Senin, 17 September 2012

ZAT PENGATUR TUMBUH (ZPT)


PENDAHULUAN

            Tuhan menciptakan makhluk hidup dengan perencanaan yang sempurna. Misalnya, biji kedelai dapat tumbuh menjadi tanaman kedelai dan akhirnyan dapat menghasilkan biji kedelai lagi. Siklus hidup tumbuhan umumnya berlangsung seperti itu.
            Pada setiap tahap kehidupan suatu tumbuhan, sensitivitas terhadap lingkungan dan koordinasi respons sangat jelas terlihat. Satu bagian tumbuhan dapat mengirim sinyal ke bagian yang lain. Sebagai contoh, kuncup terminal pada ujung (apeks) suatu tunas mampu menekan pertumbuhan tunas aksiler yang mungkin saja bermeter-meter jauhnya. Tumbuhan dapat mengenali waktu harian dan waktu tahunan. Tumbuhan dapat mengindera gravitasi dan arah cahaya dan menanggapi stimulus-stimulus ini dengan cara yang kelihatannya sangat wajar bagi kita.  
            Pertumbuhan, perkembangan dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormone tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan ‘hormon’ sendiri menggunakan analogi fungsi hormone pada hewan; dan sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah sedikit di dalam sel. Bebebrapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon teretentu (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). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator).
            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. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.

ZAT PENGATUR TUMBUH

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. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Sinyal kimia interseluler untuk pertama kali ditemukan pada tumbuhan. Konsentrasi yang sangat rendah dari senyawa kimia tertentu yang diproduksi oleh tanaman dapat memacu atau menghambat pertumbuhan atau diferensiasi pada berbagai macam sel-sel tumbuhan dan dapat mengendalikan perkembangan bagian-bagian yang berbeda pada tumbuhan.
Dengan menganalogikan senyawa kimia yang terdapat pada hewan yang disekresi oleh kelenjar ke aliran darah yang dapat mempengaruhi perkembangan bagian-bagian yang berbeda pada tubuh, sinyal kimia pada tumbuhan disebut hormon pertumbuhan. Namun, beberapa ilmuwan memberikan definisi yang lebih terperinci terhadap istilah hormon yaitu senyawa kimia yang disekresi oleh suatu organ atau jaringan yang dapat mempengaruhi organ atau jaringan lain dengan cara khusus. Berbeda dengan yang diproduksi oleh hewan senyawa kimia pada tumbuhan sering mempengaruhi sel-sel yang juga penghasil senyawa tersebut disamping mempengaruhi sel lainnya, sehingga senyawa-senyawa tersebut disebut dengan zat pengatur tumbuh untuk membedakannya dengan hormon yang diangkut secara sistemik atau sinyal jarak jauh.
