.

pembengkokan.

--

menutupi pucuk dengan kertas, tidak ada

menutupi pucuk dengan kertas, tidak ada

pembengkokan.

pembengkokan.

2)

2)

Boysen

Boysen

-

-

Jensen (1913):

Jensen (1913):

--

menggunakan potongan mika yang

menggunakan potongan mika yang

disisipkan dibawah ujung pada sisi

disisipkan dibawah ujung pada sisi

berlawanan cahaya = tidak ada

berlawanan cahaya = tidak ada

pembengkokan

pembengkokan

--

menyisipkan pada sisi yang sama

menyisipkan pada sisi yang sama

dengan cahaya = pembengkokan terjadi.

dengan cahaya = pembengkokan terjadi.

--

kesimpulannya: diperlukan transport

kesimpulannya: diperlukan transport

sinyal sepanjang sisi yang berlawanan

sinyal sepanjang sisi yang berlawanan

dengan cahaya.

dengan cahaya.

3)

3) Frits Went (1926) (sebagai mahasiswa):Frits Went (1926) (sebagai mahasiswa):

-- memotong ujung dan meletakkannya sebentar memotong ujung dan meletakkannya sebentar pada agar.

pada agar.

-- kemudian memotong ujung seedling lainnya, kemudian memotong ujung seedling lainnya, letakkan blok agar pada ujung, dalam gelap.

letakkan blok agar pada ujung, dalam gelap.

-- ketika meletakkan potongan pada ujung, ketika meletakkan potongan pada ujung, seedling membengkok menjauh dari sisi

seedling membengkok menjauh dari sisi

dengan blok.

dengan blok.

-- kesimpulannya: terdapat difusi sinyal dari kesimpulannya: terdapat difusi sinyal dari ujung menuju ke blok, merangsang

ujung menuju ke blok, merangsang

pertumbuhan pada sisi berlawanan dari

pertumbuhan pada sisi berlawanan dari

cahaya diterima.

cahaya diterima.

-- digunakan sebagai bioesay; lebih banyak digunakan sebagai bioesay; lebih banyak auksin = pembengkokan semakin panjang.

auksin = pembengkokan semakin panjang.

Apa yang membuat hormon?:

Apa yang membuat hormon?:

ƒ

ƒ efektif pada konsentrasi yang sangat rendah.efektif pada konsentrasi yang sangat rendah. ƒ

ƒ dihasilkan satu sel dalam jaringan, dihasilkan satu sel dalam jaringan,

ditransportasikan ke situs aksi (sel target).

ditransportasikan ke situs aksi (sel target).

ƒ

ƒ biasanya bukan suatu metabolit intermediet, biasanya bukan suatu metabolit intermediet, senyawa khusus (biasanya molekul kecil)

senyawa khusus (biasanya molekul kecil)

ƒ

ƒ mampu menginisiasi proses berkesinambungan mampu menginisiasi proses berkesinambungan (amplifikasi sinyal).

(amplifikasi sinyal).

ƒ

Penerimaan hormon oleh reseptor:

Penerimaan hormon oleh reseptor:

ƒ

ƒ ikatan dengan afinitas yang tinggi dan khusus ikatan dengan afinitas yang tinggi dan khusus (hormon = ligan).

(hormon = ligan).

ƒ

ƒ diaktifkan selama pengikatan, tidak aktif ketika diaktifkan selama pengikatan, tidak aktif ketika tidak ada pengikatan ligan.

tidak ada pengikatan ligan.

ƒ

ƒ menginisiasi respon yang berurutan.menginisiasi respon yang berurutan. ƒ

ƒ dapat dijumpai pada sitoplasma atau lapisan dapat dijumpai pada sitoplasma atau lapisan membran (permukaan sel).

membran (permukaan sel).

Tiga tipe permukaan sel reseptor hormon:

Tiga tipe permukaan sel reseptor hormon:

1.

1. ion channelion channel--linkedlinked 2.

2. G proteinG protein--linkedlinked 3.

Terdapat 5 hormon utama:

Terdapat 5 hormon utama:

1. auksin

1. auksin

2. gibberellin (asam giberelic)

2. gibberellin (asam giberelic)

3. sitokinin

3. sitokinin

4. etilen

4. etilen

5. asam absisik (ABA)

5. asam absisik (ABA)

Ada 2 senyawa baru dianggap hormon:

Ada 2 senyawa baru dianggap hormon:

1.

1.

brassiolida

brassiolida

2.

Auksin:

Auksin:

ƒ

ƒ Auksin bergerak menurun tetapi bukan karena gravitasi.Auksin bergerak menurun tetapi bukan karena gravitasi. ƒ

ƒ Auksin dihasilkan apikal pucuk meristem. Auksin Auksin dihasilkan apikal pucuk meristem. Auksin mendorong pertumbuhan dengan merangsang

mendorong pertumbuhan dengan merangsang

pemanjangan sel.

pemanjangan sel.

