Unsur yang berperan dalam differensiasi dan perkembangan tanaman
TAHAP-TAHAP PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN TAHAP AWAL PERTUMBUHAN
Mula-mula biji melakukan imbibisi atau penyerapan air sampai ukuran bijinya bertambah dan menjadi lunak.
Saat air masuk ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehingga menghasilkan berbagai reaksi kimia.
Kerja enzim ini antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalam biji dengan mensintesis cadangan makanan sebagai persediaan cadangan makanan pada saat perkecambahan berlangsung.
1. PERKECAMBAHAN
Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang). Faktor yang memengaruhi perkecambahan adalah air, kelembapan, oksigen, dan suhu. Perkecambahan biji ada dua macam, yaitu:
a. Tipe perkecambahan di atas tanah (Epigeal) Hipokotil memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah dan kotiledon melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk. Contoh: perkecambahan kacang hijau.
b. Tipe perkecambahan di bawah tanah (hipogeal) Epikotil memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah. Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum).
2. PERTUMBUHAN PRIMER
Merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya aktivitas meristem primer. Pertumbuhan ini disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang dimulai sejak tumbuhan masih berupa embrio. Ciri-ciri jaringan meristem ini adalah mempunyai dinding sel yang tipis, bervakuola kecil atau tidak bervakuola, sitoplasma pekat dan sel-selnya belum berspesialisasi. Jaringan meristem ada dua jenis, yaitu:
b. Jaringan meristem lateral: Jaringan ini dapat membentuk pertumbuhan sekunder. Contoh yang sering kita temukan adalah kambium, jaringan ini dapat menumbuhkan pertumbuhan lateral atau menambah diameter dari bagian tumbuhan. Kambium didapatkan pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Contoh yang lain adalah kambium gabus yang terdapat pada batang dan akar tumbuhan berkayu atau pada bagian tumbuhan yang kena luka.
3. PERTUMBUHAN SEKUNDER
Pertumbuhan ini terjadi pada tumbuhan Dikotiledon dan Gymnospermae.
Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh kegiatan meristem sekunder, yang meliputi: a. Kambium gabus (felogen)
Pertumbuhan felogen menghasilkan jaringan gabus. Jaringan gabus berperan sebagaipelindung, yaitu menggantikan fungsi epidermis yang mati dan terkelupas, juga merupakan bagian dari jaringan sekunder yang disebut periderm.
b. Kambium fasis (vasikuler)
Berperan membentuk xilem sekunder ke arah dalam dan membentuk floem sekunder kearah luar, selain itu juga menghasilkan sel-sel hidup yang berderet-deret menurut arah jari-jari dari bagian xilem ke bagian floem yang disebut jari-jari empulur. Bagian xilem lebih tebal daripada bagian floem karena kegiatan kambium ke arah dalam lebih besar daripada kegiatan ke arah luar.
c. Kambium interfasis (intervasikuler)
Merupakan kambium yang membentuk jari-jari empulur. Tumbuhan monokotil yang tidak mempunyai kambium, tumbuh dengan cara penebalan. Tetapi pada umumnya, pertumbuhan terjadi karena adanya peningkatan banyaknya dan ukuran sel. Pertumbuhan pada tumbuhan dikotil yang berkayu menyangkut kedua aktivitas tersebut, sel-sel baru yang kecil yang dihasilkan kambium dan meristem apikal, kemudian sel-sel ini membesar dan berdifferensiasi. (Kimball, 1992: 411)
4. PERTUMBUHAN TERMINAL
5. Terjadi pada ujung akar dan ujung batang tumbuhan berbiji yang aktif tumbuh. Terdapat 3 daerah (zona) pertumbuhan dan perkembangan.
Merupakan daerah yang paling ujung dan merupakan tempat terbentuknya sel-sel baru. Sel-sel di daerah ini mempunyai inti sel yang relatif besar, berdinding tipis, dan aktif membelah diri.
2) Daerah pemanjangan
Merupakan daerah hasil pembelahan sel-sel meristem. Sel-sel hasil pembelahan tersebut akan bertambah besar ukurannya sehingga menjadi bagian dari daerah perpanjangan. Ukuran selnya bertambah beberapa puluh kali dibandingkan sel-sel meristematik.
3) Daerah diferensiasi
Merupakan daerah yang terletak di bawah daerah pemanjangan. Sel-sel di daerah ini umumnya mempunyai dinding yang menebal dan beberapa di antaranya mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, dan empulur. Sel yang lain berdiferensiasi menjadi jaringan parenkim, jaringan penunjang, dan jaringan pengangkut (xilem dan floem).