Ahli biologi tumbuhan telah mengidentifikasi 5 tipe utama ZPT yaitu auksin, sitokinin,giberelin, asam absisat dan etilen. Tiap kelompok ZPT dapat menghasilkan beberapa pengaruh yaitu kelima kelompok ZPT mempengaruhi pertumbuhan, namun hanya 4 dari 5 kelompok ZPT tersebut yang mempengaruhi perkembangan tumbuhan yaitu dalam hal diferensiasi sel. Selain kelima kelompok itu, dikenal pula kelompok-kelompok lain yang berfungsi sebagai hormon tumbuhan namun diketahui bekerja untuk beberapa kelompok tumbuhan atau merupakan hormon sintetik, seperti brasinosteroid, asam jasmonat, asam salisilat, dan poliamina. Beberapa senyawa sintetik berperan sebagai inhibitor (penghambat perkembangan).
Pengaruh dari suatu ZPT bergantung pada spesies tumbuhan, situs aksi ZPT pada tumbuhan, tahap perkembangan tumbuhan dan konsentrasi ZPT. Satu ZPT tidak bekerja sendiri dalam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, pada umumnya keseimbangan konsentrasi dari beberapa ZPT-lah yang akan mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Pada umumnya, hormon mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, dengan mempengaruhi : pembelahan sel, perpanjangan sel, dan differensiasi sel. Beberapa hormon, juga menengahi respon fisiologis berjangka pendek dari tumbuhan terhadap stimulus lingkungan. Setiap hormon, mempunyai efek ganda; tergantung pada : tempat kegiatannya, konsentrasinya, dan stadia perkembangan tumbuhannya.         
Hormon tumbuhan, diproduksi dalam konsentrasi yang sangat rendah; tetapi
sejumlah kecil hormon dapat membuat efek yang sangat besar terhadap pertumbuhan dan perkembangan organ suatu tumbuhan. Hal ini secara tidak langsung menyatakan bahwa, sinyal hormonal hendaknya diperjelas melalui beberapa cara.
Suatu hormon, dapat berperan dengan mengubah ekspresi gen, dengan mempengaruhi aktivitas enzim yang ada, atau dengan mengubah sifat membran. Beberapa peranan ini, dapat mengalihkan metabolisme dan pekembangan sel yang tanggap terhadap sejumlah kecil molekul hormon. Lintasan transduksi sinyal, memperjelas sinyal hormonal dan meneruskannya ke respon sel spesifik.
Respon terhadap hormon, biasanya tidak begitu tergantung pada jumlah absolute hormon tersebut, akan tetapi tergantung pada konsentrasi relatifnya dibandingkan dengan hormon lainnya. Keseimbangan hormon, dapat mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan daripada peran hormon secara mandiri. Interaksi ini akan menjadi muncul dalam penyelidikan tentang fungsi hormon.


