Pembangunan pertanian di Indonesia saat ini dan selanjutnya harus dilakukan dengan penerapan teknologi baru seperti bioteknologi dan penggunaan zat pengatur tumbuh. Masalahnya sekarang , mampukah kita menyeleksi teknologi baru ini yang sesuai dengan keadaan Indonesia dalam rangka menunjang pembangunan pertanian yang tangguh dan berkelanjutan.
Konsep zat pengatur tumbuh diawali dengan konsep hormon tanaman. Hormon tanaman adalah senyawa-senyawa organik tanaman yang dalam konsentrasi yang rendah mempengaruhi proses-proses fisiologis. Proses-proses fisiologis ini terutama tentang proses pertumbuhan, differensiasi dan perkembangan tanaman. Proses-proses lain seperti pengenalan tanaman, pembukaan stomata, translokasi dan serapan hara dipengaruhi oleh hormon tanaman. Hormon tanaman kadang-kadang juga disebut fitohormon, tetapi istilah ini lebih jarang digunakan.
Istilah hormon ini berasal dari bahasa Gerika yang berarti pembawa pesan kimiawi (Chemical messenger) yang mula-mula dipergunakan pada fisiologi hewan. Dengan berkembangnya pengetahuan biokimia dan dengan majunya industry kimia maka ditemukan banyak senyawa-senya-wa yang mempunyai pengaruh fisiologis yang serupa dengan hormon tanaman. Senyawa-senyawa sintetik ini pada umumnya dikenal dengan nama zat pengatur tumbuh tanaman (ZPT = Plant Growth Regulator). 3 ciri fitohormon adalah sebagai berikut:
• Fitohormon atau hormon tanaman ada-lah senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil (< 1mM) yang disintesis pada bagian tertentu, pada umumnya ditranslokasikan kebagian lain tanaman dimana senyawa tersebut menghasilkan suatu tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis.
• Zat Pengatur Tumbuh adalah senyawa organik bukan nutrisi yang dalam konsentrasi rendah (< 1 mM) mendorong, menghambat atau secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
• Inhibitor adalah senyawa organik yang menghambat pertumbuhan secara umum dan tidak ada selang konsentrasi yang dapat mendorong pertumbuhan. Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. 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). 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. Retardan. Cathey (1975) mendefinisikan retar dan sebagai suatu senyawa organik yang menghambat perpanjangan batang, meningkatkan warna hijau daun, dan secara tidak langsung mem-pengaruhi pembungaan tanpa menyebabkan pertumbuhan yang abnormal.
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.
• Sitokinin
Sitokinin merupakan ZPT yang mendorong pembelahan (sitokinesis). Beberapa macam sitokinin merupakan sitokinin alami (misal : kinetin, zeatin) dan beberapa lainnya merupakan sitokinin sintetik. Sitokinin alami dihasilkan pada jaringan yang tumbuh aktif terutama pada akar, embrio dan buah. Sitokinin yang diproduksi di akar selanjutnya diangkut oleh xilem menuju sel-sel target pada batang. Ahli biologi tumbuhan juga menemukan bahwa sitokinin dapat meningkatkan pembelahan, pertumbuhan dan perkembangan kultur sel tanaman. Sitokinin juga menunda penuaan daun, bunga dan buah dengan cara mengontrol dengan baik proses
kemunduran yang menyebabkan kematian sel-sel tanaman. Penuaan pada daun melibatkan penguraian klorofil dan protein-protein, kemudian produk tersebut diangkut oleh floem ke jaringan meristem atau bagian lain dari tanaman yang membutuhkannya.
Daun kacang jogo (Phaseolus vulgaris) yang ditaruh dalam wadah berair dapat ditunda penuaannya beberapa hari apabila disemprot dengan sitokinin. Sitokinin juga dapat menghambat penuaan bunga dan buah. Penyemprotan sitokinin pada bunga potong dilakukan agar bunga tersebut tetap segar. Sebagian besar tumbuhan memiliki pola pertumbuhan yang kompleks yaitu tunas lateralnya tumbuh bersamaan dengan tunas terminalnya. Pola pertumbuhan ini merupakan hasil interaksi antara auksin dan sitokinin dengan perbandingan tertentu.
Sitokinin diproduksi dari akar dan diangkut ke tajuk, sedangkan auksin dihasilkan di kuncup terminal kemudian diangkut ke bagian bawah tumbuhan. Auksin cenderung menghambat aktivitas meristem lateral yang letaknya berdekatan dengan meristem apikal sehingga membatasi pembentukan tunas-tunas cabang dan fenomena ini disebut dominasi apikal. Kuncup aksilar yang terdapat di bagian bawah tajuk (daerah yang berdekatan dengan akar) biasanya akan tumbuh memanjang dibandingkan dengan tunas aksilar yang terdapat dekat dengan kuncup terminal. Hal ini menunjukkan ratio sitokinin terhadap auksin yang lebih tinggi pada bagian bawah tumbuhan.
Interaksi antagonis antara auksin dan sitokinin juga merupakan salah satu cara tumbuhan dalam mengatur derajat pertumbuhan akar dan tunas, misalnya jumlah akar yang banyak akan menghasilkan sitokinin dalam jumlah banyak. Peningkatan konsentrasi sitokinin ini akan menyebabkan sistem tunas membentuk cabang dalam jumlah yang lebih banyak. Interaksi antagonis ini umumnya juga terjadi di antara ZPT tumbuhan lainnya.
• Sejarah Penemuan Sitokinin
1913 Haberlandt
• Cairan floem menginduksi pembelahan sel parenkim kentang
• Berarti terdapat senyawa yang merangsang pembelahan sel
1921 Haberlandt
• Jika ada luka maka ada proses induksi pembelahan sel untuk menutup permukaan yang luka
• Senyawa perangsang pembelahan sel diduga merupakan molekul yang kecil
1941 Skoog
• Teknologi kultur jaringan tumbuhan mulai berkembang
• Apakah sel dapat diikusi untuk tumbuh secara normal sebagai sel bila dikultur secara in vitro ?
• Apakah penambahan nutrisi dan zat pengatur tumbuh, auksin, Cukup untuk menginduksi sel untuk tumbuh secara normal?
• Jaringan internodus batang tidak dapat tumbuh pada saat dikultur pada media tanpa ditambah hormon auksin
• Ketika auksin diaplikasikan pada empulur batang tembakau à sel membesar tapi tidak membelah
• Senyawa alami apakah yang mengandung senyawa yang dapat merangsang pembelahan sel ??
• Ekstrak batang tembakau memberikan pengaruh yang tidak konsisten
• Air kelapa, malt, ekstrak yeast, DNA sperma ikan herring yang diotoklaf merangsang pembelahan sel empulur tembakau
1955-6 Miller et al.
• Kinetin(furfurylamino purine) berhasil diidentifikasi dari DNA ikan hering yang diotoklaf sebagai zat kimia yang dapat merangsang pembelahan sel
• Kinetin terbentuk dari reaksi antara adenine dan deoxyribose atau reaksi kompleks yang melibatkan proses dehidrasi dan rearrangement residu deoxyadenosine
• Kinin semula diusulkan sbg nama, ternyata sudah digunakan untuk hormon pd hewan. dipilih nama cytokinin(Skoog) (sitokinesis = pembelahan sel)
• Kinetin jelas terbukti sebagai senyawa yang secara in vivo berperan sebagai sitokinin
1963-64 Letham
• Sitokinin pertama kali diisolasi dan diidentifikasi strukturnya dari jagung kernels
• karena Letham berasal dari New Zealand, atau karena senyawa ini diisolasi dari Zea maize, maka diberi nama ZEATIN.
Fungsi dan Manfaat Sitokinin Bagi Organisme asalnya
a. Pengaturan pembelahan sel dan diferensiasi sel
Sitokinin, diproduksi dalam jaringan yang sedang tumbuh aktif, khususnya pada
akar, embrio, dan buah. Sitokinin yang diproduksi di dalam akar, akan sampai ke jaringan yang dituju, dengan bergerak ke bagian atas tumbuhan di dalam cairan xylem. Bekerja bersama-sama dengan auksin; sitokinin menstimulasi pembelahan sel dan mempengaruhi lintasan diferensiasi. Efek sitokinin terhadap pertumbuhan sel di dalam kultur jaringan, memberikan petunjuk tentang bagaimana jenis hormon ini berfungsi di dalam tumbuhan yang lengkap. Ketika satu potongan jaringan parenkhim batang dikulturkan tanpa memakai sitokinin, maka selnya itu tumbuh menjadi besar tetapi tidak membelah. Sitokinin secara mandiri tidak mempunyai efek, akan tetapi, apabila sitokinin itu ditambahkan bersama-sama dengan auksin, maka sel itu dapat membelah.
b. Pengaturan Dominansi Apikal
Sitokinin, auksin, dan faktor lainnya berinteraksi dalam mengontrol dominasi apikal, yaitu suatu kemampuan dari tunas terminal untuk menekan perkembangan tunas aksilar. Sampai sekarang, hipotesis yang menerangkan regulasi hormonal pada dominansi apikal, yaitu hipotesis penghambatan secara langsung, menyatakan bahwa auksin dan sitokinin bekerja secara antagonistis dalam mengatur pertumbuhan tunas aksilari.
Berdasarkan atas pandangan ini, auksin yang ditransportasikan ke bawah tajuk dari tunas terminal, secara langsung menghambat pertumbuhan tunas aksilari. Hal ini menyebabkan tajuk tersebut menjadi memanjang dengan mengorbankan percabangan lateral. Sitokinin yang masuk dari akar ke dalam sistem tajuk tumbuhan, akan melawan kerja auksin, dengan mengisyaratkan tunas aksilar untuk mulai tumbuh. Jadi rasio auksin dan sitokinin merupakan faktor kritis dalam mengontrol penghambatan tunas aksilar.
Banyak penelitian yang konsisten dengan hipotesis penghambatan langsung ini. Apabila tunas terminal yang merupakan sumber auksin utama dihilangkan, maka penghambatan tunas aksilar juga akan hilang dan tanaman menjadi menyemak. Aplikasi auksin pada permukaan potongan kecambah yang terpenggal, akan menekan kembali pertumbuhan tunas lateral. Mutan yang terlalu banyak memproduksi sitokinin, atau tumbuhan yang diberi sitokinin, juga bertendensi untuk lebih menyemak dibanding yang normal.
Keterangan Gambar :
a) Auksin dari tunas apikal menghambat pertumbuhan tunas aksilar. Hal ini menolong perpanjangan tunas sumbu utama. Sitokinin, yang ditransportasi dari akar ke atas, berlawanan dengan auksin, menstimulasi pertumbuhan tunas aksilar. Hal inilah yang menjawab mengapa, pada kebanyakan tumbuhan, tunas aksilar di dekat ujung tajuk kurang pertumbuhannya dibanding dengan tunas aksilar yang dekat dengan akar.
b) Apabila tunas apikal dibuang, maka pada tumbuhan yang sama, memungkinkan
tumbuhnya cabang lateral.
Efek Anti Penuaan
Sitokinin, dapat menahan penuaan beberapa organ tumbuhan, dengan menghambat pemecahan protein, dengan menstimulasi RNA dan sintesis protein, dan dengan memobilisasi nutrien dari jaringan di sekitarnya. Apabila daun yang dibuang dari suatu tumbuhan dicelupkan ke dalam larutan sitokinin, maka daun itu akan tetap hijau lebih lama daripada biasanya. Sitokinin juga memperlambat deteorisasi daun pada tumbuhan utuh. Karena efek anti penuaan ini, para floris melakukan penyemprotan sitokinin untuk menjaga supaya bunga potong tetap segar.
• Aplikasi untuk Kebutuhan Manusia
• Digunakan para floris melakukan penyemprotan sitokinin untuk menjaga supaya bunga potong tetap segar.
• Digunakan para petani tembakau untuk mengatur pertumbuhan tunas pada tembakau
• Penyemprotan atau pencelupan sitokinin dapat memperpanjang umur simpan/display berbagai sayuran hijau seperti asparagus, brokoli, dan selada.
• Sitokinin sintetik benzyladenine banyak dipakai dalam kultur jaringan untuk merangsang pembelahan sel, meningkatkan percabangan, produksi embrio somatik, dan perbanyakan tunas adventif.
DAFTAR PUSTAKA
Bambang B. Santoso. 2010. Cytokinin. Fakultas Pertanian UNRAM.
Intan Ratna Dewi A. 2008. Peranan dan Fungsi Fitohormon bagi Pertumbuhan Tanaman. Bandung: Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.
Dr. Agus Karyanto. 2008. Pertumbuhan & Perkembangan Tanaman (sitokinin). Jurusan BDP FP UNILA.
0 komentar:
Posting Komentar