ƒ

ƒ Auksin memicu aktivitas enzim yang melonggarkan serat Auksin memicu aktivitas enzim yang melonggarkan serat dinding sel.

dinding sel.

ƒ

ƒ Auksin juga merangsang pembelahan sel, mengaktifkan Auksin juga merangsang pembelahan sel, mengaktifkan kambium vaskuler dan mendorong pembentukan akar

kambium vaskuler dan mendorong pembentukan akar

lateral oleh perisikel.

lateral oleh perisikel.

ƒ

ƒ Auksin menghambat pertumbuhan pucuk lateral.Auksin menghambat pertumbuhan pucuk lateral. ƒ

ƒ Jumlah kecil mendorong perumbuhan akar, sedikit Jumlah kecil mendorong perumbuhan akar, sedikit peningkatan justru menghambat perakaran.

peningkatan justru menghambat perakaran.

ƒ

ƒ Auksin diproduksi biji untuk merangsang pertumbuhan Auksin diproduksi biji untuk merangsang pertumbuhan buah. jika sel telur tidak dibuahi, ovula tidak menjadi biji dan

buah. jika sel telur tidak dibuahi, ovula tidak menjadi biji dan

auksin tidak dapat dihasilkan. Kekurangan auksin

auksin tidak dapat dihasilkan. Kekurangan auksin

menyebabkan absisi pada bunga.

menyebabkan absisi pada bunga.

ƒ

ƒ Auksin juga mencegah buah dan daun gugur prematur, Auksin juga mencegah buah dan daun gugur prematur, dapat disemprotkan untuk mecegah pengguguran.

dapat disemprotkan untuk mecegah pengguguran.

ƒ

ƒ Konsentrasi yang tinggi Konsentrasi yang tinggi pertumbuhan tak terkontrol pertumbuhan tak terkontrol b bk k ti C t h b b h bi id 2 4

Sitokinin:

Sitokinin:

ƒ

ƒ

Merangsang pembelahan sel, bersumber

_{Merangsang pembelahan sel, bersumber}

di akar.

di akar.

ƒ

ƒ

Berlawanan dengan auksin: bergerak ke

Berlawanan dengan auksin: bergerak ke

atas, mendorong pertumbuhan pucuk

atas, mendorong pertumbuhan pucuk

lateral. Begitu tumbuhan tumbuh, pucuk

lateral. Begitu tumbuhan tumbuh, pucuk

bagian bawah lebih dipengaruhi sitokinin.

bagian bawah lebih dipengaruhi sitokinin.

ƒ

Gibberlin:

Gibberlin:

ƒ

ƒ Mendorong pertumbuhan.Mendorong pertumbuhan. ƒ

ƒ Bergerak ke atas dan ke bawah di dalam sistem Bergerak ke atas dan ke bawah di dalam sistem pembuluh.

pembuluh.

ƒ

ƒ Mengatur tinggi, bila jumlahnya kecil menjadi Mengatur tinggi, bila jumlahnya kecil menjadi kerdil; bila trerlalui banyak menjadi spindly.

kerdil; bila trerlalui banyak menjadi spindly.

ƒ

ƒ Penting untuk bolting (pemanjangan batang tibaPenting untuk bolting (pemanjangan batang tiba- -tiba).

tiba).

ƒ

ƒ Menginduksi biji untuk berkecambah (memecah Menginduksi biji untuk berkecambah (memecah dormansi), dapat memecah dormansi pucuk dan

dormansi), dapat memecah dormansi pucuk dan

dapat merangsang pembungaan tumbuhan

dapat merangsang pembungaan tumbuhan

dewasa.

Etilen:

Etilen:

ƒ

ƒ Digolongkan sebagai hormon penghambat Digolongkan sebagai hormon penghambat pertumbuhan.

pertumbuhan.

ƒ

ƒ Berbentuk gas; terdispersi di udara.Berbentuk gas; terdispersi di udara. ƒ

ƒ Dihasilkan buah yang matang, percepatan Dihasilkan buah yang matang, percepatan pematangan buah.

pematangan buah.

ƒ

ƒ Merangsang senesen dan absisi daun dan Merangsang senesen dan absisi daun dan buah.

buah.

ƒ

ƒ Absisi diawali oleh penurunan relatif auksin dan Absisi diawali oleh penurunan relatif auksin dan gibberelin.

gibberelin.

ƒ

ƒ Etilen dilepaskan dalam lapisan absisi yang Etilen dilepaskan dalam lapisan absisi yang menyebabkan pelepasan selulase. Selulase

menyebabkan pelepasan selulase. Selulase

mencerna selulosa sehingga menjadi kendur.

mencerna selulosa sehingga menjadi kendur.