PERANAN ZAT PENGATUR TUMBUH

A.           AUKSIN
Istilah auksin (auxin) sebetulnya digunakan untuk menjelaskan segala jenis bahan kimia yang membantu proses pemanjangan koleoptil, meskipun auksin sesungguhnya memiliki banyak fungsi pada monokotil maupun dikotil. Auksin alamiah yang diekstraksi dari tumbuhan merupakan suatua senyawa yang dinamai asam indolasetat (indoleacetic acid, IAA), PAA (Phenylacetic acid), 4-chloroIAA (4-chloroindole acetic acid) dan IBA (indolebutyric acid) dan beberapa lainnya merupakan auksin sintetik, misalnya NAA (naphthalene acetic acid), 2,4 D (2,4 dichlorophenoxyacetic acid) dan MCPA (2-methyl-4 chlorophenoxyacetic acid) . Selain auksin alamiah ini, beberapa senyawa lain, termasuk beberapa senyawa sintetik, memiliki aktivitas auksin.
Pengaruh IAA terhadap pertumbuhan batang dan akar tanaman kacang kapri. Kecambah yang diberi perlakuan IAA menunjukkan pertambahan tinggi yang lebih besar (kanan) dari tanaman kontrol (kurva hitam). Tempat sintesis utama auksin pada tanaman yaitu di daerah meristem apikal tunas ujung. IAA yang diproduksi di tunas ujung tersebut diangkut ke bagian bawah dan berfungsi mendorong pemanjangan sel batang. IAA mendorong pemanjangan sel batang hanya pada konsentrasi tertentu yaitu 0,9 g/l. Di atas konsentrasi tersebut IAA akan menghambat pemanjangan sel batang. Pengaruh menghambat ini kemungkinan terjadi karena konsentrasi IAA yang tinggi mengakibatkan tanaman mensintesis ZPT lain yaitu etilen yang memberikan pengaruh berlawanan dengan IAA. Berbeda dengan pertumbuhan batang, pada akar, konsentrasi IAA yang rendah (<10-5 g/l) memacu pemanjangan sel-sel akar, sedangkan konsentrasi IAA yang tinggi menghambat pemanjangan sel akar.
a.         Auksin Di Dalam Perpanjangan Sel
Meristem tunas apikal adalah tempat utama sintesis auksin. Pada saat auksin bergerak dari ujung tunas ke bawah ke daerah perpanjangan sel, maka hormon auksin mengstimulasi pertumbuhan sel, mungkin dengan mengikat reseptor yang dibangun di dalam membran plasma.
Auksin akan menstimulasi pertumbuhan hanya pada kisaran konsentrasi
tertentu; yaitu antara : 10-8 M sampai 10-4 M. Pada konsentrasi yang lebih tinggi; auksin akan menghambat perpanjangan sel, mungkin dengan menginduksi produksi etilen, yaitu suatu hormon yang pada umumnya berperan sebagai inhibitor pada perpanjangan sel.
Berdasarkan suatu hipotesis yang disebut hipotesis pertumbuhan asam (acid growth hypothesis), pemompaan proton membran plasma memegang peranan utama dalam respon pertumbuhan sel terhadap auksin. Di daerah perpanjangan tunas, auksin menstimulasi pemompaan proton membran plasma, dan dalam beberapa menit; auksin akan meningkatkan potensial membran (tekanan melewati membran) dan menurunkan pH di dalam dinding sel (Gambar. Pengasaman dinding sel ini, akan mengaktifkan enzim yang disebut ekspansin; yang memecahkan ikatan hidrogen antara mikrofibril sellulose, dan melonggarkan struktur dinding sel. Ekspansin dapat melemahkan integritas kertas saring yang dibuat dari sellulose murni.
Penambahan potensial membran, akan meningkatkan pengambilan ion ke dalam sel, yang menyebabkan pengambilan air secara osmosis. Pengambilan air, bersama dengan penambahan plastisitas dinding sel, memungkinkan sel untuk memanjang.
Auksin juga mengubah ekspresi gen secara cepat, yang menyebabkan sel dalam daerah perpanjangan, memproduksi protein baru, dalam jangka waktu beberapa menit. Beberapa protein, merupakan faktor transkripsi yang secara menekan ataupun mengaktifkan ekspresi gen lainnya.
Untuk pertumbuhan selanjutnya, setelah dorongan awal ini, sel akan membuat lagi sitoplasma dan bahan dinding sel. Auksin juga menstimulasi respon pertumbuhan selanjutnya.
a.         Auksin dalam Pembentukan Akar Lateral dan Akar Adventif
Auksin digunakan secara komersial di dalam perbanyakan vegetatif tumbuhan
melalui stek. Suatu potongan daun, maupun potongan batang, yang diberi serbuk pengakaran yang mengandung auksin, seringkali menyebabkan terbentuknya akar
adventif dekat permukaan potongan tadi.
b.        Auksin Sebagai Herbisida
Auksin sintetis, seperti halnya 2,4-dinitrofenol (2,4-D), digunakan secara meluas sebagai herbisida tumbuhan. Pada Monocotyledoneae, misalnya : jagung dan rumput lainnya dapat dengan cepat menginaktifkan auksin sintetik ini, tetapi pada Dicotyledoneae tidak terjadi, bahkan tanamannya mati karena terlalu banyak dosis hormonalnya. Menyemprot beberapa tumbuhan serialia ataupun padang rumput dengan 2,4-D, akan mengeliminir gulma berdaun lebar seperti dandelion.

