GIBBERELLIN (GA) Bambang B. Santoso Fakultas Pertanian UNRAM 30 September 2010
PENGANTAR • Pd thn 1926, ilmuwan Jepang (Eiichi Kurosawa) menemukan cendawan Gibberella fujikuroi mengeluarkan senyawa kimia yg menjadi penyebab penyakit tsb. • Senyawa kimia tsb dinamakan Giberelin. • Penyakit rebah kecambah ini akan muncul saat tanaman padi terinfeksi cendawan Gibberella fujikuroi yang menghasilkan senyawa giberelin dlm jumlah berlebihan • Belakangan ini, para peneliti menemukan bahwa giberelin dihasilkan secara alami oleh tanaman, dan memiliki fungsi sbg ZPT
Tanaman padi yg tinggi lurus (Gb. kanan) diinfeksi jamur Gibberella. Patogen tsb mengeluarkan gibberellin, suatu stimulus pertumbuhan. Tanaman yg tidak diinfeksi (Gb. Kiri) menghasilkan gibberellin dlm jumlah yg lebih sedikit.
PENGANTAR • Pada saat ini dilaporkan terdpt lebih dari 110 macam senyawa giberelin yg biasanya disingkat sbg GA. • Giberelin dpt diperoleh dari biji yg belum dewasa (terutama pd tumbuhan dikotil), ujung akar dan tunas , daun muda dan cendawan. • Sebagian besar GA yg diproduksi oleh tumbuhan adalah dalam bentuk inaktif, sehingga memerlukan prekursor utk menjadi bentuk aktif
PENGANTAR • Pd spesies tumbuhan dijumpai kurang lebih 15 macam GA. • Disamping terdpt pd tumbuhan ditemukan juga pd alga, lumut dan paku, tetapi tidak pernah dijumpai pd bakteri. • GA ditransportasikan melalui xilem dan floem.
PENGANTAR • GIBBERELLIN Hormon tanaman yg terlibat dalam – Pertumbuhan dan perkembangan,
– Perpanjangan batang, – Pembungaan,
– Perkecambahan biji.
• Gibberellin (GA) causes dwarf mutants to grow tall. • Gibberellin causes hyperelongation of shoots by stimulating cell division and elongation.
PERANAN GA Perpanjangan batang • Merangsang perpanjangan ruas batang. Namun hal ini menyebabkan semakin kurusnya batang, mengecilnya luas daun, bahkan daun berwarna kuning hijau kekuningan. • Aplikasinya : pd tebu (gula), dan pd kubis (pembungaan dan benih)
• Perkecambahan kacang kapri yg tidak diberi perlakuan di sebelah kiri, dgn perkecambahan kapri kerdil yg diberi perlakuan di sebelah kanan, yg diberi 5 µg gibberellin 5 hari sebelumnya
Gibberellin Can Cause Bolting (flower part)
PERANAN GA Pertumbuhan buahan = Fruit Set • Terlibat dlm inisiasi pertumbuhan buah setelah penyerbukan (terlebih jika auksin tidak berperan optimal). • Efek ini diaplikasikan pd pengendalian pembuahan apel, anggur, dsb. • Pd anggur, merangsang perpanjangan tangkai buah, sehingga jika bunga semakin banyak yg menjadi buah, maka buah tdk saling menumpuk
• Rangkaian tandan anggur di sebelah kiri adalah kontrol, yg tidak diberi perlakuan. Rangkaian tandan di sebelah kanan tumbuh dari tanaman anggur yg disemprot dgn gibberellin selama perkembangan buahnya.
PERANAN GA Perkecambahan Biji • GA diperlukan pada tahapan pengaktifan pertumbuhan vegetatif embrio, pelunakan (pembelahan) endosperm, mobilisasi cadangan makanan tersimpan dlm endosperm. • Pematahan dormansi biji karena suhu dingin.
• GA merangsang produksi alfa amilase. • Ada peranan GA pd induksi sinyal (signal transduction).
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.
Reseptor GA terlihat atau berada di permukaan sel-sel aleuron Transcription inhibitor GAmyb gene
a-amylase gene
Reseptor GA terlihat menangkap molekul GA
GA
GA signal transduction chain
Transcription inhibitor GAmyb gene
a-amylase gene
Reseptor GA mulanya menangkap molekul GA dan kemudian merangsang metabolisme lainnya sehingga dihasilkan alfa amilase
GA
GA signal transduction chain
Transcription inhibitor GAmyb gene GAmyb
a-amylase gene
a-amylase mRNA a-amylase
ab
100
a
90
b
% Seedless Fruits
80 70 60 50 40 30 20 10
c
0 0
50
100
150
Concentration (ppm)
Pengaruh GA terhadap buah tidak berbijipada rambutan
200
250
PERANAN GA Mengatur proses transisi fase vegetatif ke fase generatif • Tanaman akan lebih cepat memasuki fase generatif. • Pembungaan lebih cepat
PERANAN GA Mempengaruhi inisiasi pembungaan dan penentuan kelamin (jenis bunga) • Merangsang pemebentukan organ generatif • Menentukan perkembangan bunga (jantan, betani atau hermaprodite). • Pd cucumber and spinach, GA merangsang pembentukan bunga jantan (staminate), dan jika penghambat GA aktif, maka akan terbentuk bunga betina (pistillate)
BIOSINTESIS GA Glyceraldehyde phosphate GA53
GA44
Geranylgeranyl Pyrophosphate
GA12
GA19
GA12-aldehyde
Copalyl Pyrophosphate ent-Kaurene
GA20
GA29
GA1
GA8
BIOSINTESIS GA • Diproduksi utamanya di akar, daun muda, embrio, buah, dan umbi (tuber). • Chloroplast is the initial site of synthesis. • Kondisi lingkungan dpt merubah kerja gen biosintesis GA.
Ringkasan tahapan Biosintesis GA
MODE OF ACTION (Mekanisme/Cara Kerja GA) • Pd pemanjangan batang, GA bertindak sebagai penghalang kerja zat penghambat atau senyawa yg bertindah sbg penghambat perpanjang dan pembelahan sel.
• Merangsang pembelahan sel yg berada di bawah sel apikal pd batang
Hormone receptor
receptor
Negative regulator
Negative regulator
Response
Response
MODE OF ACTION (Mekanisme/Cara Kerja GA) • Dalam proses pembelahan dan perbesaran sel, GA tidak berkerja secara mandiri, tetapi bersama dgn auksin. • Perbedaannya : GA lebih efektif pd tanaman utuh, sdgkan auksin pd potongan organ tanaman (stek). • GA1 adalah jenis GA yg aktif mengendalikan pertumbuhan batang dan konsentrasinya berkorelasi dgn tinggi tanaman tsb
Control Systems in Plants
MODE OF ACTION (Mekanisme/Cara Kerja GA) Pd prose perkecambahan, GA berfungsi sbg pd tingkat: • Transkripsi = pembuatan mRNA yg mengandung pesan (informasi) utk alfa amilase dr pita DNA atau di dlm pembuatan rRNA. • Translasi = GA berpartisipasi dlm interaksi mRNA, rRNA, dan tRNA utk membuat protein. • Transkripsi = mencetak • Translasi = menterjemahkan (memaknai info)
MODE OF ACTION (Mekanisme/Cara Kerja GA) • GA diproduksi (biosintesis) di jaringan apikal • GA mengatur metabolismenya sendiri • Lingkungan dpt mrmprngaruhi biosintesis (cahaya, fotoperiodisitas, suhu) • Auksin merangsang biosintesis GA
Mekanisme Fisiologis Kerja GA • GA merangsang perpanjangan sel dan pembelahan sel, • GA mendorong pembesaran dinding sel tanpa pengasaman lindungan sel, • GA mengatur transkripsi enzim Kinase Siklus Sel (pd meristem interkalar) • GA berperan dlm signal transduction
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.
THE END
