BAB
I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pertumbuhan suatu tubuh tumbuhan sangat erat kaitannya
dengan pertumbuhan atau aktivitas bagian lainnya. Di duga hubungan itu terjadi
karena adanya suatu senyawa kimia tertentu yang bergerak dari suatu bagian ke
bagian lainnya. Senyawa kimia pada tumbuhan tersebut salah satunya adalah
hormon. Hormon berasal dari kata Yunani hormaein yang berarti menggerakkan,
dari pengertian hormon tersebut dapat dijabarkan bahwa hormon tumbuhan adalah
suatu senyawa organic yang disintesis dalam satu bagian tumbuhan dan diangkut kebagian lain dalam
konsentrasi yang sangat rendah dn melibatkan respon fisiologi.
Proses perkembangan dan pertumbuhan
bagian tubuh tumbuhan tidak lepas dari pengaruh zat kimia tertentu berupa
protein yang disebut hormon. Penggunaan istilah "hormon" sendiri
menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan,
sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit
di dalam sel. Beberapa ahli
berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan
(hormon endogen, dihasilkan
sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat
tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Para ilmuwan
sendiri lebih sering menggunakan istilah zat pengatur tumbuh atau plant growth
regulator.
Fungsi hormon pada tumbuhan yaitu sebagai koordinator
pertumbuhan dan perkembangan. Hormon yang dimaksud adalah auksin, giberelin,
sitokinin, absisin, dan etilen. Tergantung pad system yng dipengaruhi, hormon
dapat berfungsi sendiri atau lebih sering dalam keseimbangan antar hormon itu.
Pemberin hormon dapat berakibat terhadap berbagai macam pertumbuhan yang tidak
berkaitan, diduga hormon dari luar akan mengganggu keseimbngan hormon di dalam
tubuh. Konsentrasi masing-masing hormon akan menentukan tanggapan pertumbuhan
yang terjadi. Hormon biasanya hanya efektif pada konsentrasi internal sekitar 1
µM atau kurang. Hormon yang diproduksi oleh tumbuhan sering mempengaruhi sel
lainnya, sehingga senyawa-senyawa tersebut disebut dengan zat pengatur tumbuh
untuk membedakannya dengan hormon yang diangkut secara sistemik atau sinyal
jarak jauh.
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi
genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu
terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat
tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai ekspresi. Hormon tumbuhan
adalah senyawa organic yang disintsis di salah satu bagian tumbuhan dan bahkan
ke bagian lain, dan pada konsentrasi yang sangat rendah mampu menimbulkan suatu
respon fisiologis. Respon pada organ sasaran tidak perlu bersifat memacu,
karena proses seperti pertumbuhan atau diferensiasi terkadang terhambat oleh
hormon. Karena hormone harus disintesis oleh tumbuhan, makaa ion anorganik
seperti K⁺
atau Ca²⁺,
yang dpat juga menimbulkan respon penting , dikatakan bukan hormone. Zat pengatur
tumbuh organic yang disintesis olh ahli kimia organic (misalnya, 2,4,D, sejenis
auksin).
Kini ditemukan
kesimpulan bahwa salah satu hal yang dikerjakan hormone tumbuhan adalah
mengendalikan aktivitas gen. agar
hormone tumbuhan yang terdapat dalam
jumlah mikromolar atau submikroolar itu bersifat aktif dank has, harus ada tiga
bagian utama dalam system respons. Yang pertama hormone harus ada dalam jumlah
yang cukup pada setiap sel yang tepat. Yang kedua, hormone harus dikenali an
diikat erat oleh sekelompok sel yang tanggap terhadap hormone (sel sasaran).
Yang ketiga, protein penerima harus menyebabkan metabolic lain yang mengarah
pada penguatan isyarat atau kurir hormone.
Hormon auksin pertama kali ditemukan
oleh Went yang terdapat pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa).
Pada penelitian Went lebih lanjut, ternyata diketahui hormon auksin juga
ditemukan pada ujung koleoptil kecambah tanaman yang lain. Hormon auksin
merupakan senyawa kimia Indol Asetic Acid (IAA) dihasilkan dari sekresi pada
titik tumbuh yang terletak pada ujung tunas (terdiri atas batang dan daun),
ujung akar, daun muda, bunga, buah, dan kambium. Jika hormon auksin berada di
ujung tunas, maka akan diangkut oleh jaringan berkas pembuluh (xilem dan floem)
menuju ke tunas untuk tumbuh dan pemanjangan sel-sel jaringan batangnya.
Pada bagian
manakah hormon auksin diproduksi? Hormon auksin diproduksi di bagian koleoptil
ujung tunas lalu diangkut oleh jaringan pembuluh angkut menuju tunas, selanjutnya
tunas akan tumbuh menjadi tunas bagian akar, batang, dan daun. Pada tunas
batang, auksin akan berkumpul di bawah permukaan batang yang menyebabkan
sel-sel jaringan di bawah permukaan batang tersebut akan tumbuh lebih cepat
dari sel-sel jaringan di atas permukaan batang. Mengapa demikian? Karena sifat
hormon auksin sangat peka terhadap panas/sinar. Auksin akan rusak dan berubah
menjadi suatu zat yang justru akan menghambat terjadinya pembelahan sel-sel
pada daerah pemanjangan batang, sehingga pertumbuhan sel-sel batang yang
terkena sinar matahari akan menjadi lebih lambat dibandingkan dengan sel-sel
jaringan pada sisi batang yang tidak terkena sinar matahari.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian diatas, tulisan
ini secara khusus akan membahas permasalahan :
1.