B.            SITOKININ
Sitokinin merupakan hormon tumbuhan yang dihasilkan dalam jaringan yang sedang tumbuh dan aktif seperti embrio, akar, dan buah. Sitokinin ditemukan pada saat saintis sedang melakukan uji coba untuk menemukan zat aditif kimiawi yang bias meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan sel tumbuhan di dalam kultur jaringan. Pada tahun 1940-an, Johannes van Overbeek, yang bekerja pada Cold Spring Harbor Laboratory di New York, menemukan bahwa ia dapat merangsang pertumbuhan embrio tumbuhan dengan cara menmbahkan santan, endosperma cair dari biji kelapa raksasa, ke media kulturnya. Satu decade berikutnya, Folke Skoog dan Carlos O.Miller, di University of Wisconsin, menginduksi pembelahan sel tembakau yang sedang ditumbuhkan dalam kultur engan cara menambahkan sampel DNA yang sudah membusuk. Unsur penyusun aktif pada kedua aditif itu ternyata adlah bentuk-bentuk adenin yang sudah termodifikasi yaitu salah satu komponen asam-nukleat. Pengatur-pengatur pertumbuhan ini diberi nama sitokinin karena mereka merangsang sitokinesis, atau pembelahan sel.

Peranan Sitokinin
a.         Pengaturan Pembelahan Sel Dan Differensiasi Sel
Sitokinin diproduksi di dalam jaringan-jaringan yang tumbuh secara aktif, khususnya di dalam akar, embrio, dan buah. Sitokinin yang diproduksi pada akar akan mencapai jaringan sasarannya dengan cara bergerak naik sepanjang tumbuhan itu dalam getah xylem. Bersama-sama auksin, sitokinin merangsang pembelahan sel dan memengaruhi jalur diferensiasi.
Pengaruh sitokinin pada sel-sel yang tumbuh pada kultur jaringan memberikan petunjuk mengenai bagaimana kelompok ini berfungsi didalam suatu tumbuhan yang utuh. Ketika sepotong jaringan parenkhim dari batang dibiakkan tanpa sitokinin, sel-sel itu tidak membelah tetapi sel-sel itu akan tumbuh sangat besar. Jika hanya sitokinin yang ditambahkan ke dalam kultur, tidak aka nada pengaruh apapun. Nemun, jika sitokinin ditambahkan bersam-sama dengan auksin, sel-sel akan membelah. Rasio sitokinin terhadap auksin mengontrol diferensiasi sel. Ketika konsentrasi kedua hormone iru hampir sama, massa sel akan terus bertamabah, namun tetap sebagai kalus yang tidak berdiferensiasi. Jika sitokinin lebih banyak dari auksin, tunas batang akan berkembang, dari kalus tersebut. Jika auksin lebih pekat dibandingkan dengan sitokinin, akar akan terbentuk.


b.        Pengatur Dominansi Apikal
Interaksi lain dari sitokinin dan auksin dalam mengontrol dominansi apikal, kemampuan tunas terminal untuk menekan perkembangan tunas aksiler. Pada kasus ini kedua hormone tersebut bekerja antagonistik. Auksin yang ditranspor turun dari tunas terminal akan menekan tunas aksiler supaya tidak tumbuh, yang menyebabkan suatu tunas memanjang dengan meniadakan percabangan lateral. Tumbuhan bias bercabang banyak. namun demikian, sitokinin yang memasuki sistem tunas dari akar akan menghalangi kerja auksin dengan cara memberikan sinyal ke tunas aksiler untuk memulai pertumnuhan. Auksin tidak dapat menekan pertumbuhan tunas ini jika tunas telah tumbuh.
            Auksin maupun sitokinin bias mengtur pertumbuhan tunas aksiler secara tidak langsung dengan cara mengubah konsentrasi hormone lain, etilen.
c.         Sitokinin sebagai Hormon Anti Penuaan.
Sitokinin dapat menghambat penuaan beberapa organ tumbuhan, kemungkinan dengan menghambat perombakan protein, dengan merangsang sintesis RNA dan protein, dan dengan memobilisasi zat-zat makanan dari jaringan di sekitarnya. Jika daun yang dipotong dari suatu tumbuhan drendam dalam larutan sitokinin, daun tersebut akan tetap hijau lebih lama dibandingkan dengan yang tidak direndam. Kemungkinan sitokinin juga memperlambat penurunan kondisi daun pada tumbuhan utuh yang masih hidup. Karena pengaruh anti penuaan ini, para penjual bunga menyemprotkan sitokinin untuk mempertahankan potongan bunga agar tetap segar.

