AUXIN Bambang B. Santoso Fakultas Pertanian UNRAM Kamis, 16 September 2010
Auksin merupakan hormon (zpt) yang pertama kali ditemukan Auxin • Firts the original definition of a hormone. – Ditranportasikan dari tempat dibuat ke tempat memberikan aksi (pengaruh fisiologis)
Auksin • Istilah auksin diberikan pd sekelompok senyawa kimia yg memiliki fungsi utama mendorong pemanjangan kuncup yg sedang berkembang. • Beberapa auksin dihasikan secara alami oleh tumbuhan, misalnya IAA (indoleacetic acid), PAA (Phenylacetic acid), 4-chloroIAA (4-chloroindole acetic acid) dan IBA (indolebutyric acid) dan beberapa lainnya merupakan auksin sintetik, misalnya NAA (napthalene acetic acid), 2,4 D (2,4 dichlorophenoxyacetic acid) dan MCPA (2-methyl-4 chlorophenoxyacetic acid) .
Auksin Fungsi Utama • Mempengaruhi pertambahan panjang batang, pertumbuhan, diferensiasi dan percabangan akar; • perkembangan buah; • dominansi apikal; • fototropisme dan geotropisme. Tempat dihasilkan (lokasi) • Meristem apikal tunas ujung, daun muda, embrio dalam biji.
Auksin • Pada umumnya, auksin mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, dengan mempengaruhi : pembelahan sel, perpanjangan sel, dan differensiasi sel. • Menengahi respon fisiologis berjangka pendek dari tumbuhan terhadap stimulus lingkungan. • Mempunyai efek ganda; tergantung pada : tempat kegiatannya, konsentrasinya, dan stadia perkembangan tumbuhan.
Auksin • Dpt berperan mengubah ekspresi gen, dgn mempengaruhi aktivitas enzim yg ada, atau dgn mengubah sifat membran. • Beberapa peranan ini, dpt mengalihkan metabolisme dan pekembangan sel yg tanggap terhadap sejumlah kecil molekul hormon. • Lintasan transduksi sinyal, memperjelas sinyal hormonal dan meneruskannya ke respon sel spesifik.
SEJARAH SINGKAT AUKSIN • Charles Darwin 1880s- ujung tanaman membengkok ke arah sumber sinar (cahaya), kemudian dihipotesiskan ada senyawa pd ujung tsb yg bertanggung jawab terhdp pembengkokan. Respon ini kemudian disebut phototropism • Fritz Went 1920s-mempelajari ujung tanaman tsb dan kemudian menemukan senyawa yg dinamakan auxin (“to grow”). Saat itu istilah auksin pertama kali digunakan • 1930s-senyawa ditemukan pd urine manusia yg merangsang pertumbuhan tanaman (disebut auxins) • Auxin yg banyak (umum) ditemukan pd tumbuhan adalah indole-3-acetic acid (IAA)
Auxin Discovery
Auxin Discovery
Auxin Discovery
Senyawa organik yg dihasilkan tumbuhan yg dpt memodifikasi pertumbuhan sel melalui pengaruhnya terhdp pembelahan sel, perpanjangan sel, dan differensiasi
Region of division (daerah pembelahan) Region of elongation (daerah perpanjangan)
Region of differensiation (daerah differensiasi)
NATURALLY OCCURRING AUXIN
CH2
N
H INDOLE-3-ACETIC ACID
__
COOH
A SYNTHETIC AUXIN
O--CH2--COOH
Cl
Cl
2,4 DICHLOROPHENOXYACETIC ACID (2,4-D)
PERANAN AUKSIN DALAM PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN • CELL ELONGATION -cell enlargement and stem growth • CELL DIVISION -in the cambium; tissue culture • DIFFERENTIATION -vascular system (xylem and phloem) • ROOT INITIATION • TROPISMS-light and gravity
Isolating auxin from coleoptiles
Auxins • Perpanjangan batang (stem elongation) • Diproduksi di ujung batang (“B”) • Bergerak (migrasi) dari sel ke sel dalam batang
Apical dominance • Auxins – bergerak ke bawah dari ujung batang (apikal) dan menghambat pertumbuhan tunastunas samping (aksilar) pd bagian atas dari pucuk batang tsb.
Apical Dominance Cabang laterang di bawah ujung batang (apikal) dihambat pertumbuhannya, krn auksin yg ada berjumlah banyak (konsentrasi tinggi). Namun semakin ke bawah, pertumbuhan cabang lateral tidak dpt dihambat karena jumlah auksin sedikit. Efek apical dominance dpt dipatahkan dgn cara memangkas ujung batang (apikal) sehingga tanaman akan membentuk cabang lateral dgn intensif (vigorous).
Auxin associated with phototropism – early experiments demonstrate tip as receptor.
How Does Auxin Affect The Growth?
Side with more auxin grows more quickly
Differences in auxin concentrations affect relative growth rates
Phototropism – kemampuan membengkok menuju arah sumber cahaya • Auxins - responsible for plants bending towards light.
• Auxins – bergerak ke arah sisi batang yg gelap (ternaungi) dan merangsang perpanjangan selselnya.