Apakah pengertian hormone?
2.
Apakah pengertian hormone auksin?
3.
Apa saja mcam-macam hormone auksin?
4.
Bagaimana biosintesis auksin?
5.
Bagaimana penerapan auksin dalam
perkembangan dan pertumbuhan?
6.
Bagaimana pengangkutan auksin?
7.
Apa saja fungsi hormon auksin pada
tumbuhan?
1.3 Tujuan
Berdasarkan rumusan masalah tersebut,
tulisan ini bertujuan untuk :
1. Mengetahui
pengertian hormone.
2. Mengetahui
pengertian hormone auksin.
3. Mengetahui
macam-macam hormone auksin.
4. Mengetahui
proses biosintesis auksin.
5. Mengetahui
penerapan auksin pada perkembangan dan pertumbuhan.
6. Mengetahui
proses pengangkutan auksin.
7. Untuk
mengetahui fungsi hormone auksin
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Pengertian Hormon
Perkembangan tumbuhan dipengaruhi atau dikontrol
oleh hormone, yaitu senyawa-senyawa
kimia yang disintesis pada lokasi tertentu oleh suatu organisme, kemudian
diangkut ke tempat lain untuk selanjutnya bekerja melalui suatu cara yang
spesifik pada konsentrasi yang sangat rendah, untuk mengatur pertumbuhan, perkembangan
atau metabolisme. Hormon
tumbuhan atau bisa kita kenal dengan fitohormon ini merupakan senyawa organik
yang berpengaruh terhadapa laju pertumbuhan yang dibuat oleh suatu bagian
tumbuhan. Hormon tumbuhan dengan konsentrasi rendah menyebabkan suatu dampak
fisiologis. Dampak fisiologi merupakan akibat yang terjadi pada proses
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Pada kenyataannya sangat sukar untuk
mendefinisikan istilah hormone dengan tepat. Penggunaan istilah zat pengatur
tubuh sering lebih baik, dan menunjukkan senyawa-senyawa baik alami maupun
sintetik yang mempengaruhi pertumbuhan, perkembangan dan metabolisme. Senyawa
hormone bukan suatu metabolit antara atau hasil suatu rangkaian reaksi yang
dipengaruhinya, dan biasaya aktif dalam konsentrasi yang sangat rendah.
Beberapa kelompok hormone telah diketahui dan
beberapa diantaranya bersifat sebagai perangsang pertumbuhan dan perkembangan
(promoter), sedangkan yang lainnya bersifat sebagai penghambat (inhibitor) pada
tumbuhan.
Penggunaan istilah
"hormon" sendiri menggunakan analogi
fungsi hormon
pada hewan.
Namun demikian, hormon tumbuhan tidak dihasilkan dari suatu jaringan khusus
berupa kelenjar
buntu (endokrin)
sebagaimana hewan, tetapi dihasilkan dari jaringan non-spesifik (biasanya meristematik)
yang menghasilkan zat ini apabila mendapat rangsang.
Penyebaran hormon tumbuhan tidak harus melalui sistem pembuluh
karena hormon tumbuhan dapat ditranslokasi melalui sitoplasma
atau ruang antarsel. Hormon tumbuhan dihasilkan sendiri oleh
individu yang bersangkutan ("endogen"). Pemberian hormon dari luar
sistem individu dapat pula dilakukan ("eksogen"). Pemberian secara
eksogen dapat juga melibatkan bahan kimia non-alami (sintetik, tidak dibuat
dari ekstraksi tumbuhan) yang menimbulkan rangsang yang serupa dengan
fitohormon alami. Oleh karena itu, untuk mengakomodasi perbedaan dari hormon
hewan, dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh tumbuhan (bahasa Inggris:
plant growth regulator/substances) bagi hormon tumbuhan.
2.2 Pengertian Hormon Auksin
Istilah auksin ( dari bahasa Yunani auxien, “meningkatkan” ) pertama kali digunakan oleh Frits
Went,seorang mahasiswa pascasarjana di negeri Belanda pada tahun 1926 yang
menemukan bahwa suatu senyawa yang belum dapat diketahui mungkin menyebabkan
pembengkokan ini, yang disebut fototropisme. Senyawa yang ditemukan Went
didapati cukup banyak di ujung koleoptil dan menunjukkan upaya Went untuk
menjelaskan hal tersebut. Hal penting yang ingin diperlihatkan bahwa bahan
tersebut berdifusi dari ujung koleoptil menuju ptongan kecil agar. Aktivitas
auksin dilacak melalui pembengkokan koleoptil yang terjadi akibat terpacunya
pemanjangan pada sisi yang ditempeli potongan agar.
Secara kimia, IAA ( indoleacetic
acid ) mirip dengan asam amino triptofan dan
barangkali memang disintesis dari triptofan. Ada dua mekanisme sintesis yang
dikenal dan keduanya meliputi pengusiran gugus asam amino dan gugus karboksil –
akhir dari cincin samping triptofan. Ada dua proses lain untuk menyingkirkan IAA yang bersifat
merusak. Yang pertama meliputi oksidasi dengan O2 dan hilangnya
gugus karboksil sebagai CO2. hasilnya bermacam-macam tapi biasanya
yang utama adalah 3-metilenoksindol.