C.           GIBERELIN
Giberelin pertama sekali ditemukan oleh seorang saintis dari Jepang E. Kurosawa pada tahun 1926. Kurosawa mengamati sebuah sawah yang didalamnya tumbuh benih padi yang luar biasa tingginya. Sebelum bibit padi ini dewasa dan berbunga, padi tumbuh sedemikian tinggi dan kurus sehingga roboh. Ia menemukan bahwa padi itu terserang penyakit yang disebabkan oleh fungi dari genus Giberella.
Pada akhir tahun 1930-an, saintis Jepang telah meyakini bahwa Fungi menyebabkan pemanjangan batang padi secara berlebihan dengan cara mensekresi suatu bahan kimia, yang diberi nama Giberalin. Saintis Barat akhirnya mengetahui dan mempelajari giberalin setelah PD II.

Peranan Giberalin
a.        Pemanjangan Batang
Akar dan daun muda, adalah tempat utama yang memproduksi gibberellin. Gibberellin menstimulasi pertumbuhan pada daun maupun pada batang; tetapi efeknya dalam pertumbuhan akar sedikit. Di dalam batang, gibberellin menstimulasi perpanjangan sel dan pembelahan sel.
Peningkatan pemanjangan batang oleh giberalin dapat diamati dengan cara menggunakan hormon tersebut pada suatu varietas tumbuhan kerdil. Sebagai contoh, tumbuhan kacang polong kerdil (yang meliputi varietas yang dipelajari oleh Mendel) tumbuh mencapai ketinggian normal jika diberikan giberalin.
Suatu kasus spesifik dimana giberalin menyebabkan pemanjangan batang yang cepat adalah bolting, pertumbuhan tangkai bunga. Pada tahapan nonbunga, beberapa tumbuhan mengembangkan suatu bentuk roset; yaitu, tumbuh rendah mendekati tanah dengan ruas yang sangat pendek;  contohnya “kepala” kol. Ketika tumbuhan itu beralih ke tumbuhan reproduktif, suatu lonjakan giberalin akan menginduksi batang untuk memanjang secara cepat, sehingga meningkatkan jumlah bunga yang berkembang dari tunas pada ujung batang tersebut.
b.        Pertumbuhan Buah
Perkembangan buah adalah kasus lain dimana kita dapat mengamati kontrol auksin dan giberalin. Pada beberapa tumbuhan kedua hormone itu harus ada, supaya dapt berbuah. Aplikasi komersial giberalin yang paling penting adalah penyemprotan buah anggur Thompson yang tak berbiji. Hormon tersebut menyebabkan buah anggur tumbuh lebih besardan terpisah jauh satu sama lain.
c.         Perkecambahan
Banyak benih memiliki giberalin dalam konsentrasi tinggi, khususnya pada embrio. Setelah air diimbibisi, pembebasan giberalin dari embrio akan memberikan sinyal pada biji untuk mengakhiri dormansinya dan berkecambah.
Pada beberapa biji yang memerlukan kondisi lingkungan khusus untuk berkecambah, misal keterbukaan terhadap cahaya atau temperatur yang dingin, maka pemberian gibberellin akan memecahkan dormansi. Gibberellin, membantu pertumbuhan pada perkecambahan serialia, dengan menstimulasi sintesis enzim pencerna seperti α-amilase, yang memobilisasi cadangan makanan. Diduga giberelin yang terdapat di dalam biji merupakan penghubung antara isyarat lingkungan dan proses metabolik yang menyebabkan pertumbuhan embrio. Sebagai contoh, air yang tersedia dalam jumlah cukup akan menyebabkan embrio pada biji rumput-rumputan mengeluarkan giberelin yang mendorong perkecambahan dengan memanfaatkan cadangan makanan yang terdapat di dalam biji. Pada beberapa tanaman, giberelin menunjukkan interaksi antagonis dengan ZPT lainnya misalnya dengan asam absisat yang menyebabkan dormansi biji.

