Pengatur Tumbuh dalam Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman

(1)

ZAT PENGATUR TUMBUH

DALAM PERTUMBUHAN DAN PERKEMBAGAN TANAMAN

Bambang B. Santoso

Fakultas Pertanian UNRAM 2016

(2)

PERTUMBUHAN DAN

PERKEMBANGAN VEGETATIF



Sistem Tajuk (shoot) dan Akar (root)

Seiring semakin tumbuh dan berkembangnya sistim tajuk, sistim perakaran juga

berkembang untuk menyesuaikan permintaan (kebutuhan) daun dan batang



Sistem Tajuk (shoot) dan Akar (root)

Seiring semakin tumbuh dan berkembangnya sistim tajuk, sistim perakaran juga

berkembang untuk menyesuaikan permintaan (kebutuhan) daun dan batang

(3)

HIRARKI PERTUMBUHAN DAN

PERKEMBANGAN TANAMAN

(4)

Shoot

(pucuk/tajuk)

Node

Internode

Leaf Blade Lateral

Bud Terminal Flower Bud

Petiole Leaf Axil

Root

(akar)

Shoot

(pucuk/tajuk)

Root Cap Primary Root

Lateral Root Root

Hair

Vascular System Petiole

(5)

INDIKATOR PERTUMBUHAN



Bertambahnya berat segar dan juga berat kering biomassa



Bertambahnya volume



Bertambah panjang



Bertambah tinggi



Bertambah luas permukaan



Bertambahnya berat segar dan juga berat kering biomassa



Bertambahnya volume



Bertambah panjang



Bertambah tinggi



Bertambah luas permukaan

(6)



Definisi:

 Pertambahan ukuran akibat pembelahan dan perbesaran sel, termasuk pembentukan

(sintesis) bahan/komponen sel-sel baru yang diikuti dengan pengorganisasiannya

(pemantapan fungsinya).

INDIKATOR PERTUMBUHAN



Definisi:

 Pertambahan ukuran akibat pembelahan dan perbesaran sel, termasuk pembentukan

(sintesis) bahan/komponen sel-sel baru yang diikuti dengan pengorganisasiannya

(pemantapan fungsinya).

(7)

POLA PERTUMBUHAN TAJUK



Annuals

 Tanaman Herbaceous (tanaman tidak berkayu)

 Melengkapi siklus hidup dalam satu musim siklus hidup (one growing season)

(8)



Biennials

 Tanaman Herbaceous

 Membutuhkan dua siklus musim (two growing seasons) – tidak mesti dua tahun

 Pertumbuhan batang dibatasi pd tahun/musim pertama

POLA PERTUMBUHAN TAJUK



Biennials

 Tanaman Herbaceous

 Membutuhkan dua siklus musim (two growing seasons) – tidak mesti dua tahun

 Pertumbuhan batang dibatasi pd tahun/musim pertama

(9)



Perennials

 Tanaman herbaceous maupun berkayu (woody)

 Herbaceous roots live indefinitely (shoots can)

 Shoot growth resumes in spring from adventitious buds in crown

 Many grown as annuals

 Woody roots and shoots live indefinitely

 Growth varies with annual environment and zone

 Pronounced diurnal variation in shoot growth; night greater

POLA PERTUMBUHAN TAJUK



Perennials

 Tanaman herbaceous maupun berkayu (woody)

 Herbaceous roots live indefinitely (shoots can)

 Shoot growth resumes in spring from adventitious buds in crown

 Many grown as annuals

 Woody roots and shoots live indefinitely

 Growth varies with annual environment and zone

 Pronounced diurnal variation in shoot growth; night greater

(10)

POLA PERTUMBUHAN AKAR



Bervariasi dlm pola sesuai jenis dan musim



Puncak pertumbuhan di musim semi kemudian menurun saat kemarau



Bbrp spesies, pertumbuhan akarnya selama musim awal kemarau (akhir musim hujan)



Bbrp spesies mengalami pertumbuhan akar yg aktif sedangkan bbrp lainnya istirahat.



Bervariasi dlm pola sesuai jenis dan musim



Puncak pertumbuhan di musim semi kemudian menurun saat kemarau



Bbrp spesies, pertumbuhan akarnya selama musim awal kemarau (akhir musim hujan)



Bbrp spesies mengalami pertumbuhan akar yg

aktif sedangkan bbrp lainnya istirahat.

(11)

BAGAIMANA TANAMAN TUMBUH



Meristems

 Dicots

 Meristem apikal – pertumbuhan tunas/pucuk

 Tunas apikal

 Tunas ketiak

 Sel membelah atau kembali membelah karena mitosisi/sitokinesis = mitosis/cytokinesis

 Sel membelah dan memanjang karena pertumbuhan pucuk.

 Demikian juga pada meristem ujung akar (root tips)



Meristems

 Dicots

 Meristem apikal – pertumbuhan tunas/pucuk

 Tunas apikal

 Tunas ketiak

 Sel membelah atau kembali membelah karena mitosisi/sitokinesis = mitosis/cytokinesis

 Sel membelah dan memanjang karena pertumbuhan pucuk.