Unsur yang berperan dalam differensiasi dan perkembangan tanaman 1. Boron (B)
struktural yang turut berperan di dalamnya dalam proses pemanjangan dan differensiasi sel. Boron mengendalikan setiap aktivitas pemanjangan, differensiasi sel, serta hal-hal yang terkait dengan meristematik tanaman. Boron merupakan unsur hara mikro yang kebutuhannya sangat sedikit oleh tanaman tetapi keberadaannya yang sedikit tersebut sangat diperlukan oleh tanaman. Boron turut menyumbang ion-ion yang berperan dalam transpor elektron sehingga glukosa dan bahan organik lainnya dapat keluar masuk melalui membran dengan mudah sehingga dengan adanya nutrisi yang cukup proses pemanjangan serta differensiasi sel akan berlangsung dengan baik.
Dalam pemanjangan dan pembesaran sel, boron berfungsi sebagai aktifator sekaligus inaktifator hormon auksin. Boron berfungsi untuk mengatur hormon auksin yang akan dikeluarkan agar jumlahnya tidak berlebih atau pun tidak kurang, sehingga pertumbuhan vegetatif akan berjalan sebagaimana yang seharusnya.
Jika terjadi kekurangan boron, sel-sel tanaman tetap membelah tetapi organ-organ struktural pada tanaman seperti daun, cabang, ataupun bunga akan gagal terbentuk. Selain itu boron berperan dalam metabolisme karbohidrat, mengatur kebutuhan air di dalam tanaman karena boron diserap tanaman dalam bentuk molekul yang harus berikatan dengan air terlebih dahulu, membentuk serat dan biji, serta merangsang proses penuaan tanaman hingga jumlah bunga dan hasil panen dapat meningkat.
Proses penuaan tanaman adalah salah satu peran boron, berfungsi demikian karena boron berperan dalam metabolisme karbohidrat yakni menyumbang berupa elektron yang akan mempengaruhi transport elektron. Apabila transport elektron ini terganggu maka karbohidrat yang dihasilkan tidak bisa disalurkan ke seluruh organ tanaman secara merata. Akibatnya, bagian tanaman yang tidak mendapat karbohidrat yang telah dipecah menjadi senyawa sederhana berupa glukosa akan mengalami proses penuaan karena nutrisi yang didapatkan tidak sesuai. Dan organ tanaman tersebut akan mati karena kehabisan nutrisi.
2. Tembaga (Cu)
terhadap perkembangan tanaman generatif, berperan dalam fiksasi N secara simbiotis, da penyusunan Lignin.
Cu ditemukan pada kloroplas sebanyak lebih dari 50% dan diikat oleh plastosianin. Hara mikro Cu berpengaruh dalam klorofil, karotenoid, plastokuinon, dan plastosianin.
Cu berfungsi sebagai aktivator untuk berbagai enzim meliputi tyrosinase, lactase, oksidase asam korbat, juga berfungsi pada photosynthetic electron transport dan dalam pembentukan nodul secara tidak langsung.
Keberadaan dalam tanaman harus disertai dengan sejumlah logam berat yang lain yang berikatan dengan Cu. Hal ini lebih penting daripada jumlah absolutnya agar dalam tanaman Cu dapat berfungsi dan berperan dengan baik. Kekurangan Cu dapat menyebabkan daun berwarna hijau kebiruan, tunas daun menguncup dan tumbuhan kecil serta pertumbuhan bunga menjadi terhambat
3. Besi (Fe)
Besi diserap dalam tanaman dalam bentuk khelat sehingga pupuk Fe dibuat dalam bentuk khelat berupa Fe-EDTA, Fe-DTPA dan khelat yang lain. Fe dalam tanaman berada sekitar 80% dan terdapat dalam kloroplas atau sitoplasma. Fe berperan dalam pembentukan klorofil, protein, enzim, dan berperan dalam perkembangan kloroplas. Sitokrom merupakan enzim yang mengandung Fe porfirin yang berada dalam reaksi terang fotosistem I dan II. Fe juga berperan dalam reaksi redoks yang terjadi pada sel. Fe dapat ditemukan pada reaksi terang fotosistem II sebagai senyawa yang mengaktifkan jalannya fotosistem II yakni Feredoksin. Feredoksin berperan dalam transfer elektron sehingga proses fotosintesis dapat berlangsung. Zat-zat hasil fotosintesis akan digunakan untuk pemanjangan sel-sel dan organ tanaman terkait.