Gravitropism (geotropism) – plant response to gravity • Auxins – responsible for plant response to gravity
• Auxins – bergerak ke bagian sisi bawah dari batang dan kemudian merangsang jaringan batang memanjang tumbuh ke arah atas.
Phototropism and the unequal distribution of auxin
Mekanisme Phototropisme akar dan pucuk - more auxins on shaded side
Mekanisme Geotropisme akar dan pucuk
- more auxins on lower side by gravity
Auxin and Geotropism
Root development • Auxins merangsang perkembangan akar pd stek • Bbrp tanaman menghasilkan banyak auksin sehingga memudahkan perkembangan akar pd stek • Sebagian tanaman membutuhkan tambahan auksin sintetik seperti IBA
Pertumbuhan tunas (pucuk) meningkat seiring dgn meningkatnya konsentrasi auksin hingga titik tertinggi, kemudian pd konsentrasi maksimum pertumbuhan tunas dihambat.
Pertumbuhan akar dirangsang oleh konsentrasi auksin rendah dibandingkan perrtumbuhan tunas. Konsentrasi yg cocok utk pertumbuhan tunas menghambat pertumbuhan akar. Konsentrasi yg merangsang pertumbuhan maksimum akar tidak merangsang pertyumbuhan tunas.
Auxins function best at very low concentrations.
AUXIN SYNTHESIS AND TRANSPORT • Precursors : INDOLE AND TRYPTOPHAN • Pertama kali dibentuk di primordia daun dan daun muda pucuk apikal, tunas aksilar, dan juga dlm bbrp biji maupun akar • Ditransportasikan dari sel ke sel, utamanya dari dasar (akar) tanaman
Metabolisme Pembentukan Auksin
Auxin Transport • Dalam jaringan kambium dan benang-benang prokambial. • Dimungkinkan pula melalui sel-sel epidermal. • Transport ke akar kemungkinan terjadi melalui phloem.
Transportasi Auxin • Basipetal : ke arah bawah dari apikal
• Apoplastic : di luar sel-sel • Symplastic : melalui sel-sel dan plasmodesmata • Phloem : Bentuk-bentuk terikat seperti Glycosides
Auxin Polar Transport
Polar transport of Auxin
1. Saat auksin menemui lingkungan yg asam dari dinding sel, molekulnya akan mengikat ion hydrogen (H+) sehingga menjadi bermuatan netral. 2. Sebagai suatu molekul netral yg berukuran relatif kecil, auksin melintas melalui membran plasma. 3. Pada bagian sebelah dalam sel, pH lingkungan 7, menyebabkan auksin berionisasi menjadi auksin bermuatan negatif dan ion H+. Pada waktu yg singkat ini, hormon berada di dlm sel, karena membran plasma lebih permeabel terhadap ion, drpd terhadap molekul yg netral, dgn ukuran yg sama.
Polar transport of Auxin
4. Pemompaan proton yg dikendalikan ATP, mengatur perbedaan pH antara di sebelah dalam sel dgn di sebelah luar sel. 5. Auksin dpt ke luar dari sel, hanya pd bagian basal sel, tempat protein karier spesifik terpasang di dlm membran (protein pembawa auksin). 6. Pemompaan proton, berperan terhadap aliran auksin ini, dengan cara membuat suatu potensial membran (tekanan) melewati membran, yang membantu transportasi anion auksin ke luar dari sel
Donor Aseptor
Atas
Bawah
Cara Kerja Auxin Mechanism of Action • Mengikat reseptor protein membran plasma • Transport ke dalam sel • Mengaktifkan ATPase dlm membran plasma • H+ ion extrusion • Pengasaman dinding sel • Memecah ikatan hemicellulose-pectin • Penggantian bagian cellulose microfibrils • Pelebaran/pembesaran sel
AGRONOMIC USES OF AUXIN • Memproduksi buah tdk berbiji (tomato, grapes); atau dikenal sbg parthenocarpy (buah tanpa fertilization) • Pengakaran pd stek yang digunakan utk membuat klon tanaman terpilih • Herbisida – pd konsentrasi tinggi, jenis auksin seperti 2,4-D dpt mematikan tanaman berdaun lebar dikotil (biasanya sbg gulma)
AGRONOMIC USES OF AUXIN Chemical Thinning (pengguguran) • Differential sensitivity of developing fruit • High Concentration of NAA causes abscission • Induction of Ethylene Synthesis Tissue Culture Propagation • Auxin:Cytokinin Ratio • High – Roots • Low - Shoots Equal - Callus
Auxin Responses • Cell Enlargement • Shoot Growth • Internodes • Tubers • Bulbs • Root Growth • Storage Roots • Adventicious Roots • Fruit Growth • Strawberry - Receptacle enlargement • Apical Dominance • Auxin:Cytokinin Ratio • High - Dormant Axillary Buds • Low - Axillary Bud Growth
Auxin and root formation
Additional responses to auxin • • • • •
abscission - loss of leaves flower initiation sex determination fruit development apical dominance
REFERENCES
• 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 • Google search (images) auxin, IAA, 2,4-D, etc • Taiz, L., E Zeiger. 2002. Plant Physiology. Third Edition. Sinauer Associates, Inc., Publishers. Sunderland, Massachusetts.