 Demikian juga pada meristem ujung akar (root tips)

(12)

BAGAIMANA TANAMAN TUMBUH



Meristems

 Pertumbuhan sekunder pd tanaman tahunan berkayu (woody perennials)

 Pertambahan diameter (Increase in diameter), karena wilayah meristematik (sel tumbuh)

 Kambium jaringan (vascular cambium)

 xylem ke arah dalam , phloem ke arah luar

 Kambium kayu (cork cambium)

 Ke luar utk vascular cambium

 Menghasilkan kayu pd lapisan kulit kayu



Meristems

 Pertumbuhan sekunder pd tanaman tahunan berkayu (woody perennials)

 Pertambahan diameter (Increase in diameter), karena wilayah meristematik (sel tumbuh)

 Kambium jaringan (vascular cambium)

 xylem ke arah dalam , phloem ke arah luar

 Kambium kayu (cork cambium)

 Ke luar utk vascular cambium

 Menghasilkan kayu pd lapisan kulit kayu

(13)



Pertumbuhan dan perkembangan tanaman dikendalikan oleh :



Faktor Dalam (Internal factors) seperti lokasi sel dalam tubuh tanaman

 Menyebabkan bbrp gen dlm sel aktif atau

tidak aktif sehingga mempengaruhi ekspresi gen selama perkembangan



Faktor Luar (Environmental factors) seperti perubahan panjang hari

BAGAIMANA TANAMAN TUMBUH



Pertumbuhan dan perkembangan tanaman dikendalikan oleh :



Faktor Dalam (Internal factors) seperti lokasi sel dalam tubuh tanaman

 Menyebabkan bbrp gen dlm sel aktif atau

tidak aktif sehingga mempengaruhi ekspresi gen selama perkembangan



Faktor Luar (Environmental factors)

seperti perubahan panjang hari

(14)

FAKTOR GENETIK

(GENETIC FACTORS AFFECTING GROWTH AND DEVELOPMENT)



DNA : pertumbuhan dan differensiasi langsung

 Reaksi enzimatik dlm metabolisme



Structural genes

 Gen yg terlibat dlm sitesis protein



Operator genes

 Mengatur structural genes



Regulatory genes

 Mengatur operator genes



DNA : pertumbuhan dan differensiasi langsung

 Reaksi enzimatik dlm metabolisme



Structural genes

 Gen yg terlibat dlm sitesis protein



Operator genes

 Mengatur structural genes



Regulatory genes

 Mengatur operator genes

(15)

FAKTOR LINGKUNGAN

(ENVIRONMENTAL FACTORS INFLUENCING PLANT GROWTH)



Light - cahaya



Temperature - suhu



Water - air



Gases - gas



Light - cahaya



Temperature - suhu



Water - air



Gases - gas

(16)

PENGENDALIAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

Melibatkan aksi sesuatu senyawa kimia yg scr langsung mengendalikan

pertumbuhan tanaman

–

Senyawa tersebut adalah hormones – suatu senyawa yg dihasilkan pd suatu

tempat di tubuh tanaman namun berefek atau berpengaruh di bagian lain dari

tubuh tanaman tsb

Melibatkan aksi sesuatu senyawa kimia yg scr langsung mengendalikan

pertumbuhan tanaman

–

Senyawa tersebut adalah hormones – suatu senyawa yg dihasilkan pd suatu

tempat di tubuh tanaman namun berefek atau berpengaruh di bagian lain dari

tubuh tanaman tsb

(17)



Tanaman menghasilkan hormon di :

 Meristem apikal

 Daun muda

 Biji yg sedang tumbuh

 Buah yg sedang berkembang



Yang dikendalikan adalah :

 Pola percabangan

 Laju perpanjangan batang

 Respon tanaman terhadap lingkungan



Tanaman menghasilkan hormon di :

 Meristem apikal

 Daun muda

 Biji yg sedang tumbuh

 Buah yg sedang berkembang



Yang dikendalikan adalah :

 Pola percabangan

 Laju perpanjangan batang

 Respon tanaman terhadap lingkungan

(18)

l

Efek alamiah suatu hormon (ZPT) :

–

Bagian dari tanaman yg akan

dirangsang dikendalikan oleh hormon disebut sebagai jaringan/organ target

–

Pengaruh hormon tsb dpt beragam aspek fisiologis maupun morfologi

PENGENDALIAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN

l

Efek alamiah suatu hormon (ZPT) :

–

Bagian dari tanaman yg akan

dirangsang dikendalikan oleh hormon disebut sebagai jaringan/organ target

–

Pengaruh hormon tsb dpt beragam

aspek fisiologis maupun morfologi

(19)



Suatu tingkat konsentrasi yg sama suatu hormon dpt berpengaruh

fisiologis yg berbeda pd dua organ target yg berbeda

–

Kemungkinan merangsang pertumbuhan batang dan

sekaligus juga menghambat pertumbuhan akar



Suatu tingkat konsentrasi yg sama suatu hormon dpt berpengaruh

fisiologis yg berbeda pd dua organ target yg berbeda

–

Kemungkinan merangsang pertumbuhan batang dan

sekaligus juga menghambat

pertumbuhan akar

(20)



Perbedaan konsentrasi suatu

hormon dpt menghasilkan pengaruh yg berbeda pd suatu organ target

yg sama

–

Konsentrasi rendah

memungkinkan menyebabkan membelahnya sel meristematik, tetapi konsentrasi yg tinggi

memungkinkan menghambat pembelahan



Perbedaan konsentrasi suatu

hormon dpt menghasilkan pengaruh yg berbeda pd suatu organ target

yg sama

–

Konsentrasi rendah

memungkinkan menyebabkan membelahnya sel meristematik, tetapi konsentrasi yg tinggi

memungkinkan menghambat

pembelahan

(21)



Dua atau lebih hormon dpt

berinteraksi dlm berbagai cara

–

Pengaruh dr satu hormon (zpt) mungkin tergantung pd ada

tidaknya hormon lain



Dua atau lebih hormon dpt

berinteraksi dlm berbagai cara

–

Pengaruh dr satu hormon (zpt) mungkin tergantung pd ada

tidaknya hormon lain

(22)

Mekanisme umum dari cara kerja hormon tanaman

I

(23)



Hormon tanaman (zpt) terikat pd reseptor protein tertentu dalam/pada sel target

 Ikatan kemungkinan merangsang dihasilkannya pesan kedua (second messenger) seperti Ca²⁺