Tekanan normal yang dijumpai dalam sel yang

Tekanan normal yang dijumpai dalam sel yang

cukup untuk menyebabkan sel membesar ketika

cukup untuk menyebabkan sel membesar ketika

dinding sel kendur

Asam Absisi

Asam Absisi:: ƒ

ƒ hormon stress; pelindung tumbuhan.hormon stress; pelindung tumbuhan. ƒ

ƒ Penutupan stomata Penutupan stomata –– disebabkan pelepasan Kdisebabkan pelepasan K+ +

ke sel jaga stomata daun

ke sel jaga stomata daun

ƒ

ƒ Penghambat pertumbuhanPenghambat pertumbuhan--berlawanan dengan berlawanan dengan hormon pertumbuhan.

hormon pertumbuhan.

ƒ

ƒ Mempercepat absisiMempercepat absisi ƒ

ƒ Bergerak hanya pada jarak yang pendek dari Bergerak hanya pada jarak yang pendek dari situs produksinya.

situs produksinya.

ƒ

ƒ Menginduksi dan menmjaga dormansi dalam biji Menginduksi dan menmjaga dormansi dalam biji dan pucuk

dan pucuk

ƒ

ƒ Beberapa biji tidak akan berkecambah sampai Beberapa biji tidak akan berkecambah sampai ABA tercuci.

Biokimia Auksin:

Biokimia Auksin:

ƒ

ƒ IAA adalah auksin alami.IAA adalah auksin alami. ƒ

ƒ IAA disintesis terutama pada apikal IAA disintesis terutama pada apikal meristem

meristem--ujung batang, daun muda, ujung batang, daun muda, buah yang sedang berkembang.

buah yang sedang berkembang.

ƒ

ƒ Biosintesisnya diasosiasikan dengan Biosintesisnya diasosiasikan dengan sintesis triptofan.

sintesis triptofan.

ƒ

ƒ Senyawa dengan aktivitas biologi Senyawa dengan aktivitas biologi auksin dapat disintesis (auksin

auksin dapat disintesis (auksin

sintesis), misalnya alpha

sintesis), misalnya alpha--naphtalene naphtalene acetic acid (a

acetic acid (a--NAA); 2NAA); 2--44-

-dichlorophenoxyacetic acid (2,4

dichlorophenoxyacetic acid (2,4--D).D).

ƒ

ƒ Auksin yang disintesis, disimpan atau Auksin yang disintesis, disimpan atau ditransportasikan dalam bentuk in

ditransportasikan dalam bentuk in--aktif.aktif. ƒ

ƒ IAA dapat erkonyugasi (ikatan kovalen) IAA dapat erkonyugasi (ikatan kovalen) dengan senyawa lainnya.

dengan senyawa lainnya.

ƒ

ƒ Konyugat yang sering adalah gula (IAAKonyugat yang sering adalah gula (IAA- -glukosa) atau asam amino (IAA

glukosa) atau asam amino (IAA-

-aspartat).

aspartat).

ƒ

ƒ Tidak mempunyai aktivitas biologi Tidak mempunyai aktivitas biologi sampai konyugasi lepas.

Indole – 3 - acetic Acid (IAA) sampai konyugasi lepas.

Transpor Auksin:

Transpor Auksin:

ƒ

ƒ IAA bergerak melalui floem dari daun dewasa, tetapi jalur IAA bergerak melalui floem dari daun dewasa, tetapi jalur utamanya adalah melalui sel berkas pembuluh yang

utamanya adalah melalui sel berkas pembuluh yang

sesuai (sel parenkim).

sesuai (sel parenkim).

ƒ

ƒ Arah pergerakan transportasinya polar, dari ujung batang Arah pergerakan transportasinya polar, dari ujung batang ke dasar batang menuju ujung akar.

ke dasar batang menuju ujung akar.

ƒ

ƒ Transpor polar memerlukan energi (ATP), namun tidak Transpor polar memerlukan energi (ATP), namun tidak langsung:

langsung:

-- Dalam dinding sel (pH 5) IAA diberi muatan proton menjadi IAAH.Dalam dinding sel (pH 5) IAA diberi muatan proton menjadi IAAH.

-- IAA berdifusi menyebrangi membran menuju ke dalam sel, terjadi IAA berdifusi menyebrangi membran menuju ke dalam sel, terjadi penurunan konsentrasi.

penurunan konsentrasi.

-- Ketika di dalam (pH 7), IAAH diKetika di dalam (pH 7), IAAH di--deprotonasi menjadi IAAdeprotonasi menjadi IAA--_..

-- IAA tidak dapat melalui lipid membran, ia harus melalui protein IAA tidak dapat melalui lipid membran, ia harus melalui protein karier.

karier.

-- Protein karier efluk berada dalam membran pada sisi dasar sel.Protein karier efluk berada dalam membran pada sisi dasar sel.

-- IAAIAA-- _{berdifusi ke dalam ruang dinding sel menurunkan konsentrasi.berdifusi ke dalam ruang dinding sel menurunkan konsentrasi.}

-- Ketika di dalam dinding sel, IAAKetika di dalam dinding sel, IAA-- _{diprotonasi menjadi IAAH lagi, diprotonasi menjadi IAAH lagi,}

berdifusi menuju sel berikutnya.