D.           ASAM ABSISAT (ABA)
Musim dingin atau masa kering merupakan waktu dimana tanaman beradaptasi menjadi dorman (penundaan pertumbuhan). Pada saat itu, ABA yang dihasilkan oleh kuncup menghambat pembelahan sel pada jaringan meristem apikal dan pada cambium pembuluh sehingga menunda pertumbuhan primer maupun sekunder. ABA juga memberi sinyal pada kuncup untuk membentuk sisik yang akan melindungi kuncup dari kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan. Dinamai dengan asam absisat karena diketahui bahwa ZPT ini menyebabkan absisi/rontoknya daun tumbuhan pada musim gugur. Nama tersebut telah popular walaupun para peneliti tidak pernah membuktikan kalau ABA terlibat dalam gugurnya daun.
Pada kehidupan suatu tumbuhan, merupakan hal yang menguntungkan untuk menunda/menghentikan pertumbuhan sementara. Dormansi biji sangat penting terutama bagi tumbuhan setahun di daerah gurun atau daerah semiarid, karena proses perkecambahan dengan suplai air terbatas akan mengakibatkan kematian.Sejumlah faktor lingkungan diketahui mempengaruhi dormansi biji, tetapi pada banyak tanaman ABA tampaknya bertindak sebagai penghambat utama perkecambahan. Biji-biji tanaman setahun tetap dorman di dalam tanah sampai air hujan mencuci ABA keluar dari biji.

Peranan Asam Absisat (ABA)
a.        Dormansi Biji
Dormansi biji, mempunyai nilai kelangsungan hidup yang besar; karena dia menjamin bahwa biji akan berkecambah; hanya apabila ada kondisi yang optimal dari : cahaya, temperatur, dan kelembaban.
Banyak tipe biji yang dorman, akan berkecambah ketika ABA pada biji tersebut dihilangkan, atau dinonaktifkan, dengan beberapa cara. Biji beberapa tumbuhan gurun, akan pecah dormansinya, apabila terjadi hujan yang lebat yang akan mencuci ABA dari biji.
Biji lainnya membutuhkan cahaya ataupun membutuhkan keterbukaan yang lebih lama terhadap temperatur dingin untuk memicu tidak aktifnya ABA. Sering kali rasio ABA-gibberellin menentukan; apakah biji itu akan tetap dorman atau akan berkecambah. Penambahan ABA ke dalam biji yang sedianya berkecambah, akan kembali menjadikan dalam kondisi dorman. Mutan jagung, yang mempunyai biji yang sudah berkecambah saat masih pada tongkolnya, tidak mempunyai faktor transkripsi fungsional yang diperlukan oleh ABA untuk menginduksi ekspresi gen tertentu 

b.        Menahan  Kekeringan
ABA, adalah sinyal internal utama, yang memungkinkan tumbuhan, untuk menahan kekeringan. Apabila suatu tumbuhan memulai layu, maka ABA berakumulasi di dalam daun, dan menyebabkan stomata menutup dengan cepat, untuk mengurangi transpirasi, dan mencegah kehilangan air berikutnya.
ABA, melalui pengaruhnya terhadap mesenjer ke-2, yaitu terhadap Ca (kalsium), menyebabkan peningkatan pembukaan saluran K (kalium) sebelah luar secara langsung di dalam membran plasma sel penutup. Hal ini mendorong kehilangan kalium dalam bentuk massif darinya, yang jika disertai dengan kehilangan air secara osmotis akan mendorong pengurangan turgor sel penutup yang mengecilkan celah stomata.
E.            ETHYLENE
Buah-buahan mempunyai arti penting sebagi sumber vitamine, mineral, dan zat-zat lain dalam menunjang kecukupan gizi. Buah-buahan dapat kita makan baik pada keadaan mentah maupun setelah mencapai kematangannya.  Sebagian besar buah yang dimakan adalah buah yang telah mencapai tingkat kematangannya.  Untuk meningkatkan hasil buah yang masak baik secara kualias maupun kuantitasnya dapat diusahakan dengan substansi tertentu antara lain dengan zat pengatur pertumbuhan Ethylene. Dengan mengetahui peranan ethylene dalam pematangan buah kita dapat menentukan penggunaannya dalam industri pematangan buah atau bahkan mencegah produksi dan aktifitas ethyelen dalam usaha penyimpanan buah-buahan.
Ethylene mula-mula diketahui dalam buah yang matang oleh para pengangkut buah tropica selama pengapalan dari Yamaika ke Eropa pada tahun 1934, pada pisang masak lanjut mengeluarkan gas yang juga dapat memacu pematangan buah yang belum masak. Sejak saat itu Ethylene (C2H2) dipergunakan sebagai sarana pematangan buah dalam industri.
Ethylene adalah suatu gas yang dapat digolongkan sebagai zat pengatur pertumbuhan (phytohormon) yang aktif dalam pematangan. Dapat disebut sebagai
hormon karena telah memenuhi persyaratan sebagai hormon, yaitu dihasilkan oleh
tanaman, besifat mobil dalam jaringan tanaman dan merupakan senyawa organik. Seperti hormon lainnya ethylene berpengaruh pula dalam proses pertumbuhan dan
perkembangan tanaman antara lain mematahkan dormansi umbi kentang, menginduksi pelepasan daun atau leaf abscission, menginduksi pembungaan nenas. Denny dan Miller (1935) menemukan bahwa ethylene dalam buah, bunga, biji, daun dan akar.
Proses pematangan buah sering dihubungkan dengan rangkaian perubahan yang dapat dilihat meliputi warna, aroma, konsistensi dan flavour (rasa dan bau). Perpaduan sifat-sifat tersebut akan menyokong kemungkinan buah-buahan enak dimakan.
a.        Senensens Pada Tumbuhan
Penuaan atau senesens adalah perkembangan dari perubahan yang tidak dapt berbalik arah yang akhirnya menuju pada kematian. Sebagai suatu bagian normal dari perkembangan tumbuhan, senesens bisa terjadi pada individu tahap sel, seluruh organ, atau seluruh tumbuhan. Unsur pembuluh xylem dan sel gabus menua dan mati sebelum mendapatkan fungsi khususnya. Daun musim gugur dan mahkota bunga yang layu adalah adalah contoh organ senesens. Tumbuhan tahunan menua dan mati setelah berbunga.

b.        Ethylene sebagai hormon pematangan
Beberapa perubahan struktrur dan metabolisme menyertai pematangan ovarium menjadi buah. Diantara perubahan ini, termasuk juga perombakan dinding sel yang melunakkan buah, dan penurunan kandungan klorofil yang menyebabkan kehilangan warna kehijauan, dapat dianggap sebagai proses penuaan. Ethylene memicu dan mempercepat perubahan tersebut, juga menyebabkan beberapa jenis buah yang matang, jatuh dari pohon.
Suatu reaksi yang berhubungan terjadi selama pematangan, karena ethylene memicu senesens, dan sel yang menua kemudian membebaskan lebih banyak ethylene. Karena ethylene adalah gas, sinyal untuk pematangan menyebar dari buah yang satu ke buah yang lain. Dalam skala komersial, banyak jenis buah yang diperam dalam container penyimpanan yang besar dimana gas ethylene disalurkan- suatu variasi yang modern dari metode pemeraman konvensional di dalam lumbung.
Pada kasus lain, suatu perlakuan digunakan untuk menghambat pematangan yang disebabkan oleh ethylene alamiah. Misalnya buah apel disimpan dalam tempat penyimpanan yang telah dibilas dengan karbon dioksida. Akumulasi ethylene dicegah dengan mengalirkan udara ke dalam tempat penyimpanan, kemudian karbon dioksida akan menghambat sintesis etilen baru.