 Second messenger ini mungkin saja terikat dan kemudian mengaktifkan ataupun menghambat kerja ezim tertentu

 Aktif dan/atau menghambat terhadap enzim memungkinkan menyebabkan

 Mengubah permeabilitas membran

 Mengubah ekspresi gen



Hormon tanaman (zpt) terikat pd reseptor protein tertentu dalam/pada sel target

 Ikatan kemungkinan merangsang dihasilkannya pesan kedua (second messenger) seperti Ca²⁺

 Second messenger ini mungkin saja terikat dan kemudian mengaktifkan ataupun menghambat kerja ezim tertentu

 Aktif dan/atau menghambat terhadap enzim memungkinkan menyebabkan

 Mengubah permeabilitas membran

 Mengubah ekspresi gen

(24)

PERUBAHAN FASE:

JUVENIL, MATURATION, SENESCENCE

 Fase perkembangan tanaman

 embryonic growth – pertumbuhan embrio

 juvenility - muda

 transition stage – fase transisi

 maturity - pendewasaan

 senescence - penuaan

 death – kematian

 Fase perkembangan tanaman

 embryonic growth – pertumbuhan embrio

 juvenility - muda

 transition stage – fase transisi

 maturity - pendewasaan

 senescence - penuaan

 death – kematian

(25)

Perkecambahan dan

pertumbuhan semai/bibit

(26)



Perkecambahan adalah proses pecah biji yg kemudian diikuti dengan tumbuhkan embrio dlm biji

 Faktor dalam yg mempengaruhi

 Kematangan embrio

 Kehadiran/ketidak-hadiran zat penghambat

 Kehadiran/ketidak-hadiran kulit biji yg keras/tebal

 Faktor Luar yg mempengaruhi

 Air - Water

 Suhu - Temperature

 Cahaya - Light



Perkecambahan adalah proses pecah biji yg kemudian diikuti dengan tumbuhkan embrio dlm biji

 Faktor dalam yg mempengaruhi

 Kematangan embrio

 Kehadiran/ketidak-hadiran zat penghambat

 Kehadiran/ketidak-hadiran kulit biji yg keras/tebal

 Faktor Luar yg mempengaruhi

 Air - Water

 Suhu - Temperature

 Cahaya - Light

(27)

Pekecambahan Biji.

 Utk memulai berkecambah, biji harus keluar dari suasana/kondisi dorman, yaitu melalui cara fisik, kimia, ataupun mekanik

 Setelah biji memulai berkecambah (mulai

berkembang), pertama kali yg terjadi adalah imbibisi (mengambil air)

 Utuk tumbuh, embrio membutuhkan senyawa (monomer) yg didapat dari membongkar

(katabolisme) polisakarida, lemak, protein tersimpat dlm kotiledon atau endosperm

 Utk memulai berkecambah, biji harus keluar dari suasana/kondisi dorman, yaitu melalui cara fisik, kimia, ataupun mekanik

 Setelah biji memulai berkecambah (mulai

berkembang), pertama kali yg terjadi adalah imbibisi (mengambil air)

 Utuk tumbuh, embrio membutuhkan senyawa (monomer) yg didapat dari membongkar

(katabolisme) polisakarida, lemak, protein tersimpat dlm kotiledon atau endosperm

(28)

 Menghasilkan (melepas) GIBBERELLINS

adalah tanda biji mematahkan dormansinya dan kemudian berkecambah

 Imbibisi air merangsang terbentuknya GA

 Pd biji sereal, GA, merangsang perkecambahan dan mendukung pertumbuhan semai melalui

perangsangan pembentukan α-amylase

 Yg kemudian akan membantu proses pembongkaran tepung (amilum) tersimpan sehingga menjadi bahan makanan tersedia bagi embrio dan semai

Pekecambahan Biji.

 Menghasilkan (melepas) GIBBERELLINS

adalah tanda biji mematahkan dormansinya dan kemudian berkecambah

 Imbibisi air merangsang terbentuknya GA

 Pd biji sereal, GA, merangsang perkecambahan dan mendukung pertumbuhan semai melalui

perangsangan pembentukan α-amylase

 Yg kemudian akan membantu proses pembongkaran tepung (amilum) tersimpan sehingga menjadi bahan makanan tersedia bagi embrio dan semai

(29)

(30)

1. Terjadinya imbibisi air merangsang sintesis GA.

2-3. GA berdifusi ke lapisan aleuron dan merangsang sintesis enzim.

4-5. Enzim

memecah amilum dan gula yg

kemudian

ditransportasikan ke embrio yg sdg berkembang.

1. Terjadinya imbibisi air merangsang sintesis GA.

2-3. GA berdifusi ke lapisan aleuron dan merangsang sintesis enzim.

4-5. Enzim

memecah amilum dan gula yg

kemudian

ditransportasikan ke embrio yg sdg berkembang.

(31)

Biji Sereal

(32)

(33)

(34)

H

^ORMON

T

^ERUS

B

^ERPERAN

D

^ALAM

T

^AHAPAN

P

^ERTUMBUHAN

D

^AN

P

ERKEMBANGAN

T

^ANAMAN

 Selepas dari tahapan perkecambahan, tanaman muda ini mulai melaksanakan fotosintesis utk

proses pertumbuhan dan perkembangan selanjutnya

 Arah pertumbuhan tidak terlepas dari peran hormon (zpt) yg secara individu maupun

berinteraksi di antara macam hormon yg ada.

 Ingat kembali peran fisiologis masing-masing zat pengatur tumbuh yg telah dipelajari.

 Selepas dari tahapan perkecambahan, tanaman muda ini mulai melaksanakan fotosintesis utk

proses pertumbuhan dan perkembangan selanjutnya

 Arah pertumbuhan tidak terlepas dari peran hormon (zpt) yg secara individu maupun

berinteraksi di antara macam hormon yg ada.