Enzim yang mengkatalisis reaksi ini adalah IAA oksidase. Terdapat beberapa
isozim bagi IAA oksidase, dan semuanya atau hampir semuanya sama dengan peroksidase
yang berperan dalam lignin.
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). Hormon auksin merupakan zat pengatur tumbuh yang mempengaruhi
pemanjangan koleoptil gandum, yang telah dikemukakan oleh Charles Darein pada
abad ke-19. Percobaan definitive yang membuktikan adanya zat yang berdifusi dan
merangsang pembesaran sel, telah dikerjakan oleh Fritz Went di Holand pada
tahun 1920, dan pada tahun 1930 struktur dan identitas auksin diketahui sebagai
asam indol-3-asetat (IAA).
Auksin disintesis di pucuk batang dekat
meristem pucuk, jaringan muda (misal, daun muda), dan selau bergerak ke arah
bawah batang (polar), sehingga terjadi perbedaan auksin di ujung batang dan di
akar. Auksin banyak diproduksi di jaringan meristem pada bagian ujung-ujung
tumbuhan, seperti kuncup bunga, pucuk daun dan ujung batang. Selain itu di
embrio biji. Auksin tersebut disebarkan ke seluruh bagian tumbuhan, tetapi
tidak semua bagian mendapat bagian yang sama. Bagian yang jauh dari ujung akan
mendapatkan auksin lebih sedikit. Aktivitasnya meliputi perangsangan dan
penghambatan pertumbuhan, tergantung pada konsentrasi auksinnya. Jaringan yang
berbeda memberikan respon yang berbeda pula terhadap kadar auksin yang
merangsang atau menghambat pertumbuhan tanaman.
Auksin dan pemanjangan sel, meristem apikal
suatu tunas merupakan tempat utama sintesis auksin. Karena auksin dari apeks
tunas bergerak turun ke daerah pemanjangan sel, sehingga hormon akan merangsang
pertumbuhan sel – sel tersebut. Auksin berpengaruh hanya pada kisaran
konsentrasi tertentu, yaitu sekitar 10 -8 sampai 10-3 M.
Pada konsentrasi yang lebih tinggi, auksin bisa menghambat pemanjangan sel. Hal
ini disebabkan oleh tingginya level auksin yang menginduksi sintesis hormon
lain, yaitu etilen, yang umumnya bekerja sebagai inhibitor pertumbuhan tumbuhan
akibat pemanjangan sel. Jika terkena cahaya matahari, auksin akan mengalami
kerusakan sehingga menghambat pertumbuhan tumbuhan. Hal ini menyebabkan batang
membelok ke arah datangnya cahaya karena pertumbuhan bagian yang tidak terkena
cahaya, lebih cepat dari pada bagian yang terkena cahaya.
2.3 Macam-macam Hormon Auksin
Auksin yang ditemukan Went kini diketahui sebagai asam
indolasetat (IAA) dan beberapa ahli fifiologi masih menyamakan IAA dengan
auksin. Namun, tumbuhan mengandung tiga senyawa lain yang srukturnya mirip
dengan IAA dan menyebabkan banyak respon yang sama dengan IAA. Ketiga senyawa
tersebut dapat dianggap sebagai hormon auksin. Salah satunya adalah asam 4-
kloroindolasetat (4-kloroIAA) yang ditemukan pada biji muda berbagai jenis
kacang-kacangan. Yang lainnya asam fenilasetat (PAA) ditemui pada banyak jenis
tumbuhan dan sering lebih banyak jumlahnya dari pada IAA, walaupun kurang aktif dalam menimbulkan respon
khas IAA (Wightman dan Lighty, 1982; Leuba dan Le Torneau, 1990). Yang ketiga
asam indobutirat (IBA) yang ditemukan belakangan semula diduga hanya merupakan
auksin tiruan yang aktif namun ternyata ditemukan daun jagung dan berbagai
jenis tumbuhan dikotil sehingga barangkali zat tersebut tersebar luas pada
dunia tumbuhan.
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).
Dalam tubuh tumbuhan dijumpai dalam bentuk :
1.
bebas (IAA)
2.
terikat dengan molekul
lain
3.
sebagai prekursor : indol asetaldehid, indol
asetonitril, indol etanol, triptamin
4.
macam auxin endogen yang lain : IBA (indol asam
butirat) PAA (phenil asam asetat)
2.4 Biosintesis Auksin
IAA secara kimiawi mirip dengan asam amino triptofan yang
umumnya diterima menjadi molekul dari mana IAA berasal. Tiga mekanisme telah
diusulkan untuk menjelaskan konversi ini: Triptofan diubah menjadi asam
indolepyruvic melalui reaksi transaminasi. Asam Indolepyruvic kemudian diubah
menjadi indoleacetaldehyde oleh reaksi dekarboksilasi. Langkah terakhir
melibatkan oksidasi indoleacetaldehyde menghasilkan asam indoleacetic.
Gambar 2.1 Struktur beberapa senyawa alami yang
mempunyai aktivitas auksin
sumber:
sumber:
Gambar 2.2 skema Jalur terbentuknya
IAA ( Auksin)
Sumber
Sumber
Triptofan mengalami dekarboksilasi sehingga tryptamine.