4. Mangan (Mn)
Mangan merupakan unsur mikro yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah yang tidak terlalu banyak. Mangan sangat berperan dalam sintesa klorofil dan juga berperan sebagai koenzim, sebagai aktivator beberapa enzim respirasi, dan dalam reaksi metabolisme nitrogen serta fotosintetis. Mangan juga diperlukan untuk mengaktifkan enzim nitrat reduktase sehingga tumbuhan yang mengalami kekurangan mangan memerlukan sumber N dalam bentuk NH4+. Peran mangan yang lainnya dalam fotosintesis berkaitan dengan pelepasan elektron dari air dalam pemecahannya menjadi hydrogen dan oksigen.
Pada kultur kotiledon selada, Mangan diberikan untuk memacu pertumbuhan jumlah pucuk yang dihasilkan, Mangan dalam kadar yang tinggi dapat mengsubstitusikan Mo ke dalam akar. Mn dapat pula menggantikan fungsi Mg dalam beberapa system enzim tertentu.
Terlihatnya mangan dalam fotosintesis adalah utamanya pada proses evolusi O2. Mangan juga berperan dalam proses-proses oksidase reduksi dan reaksi dekarboksilasi dan hidrolisis air. Mangan juga dapat menggantikan Mg dalam banyak reaksi fosforilasi dan reaksi-reaksi transfer. Mn juga berperan pada banyak reaksi enzim dalam siklus asam nitrat. Selain itu Mn merupakan aktivator khusus dari enzim prolidase dan glutamyl transferase. Selain itu Mn bersama dengan Mg merupakan senyawa penyusun utama dari kloroplas.
5. Molibdenum (Mo)
sintesis protein dan asam amino terganggu maka proses differensiasi dan pemanjangan sel tidak terjadi karena bahan utama yang diperlukan tidak tersedia.
6. Chlor (Cl)
Di dalam tanaman, Cl menunjukkan keterlibatan dalam proses osmosis dan keseimbangan ion yang diperlukan bagi tanaman untuk mengambil elemen mineral dan dalam proses fotosintesis. Cl sering ditemukan dalam hasil metabolisme sehingga diduga erat kaitannya dengan tekanan osmotik cairan sel dan kemungkinan dalam hubungan dengan peranan sebagai netralisasi dari kation yang berdampak pada proses-proses biokimia dan biofisik. Cl juga dapat menjadi counter ion pada saat kadar K+ meningkat sehingga dapat menjaga turgor daun dan bagian tanaman yang lain. Cl juga berperan dalam evolusi O2 pada fotosistem II dalam proses fotosintesis. Klor berfungsi sebagai pemindah hara tanaman, meningkatkan osmosis sel, mencegah kehilangan air yang tidak seimbang, dan memperbaiki penyerapan ion.
Dalam hal ini Cl mempengaruhi tahapan utama dalam tumbuhan yakni penyerapan air. Air sangat dibutuhkan oleh tanaman. Beberapa molekul mineral, hara dan bahan organik lainnya umumnya akan berikatan dengan air agar bisa diserap oleh tanaman. Air juga mengaktifkan beberapa enzim sehingga proses-proses metabolisme terkait dapat terjadi. Pada proses imbibisi biji, enzim tertentu di dalamnya akan aktif dan mulai menunjukkan aktivitas differensiasi dan perkembangan apabila dirangsang oleh adanya air yang masuk melalui celah biji.
7. Nitrogen
Merupakan penyusun Purin, Alkohid, Enzim, Zat pengatur tumbuh, klorofil, dan membran sel, merangsang pertumbuhan tanaman, berperan dalam proses sintesa asam amino dan protein, serta merangsang pertumbuhan vegetatif pada daun.
Dalam differensiasi sel, jelas Nitrogen sangatlah diperlukan karena terlibat dalam proses sintesa asam amino dan protein. Nitrogen sangat penting keberadaannya sebagai unsur hara makro dan untuk tanaman legume terkait dengan proses fiksasi nitrogen pada akar tanaman legume.
utama yang diperlukan sel untuk melakukan pemanjangan karena fungsi-fungsi dan kebutuhan dalam mendapatkan nutrisi atau aktivitas reproduksi.
http://www.scribd.com/doc/193962881/Mn-Cu-Cl-Mo-docx#scribd