 Ingat kembali peran fisiologis masing-masing zat pengatur tumbuh yg telah dipelajari.

(35)

Pengaruh tingkat konsentrasi Auksin pada pertumbuhan masing-masing organ tanaman

(36)

Pertumbuhan dan

Perkembangan Tajuk



Ada bbrp macam zpt

 Mempengaruhi hampir semua aspek siklus hidup tanaman



Salah satunya adalah

 Auxins



Ada bbrp macam zpt

 Mempengaruhi hampir semua aspek siklus hidup tanaman



Salah satunya adalah

 Auxins

(37)

Auxin

 Bertanggung jawab

terhadap polaritas top - bottom (apical - basal).

 Sbg mediator phototropism

 Menginduksi

pertumbuhan jaringan vascular

 Diproduksi di meristem shoot apical dan

diangkut ke arah bawah

 Bertanggung jawab

terhadap polaritas top - bottom (apical - basal).

 Sbg mediator phototropism

 Menginduksi

pertumbuhan jaringan vascular

 Diproduksi di meristem shoot apical dan

diangkut ke arah bawah

(38)

Auxin mengendalikan pembentukan primordia daun pd meristem apikal dan selanjutnya pengatur pilotaksis (susunan daun)

(39)

APICAL DOMINAN

 Apical dominance adalah dominasi

pertumbuhan pucuk apikal sementara itu

pertumbuhan tunas samping (lateral/aksilar) dihambat.

 Fenomena ini diatur oleh auksin

 Jika sitokinin diaplikasikan (diberikan) ke tanaman ini pd konsentrasi yg cocok, maka dormansi tunas aksilar akan dipatahkan, sehingga tunas aksilar dpt tumbuh dan berkembang. Walaupun tunas apikal sbg sumber auksin masih ada.

 Apical dominance adalah dominasi

pertumbuhan pucuk apikal sementara itu

pertumbuhan tunas samping (lateral/aksilar) dihambat.

 Fenomena ini diatur oleh auksin

 Jika sitokinin diaplikasikan (diberikan) ke tanaman ini pd konsentrasi yg cocok, maka dormansi tunas aksilar akan dipatahkan, sehingga tunas aksilar dpt tumbuh dan berkembang. Walaupun tunas apikal sbg sumber auksin masih ada.

(40)

(41)

Pengaruh sitokinin dipengaruhi oleh konsentrasi auksin.

Adanya meristem apikal, maka auksin menekan pertumbuhan tunas aksilar

Meristem apikal dibuang, konsentrasi sitokinin

meningkat, merangsang

pertumbuhan tunas aksilar

(42)

HORMON PADA PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN AKAR

 Sistem arsitektur akar merupakan organisasi dari sistim perakaran beserta derajad percabangan akar tsb.

Percabangan menentukan

perbanyakan sistim perakaran utk menjerap nutrisi dan air

Perpanjangan akar terjadi krn

perluasan percabangan akar jika kondisi tanah tdk optimal bagi

penjerapan nutrisi dan air.

Pertumbuhan terjadi ke arah dimana ada air dan nutrisi (terutama N dan P).

Percabangan menentukan

perbanyakan sistim perakaran utk menjerap nutrisi dan air

Perpanjangan akar terjadi krn

perluasan percabangan akar jika kondisi tanah tdk optimal bagi

penjerapan nutrisi dan air.

Pertumbuhan terjadi ke arah dimana ada air dan nutrisi (terutama N dan P).

(43)

 Pertumbuhan akar dipengaruhi oleh hormon (zpt):

 Auxin, Ethylene, Cytokinins, dan ABA

 Zpt tsb semuanya menghambat pertumbuhan akar !

 Ethylene menghambat akar melalui pengaruhnya pd sintesis dan transportasi auksin

 Cytokinins menghambat melalui peningkatan konsentrasi Etilen

 ABA menghambat melalui interaksinya dgn Etilen

 Auxin menghambat melalui ??????

HORMON PADA PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN AKAR

 Pertumbuhan akar dipengaruhi oleh hormon (zpt):

 Auxin, Ethylene, Cytokinins, dan ABA

 Zpt tsb semuanya menghambat pertumbuhan akar !

 Ethylene menghambat akar melalui pengaruhnya pd sintesis dan transportasi auksin

 Cytokinins menghambat melalui peningkatan konsentrasi Etilen

 ABA menghambat melalui interaksinya dgn Etilen

 Auxin menghambat melalui ??????

(44)

Gravitropisma Akar Dimediasi Penghambatan Pertumbuhan Oleh Auksin

BISC 366

(45)

Tanda anak panah merupakan sedimen

statolith (auksin)

(46)

ABA Menghambat Pertumbuhan Akar

 Etilen mempengaruhi kemampuan ABA menghambat pertumbuhan

 Etilen meningkat maka meningkat ketahanan drpd akar terhadap

hambatan ABA

 Menurunnya sintesis Etilen, maka meningkat kepekaan drpd

pertumbuhan akar terhgadap hambatan ABA

etr1 ein2

WT

 Etilen mempengaruhi kemampuan ABA menghambat pertumbuhan

 Etilen meningkat maka meningkat ketahanan drpd akar terhadap

hambatan ABA

 Menurunnya sintesis Etilen, maka meningkat kepekaan drpd

pertumbuhan akar terhgadap hambatan ABA

(47)

Etilen menghambat pertumbuhan akar

Model shows:

1. Etilen merangsang

biosintesis auksin, dan pergerakan auksin ke arah ujung akar

2. Auxin ditransportasikan scr basipetal dan aktif scr lokal dlm

menghambat

perpanjangan sel.

Model shows:

1. Etilen merangsang

biosintesis auksin, dan pergerakan auksin ke arah ujung akar

2. Auxin ditransportasikan scr basipetal dan aktif scr lokal dlm

menghambat

perpanjangan sel.

(48)

 Pembentukan akar lateral

dikendalikan oleh auksin, Etilen, ABA, dan sitokinin

 Akar Lateral tumbuh dari sel perisikel dekat dgn pusat xylem.

 Auksin bergerak akropetal merangsang sel perisikel

membelah dan primordia akar lateral terinisiasi

 Posisi akar lateral ditentukan di daerah antara meristem dan daerah perpanjangan akar

PENGATURAN HORMON PD PEMBENTUKAN AKAR LATERAL

 Pembentukan akar lateral

dikendalikan oleh auksin, Etilen, ABA, dan sitokinin

 Akar Lateral tumbuh dari sel perisikel dekat dgn pusat xylem.

 Auksin bergerak akropetal merangsang sel perisikel

membelah dan primordia akar lateral terinisiasi

 Posisi akar lateral ditentukan di daerah antara meristem dan daerah perpanjangan akar

(49)

 Cytokinins menghambat pembentukan akar lateral melalui pengaruhnya pd sel perisikel dan memblok program pengembangan

pembentukan akar lateral

 ABA menghambat pembentukan akar lateral

 ABA sintetis menghambat inisiasi pembentukan akar lateral

 Auxin and ABA berinteraksi selama perkembangan akar lateral

 ABA membantu kemampuan nitrate

menghambat perkembangan akar lateral

 Etilen merangsang pembentukan akar adventif (bulu akar) ttp menekan

 Cytokinins menghambat pembentukan akar lateral melalui pengaruhnya pd sel perisikel dan memblok program pengembangan

 ABA menghambat pembentukan akar lateral

 ABA sintetis menghambat inisiasi pembentukan akar lateral

 Auxin and ABA berinteraksi selama perkembangan akar lateral

 ABA membantu kemampuan nitrate

menghambat perkembangan akar lateral

 Etilen merangsang pembentukan akar adventif (bulu akar) ttp menekan

(50)

HORMON PADA PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN DAUN



Auksin yg tinggi akan merangsang etilen yg bertindak sbg zat penghambat tumbuh



Senescence (aging = penuaan) pd

tanaman muncul secara seluler, jaringan, organ, dan juga keseluruhan tubuh

tanaman



Ethylene memegang peranan dlm hal ini



Auksin yg tinggi akan merangsang etilen yg bertindak sbg zat penghambat tumbuh



Senescence (aging = penuaan) pd

tanaman muncul secara seluler, jaringan, organ, dan juga keseluruhan tubuh

tanaman



Ethylene memegang peranan dlm hal ini

(51)

GUGUR DAUN (Leaf Abscission)

 Mechanismenya melalui keseimbangan antara etilen dan auksin

 Auxin menurun menyebabkan sel pd lapisan absisi bertambah peka terhadap etilen

 Sel-sel kemudian menghasilkan lebih banyak etilen yg sekaligus sbg penghambat produksi auksin

 Ethylene merangsang sintesis enzim yg berperan dlm metabolisme polisakarida pd dinding sel

seiring dgn matinya sel lapisan absisi

 Kondisi yg merangsang terjadinya gugur daun adalah memendeknya hari dan suhu yg dingin.

 Mechanismenya melalui keseimbangan antara etilen dan auksin

 Auxin menurun menyebabkan sel pd lapisan absisi bertambah peka terhadap etilen

 Sel-sel kemudian menghasilkan lebih banyak etilen yg sekaligus sbg penghambat produksi auksin

 Ethylene merangsang sintesis enzim yg berperan dlm metabolisme polisakarida pd dinding sel

seiring dgn matinya sel lapisan absisi

 Kondisi yg merangsang terjadinya gugur daun adalah memendeknya hari dan suhu yg dingin.

(52)

(53)

Leaf Abscission

(54)

AGING AND SENESCENCE

 Umur kehidupan tanaman berbeda di antara jenis

 Berkisar dr bbrp bulan hingga ribuan tahun

 Senescence

 Proses fisiologis penuaan karena jaringan

organisme rusak (tidak berfungsi) dan akhirnya mati

 Proses yg tidak dpt balik

 Proses yg dpt ditunda dgn cara menghilangkan bunga sebelum biji mulai terbentuk

 Umur kehidupan tanaman berbeda di antara jenis

 Berkisar dr bbrp bulan hingga ribuan tahun

 Senescence

 Proses fisiologis penuaan karena jaringan

organisme rusak (tidak berfungsi) dan akhirnya mati

 Proses yg tidak dpt balik

 Proses yg dpt ditunda dgn cara menghilangkan bunga sebelum biji mulai terbentuk

(55)



Penyebab senesen krn tidak berfungsinya zpt



Kandungan sitokinin berkurang.



Daun -- menguning; perakaran – menghijau (tumbuh)



Kandungan sitokinin yg lebih tinggi terjadi pada jaringan yg luka (atau mengeluarkan getah)



Penyebab senesen krn tidak berfungsinya zpt



Kandungan sitokinin berkurang.



Daun -- menguning; perakaran – menghijau (tumbuh)



Kandungan sitokinin yg lebih tinggi terjadi

pada jaringan yg luka (atau mengeluarkan

getah)

(56)

(57)

Pemberian etilen dr luar (eksogen etilen) merangsang

senesen pd

sebagian besar tanaman.

Malai bunga tomat diperlakukan etilen menyebabkan

senesen bunga dan kemudian gugur,

namun bila ada sedikit auksin

bunga msh mampu membentuk buah

w

w w

nr

nr nr

Pemberian etilen dr luar (eksogen etilen) merangsang

senesen pd

sebagian besar tanaman.