Tryptamine kemudian teroksidasi dan deaminasi untuk indoleacetaldehyde. Molekul
ini selanjutnya dioksidasi untuk menghasilkan asam indoleacetic. Seperti
baru-baru 1991, mekanisme ini telah berkembang 3. IAA dapat diproduksi melalui
mekanisme triptofan-independen. Mekanisme ini kurang dipahami, tetapi telah
terbukti menggunakan trp (-) mutan. Percobaan lain menunjukkan bahwa, pada
beberapa tanaman, mekanisme ini sebenarnya adalah mekanisme yang disukai
biosintesis IAA.
Gambar 2.3 Mekanisme pembentukan IAA pada jaringan tumbuhan
Sumber:
Enzim bertanggung jawab atas biosintesis IAA yang paling
aktif dalam jaringan muda seperti meristem apikal tunas dan daun tumbuh dan
buah-buahan. Jaringan yang sama adalah lokasi di mana konsentrasi tertinggi IAA
ditemukan. Salah satu cara tanaman dapat mengontrol jumlah yang hadir IAA pada
jaringan pada waktu tertentu adalah dengan mengontrol biosintesis hormon.
Mekanisme lain kontrol melibatkan produksi konjugat yang dalam istilah yang sederhana,
molekul yang menyerupai hormon tetapi tidak aktif. Pembentukan konjugat mungkin
merupakan mekanisme untuk menyimpan dan mengangkut hormon aktif. Konjugasi
dapat dibentuk dari IAA melalui enzim hidrolase. Konjugasi dapat cepat
diaktifkan oleh rangsangan lingkungan menandakan respon hormonal cepat.
Degradasi auksin adalah metode akhir mengendalikan kadar auksin. Proses ini
juga memiliki dua mekanisme yang diusulkan dijelaskan di bawah ini:
IAA oksidasi oleh oksigen yang mengakibatkan hilangnya gugus
karboksil dan 3-methyleneoxindole sebagai produk pemecahan utama. IAA oksidase
adalah enzim yang mengkatalisis kegiatan ini. Konjugat dari IAA dan auksin
sintetis seperti 2,4-D tidak dapat dihancurkan oleh kegiatan ini. C-2 dari
cincin heterosiklik dapat teroksidasi sehingga oxindole-3-asam asetat. C-3
dapat teroksidasi selain C-2 sehingga dioxindole-3-asam asetat. Mekanisme yang
biosintesis dan degradasi molekul auksin terjadi adalah penting untuk aplikasi
pertanian masa depan. Informasi mengenai metabolisme auksin kemungkinan besar
akan menyebabkan manipulasi genetik dan kimia kadar hormon endogen sehingga
pertumbuhan diinginkan dan diferensiasi spesies tanaman penting. Pada akhirnya,
ada kemungkinan untuk mengatur pertumbuhan tanaman tanpa menggunakan herbisida
berbahaya dan pupuk (Davies, 1995; Salisbury dan Ross, 1992).
Auksin sintetis ini
sudah digunakan secara luas dan komersil di bidang pertanian, dimana batang,
pucuk dan akar tumbuh-tumbuhan memperlihatkan respon 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 peman-jangan sel, hormon auksin yang di kombinasikan dengan giberelin dapat memacu pertumbuhan
jaringan pembuluh dan mendorong pembelahan sel pada kambium pembuluh sehingga
mendukung pertumbuhan diameter batang.
Menurut Larsen, 1944 dalam Abidin (1982) Indoleacetaldehyde
diidentifikasikan sebagai bahan auksin yang aktif dalam tanaman. Selanjutnya
Larsen (1951); Bentley dan Houstley (1952) mengemukakan bahwa zat kimia
tersebut aktif dalam menstimulasi pertumbuhan kemudian berubah menjadi IAA.
Perubahan tersebut menurut Gordon (1956) adalah perubahan dari Tripthopan
menjadi IAA. Tryptamine sebagai salah satu zat organic, merupakan salah satu
zat yang terbentuk dalam biosintesis IAA. Dalam hal ini perlu dikemukakan pula
bahwa Tryptophan adalah zat organic terpenting dalam proses biosintesis IAA
(Thimann,1935).
Bahan organic lain yaitu Indoleacetonitrile adalah bahan organic yang
ditemukan dalam tanaman Cruciferae dan dapat dikelompokkan ke dalam auksin
(Jones et al.,1952). Menurut Thimann dan Mahadevan (1958), zat tersebut atas
bantuan enzim nitrilase dapat membentuk aksin. Cmelin dan Virtanen (1961)
menerangkan bahwa Indoleacetonitrile yang terdapat pada tanaman, terbentuk dari
Glucobrassicin atas bantuan aktivitas enzim myrosinase. Dan zat organik lain
(Indoleeethanol) yang terbentuk dari Trypthopan dalam biosintesis IAA atas
bantuan bakteri (Rayle dan Purves, 1976 dalam Abidin, 1982).
Sebagaimana kita ketahui, IAA adalah endogenous auksin yang terbentuk
dari Tryptophan yang merupakan suatu senyawa dengan inti Indole dan selalu
terdapat dalam jaringan tanaman. Didalam proses biosintesis, Trytophan berubah
menjadi IAA dengan membentuk Indole pyruvic acid dan indole-3-acetaldehyde.