c.         Absisi (Gugurnya) Daun
Tumbuhan yang kehilangan daun setiap musim gugur merupakan suatu adpatsi pohon untuk menjaga agar dirinya tidak mengalami kekeringan selama musim dingin karena akar tidak dapat menyerap air dari tanah yang membeku. Sebelum daun gugur, banyak zat-zat nutrisi esensial dialirkan ke jaringan penyimpanan dalam batang. Zat-zat nutrisi ini didaur ulang kembali untuk membentuk daun pada musim semi berikutnya. Daun musim gugur akan berhenti membuat klorofil yang baru sehingga kehilangan warna kehijauannya. Warna musim gugur adalah kombinasi pigmen yang baru dibuat selama musim gugur dan pigmen yang sebelumnya telah ada pada daun, akan tetapi diselubungi oleh klorofil yang berwarna hijau gelap.
Absisi dikontrol oleh perubahan pada keseimbangan ethylene dan auksin. Auksin yang dihasilkan oleh daun yang menua akan semakin sedikit, dan penurunan konsentrasi ini membuat sel pada lapisan absisi lebih sensitive terhadap ethylene. Pergeseran dalam keseimbangan hormonal ini membuat memperkuat tumbuhan itu sendiri, karena sel dalam lapisan absisi mulai menghasilkan tambahan ethylene, yang menghambat sintesis auksin oleh daun.

Aplikasi ZPT pada bidang pertanian
Seperti yang telah dibahas dimuka, ZPT sintetik sangat banyak digunakan pada pertanian modern. Tanpa ZPT sintetik untuk mengendalikan gulma, atau untuk mengendalikan pertumbuhan dan pengawetan buah-buahan, maka produksi bahan makanan akan berkurang sehingga harganya akan menjadi mahal. Disamping itu, muncul keprihatinan bahwa penggunaan senyawa sintetik secara berlebihan pada produksi pangan akan menimbulkan masalah lingkungan dan kesehatan serius. Sebagai conto dioksin, senyawa kimia sampingan dari sintesa 2, 4-D yang digunakan sebagai herbisida selektif untuk membasmi gulma berdaun lebar dari tumbuhan dikotil. Walaupun 2, 4-D tidak beracun terhadap mamalia, namun dioksin dapat menyebabkan cacat lahir, penyakit hati, dan leukimia pada hewan percobaan.
Sekarang ini, bagaimanapun juga, produksi bahan pangan secara organik menjadi relatif lebih mahal. Persoalan penggunaan senyawa kimia sintetik pada bidang pertanian melibatkan aspek ekonomi dan etika. Haruskah kita teruskan memproduksi pangan yang murah dan berlimpah dengan zat kimia sintetik dan masa bodoh terhadap masalah yang mungkin muncul, atau haruskah kita melakukan budidaya tanaman tanpa zat kimia sintetik berbahaya tetapi dengan menerima kenyataan bahwa harga bahan pangan akan lebih mahal.

DAFTAR PUSTAKA

Champbell. 2000. Biologi Jilid 2. Jakarta: Erlangga. (Hal 378-387)
Campbell, N. A. and J. B. Reece. 2002. Biology. Sixth Edition, Pearson Education. Inc.San Francisco. 802-831.

Lestari Endang G. 2011. Peranan Zat Pengatur Tumbuh Dalam Perbanyakan Tanaman melalui Kultur Jaringan, Jurnal Agro Biogen 7(1): 63-68

Hormon Tumbuhan. 2012. “http://en.wikipedia.org/wiki/Hormon Tumbuhan. Diakses tanggal 10 September 2012



Tidak ada komentar:

Poskan Komentar