Malai bunga tomat diperlakukan etilen menyebabkan

senesen bunga dan kemudian gugur,

namun bila ada sedikit auksin

bunga msh mampu membentuk buah

(58)

Membuka-menutup stomata

 Dipengaruhi oleh ABA.

(59)

P engaruh ABA pada Stomata

 ABA meningkatkan Ca

 ABA meningkatkan pH sitoplasma

 ABA mempengaruhi depolarisasi membaran sel

 Akhirnya stomata menutup

(60)

Mekanisme Absisi (gugur)

 Abscission: proses gugur (terlepasnya) sel,

jaringan, organ seperti bunga, daun, ranting, buah dari tanaman induknya.

 Abscission normal disebabkan senesen atau ripening (pemasakan).

 Abscission abnormal disebabkan cekaman suhu, kekeringan, hama-penyakit dsb.

 Abscission fisiologis disebabkan kerusakan fisiologis seperti kompetisi nutrisi antara bagian tanaman vegetatif dan generatif (atau sink and source).

Mekanisme Absisi (gugur)

 Abscission: proses gugur (terlepasnya) sel,

jaringan, organ seperti bunga, daun, ranting, buah dari tanaman induknya.

 Abscission normal disebabkan senesen atau ripening (pemasakan).

 Abscission abnormal disebabkan cekaman suhu, kekeringan, hama-penyakit dsb.

 Abscission fisiologis disebabkan kerusakan fisiologis seperti kompetisi nutrisi antara bagian tanaman vegetatif dan generatif (atau sink and source).

(61)

Tinjauan Anatomi Absisi

 Bagian khusus suatu tanaman tempat terjadinya absisi disebut daerah absisi (abscission zone).

Bbrp lapisan sel terletak di petiol yg berukuran kecil dan saling berdekatan satu sama lain serta padat dgn sitoplasma dan butir pati Bbrp lapisan sel terletak di petiol yg berukuran kecil dan saling berdekatan satu sama lain serta padat dgn sitoplasma dan butir pati

(62)

Auksin dalam proses Absisi

Apabila IAA diberikan di bagian luar dari lapisan absisi, maka proses absisi dihambat. Tetapi bila IAA diberikan ke bagian dalam lapisan absisi, maka proses absisi dipercepat.

Hal ini disebabkan karena kerja enzim celulase, pektinase dan katalase yang semakin meningkat dengan kehadiran IAA sehingga merangsang terbentuknya ABA

Auksin dalam proses Absisi

Apabila IAA diberikan di bagian luar dari lapisan absisi, maka proses absisi dihambat. Tetapi bila IAA diberikan ke bagian dalam lapisan absisi, maka proses absisi dipercepat.

Hal ini disebabkan karena kerja enzim celulase, pektinase dan katalase yang semakin meningkat dengan kehadiran IAA sehingga merangsang terbentuknya ABA

CTK and GA?

(63)

ZPT lainnya dalam proses absisi

 Ethylene menginduksi dan mengsekresi

Poliamin, sehingga dinding sel terdegradasi.

 ABA meningkat akan menghambat transfer IAA dan juga merangsang aktivitas

dehydrolase (enzim yg memacu proses hidrolisa).

ZPT lainnya dalam proses absisi

 Ethylene menginduksi dan mengsekresi

Poliamin, sehingga dinding sel terdegradasi.

 ABA meningkat akan menghambat transfer IAA dan juga merangsang aktivitas

dehydrolase (enzim yg memacu proses hidrolisa).

(64)

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Suhu (Temperature)

 Senescence dan absisi meningkat (terjadi) pada suhu yg terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Air (Water)

 Senescence and abscission meningkat pd kondisi kekeringan, krn oksidasi IAA dan kekurangan

sitokinin, dan meningkatnya etilen dan ABA.

 Pd kondisi banjir, senesen dan absisi akan meningkat.

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Suhu (Temperature)

 Senescence dan absisi meningkat (terjadi) pada suhu yg terlalu tinggi atau terlalu rendah.

Air (Water)

 Senescence and abscission meningkat pd kondisi kekeringan, krn oksidasi IAA dan kekurangan

sitokinin, dan meningkatnya etilen dan ABA.

 Pd kondisi banjir, senesen dan absisi akan meningkat.

(65)

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Cahaya (light)

 Intensitas cahaya menurun, maka absisi meningkat.

 Ketidakcukupan photoassimilate.

 Hari pendek menginduksi ABA yg kemudian menginduksi senescence and abscission.

 Intensitas cahaya yg terlalu tinggi akan meningkatkan absisi.

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Cahaya (light)

 Intensitas cahaya menurun, maka absisi meningkat.

 Ketidakcukupan photoassimilate.

 Hari pendek menginduksi ABA yg kemudian menginduksi senescence and abscission.

 Intensitas cahaya yg terlalu tinggi akan meningkatkan absisi.

(66)

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Oksigen (O

₂

)

100

O₂ concentration %

10 20 30 40 50 60 70 80 90 50

(67)

Mineral nutrition

 Defisiensi salah satu mineral akan menyebabkan meningkatnya senesen dan absisi

.

 N, Zn berpengaruh pd IAA，Ca berpengaruh pd dinding sel.

 B berpengaruh perkembangan pollen and perpanjangan buluh/tanung pollen.

Penyakit (Diseases), hama, radiasi dan cekaman lainnya menyebabkan

senescence and

abscission.

Selain ZPT, faktor luar yg mempengaruhi senesen dan absisi

Mineral nutrition

 Defisiensi salah satu mineral akan menyebabkan meningkatnya senesen dan absisi

.

 N, Zn berpengaruh pd IAA，Ca berpengaruh pd dinding sel.

 B berpengaruh perkembangan pollen and perpanjangan buluh/tanung pollen.

Penyakit (Diseases), hama, radiasi dan cekaman lainnya menyebabkan

senescence and

abscission.

(68)

PERTUMBUHAN DAN

PERKEMBANGAN REPRODUKTIF



Phases

 Induksi dan inisiasi bunga = Flower induction and initiation

 Perkembangan dan differensiasi bunga = Flower differentiation and development

 Penyerbukan = Pollination

 Pembuahan = Fertilization

 Pembuahan dan pembentukan biji = Fruit set and seed formation

 Pertumbuhan dan pematangan buah dan biji

 Penuaan buah = Fruit senescence



Phases

 Induksi dan inisiasi bunga = Flower induction and initiation

 Perkembangan dan differensiasi bunga = Flower differentiation and development

 Penyerbukan = Pollination

 Pembuahan = Fertilization

 Pembuahan dan pembentukan biji = Fruit set and seed formation

 Pertumbuhan dan pematangan buah dan biji

 Penuaan buah = Fruit senescence

(69)

Flower induction and initiation

 Penyebab tanaman berbunga

 Panjang dari = Daylength (photoperiod)

 Suhu rendah = Low temperatures (vernalization)

 Neither (most trees)

Flower induction and initiation

 Penyebab tanaman berbunga

 Panjang dari = Daylength (photoperiod)

 Suhu rendah = Low temperatures (vernalization)

 Neither (most trees)

(70)

ZPT FLORIGEN - pembungaan

(71)

(72)

(73)

• Sinyal pembungaan dibentuk di daun

• Sinyal bergerak satu arah:

dari daun ke apex = apikal

• Dpt berpindah melalui grafting

Sinyal pembungaan (flowering signal:

florigen

vegetative or

reproductive growth?

• Sinyal pembungaan SAM

dibentuk di daun

• Sinyal bergerak satu arah:

dari daun ke apex = apikal

• Dpt berpindah melalui grafting

Florigen Florigen

Florigen

(74)

FLORIGEN

molekul yg bebas bergerak yg disintesis dlm

daun sbg akibat respon dr kondisi fotoperiode

yg cocok dan diransportasikan melalui sistim

jaringan pengangkutan ke meristem apikal utk

kemudian merangsang pembungaan

(75)

Mekanisme induksi pembungaan

(76)

Flower development



Perangsangan dari daun ke meristem apikal yg merubah organ vegetatif menjadi

generaatif (bunga)



Pembentukan organ bunga (petal, sepal, pistil etc.)

Flower development



Perangsangan dari daun ke meristem apikal yg merubah organ vegetatif menjadi

generaatif (bunga)



Pembentukan organ bunga (petal, sepal,

pistil etc.)

(77)

Mekanisme rangsangan ZPT pd pembungaan

(78)

Pollination



Transfer of pollen from anther to stigma



Kemungkinan:



Pd bunga yg sama (self-pollination)



Bunga yg berbeda ttp satu tanaman (self- pollination)



Berbeda bunga juga tanaman ttp cultivar sama (self-pollination)



Berbeda bunga, berbeda cultivar (cross- pollination)

Pollination



Transfer of pollen from anther to stigma



Kemungkinan:



Pd bunga yg sama (self-pollination)



Bunga yg berbeda ttp satu tanaman (self- pollination)



Berbeda bunga juga tanaman ttp cultivar sama (self-pollination)



Berbeda bunga, berbeda cultivar (cross-

pollination)

(79)



Jika penyerbukan dan pembuahan gagal terjadi, maka



Tidak terjadi perkembangan buah dan biji



Kecuali Parthenocarpy

 Pembentukan buah tanpa pollination/fertilization

 Buah Parthenocarpic adalah buah tdk berbiji

 Catatan: tdk semua buah tanpa biji adalah parthenocarpic. Contoh anggur, nanas,

anggrek, pisang



Jika penyerbukan dan pembuahan gagal terjadi, maka



Tidak terjadi perkembangan buah dan biji



Kecuali Parthenocarpy

 Pembentukan buah tanpa pollination/fertilization

 Buah Parthenocarpic adalah buah tdk berbiji

 Catatan: tdk semua buah tanpa biji adalah parthenocarpic. Contoh anggur, nanas,

anggrek, pisang

(80)

Pembuahan

1. Fruit Setting 2. Fruit Growth

3. Fruit Maturation 4. Fruit Ripening

Initial set

Pembuahan

1. Fruit Setting 2. Fruit Growth

3. Fruit Maturation 4. Fruit Ripening

Final set

(81)

Fruit setting

 ZPT tertentu terlibat

 Tingkat keberadaan ZPT juga sekaligus mempengaruhi fruit set

 Sangat dipengaruhi oleh suhu

(82)

Fruit Growth

1. Growth pattern

stage 1 : cell division (cell development) stage 2 : cell enlargement

stage 3 : maturation and ripening

2. Fruit thinning (pengurangan jumlah buah krn seleksi alami)

3. Crop load

4. Seedless fruit and seeded fruit Fruit Growth

1. Growth pattern

stage 1 : cell division (cell development) stage 2 : cell enlargement

stage 3 : maturation and ripening

2. Fruit thinning (pengurangan jumlah buah krn seleksi alami)

3. Crop load

4. Seedless fruit and seeded fruit

Ovary development+anthesis dan growth pattern FRUIT DEVELOPMENT

(83)

Fruit growth and development

 Setelah fruit set, buah dan jaringan lainnya mulai tumbuh

 Sumber makanan bergerak dari bagian

tanaman lainnya ke jaringan buah (dari source ke sink)