Tetapi IAA ini dapat pula terbentuk dari Tryptamine yang selanjutnya menjadi
Indole-3-acetaldehyde, selanjutnya menjadi Indole-3-acetic acid (IAA).
Sedangkan mengenai perubahan dari ndole-3-acetonitrile menjadi IAA dengan
bantuan enzim nitrilase prosesnya masih belum diketahui (Abidin, 1982). Secara
sederhana bahwa gula (glukosa, arabinosa) dan lemak membentuk
kompleks IAA (Heddy, 1996).
Pemecahan IAA dapat pula terjadi di alam. Hal ini adalah sebagai
akibat adanya photo oksidasi dan enzim. Dalam photo oksidasi, pigmen pada
tanaman akan menyerap cahaya, kemudian energi ini dapat mengoksidasi IAA. Adapun
pigmen yang erperan adalah Ribovlavin dan B-Carotene
(Abidin, 1982). Enzymatic
oxidation yang terjadi pada IAA telah ditemukan oleh para ahli dalam berbagi
jaringan tanaman. Oksidasi IAA oleh hydrogen peroksida, kemudian di katalisasi
oleh enzim peroksida sehingga menghasilkan indolealdehyde yang bersifat naktif.
Ada hubungan yang berbanding terbalik antara aktivitas oksidase IAA dengan
kandungan IAA dalam tanaman. Apabila kandungan IAA tinggi, maka aktivitas IAA
oksidase menjadi rendah, begitu pula sebaliknya. Di daerah meristematic yang
kadar auksinnya tinggi, ternyata aktivitas IAA oksidasenya rendah. Sedangkan di
daerah perakaran yang kandungan auksinnya rendah ternyata aktivitas IAA oksidasenya
tinggi(Abidin, 1982).
Koepfli (1966) menerangkan bahwa posisi dan panjang rantai keasaman,
berpengaruh terhadap aktivitas auksin. Rantai yang mempunyai carboxyl group
yang dipisahkan oleh karbon atau oksigen akan memberikan aktivitas yang
optimal. Ssebagai contoh IAA dan 2,4-D. Dari hasil studi tentang pengaruh
auksin terhadap perkembangan sel menunjukkan bahwa auksin dapat meningkatkan
tekanan osmotic, meningkatkan permeabilitas sel terhdap air, meningkatkan
sintesis protein, meningkatkan plastisitas dan pengembangan dinding sel.
Menurut Wareing dan Phillps (1970) di dalam fase pertumbuhan tanaman tediri
dari dua fase yaiti fase pembelahan dan fase perrkembangan. Pada saat sel
mengalami enlargement phase, sel tidak hanya mengalami peregangan akan tetapi
juga mengalami penebalan dinding sel baru. Pertumbuhan sel ini distimulasi oleh
auksin(Abidin,
1982).
Pectic acid adalah suatu asam yang mengandung 1-4 rantai galacturonic
acid. Galacturonic acid ini merupakan turunan dari galactose sebagai hasil
oksidase carbon-6 suatu carbinoyl group (-CH2OH) menjadi suatu carboxyl group
(-COOH). Dalam proses selanjutnya, terjadilah pergantian dari (-COOH) menjadi
(-CH3) dengan mengalami proses esterisasi yang akhirnya menjadi Pectin. Tetapi
pectic acid pun dapat pula berubah menjadi calcium pectate dengan penambahan
Ca2+. Penambahan Ca2+ pada dinding sel dapat mengakibatkan rigiditas pada
dinding sel, yang menghambat proses cell enlargement. Untuk menghindari
hambatan tersebut auksin mempunyai peranan dalam menggeser Ca2+ dari pectic
substance, sehingga terjadi pelunakan pada dinding sel(Abidin,
1982).
Menurut Delvin, 1975 dalam Abidin (1982),
kehadiran auksin berpengaruh tehadap sintesa protein. Fungsi auksin di dalam
proses tersebut membebaskan DNA dari Histone untuk sintesis RNA. mRNA akan
membantu pembentukan enzim-enzim, enzim-enzim ini akan meningkatkan plastisitas
dan plelebaran dinding sel. Sehingga secara umum auksin mendorong perpanjangan
sel dengan cara mempengaruhi dinding sel.
2.5 Penerapan Auksin pada Perkembangan
dan Pertumbuhan
Auxin adalah salah satu hormon tumbuh yang tidak terlepas dari proses
pertumbuhan dan perkembangan (growth and development) suatu tanaman. Hasil
penemuan Kogl dan Konstermans (1934) dan Thymann (1935) mengemukakan bahwa
Indole Acetic Acid (IAA) adalah suatu auxin. Auksin istilah berasal dari kata
Yunani auxein yang berarti tumbuh. Senyawa umumnya dianggap auksin jika mereka
dapat dicirikan oleh kemampuan mereka untuk menginduksi pemanjangan sel pada
batang dan sebaliknya menyerupai asam indoleacetic (auksin pertama kali
diisolasi) dalam aktivitas fisiologis. Auksin biasanya mempengaruhi
proses-proses lain selain pemanjangan sel batang sel tetapi karakteristik ini
dianggap penting dari semua auksin dan dengan demikian "membantu"
define hormon (Arteca, 1996; Mauseth, 1991; Raven, 1992; Salisbury dan Ross,
1992). Sejarah Auksin dan Penelitian Awal Auksin adalah hormon tanaman pertama
kali ditemukan. Charles Darwin merupakan salah satu ilmuwan pertama yang
mencoba-coba dalam penelitian tanaman hormon. Dalam bukunya "The Power of
Mutasi Tanaman" yang disajikan pada tahun 1880, ia pertama menggambarkan
efek cahaya pada gerakan rumput kenari (canariensis Phalaris) coleoptiles.
Koleoptil adalah daun khusus yang
berasal dari simpul pertama yang selubung yang epikotil dalam tahap pembibitan
tanaman melindunginya sampai muncul dari tanah. Ketika cahaya bersinar pada
koleoptil searah, itu membungkuk ke arah cahaya. Jika ujung koleoptil ditutup
dengan aluminium foil, tidak lentur akan terjadi terhadap cahaya searah. Namun
jika ujung koleoptil itu dibiarkan terbuka tetapi bagian tepat di bawah ujung
ditutupi, paparan sinar searah menghasilkan kelengkungan menuju terang.
Percobaan Darwin menyarankan bahwa ujung koleoptil adalah jaringan yang
bertanggung jawab untuk mengamati cahaya dan memproduksi beberapa sinyal yang
diangkut ke bagian bawah koleoptil dimana respon fisiologis membungkuk terjadi.
Dia kemudian memotong ujung koleoptil dan terkena sisa koleoptil terhadap
cahaya searah untuk melihat apakah melengkung terjadi. Lengkung tidak terjadi
mengkonfirmasikan hasil percobaan pertamanya (Darwin, 1880). Itu adalah tahun
1885 yang Salkowski menemukan indole-3-asetat (IAA) dalam media fermentasi
(Salkowski, 1885). Isolasi dari produk yang sama dari jaringan tanaman tidak
akan ditemukan dalam jaringan tanaman selama hampir 50 tahun.
IAA adalah auksin utama yang
terlibat dalam banyak proses fisiologis dalam tanaman (Arteca, 1996). Pada
tahun 1907, Fitting mempelajari efek membuat sayatan di kedua sisi terang atau
gelap tanaman. Hasil-Nya ditujukan untuk memahami jika translokasi sinyal
terjadi pada sisi tertentu dari pembangkit tersebut tetapi hasilnya tidak
meyakinkan karena sinyal mampu persimpangan atau terjadi di sekitar sayatan
(Fitting, 1907). Pada tahun 1913, percobaan Boysen-Jensen dimodifikasi Fritting
itu dengan memasukkan potongan mika untuk memblokir pengangkutan sinyal dan
menunjukkan bahwa pengangkutan auksin menuju pangkalan terjadi pada sisi gelap
dari tanaman yang bertentangan dengan sisi terkena sinar searah (Boysen
-Jensen, 1913). Pada tahun 1918, Paal dikonfirmasi hasil Boysen-Jensen dengan
memotong ujung koleoptil dalam gelap, memperlihatkan hanya tips untuk cahaya,
menggantikan ujung koleoptil pada tanaman tapi off terpusat ke satu sisi atau
yang lain.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa
pihak mana saja yang terkena koleoptil, kelengkungan terjadi ke sisi lain
(Paal, 1918). Soding adalah ilmuwan di samping memperluas penelitian auksin
dengan memperluas ide Paal itu. Dia menunjukkan bahwa jika tips yang terputus
ada penurunan dalam pertumbuhan tetapi jika mereka dipotong dan kemudian
diganti pertumbuhan terus terjadi (Soding, 1925). Pada tahun 1926, seorang
mahasiswa pascasarjana dari Belanda dengan nama Fritz Went menerbitkan sebuah
laporan yang menggambarkan bagaimana ia mengisolasi zat pertumbuhan tanaman
dengan menempatkan blok agar-agar di bawah ujung koleoptil untuk periode waktu
kemudian menghapus mereka dan menempatkan mereka di batang Avena dipenggal
(Went, 1926). Setelah penempatan agar-agar, reranting kembali pertumbuhan
(lihat di bawah). Pada tahun 1928, pergi mengembangkan metode untuk
mengkuantifikasi fitohormon ini. Hasil penelitiannya menujukkan bahwa
pembengkokan batang adalah sebanding dengan jumlah zat pertumbuhan agar-agar
(Went, 1928). Tes ini disebut tes kelengkungan Avena. (Lihat di bawah).
Sebagian besar pengetahuan kita
saat ini auksin diperoleh dari aplikasi. Pergi kerja yang memiliki pengaruh
besar dalam merangsang pertumbuhan tanaman penelitian substansi. Ia sering
dikreditkan dengan dubbing auksin istilah tapi sebenarnya Kogl dan Haagen-Smit
yang dimurnikan asam senyawa auxentriolic (auksin A) dari urin manusia di 1931
(Kogl dan Haagen-Smit, 1931). Kemudian Kogl senyawa lain terisolasi dari urine
yang sama dalam struktur dan fungsi seperti auxin A, salah satu yang indole-3
asam asetat (IAA) pada awalnya ditemukan oleh Salkowski pada tahun 1985. Pada
tahun 1954 sebuah komite ahli fisiologi tanaman menyusun karakteristik kelompok
auksin. Istilah ini berasal dari makna auxein Yunani "untuk tumbuh."