 Hormon dari biji dan buah mempengaruhi pertumbuhan buah itu sendiri

 Auxin nyata terlibat pd buah strawberry

 Gibberellins pd buah anggur

Fruit growth and development

 Setelah fruit set, buah dan jaringan lainnya mulai tumbuh

 Sumber makanan bergerak dari bagian

tanaman lainnya ke jaringan buah (dari source ke sink)

 Hormon dari biji dan buah mempengaruhi pertumbuhan buah itu sendiri

 Auxin nyata terlibat pd buah strawberry

 Gibberellins pd buah anggur

(84)

GA

CPPU

GA:

A= 5 ppm, 10 dAA D= 5 ppm, 15 dAA B= 10 ppm, 5 dAA E= 10 ppm, 10 dAA C= 1 ppm, 10 dAA

CPPU

(85)

Pembentukan buah

 IAA diproduksi di biji yg sdg berkembang yg juga

merangsang penumpukan cadangan makanan dlm buah

 Jika IAA sintetik

diaplikasikan ke bunga

sebelum penyerbukan dan pembuahan, ovari akan

membesar dan tdk

membentuk biji – buah

parthenocarpic (virgin fruit).

 Contoh: anggur dan tomat

 IAA diproduksi di biji yg sdg berkembang yg juga

merangsang penumpukan cadangan makanan dlm buah

 Jika IAA sintetik

diaplikasikan ke bunga

sebelum penyerbukan dan pembuahan, ovari akan

membesar dan tdk

membentuk biji – buah

parthenocarpic (virgin fruit).

 Contoh: anggur dan tomat

(86)

• Ovary mengandung auksin dan kandungan auksin di pollen rendah.

• Pollen tube merangsang produksi auksin dlm jumlah besar di style dan ovary.

• Kandungan auksin di ovary meningkat cepat pd saat mulai tumbuh buah

• Kandungan auksin meningkat di ovule demikian juga gibberellin dan sitokinin

• Sitokinin dan auksin tinggi pd stadia awal

perkembangan, dan kemudian menurun setelah anthesis, namun meningkat kembali setelah

terbentuk biji

• Ovary mengandung auksin dan kandungan auksin di pollen rendah.

• Pollen tube merangsang produksi auksin dlm jumlah besar di style dan ovary.

• Kandungan auksin di ovary meningkat cepat pd saat mulai tumbuh buah

• Kandungan auksin meningkat di ovule demikian juga gibberellin dan sitokinin

• Sitokinin dan auksin tinggi pd stadia awal

perkembangan, dan kemudian menurun setelah anthesis, namun meningkat kembali setelah

terbentuk biji

(87)

Pertumbuhan awal buah pra fertilisasi:

Dipicu oleh hormon yg diproduksi oleh pollen Pertumbuhan buah pasca fertilisasi:

Diatur/distimulir oleh hormon yg disintesis oleh biji muda yg ditranslokasikan ke dinding buah;

Jaringan nourishing adalah endosperm

tanpa endosperm embrio gagal tumbuh dan sebaliknya, tanpa embrio, endosperm tidak berkembang

Pertumbuhan awal buah pra fertilisasi:

Dipicu oleh hormon yg diproduksi oleh pollen Pertumbuhan buah pasca fertilisasi:

Diatur/distimulir oleh hormon yg disintesis oleh biji muda yg ditranslokasikan ke dinding buah;

Jaringan nourishing adalah endosperm

tanpa endosperm embrio gagal tumbuh dan sebaliknya, tanpa embrio, endosperm tidak berkembang

seedless seeded

(88)

Pertumbuhan buah

•ukuran buah berkaitan dengan jumlah biji

• fungsi biji dapat diganti GR

• ABA menekan cell division

• ukuran dan bentuk buah tergantung kenormalan cell division dan cell enlargement

• GA dapat membuat buah lebih besar dan panjang,

• Suhu dapat merubah bentuk

• Dipengaruhi pula oleh leaf fruit ratio, leafy dan leafless fruit

Pertumbuhan buah

•ukuran buah berkaitan dengan jumlah biji

• fungsi biji dapat diganti GR

• ABA menekan cell division

• ukuran dan bentuk buah tergantung kenormalan cell division dan cell enlargement

• GA dapat membuat buah lebih besar dan panjang,

• Suhu dapat merubah bentuk

• Dipengaruhi pula oleh leaf fruit ratio, leafy dan leafless fruit

(89)

Tomat

Perkembangan buah hampir keseluruhannya merupakan hasil dari cell enlargement.

Apel

Cell division dan cell enlargement sangat ektensif berlangsung 4-6 minggu dari fertilisasi, dan

dilanjutkan cell enlargement

Apokat

Cell division dan cell enlargement hingga panen Tomat dan apel === a sigmoid curve growth

Tomat

Perkembangan buah hampir keseluruhannya merupakan hasil dari cell enlargement.

Apel

Cell division dan cell enlargement sangat ektensif berlangsung 4-6 minggu dari fertilisasi, dan

dilanjutkan cell enlargement

Apokat

Cell division dan cell enlargement hingga panen Tomat dan apel === a sigmoid curve growth

(90)

DAFTAR PUSTAKA

 Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology.

Sixth Edition, Pearson Education. Inc. San Francisco.

 Davies, P.J., 2004. Plant Hormones. Physiology, Biochemistry, and Molecular Biology. Kluwer

Academic Publishers

 Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers.

Sunderland, Massachusetts.

 Reinhart et al. (2003). Regulation of phyllotaxis by polar auxin transport.

 Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology.

Sixth Edition, Pearson Education. Inc. San Francisco.

 Davies, P.J., 2004. Plant Hormones. Physiology, Biochemistry, and Molecular Biology. Kluwer

Academic Publishers

 Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers.

Sunderland, Massachusetts.

 Reinhart et al. (2003). Regulation of phyllotaxis by polar auxin transport.

(91)