Senyawa umumnya dianggap auksin jika mereka disintesis oleh tanaman dan zat
yang berbagi aktivitas mirip dengan IAA (auksin pertama yang diisolasi dari
tanaman) (Arteca, 1996; Davies, 1995).
Auksin berperan dalam pertumbuhan untuk memacu proses pemanjangan sel.
Hormon auksin dihasilkan pada bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan.
Jika terkena cahaya matahari, auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis
ini mengakibatkan bagian yang tidak terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat
dari bagian yang terkena cahaya matahari. Akibatnya, tumbuhan akan membengkok
ke arah cahaya matahari. Auksin yang diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan
mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin
yang dihasilkan pada tunas apikal (ujung) batang dapat menghambat tumbuhnya
tunas lateral (samping) atau tunas ketiak. Bila tunas apikal akan menumbuhkan
daun-daun. Peristiwa ini disebut dominansi apikal.
Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan
menyebabkan terjadinya pembentukan buah tanpa biji, akar lateral (samping), dan
serabut akar. Pembentukan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses
penyerapan air dan mineral dapat berjalan optimum.
Auksin
memberikan pengaruh efek dalam penghambatan suatu faktor dominansi terhadap
kuncup samping (ketiak), yaitu zat penghambat yang terdapat di daun muda. Jika
auksin ditambahkan pada sisa batang yang terpotong, setelah apeks tajuk
dipangkas, maka perkembangan kuncup samping dan arah pertumbuhan cabang yang
tegak akan terhambat lagi pada banyak spesies. Penggantian kuncup atau daun
muda oleh auksin menunjukkan bahwa zat penghambat yang dihasilkan oleh IAA atau
auksin lain. Sekalipun uraian Tamas (1987) sangat mendukung hipotesis bahwa
auksin endogen merupakan penghambat, yang biasanya mencegah tumbuhnya kuncup
samping.
2.6 Proses Pengangkutan Auksin
Cara kerja hormon
Auksin adalah menginisiasi pemanjangan sel dan juga memacu protein tertentu yang 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 yang 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). Cara
pengangkutan auksin memiliki keistimewaan yang berbeda dengan pengangkutan
floem, di antaranya :
1.
Pergerakan
auksin itu lambat, hanya sekitar 1 cm jam-1 di akar dan batang.
2.
Pengangkutan
auksin berlangsung secara polar. Pada batang auksin ditransport
secara basipetal (away from apex), sedangkan
pada akar,
transport auksin secara akropetal ke arah ujung melalui parenkim vaskuler. Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 2.4
Proses transport auksin pada batang dan akar
Sumber:
Gambar
2.5 Pengangkutan auksin secara polar
Sumber:
3.
Pergerakan
auksin memerlukan energi metabolisme, seperti ditunjukkan oleh kemampuan zat
penghambat sintesis ATP atau keadaan kurang oksigen dalam menghambat pergerakan
itu.
2.7 Fungsi Hormon Auksin
Auksin berperan dalam
pertumbuhan untuk memacu proses pemanjangan sel. Hormon auksin dihasilkan pada
bagian koleoptil (titik tumbuh) pucuk tumbuhan. Jika terkena cahaya matahari,
auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis ini mengakibatkan bagian yang tidak
terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat dari bagian yang terkena cahaya
matahari. Akibatnya, tumbuhan akan membengkok ke arah cahaya matahari. Auksin
yang diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan,
dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan pada tunas apikal (ujung)
batang dapat menghambat tumbuhnya tunas lateral (samping) atau tunas ketiak.
Bila tunas apikal akan menumbuhkan daun-daun. Peristiwa ini disebut dominansi
apikal.
Gambar
2.6 Pengaruh cahaya terhadap auksin pada tunas
Sumber:
Gambar
2.7 Pergerakan tumbuhan membelok ke arah cahaya
Sumber:
Fungsi lain dari auksin
adalah merangsang kambium untuk membentuk xilem dan floem, memelihara
elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer (dinding sel yang pertama
kali dibentuk pada sel tumbuhan), menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun,
serta mampu membantu proses partenokarpi. Partenokarpi adalah proses pembuahan
tanpa penyerbukan. Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan menyebabkan terjadinya
pembentukan buah tanpa biji, akar lateral (samping), dan serabut akar.
Pembentukan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses penyerapan air dan
mineral dapat berjalan optimum.
Gambar 2.8
Peran ausin dalam merangsang auksin
Sumber:
Selain
itu Fungsi dari hormon auksin ini adalah 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.tumbuhan yang pada salah satu
sisinya disinari oleh matahari maka pertumbuhannya akan lambat karena kerja
auksin dihambat oleh matahari tetapi sisi tumbuhan yang tidak disinari oleh
cahaya matahari pertumbuhannya sangat cepat karena kerja auksin tidak
dihambat.sehingga hal ini akan menyebabkan ujung tanaman tersebut cenderung
mengikuti arah sinar matahari atau yang disebut dengan fototropisme.
Gambar 2.8 Pertumbuhan ujung akar
dan ujung batang
Sumber:
BAB
III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Beberapa jenis hormon tumbuh antara lain AIA, NAA, 2,4 D
sebagai zat pengatur tumbuh yang secara keseluruhan termasuk hormon auksin
sintetis yang tidak disintesis oleh tumbuhan itu sendiri. Hormon-hormon
sintetis ini menunjang pertumbuhan tanaman dengan didukung pula oleh hormon
alami yang sudah diproduksi oleh tumbuhan itu sendiri misalnya auksin pada
ujung akar dan ujung batang. Hormon AIA, NAA, 2,4 D bersama auksin mampu
mengatur pembesaran sel dan memacu pemanjangan dan pembesaran sel di daerah
belakang meristem ujung dan merangsang perkembangan akar lateral. Auksin
bersama dengan ketiga hormon itu berdifusi secara maksimal pada ujung koleoptil
dan ujung akar. Jadi, pengaruh dari berbagai hormon tumbuh seperti AIA, 2,4 D,
dan NAA sama yaitu berpengaruh untuk mengatur pembesaran sel dan memacu
pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung dan merangsang perkembangan
akar lateral.
Setiap hormon yang digunakan memiliki
pengaruh yang hampir sama terhadap pemanjangan jaringan radikula dan koleoptil
jagung meskipun terdapat beberapa perbedaan. Hormon tumbuh yang mempengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan yaitu IAA dan senyawa sintesis lainnya yang serupa
dengan IAA yaitu NAA, 2,4 D dan senyawa sintesis lainnya. Hormon tersebut
mempunyai sruktur kimia yang sama dengan sruktur kimia auksin. Hormon auksin
berperan dalam pertambahan panjang batang, pertumbuhan, diferensiasi,
percabangan akar, perkembangan buah, dominasi apikal, fototropisme dan
geotropisnme. Sitokinin berfungsi mempengaruhi pertumbuhan dan diferensiasi
akar, mendorong perkecambahan, menunda penuaan mendorong pembelahan sel dan
pertumbuhan secara umum.
Auksin adalah senyawa asam asetat
dengan gugus indol bersama derivatnya. Auksin alamiah yang diekstraksi dari
tumbuhan merupakan senyawa yang dinamai asam indolasetat (indoleacetic acid,
IAA). Selain IAA, tumbuhan mengandung tiga senyawa lain yang dianggap sebagai
hormon auksin, yaitu 4-kloro indolasetat (4 kloro IAA) yang ditemukan pada biji
muda jenis kacang-kacangan, asam fenil asetat (PAA) yang ditemui pada banyak
jenis tumbuhan, dan asam indolbutirat (IBA) yang ditemukan pada daun jagung dan
berbagai jenis tumbuhan dikotil.
Auksin banyak diproduksi di jaringan
meristem pada bagian ujung-ujung tumbuhan, seperti kuncup bunga, pucuk daun dan
ujung batang. Selain itu di embrio biji. Auksin tersebut disebarkan ke seluruh
bagian tumbuhan, tetapi tidak semua bagian mendapat bagian yang sama. Bagian
yang jauh dari ujung akan mendapatkan auksin lebih sedikit.
Fungsi utama
auksin yaitu merangsang pemanjangan batang, pertumbuhan, diferensiasi,
percabangan akar, perkembangan buah, dominansi apikal, fototropisme, dan
gravitropisme.
Auksin dan pemanjangan sel, Meristem
apikal suatu tunas merupakan tempat utama sintesis auksin. Karena auksin dari
apeks tunas bergerak turun ke daerah pemanjangan sel, sehingga hormon akan
merangsang pertumbuhan sel – sel tersebut. Auksin berpengaruh hanya pada
kisaran konsentrasi tertentu, yaitu sekitar 10 -8 sampai 10-3 M.
Pada konsentrasi yang lebih tinggi, auksin bisa menghambat pemanjangan sel. Hal
ini disebabkan oleh tingginya level auksin yang menginduksi sintesis hormon
lain, yaitu etilen, yang umumnya bekerja sebagai inhibitor pertumbuhan tumbuhan
akibat pemanjangan sel. Jika terkena cahaya matahari, auksin akan mengalami kerusakan
sehingga menghambat pertumbuhan tumbuhan. Hal ini menyebabkan batang membelok
ke arah datangnya cahaya karena pertumbuhan bagian yang tidak terkena cahaya,
lebih cepat daripada bagian yang terkena cahaya.
Efek lain
auksin, selain merangsang pemanjangan sel untuk pertumbuahan primer, auksin
mempengaruhi pertumbuhan sekunder dengan cara menginduksi pembelahan sel pada
kambium pembuluh dan dengan mempengaruhi diferensiasi xilem sekunder. Auksin
juga meningkatkan aktifitas pembentukan akar adventif pada pangkal potongan
dari suatu batang. Pada benih yang berkembang juga mensintesis auksin, yang
meningkatkan pertumbuhan buah pada banyak tumbuhan.
3.2 Kritik dan Saran
Pembuatan makalah ini dibuat dengan
maksud untuk memenuhi tugas mata kuliah anatomi tumbuhan. Makalah ini berisikan
uraian singkat mengenai pengertian, macam, biosintesis, pengangkutan
serta fungsi, dan lain sebagainya mengenai “Hormon Auksin”. Namun kami
menyadari bahwa penyusunan makalah ini masih jauh dari sempurna. Pepatah
mengatakan “Tak ada gading yang tak retak”, manusia tak luput dari salah dan
lupa dan kesempurnaan hanya milik Allah SWT. Oleh karena itu, kami siap untuk
diberikan kritik yang tentunya kritikan yang membangun dan positif, juga
diikuti dengan saran yang positif pula.
DAFTAR PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar