tanaman
kaktus Haworthia
kaktus mempunyai musuh yaitu hama dan penyakit, kaktus tidak perlu perawatan khusus agar tumbuh dengan baik, dalam budi daya kaktus perlu diperhatikan pengendalian hama dan penyakit,repotting , pemupukan, persiapan dan pemilihan pot, persiapan dan pemilihan media tanam, cara penanaman, penyiraman,musuh musuh kaktus dibagi dua golongan , yaitu hama dan penyakit, hama adalah gangguan pada kaktus yang disebabkan hewan,
penyakit adalah gangguan pada kaktus yang disebabkan jamur, bakteri, virus,
- Cacing
tandanya : akar kaktus,rusak dan tak berfungsi Akhirnya, mati, pengendalian: sebelum menanam, akar kaktus diberi Furadan atau disterilkan dengan alkohol 70 %,
- Bekicot Keong
tandanya : Tunas-tunas kaktus rusak bahkan kaktus membusuk,
Pengendalian: Tangkap bekicot lalu dibuang dibakar.
- Semut
tandanya : Akar dan tunas muda rusak sebab semut hidup di dalam tanah ,
Pengendalian: buang semutnya ,
-Tikus
tandanya : buah kaktus dan batang kaktus Gymnocalycium rusak
Pengendalian: tangkap tikus dengan perangkap
- Kecoa tanah
tandanya : kerusakan bagian akar kaktus sehingga mati.
Pengendalian: ganti media tanam kaktus dengan bahan yang sudah disterilkan
- Tungau
tandanya permukaan tanaman berubah menjadi coklat akibat matinya klorofil, pengendalian : gosok batang kaktus dengan cotton bud yang dicelup larutan sabun terdiri dari 1 sendok makan detergen dengan 1 liter air, menyemprotnya dengan Omite 570 EC dosis 1-2 gram/liter air,bila serangan sudah parah, yang terinfeksi dibuang,
-Kutu Putih mealy bug
tandanya kaktus kotor sebab terselubung selaput kapas kehitaman, Pengendalian: bersihkan bagian yang terserang dengan kuas,semprotkan Basudin dengan dosis 2 ml/liter air, tiap 10 hari sekali ,
- Kutu Batok
tandanya : mengisap cairan dalam tanaman sehingga kaktus kekuningan seperti daun yang layu akhirnya mati,
pengendalian: kaktus dibuang sebelum menular ke kaktus lain, semprot kaktus dalam larutan sabun detergen ,
- Kutu Sisik
tandanya : permukaan batang kaktus kotor, kutu sisik mengundang kedatangan semut , pengendalian: membersihkan permukaan dengan kuas, pengendalian semprotkan Decis 2,5 EC dengan dosis dalam kemasan,
- Kutu Wol
tandanya :ruas-ruas batang layu dan berguguran, pengendalian: sama seperti kutu sisik,
Haworthia adalah tanaman bandel mirip kaktus asal Afrika Selatan ,cara perawatanya sangat mirip kaktus , terdapat daun yang tebal dan kaku mirip batukebanyakan Daun tebal, mempunyai susunan daun yang beragam, berwarna hijau tua berhias bercak garis putih, tanaman ini tingginya 3cm saja , dekat dengan famili Lyliceae , Haworthia tidak berkerabat dengan kaktus, haworthia seringkali terkubur pasir, haworthia dapat ditanam pada pot berukuran mungil , media tanamnya kering, jemurlah tanaman ini beberapa hari guna memenuhi kebutuhan sinar matahari, tak perlu sering menyiram , media tanam tergenang air, menyebabkan akar membusuk,
kekuatan pohon palem
Peter Stevens, sebagai profesor biologi dari University of Missouri-St Louis,dan Judy Jernstedt, sebagai profesor ilmu tanaman di University of California, mengungkapkan bahwa Pohon palem merupakan tanaman yang tidak mudah patah dan tumbang bila diterjang badai, hal ini disebabkan karena walaupun palem merupakan pohon, tanaman namun tergolong rumput daripada digolongkan sebagai pohon ,palem tergolong
Arecaceae yang telah pernah tumbuh sejak 100 juta tahun yang lalu populasi palem telah mencapai rata rata 188 genus dan 2.585 spesies.karena mempunyai garis keturunan berbeda mengakibatkan palem mempunyai perbedaan dengan pohon pada umumnya,perbedaan inilah yang menjadi rahasia kekuatan palem sebab batang pohon palem tidak terbuat dari kayu. justru palem tersusun dari sekumpulan jaringan mirip spons yang terpencar-pencar, palem menghasilkan jaringan spons dari sel lentur dengan bentuk tidak beraturan. palem tidak memiliki struktur konvensional sehingga palem mempunyai daya kelenturan sehingga tidak mudah roboh diterjang angin badai .
sukulen
sukulen hidup di kawasan yang jarang hujan sangat kering ,tersebar di timur tengah, afrika, amerika selatan, australia, sukulen berasal dari bahasa Latin, succos atau juice tanaman ini termasuk Kaktus dan lidah buaya , tanaman ini menyimpan air dan makanan di dalam daun (pada Lithops dan Haworthia) , akar (pada Ceropegia), batang (pada semua kaktus), untuk cadangan, sukulen bermacam-macam bentuknya ada yang seperti bulat-bulat kecil , pohon, bertumpuk-tumpuk, sukulen terdiri dari 60 famili dan 300 genera,seperti Euphorbia trigona, Senecio rowieyanus, Aloe hybrid, Pachyphytum compactum crested , tanaman ini sering diserang oleh kutu putih , tanaman ini tidak perlu diberi pupuk berlebihan,sebab akan bertambah subur, berikan ia fungsida seminggu sekali, sukulen tidak mampu tumbuh lagi bila terlanjur mati,bagian bawah tanaman ini dapat dipotong dan ditanam lagi, sukulen juga tumbuh di semak-semak, batang pohon sebagai epifit, bawah pohon, tersembunyi di bawah daun kering, ada juga sukulen yang tidak memerlukan banyak sinar matahari yaitu Haworthia, sukulen Echeveria, Sedum atau Crasulla bisa dikembangbiakan dengan menanam daunnya, Sukulen yang bagus seperti Gasteria, Haworthia, Aloe, sukulen yang berbunga indah seperti Plumeria ,Adenium, Euphorbia milii,
Gasteria, Haworthia atau Agave diperbanyak melalui anakan atau tunas, siramlah 7 hari sekali penyiraman dilakukan pagi , sore hari ketika matahari tidak terik, pengembangbiakan generatif, yaitu biji sukulen disemai pada campuran pasir kasar dengan sedikit humus halus ,tutup dengan lapisan tipis , spray dengan air sampai basah , tutup dengan plastik ,
pengembangbiakan vegetatif yaitu melalui okulasi,anakan, setek batang, daun,
bunga balsam
bunga balsam Impatiens balsamina Linn tanaman impatiens berasal dari Asia Tenggara dan Asia Selatan yang hidup di dataran tinggi, nama lain tanaman ini Busy lizzie sebab berbunga terus, sehingga sangat disukai lebah dan serangga lain guna membantu penyerbukannya, atau nama lainya yaitu bunga pacar air, pacar foya (Bali), bunga jebelu (Halmahera Selatan) paruinai (Minangkabau Sumatera Barat)Pacar cai (Sunda),
kimhong (Jakarta), pacar banyu (Jawa), dengan bunga beragam warna, peach, oranye, salem,merah muda, merah, putih, bentuknya daun yang bergerigi mirip anggrek dalam ukuran kecil , tingginya 80 centimeter, tanaman ini hanya tumbuh di tempat teduh dan dekat air, tidak mampu hidup di lingkungan kering,media tanam untuk tanaman ini campuran tanah, kompos, sekam , cocopeat, pupuk kandang, Begitu terkena hama, tanaman langsung busuk,daunnya untukmencuci luka anti-inflamasi , bunganya untuk obat radang kulit ,bisul, rematik,
tanaman bersinar
sebelumnya pada 2013 , Glowing Plant menghimpun dana setengah juta dolar Amerika sebagai proyek membuat tanaman bersinar namun gagal saat mengedit DNA tanaman, seperti yang tertulis pada jurnal NANO , Michael Strano, co-author penelitian dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dengan didanai oleh Departemen Energi Amerika Serikat , mengembangkan tanaman yang mampu bersinar di kegelapan berjam-jam sekaligus, yang dapat berfungsi sebagai lampu meja, tanpa perlu di colokkan ke lisrik cahaya berasal dari metabolisme energi tanaman itu sendiri, awalnya para peneliti berusaha menanam bayam ,selada dan kangkung dengan enzim luciferase , yakni yang menyebabkan kunang-kunang bersinar, lalu membenamkan tanaman dalam larutan yang mengandung luciferase dan luciferin, lalu menerapkan tekanan pada tanaman, luciferin yakni molekul yang bereaksi dengan luciferase guna menimbulkan cahaya, campuran kimia meresap ke dalam pori-pori kecil tanaman,sehingga luciferin dan luciferase memicu daun untuk bersinar, hasil penelitian membuktikan bahwa tanaman mampu bercahaya selama 45 menit , selada air be reaksi kuat dengan formula kimia yang menghasilkan kecerahan sebanding dengan setengah lampu LED pada mikrowave, peneliti MIT lebih memilih memasukkan bahan kimia ke dalam tanaman dibandingkan harus mengubah DNA, namun hasil penelitian ini masih tahap awal masih perlu adanya penelitian lanjutan ,
sebelumnya pada 2013 , Glowing Plant menghimpun dana setengah juta dolar Amerika sebagai proyek membuat tanaman bersinar namun gagal saat mengedit DNA tanaman, seperti yang tertulis pada jurnal NANO , Michael Strano, co-author penelitian dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dengan didanai oleh Departemen Energi Amerika Serikat , mengembangkan tanaman yang mampu bersinar di kegelapan berjam-jam sekaligus, yang dapat berfungsi sebagai lampu meja, tanpa perlu di colokkan ke lisrik cahaya berasal dari metabolisme energi tanaman itu sendiri, awalnya para peneliti berusaha menanam bayam ,selada dan kangkung dengan enzim luciferase , yakni yang menyebabkan kunang-kunang bersinar, lalu membenamkan tanaman dalam larutan yang mengandung luciferase dan luciferin, lalu menerapkan tekanan pada tanaman, luciferin yakni molekul yang bereaksi dengan luciferase guna menimbulkan cahaya, campuran kimia meresap ke dalam pori-pori kecil tanaman,sehingga luciferin dan luciferase memicu daun untuk bersinar, hasil penelitian membuktikan bahwa tanaman mampu bercahaya selama 45 menit , selada air be reaksi kuat dengan formula kimia yang menghasilkan kecerahan sebanding dengan setengah lampu LED pada mikrowave, peneliti MIT lebih memilih memasukkan bahan kimia ke dalam tanaman dibandingkan harus mengubah DNA, namun hasil penelitian ini masih tahap awal masih perlu adanya penelitian lanjutan ,
tanaman Bryophytes
Dr Catherine La Farge peneliti dari University of Alberta mengungkapkan bahwa
sejak tahun 2004 , bagian bagian es di daerah Teardrop Glacier Kanada ini banyak yang mencair , pada tahun 2012 peneliti menemukan tanaman Bryophytes yang membeku di daratan dingin Teardrop Glacier Kanada , Bryophytes ini terkubur sejak tahun 1550 hingga 1850 Masehi, ini tanaman zaman Pleistocene sekitar 400 tahun yang lalu ,
tanaman Bryophytes berbeda dengan tanaman biasa sebab
tidak memiliki vascular tissue seperti tanaman lainya , Vascular tissue berguna membantu tanaman memompa zat cair di sekitarnya,saat menghangatkannya dari lapisan es Bryophytes berhasil tumbuh sendiri , tanaman ini tiba tiba tumbuh sendiri meski ratusan tahun membeku, juga meski para peneliti tidak berusaha menumbuhkanya kembali,
Bryophytes hanya sekedar dihangatkan dengan memakai teknik penanggalan radiokarbon,
tanaman Silene stenophylla
tanaman purba
seperti yang tertulis pada American Journal of Botany Richard McCourt sebagai ahli botani dari Drexel University, Pennsylvania, mengungkapkan bahwa sebelumnya tanaman hijau Lychnothamnus barbatus pernah ditemukan dalam bentuk fosil di argentina ,fosil tanaman ini dari zaman Kretaseus, zaman yang sama dengan fosil Tyrannosaurus rex , sehingga dianggap punah dan akan dipajang dalam musium sebagai tanaman prasejarah ,tanaman ini mirip alga charales di Amerika Utara, tanaman ini pernah hidup ketika dinasaurus masih hidup pada 66 juta tahun yang lalu, pada tahun 2012 dan 2016 tanaman ini ternyata ditemukan di 16 danau seberang wilayah Minnesota dan Wisconsin , lalu peneliti mengambili DNA tanaman ini untuk mengonfimasi nya, tanaman ini ditemukan di gumpalan terisolasi di Eropa dan Australia.penyebaran tanaman ini terbantu oleh sistem menyeimbang kapal laut , ketika terjadi bongkar muat kapal didermaga , air laut dipompa masuk ke dalam lambung kapal guna menyeimbangkan berat kapal, ketika mengangkut muatan, air dipompakan keluar dari lambung kapallaut, kemudian tanaman ini menyebar di danau Amerika Serikat,
durian berbau
Bin Tean Teh, ahli genetika peneliti dari Duke-NUS Medical School dan National Cancer Center (NCC) di singapura meneliti sumber bau durian dan penyebab aroma durian yang sangat menusuk hidung,dengan membanding bandingkan DNA durian dengan berbagai macam buah buahan tanaman lain yang juga mempunyai bau tajam, seperti kakao,
ada 30 spesies durian yang dapat maupun bisa dimakan juga hampir punah,menurut peneliti bila senyawa sulfur volatil atau VSC pada buah ini sangat banyak dibandingkan dengan buah lain, senyawa ini adalah senyawa bau yang diciptakan .dari gen bernama metionin gamma lyases,Gen ini aktif saat buah matang sehingga menimbulkan bau,bahwa bau durian di hutan hutan hujan sangat menarik penciuman hewan monyet, kera,tupai,tikus dan lainya untuk memakannya.
pada tahun yang ke 2016 setelah masehi , Bunga jeruk tanaman zinnia yang terkenal paling sulit tumbuh di bumi, berhasil mekar di Stasiun Ruang Angkasa Internasional (ISS), Sebelumnya, sayur lettuce juga berhasil tumbuh di antariksa, yang ditanam dengan metode yang dibuat program Veggie NAS yang sejak tahun 2014, Tanaman itu tumbuh di media penuh air ,pupuk, dan tanah yang disinari sinar lampu LED
Hasil Pertanian di Luar Angkasa Dimakan
pada bulan ke delapan di tahun yang ke 2015 setelah masehi adalah Tiga astronot kimiya yui ,kjeli lindgren dan scott kelly ketika berada di Stasiun Luar Angkasa Internasional (ISS), menjadi pertama yang menelan banyak sayuran hasil cocok tanam di luarangkasa berbagai sayuran berhasil dimakan tentu saja setelah lulus uji kelayakan dan keamanan dengan cara menyiarkanya melalui webcast mereka memakan semua selada merah rasa sayuran hasil pertanian di antariksa seperti arugula,lebih segar,berbeda memetik sayur sayuran lalu dibungkus tisu dan asam sitrat untuk sterilisasi, Astronot di ISS sejak lama bereksperimen bertani di luarangkasa dengan modul pertanian veggie telah lama hanya menjadi eksperimen,akhirnya dimakan astronot
tanaman yang anti kontaminasi
TANAMAN
rekayasa genetika yaitu proses mengidentifikasi dan mengisolasi DNA dari suatu sel hidup atau mati dan memasukkannya dalam sel hidup lainnya. rekayasa genetika yaitu suatu cara memanipulasi gen untuk menghasilkan makhluk hidup baru dengan sifat yang diinginkan. rekayasa genetika dinamakan pencangkokan gen atau rekombinasi DNA. Dalam rekayasa genetika dipakai DNA untuk menyatukan sifat makhluk hidup. ini sebab DNA dari setiap makhluk hidup memiliki struktur yang sama, sehingga dapat direkombinasikan. lalu DNA itu akan mengatur sifat makhluk hidup secara turun-temurun. rekayasa genetika menjadi fakta sejak tahun 1973 saat dikembangkan metode mengisolasi dan menyatukan potongan-potongan DNA yang tidak sama sehingga menghasilkan molekul DNA rekombinan yang aktif. Molekul yang sudah direkayasa ini dapat dimasukkan kedalam sel bakteri.
rekayasa Genetika pada mikroba untuk meningkatkan efektivitas kerja mikroba itu (contoh mikroba untuk fermentasi, pengikat nitrogen udara, meningkatkan kesuburan tanah, mempercepat proses kompos dan pembuatan makanan ternak, mikroba prebiotik untuk makanan olahan), dan untuk menghasilkan bahan obat-obatan, tumbuhan transgenic tahan hama dan kosmetika, dan Pembuatan insulin kita dari bakteri ( Sel pancreas yang mempu mensekresi Insulin digunting , potongan DNA itu disisipkan ke dalam Plasmid bakteri ) DNA rekombinan yang terbentuk menyatu dengan Plasmid disuntikkan lagi ke vektor, jika hidup segera di kembangbiaakan. Prosedur rekayasa genetika dengan memakai mikroorganisme yaitu antaralain : Pemurnian DNA atau Isolasi gen dengan pembasmian atau melisiskan semua sel yang mengandung gen yang ditargetkan, lalu dipisahkan dengan sentrifuge pada kecepatan tinggi dan ditambahkan bahan kimia sehingga diperoleh DNA murni. Ada tiga macam sumber DNA yang dapat diisolasi, yaitu antaralain :
DNA dapat berasal dari total genom organisme yang diinginkan ,DNA yang dibuat dari mRNA yang diisolasi dari jaringan tertentu. DNA ini dapat dibuat dari mRNA dengan memakai enzim reserve transcriptase.
DNA dibuat secara invitro dari nukleotida dan enzim polimerase DNA. mengenai tahap-tahapnya, antara lain: Pemecahan DNA : molekul DNA yang besar dipecah dengan memakai gelombang ultrasonic, maka akan ditemui fragmen random. Dengan memakai enzim khusus bagi fragmen DNA seperti endonuklease restriksi akan diperoleh DNA intermolekuler dan intramolekuler atau hanya akan diperoleh urutan fragmen DNA dengan urutan tertentu. agar lebih stabil dikaitkan dengan enzim yang dinamakan T-4 DNA ligase. Contoh endonuklease restriksi yaitu Hind II, Bam H1 dan Eco RI. Pemindahan gen atau transfer DNA pada sel vector yang sesuai:transfer DNA ke bakteri yang hidup (cloning vector : plasmid, bakteriofage atau kosmid) dapat dengan cara, DNA asing dipaksakan berintegrasi dengan kromosom menjadi genom. Atau dengan cara gen asing dapat dikembangkan menjadi suatu bagian yang outonom molekul DNA yang sedang berkembang. Molekul DNA dinamakan sebagai vector. Penyambungan ini memakai enzim ligase. Memasukkan DNA rekombinan atau kimera DNA ke dalam sel inang. Sel inang yang dipakai harus seaman mungkin dan tidak bersifat patologis. Cara memasukkan DNA rekombinan kedalam sel inang dapat dilakukan dengan cara transformasi, transfeksi, DNA packaging dan micro injection.
Identifikasi atau penapisan dan seleksi DNA yang baru diperoleh dari ciri klon rekombinan. Untuk menyeleksi DNA baru hasil rekombinan agar sesuai dengan yang diinginkan dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu cara genetic, hibridasi asam nukleat dan immunokimia.
Bacillus thuringiensis (Bt) yaitu bakteri gram positif berbentuk batang, aerobik dan membentuk spora. Banyak strain dari bakteri ini yang menghasilkan protein yang beracun bagi serangga. Sejak diketahuinya potensi dari protein Kristal atau cry Bt sebagai agen pengendali serangga, berbagai isolat Bt dengan berbagai jenis protein kristal yang dikandungnya sudah teridentifikasi. Sampai saat ini sudah diidentifikasi protein kristal yang beracun terhadap larva dari berbagai ordo serangga yang menjadi hama pada tumbuhan pangan dan hortikultura. Kebanyakan dari protein kristal itu lebih ramah lingkungan sebab memiliki target yang khusus sehingga tidak mematikan serangga bukan sasaran dan mudah terurai sehingga tidak menumpuk dan mencemari lingkungan. Kristal protein yang bersifat insektisidal ini dinamakan δ-endoracun . Kristal ini sebetulnya hanya pro-racun yang jika larut dalam usus serangga akan berubah menjadi polipeptida yang lebih pendek (27149 kd) dan bersifat insektisidal. biasanya kristal Bt di alam bersifat racun , sebab ada-nya aktivitas proteolisis dalam system pencernaan serangga dapat mengubah Bt-protoksin menjadi polipeptida yang lebih pendek dan bersifat racun . racun yang sudah aktif berinteraksi dengan sel-sel epithelium di midgut serangga. Bukti-bukti sudah menandakan bahwa racun Bt ini memicu terbentuknya pori-pori (lubang yang sangat kecil) di sel selaput di saluran pencernaan dan mengganggu keseimbangan osmotik dari sel-sel itu . sebab keseimbangan osmotik terganggu, sel menjadi bengkak dan pecah dan memicu matinya serangga. contoh bakteri Bacillus thuringiensis yaitu makhluk hidup mikroskopis yang diciptakan oleh Allah yang tidak hanya memberi efek negative yaitu menghasilkan racun bagi serangga namun juga memberi efek positif yaitu kita dapat mempelajarinya dalam rekayasa genetika.
tumbuhan transgenik yaitu tumbuhan yang sudah disisipi atau memiliki gen asing dari spesies tumbuhan yang berbeda atau makhluk hidup lainnya. penyatuan gen asing ini untuk memperoleh tumbuhan dengan sifat yang diinginkan, contoh pembuatan tumbuhan yang tahan suhu tinggi, suhu rendah, kekeringan, tahan terhadap organisme pengganggu tumbuhan , dan kuantitas dan kualitas yang lebih tinggi dari tumbuhan alami. Sebagian besar rekayasa sifat tumbuhan dilakukan untuk mengatasi kebutuhan pangan penduduk dunia yang semakin meningkat dan juga permasalahan kekurangan gizi kita sehingga pembuatan tumbuhan transgenik juga menjadi bagian dari pengembangbiakan tumbuhan . Padi Mengandung provitamin A (beta karoten) dalam jumlah tinggi Gen dari tumbuhan narsis, jagung, dan bakteri Erwinia disisipkan pada kromosom padi Jagung, kapas, kentang Tahan (tahan ) terhadap hama. Gen racun Bt dari bakteri Bacillus thuringiensis ditransfer ke dalam tumbuhan .Tembakau Tahan terhadap cuaca dingin. Gen untuk mengatur pertahanan pada cuaca dingin dari tumbuhan Arabidopsis thaliana atau dari sianobakteri (Anacyctis nidulans) dimasukkan ke tembakau.Proses pelunakan tomat diperlambat sehingga tomat dapat disimpan lebih lama dan tidak cepat busuk
Gen khusus yang dinamakan antisenescens ditransfer ke dalam tomat untuk menghambat enzim poligalakturonase (enzim yang mempercepat kerusakan dinding sel tomat). Selain memakai gen dari bakteri E. coli, tomat transgenik dibuat dengan merekayasa gen yang sudah dimiliknya secara alami. Kedelai Mengandung asam oleat tinggi dan tahan terhadap herbisida glifosat. sehingga saat disemprot dengan herbisida itu , hanya gulma di sekitar kedelai yang akan mati. Gen tahan herbisida dari bakteri Agrobacterium galur CP4 dimasukkan ke kedelai dan juga dipakai teknologi molekular untuk meningkatkan pembentukan asam oleat.
Ubi jalar Tahan terhadap penyakit tumbuhan yang dipicu virus Gen dari selubung virus tertentu ditransfer ke dalam ,ubi jalar dan dibantu dengan teknologi peredaman gen.Pepaya tahan terhadap virus tertentu, contohnya Papaya ringspot virus (PRSV). Gen yang menyandikan selubung virus PRSV ditransfer ke dalam tumbuhan pepaya
Melon Buah tidak cepat busuk. Gen baru dari bakteriofag T3 diambil untuk mengurangi pembentukan hormon etilen (hormon yang berperan dalam pematangan buah) di melon. dengan memakai Gen dari Bacillus thuringiensis Perakitan tumbuhan transgenic tahan hama yaitu salah satu bidang yang memperoleh perhatian besar dalam perbaikan tumbuhan . Perakitan tumbuhan transgenik tahan hama biasanya memakai gen dari Bacillus thuringiensis (Bt).Dalam program perakitan tumbuhan transgenik diperlukan kerja sama disiplin ilmu serangga (entomologi), kultur jaringan, biologi molekuler, dan pengembangbiakan tumbuhan . Keterkaitan disiplin ilmu ini dalam perakitan tumbuhan transgenic tahan hama sangat erat. Peran masing-masing disiplin ilmu dalam perakitan tumbuhan transgenik tahan hama diuraikan berikut ini:
a. Penentuan jenis hama target dan gen tahan yang akan dipakai Sebelum tumbuhan transgenik dirakit, perlu dilakukan penentuan prioritas jenis atau spesies hama yang akan dikendalikan dengan tumbuhan transgenik yang akan dirakit. maka biasanya akan dicari hama yang tidak memiliki sumber gen tahan dari spesies tumbuhan inangnya, contoh hama penggerek batang padi, penggerek batang jagung, hama kepik, dan hama pengisap polong. Sesudah itu ditentukan calon gen tahan yang akan dipakai, contoh Bt-rotoksin , proteinase inhibitor (PI) atau gen tahan lainnya , Jika pilihan jatuh pada Bt-rotoksin , lalu ditentukan gen Bt atau gen cry yang akan dipakai . Sampai saat ini paling sedikit sudah dikenal 6 golongan gen cry dan masing-masing gen memiliki hama target tertentu. Untuk PI harus ditentukan kelas PI yang akan dipakai . PI yang dipakai untuk pengendalian hama terdiri atas tiga kelas, yaitu serine PI, cysteine PI, dan aspartyl PI. Baik Bt-protoksin dan PI dapat menghambat pertumbuhan serangga dengan mengganggu proses pencernaannya. Untuk mengetahui insektisida protein yang memiliki potensi untuk menghambat pertumbuhan hama target dapat dilakukan ujicoba in vitro atau in vivo. Beberapa riset in vitro (dalam tabung uji) sudah dilakukan untuk mengetahui pengaruh produk dari suatu gen tahan terhadap enzim yang ada dalam sistem pencernaan suatu jenis serangga. riset dilakukan dengan mengekstraksi saluran pencernaan serangga untuk mengisolasi enzim enzimnya. Dari riset ini dapat diketahui jenis enzim pencernaan yang dominan pada spesies hama itu dan insektisida protein yang dapat dipakai untuk menghambat aktivitas pencernaan hama. riset in vivo dapat dilakukan dengan memicu makanan buatan atau menyemprot tumbuhan atau bagian tumbuhan dengan gen produk (protein) dari calon gen, diteruskan dengan infestasi serangga target dan pengamatan pertumbuhan serangga. Dari riset ini dapat diketahui potensi insektisida protein dalam menghambat pertumbuhan serangga, dan dosis yang diperlukan untuk dapat membasmi serangga hama dimaksud., Sesudah ditentukan calon gen yang akan dipakai dalam proses transformasi, pekerjaan lalu dapat diserahkan ke disiplin ilmu lain seperti kultur jaringan dan biologi molekuler. Peran ahli serangga (entomolog) diperlukan kembali bila tim transformasi sudah memperoleh tumbuhan putative transformant. Ahli serangga diperlukan untuk menentukan kemampuan gen yang terekspresi pada tumbuhan transgenic dalam menahan perkembangan hama target. Pada masalah tertentu, walau transgen (gen yang diintroduksi ke tumbuhan ) sudah terekspresi pada level yang tinggi pada tumbuhan transgenik, namun keberadaannya belum mampu menghambat pertumbuhan hama target. Sesudah dilakukan pengujian di laboratorium dan rumah kaca, riset diteruskan di lapangan (uji terbatas pada area terisolasi) untuk mengetahui penampilan tumbuhan transgenik di lapangan. Pengaruh tumbuhan transgenic terhadap hama target dan nontarget musuh alaminya juga harus diketahui untuk memenuhi persyaratan sebelum tumbuhan transgenik dilepas, dan juga sebagai bahan dalam perakitan paket pengendalian hama terpadu (PHT) tumbuhan transgenik yang akan dilepas itu .Peran entomolog lalu diperlukan dalam menentukan paket sistem bercocok tanam tumbuhan transgenik tahan hama. Entomolog diharapkan dapat memberi informasi mengenai cara memantau hama yang dapat dilakukan oleh petani. Pemantauan ini penting untuk menentukan perlu atau tidaknya petani menyemprot pestisida untuk mengendalikan hama pada pertumbuhan itu . pengawasan juga perlu dilakukan pada musuh alami hama yang ada pada ekosistem pertumbuhan tumbuhan transgenik itu. Sebagai contoh, sistem paket penanaman kentang transgenik yang mengandung gen cry 3A sudah diajukan oleh Fieldman dan Stone (1997).
Kultur jaringan menentukan keberhasilan proses transformasi. Kultur jaringan yaitu gabungan antara ilmu dan seni dalam menumbuhkan sel tumbuhan , jaringan atau organ tumbuhan dari pohon induk pada media buatan. Kultur jaringan tumbuhan terbagi dalam dua golongan besar, yaitu kultur unorganized tissue dan kultur organized tissue. Kultur unorganized tissue terdiri atas beberapa sistem kultur, seperti kultur kalus, kultur suspensi, kultur protoplas, dan kultur anther, sedang kultur organized tissue terdiri atas kultur meristem, shoottip, node culture, kultur embrio dan root culture. Dalam perakitan tumbuhan transgenik, ahli kultur jaringan diperlukan dalam penyediaan sel atau jaringan target, transformasi dan seleksi, dan regenerasi sel atau jaringan transgenik.
Jika jenis tumbuhan yang akan ditransformasi sudah ditetapkan, langkah berikutnya yaitu menentukan bagian tumbuhan yang akan dipakai sebagai eksplan dan media untuk induksi kalus regenerasi atau organogenesis. Jenis media akan menentukan keberhasilan kultur jaringan dan transformasi. Media ini biasanya terdiri atas vitamin, hormon, asam amino, dan sumber energi dalam bentuk sukrosa, dan untuk media padat diperlukan agar atau gelating agent lainnya. Media yang dipakai dalam pembentukan kalus atau undifferentiated tissues berbeda dengan media untuk pembentukan organ. ini bergantung pada komposisi hormon tumbuh auksin dan sitokinin. Untuk tumbuhan padi, jaringan yang sangat tanggap yaitu sumber sel yang sangat baik untuk memperoleh tumbuhan transgenik padi yaitu sel kalus dari embrio. pemakaian selsel kalus yang sedang tumbuh aktif memperbanyak diri dapat menjamin efisiensi transformasi yang tinggi.
Beberapa metode transformasi yang dikenal yaitu elektroforesis, gene-gun, dan dengan memakai bakteri Agrobakterium. Sel atau jaringan yang sudah tertransformasi dipisahkan dari jaringan yang tidak tertransformasi untuk menghindarkan terjadinya jaringan yang dichotume. Di samping itu, sel yang tidak tertransformasi akan tumbuh lebih baik dari sel-sel yang tertransformasi sehingga harus dibuang. Seleksi dilakukan dengan beberapa kali subkultur sehingga diyakini bahwa jaringan atau sel yang hidup atau lolos dari seleksi (diseleksi dengan media yang berisi herbisida atau antibiotik) bukan escape. Jenis agen atau bahan yang dipakai untuk seleksi tergantung pada gen seleksi yang dipakai . Gen seleksi ini dapat berupa antibiotic seperti neomycin phosphotransferase (NPT II) yang memicu resistensi terhadap antibiotik kanamisin, atau gen bar yang memicu resistensi terhadap herbisida seperti basta (PPT) dan bialafos. Di samping selectable marker, transformasi juga dilakukan dengan menyertakan gen reporter (reporter genes). Ada beberapa reporter genes yang dipakai untuk transformasi, antara lain GUS ((β-glucoridase), LUC (luciferase), dan antosianin.
Regenerasi sel atau jaringan transgenic
Jika transformasi dilakukan dengan embriogenesis maka ahli kultur jaringan dituntut untuk dapat meregenerasikan sel atau jaringan yang sudah tertransformasi itu menjadi plantlet. Pada komoditas tertentu, regenerasi sel atau jaringan transgenik menjadi plantlet sulit dilakukan sehingga diperlukan kejelian mata untuk melihat jaringan yang embriogenik. Jaringan embriogenik yang sudah tertransformasi ditumbuhkan pada media regenerasi untuk memperoleh plantlet yang normal bentuknya
ilmu biologi molekuler sangat diperlukan dalam perakitan tumbuhan transgenik, dalam bidang riset berikut ini.
Konstruksi dan rekonstruksi plasmid atau vektor. Konstruksi plasmid atau vektor harus cocok untuk proses transformasi. Konstruksi diperlukan untuk memperoleh ekspresi transgen yang tinggi atau ideal . Beberapa komponen dalam plasmid atau vector yang dapat ditukar sesuai dengan kebutuhan yaitu promoter, gen reporter, gen seleksi, dan gen yang akan diintroduksi itu sendiri. Melalui perakitan ini diharapkan gen yang diintroduksi dapat terekspresi secara maksimum pada jaringan tumbuhan .
Konfirmasi keberadaan transgen dan kestabilannya. Konfirmasi keberadaan dan integrasi transgen dapat dilakukan dengan polymerase chain reaction (PCR) dan Southern-blot. PCR hanya dapat menginformasikan ada atau tidaknya sekuen transgen sesuai dengan primer yang dipakai. PCR yaitu cara yang popular dipakai sebab dapat menganalisa secara cepat contoh yang banyak jumlahnya. walau demikian, PCR memiliki beberapa kelemahan. contoh yang positif PCR hanya menandakan adanya sekuen yang homolog dengan primer dan berada pada jarak yang memungkinkan dihasilkannya produk PCR. Namun, hasil PCR tidak dapat member informasi tentang asal DNA yang teramplifikasi, apakah dari kontaminan atau dari contoh yang diinginkan. Hasil PCR juga tidak dapat menandakan apakah template itu sudah terintegrasi ke dalam genom tumbuhan atau belum. riset menandakan bahwa hanya 85% dari total tumbuhan transgenic yang positif PCR juga positif mengandung DNA dan protein yang dimaksudkan. Untuk mengetahui apakah seluruh basa yang ada dalam transgen terintegrasi dalam genom tumbuhan perlu dilakukan Southern-blot. Southern blot juga dapat menginformasikan jumlah copy gen yang terintegrasi dan pengaturan kembali pada transgen sesudah terintegrasi dalam genom tumbuhan .
Konfirmasi ekspresi dari gen yang diintroduksi dan kestabilannya. Sesudah diketahui ada gen yang diintroduksi pada tumbuhan , perlu dilakukan analisa untuk mengetahui apakah gen itu dapat terekspresi pada tumbuhan target. analisa dapat dilakukan dengan dot-blot (ELISA) dan Western-blot. Keberadaan suatu transgen pada tumbuhan belum menandakan bahwa gen itu dapat terekspresi. Untuk mengekspresikan dirinya, gen perlu seperangkat sistem untuk memulai proses ekspresi itu . Gen atau DNA di dalam nukleus harus dapat ditranskrip menjadi mRNA. lalu mRNA ini harus dapat keluar dari nukleus ke sitoplasma yang lalu mengadakan proses translasi untuk menghasilkan protein sesuai dengan template DNA-nya. Dalam proses ekspresi ini banyak hal yang dapat terjadi sehingga gen tidak dapat menghasilkan protein yang dimaksud. ini dikenal dengan istilah gene silencing, suatu kasus di mana berada keberadaan sekuen DNA transgen dalam tumbuhan transgenic namun gen itu tidak dapat membentuk protein yang diinginkan. Beberapa faktor yang diduga menjadi pemicu nya yaitu terjadinya metilasi DNA dan co-suppressing dari sekuen yang homolog Sesudah gen yang diintroduksi dapat terintegrasi dan terekspresi, lalu proses ini perlu disiplin ilmu serangga dan pengembangbiakan tumbuhan untuk memastikan gen yang terekpresi pada tumbuhan transgenik dapat berfungsi sebagai insektisida dalam pengendalian hama tertentu dan untuk mengetahui kestabilan transgen. Sebelum transformasi tumbuhan dimulai, perlu ditentukan varietas (genotipe)tumbuhan yang akan dipakai sebagai target sel atau jaringan untuk ditransformasi. ini dipicu tidak semua varietas tanggap terhadap kultur jaringan. Sesudah transgen dipastikan terkandung dalam tumbuhan transgenik, lalu ditentukan apakah transgen itu diturunkan pada keturunannya mengikuti rasio Mendelian. Dalam usaha perbaikan tumbuhan transgenic perlu dilakukan penyilangan antara tumbuhan transgenik dan galur elit untuk memperoleh tumbuhan transgenik tahan hama yang bersifat agronomi yang diinginkan . maka dapat dipakai metode molekuler guna menyeleksi keturunan dari tumbuhan transgenik, seperti seleksi restriction fragment length polymorphism (RFLP), dan random amplified polymorphic DNA-PCR (RAPD-PCR). Melalui pengembangbiakan diharapkan dapat diperoleh tumbuhan transgenik yang mampu bersaing dengan tumbuhan nontransgenik, antara lain dalam potensi hasil tinggi yang dapat dicapai oleh petani.
Menentukan prioritas jenis atau spesies hama yang akan dikendalikan dengan tumbuhan transgenik yang akan dirakit. maka biasanya akan dicari hama yang tidak memiliki sumber gen tahan dari spesies tumbuhan inangnya, contoh hama penggerek batang padi, penggerek batang jagung, hama kepik, dan hama pengisap polong. Sesudah itu ditentukan calon gen tahan yang akan dipakai, contoh Bt-rotoksin , proteinase inhibitor (PI)
Sesudah gen yang diinginkan didapat maka dilakukan perbanyakan gen yang dinamakan dengan istilah kloning gen. Pada tahapan kloning gen, DNA yang mengkode protein cry akan dimasukkan ke dalam vektor kloning (agen pembawa DNA), contohnya plasmid Bacillus thuringiensi. lalu , vektor kloning akan dimasukkan ke dalam bakteri sehingga DNA itu dapat diperbanyak seiring dengan perkembangbiakan bakteri.
bila gen yang diinginkan sudah diperbanyak dalam jumlah yang cukup maka akan dilakukan transfer gen itu ke dalam sel tumbuhan yang berasal dari bagian tertentu, salah satunya yaitu bagian daun. Transfer gen ini dapat dilakukan dengan beberapa metode, yaitu metode senjata gen, metode transformasi DNA yang diperantarai bakteri Agrobacterium tumefaciens, dan elektroporasi (metode transfer DNA dengan bantuan listrik). Berikut yaitu penjelasan tentang beberapa metode transfer gen, diantaranya:
Metode senjata gen atau penembakan mikro-proyektil. Metode ini sering dipakai pada spesies jagung dan padi. Untuk melakukannya, dipakai senjata yang dapat menembakkan mikro-proyektil berkecepatan tinggi ke dalam sel tumbuhan . Mikro-proyektil itu akan mengantarkan DNA untuk masuk ke dalam sel tumbuhan . pemakaian senjata gen memberi hasil yang bersih dan aman, walau ada kemungkinan terjadi kerusakan sel selama penembakan berlangsung.
Metode transformasi yang diperantarai oleh Agrobacterium tumefaciens. Bakteri Agrobacterium tumefaciens dapat menginfeksi tumbuhan secara alami sebab memiliki plasmid Ti, suatu vektor (pembawa DNA) untuk menyisipkan gen asing.Di dalam plasmid Ti ada gen yang menyandikan sifat virulensi untuk memicu penyakit tumbuhan tertentu. Gen asing yang ingin dimasukkan ke dalam tumbuhan dapat disisipkan di dalam plasmid Ti. lalu , A. tumefaciens secara langsung dapat memindahkan gen pada plasmid itu ke dalam genom (DNA) tumbuhan . Sesudah DNA asing menyatu dengan DNA tumbuhan maka sifat yang diinginkan dapat diekspresikan tumbuhan.
Metode elektroporasi.Pada metode elektroporasi ini, sel tumbuhan yang akan menerima gen asing harus mengalami pelepasan dinding sel hingga menjadi protoplas (sel yang kehilangan dinding sel). lalu sel diberi kejutan listrik dengan voltase tinggi untuk membuka pori-pori membran sel tumbuhan sehingga DNA asing dapat masuk ke dalam sel dan bersatu (terintegrasi) dengan DNA kromosom tumbuhan . lalu , dilakukan proses pengembalian dinding sel tumbuhan . Sesudah proses transfer DNA selesai, dilakukan seleksi sel daun untuk memperoleh sel yang berhasil disisipi gen asing. Hasil seleksi ditumbuhkan menjadi kalus (sekumpulan sel yang belum terdiferensiasi) hingga nantinya terbentuk akar dan tunasbila sudah terbentuk tumbuhan muda (plantlet), maka dapat dilakukan pemindahan ke tanah dan sifat baru tumbuhan dapat dilihat . rekayasa transgenik dapat menghasilkan produk lebih banyak dari sumber yang lebih sedikit.rekayasa tumbuhan dapat hidup dalam kondisi lingkungan ekstrem akan memperluas area pertanian dan mengurangi bahaya kelaparan.
Makanan dapat direkayasa agar lebih lezat dan menyehatkan.
-Aspek Sosial atau Ekonomi
Berbagai komoditas pertanian hasil rekayasa genetika sudah memberi ancaman persaingan serius terhadap komoditas seperti yang dihasilkan secara konvensional. pemakaian tebu transgenik mampu menghasilkan gula dengan derajat kemanisan jauh lebih tinggi dibandingkan gula dari tebu atau bit biasa
-Aspek Kesehatan
1. Potensi Toksisitas Bahan Pangan
Dengan terjadinya transfer genetik di dalam tubuh organisme transgenik akan muncul bahan kimia baru yang berpotensi memicu pengaruh toksisitas pada bahan pangan. Sebagai contoh, transfer gen tertentu dari ikan ke dalam tomat, yang tidak pernah berlangsung secara alami, berpotensi memicu risiko toksisitas yang membahayakan kesehatan.
2. Potensi memicu Penyakit atau Gangguan Kesehatan
WHO pada tahun 1996 menyatakan bahwa munculnya berbagai jenis bahan kimia baru, baik yang ada di dalam organisme transgenik dan produknya, berpotensi memicu penyakit baru atau pun menjadi faktor pemicu bagi penyakit lain. Sebagai contoh, gen aad yang ada di dalam kapas transgenik dapat berpindah ke bakteri pemicu kencing nanah (GO), Neisseria gonorrhoeae.
-. Aspek Lingkungan
1. Potensi Erosi Plasma Nutfah
pemakaian tembakau transgenik sudah memupus kebanggaan Indonesia akan tembakau Deli yang sudah ditanam sejak tahun 1864. Tidak hanya plasma nutfah tumbuhan , plasma nutfah hewan pun mengalami ancaman erosi seperti . Sebagai contoh, dikembangkannya tumbuhan transgenik yang memiliki gen dengan efek pestisida, contoh jagung Bt, ternyata dapat memicu kematian larva spesies kupu-kupu raja (Danaus plexippus) sehingga dikhawatirkan akan memicu gangguan keseimbangan ekosistem akibat musnahnya plasma nutfah kupu-kupu itu .
2. Potensi Pergeseran Gen
Daun tumbuhan tomat transgenik yang tahan terhadap serangga Lepidoptera sesudah 10 tahun ternyata memiliki akar yang dapat mematikan mikroorganisme dan organisme tanah, contoh cacing tanah.
3. Potensi Pergeseran Ekologi
Organisme transgenik dapat pula mengalami pergeseran ekologi. Organisme yang pada mulanya tidak tahan terhadap suhu tinggi, asam atau garam, dan tidak dapat memecah selulosa atau lignin, sesudah direkayasa berubah menjadi tahan terhadap faktor lingkungan itu .
tumbuhan Bt yaitu tumbuhan transgenik yang memiliki ketahanan terhadap hama, di mana sifat ketahanan itu diperoleh dari bakteri Bacillus thuringiensis. Bakteri B. thuringiensis menghasilkan protein kristal Bt, atau Crystal protein (Cry) yang yaitu protein endoracun yang bersifat racun bagi serangga (insektisidal). Bt protein yang dihasilkan oleh gen Bt dapat meracuni hama yang menyerang tumbuhan jagung. Gen ini bertanggung jawab dalam ketahanan terhadap serangga hama penggerek tumbuhan . Bt protein dipecah oleh suatu enzim pemecah dalam pencernaan yang bersifat alkalin dari larva serangga dan menghasilkan protein pendek yang mengikat dinding pencernaan. Pengikatan dapat memicu kerusakan membran sel sehingga larva berhenti beraktivitas.
tanaman
bahwa zat pengatur tumbuh (ZPT) berperan dalam dunia tanaman . Saat ini, ZPT tanaman dipakai untuk penundaan atau percepatan pematangan buah, perangsangan perakaran, peningkatan peluruhan daun atau pentil buah, pengendalian perkembangan buah,
pemberantasan gulma, pengendalian ukuran organ,
Pada pertengahan tahun 1800-an, ahli fisiologi tanaman Jerman Julius von Sachs menduga bahwa bentuk tanaman dipicu oleh adanya kegiatan senyawa pembentuk organ khusus , seperti senyawa
pembentuk daun , pembentuk bunga , usaha untuk mengisolasi senyawa sejenis ini belum berhasil. tanaman mengandung senyawa yang mendorong inisiasi proses biokimia yang akhirnya memicu pembentukan organ dan aspek tanaman lainnya. Secara keseluruhan senyawa itu dinamakan fitohormon, yang mendorong inisiasi reaksi biokimia dan perubahan komposisi kimia dalam tanaman . Faktor lingkungan seperti cahaya dan suhu berinteraksi
dengan fitohormon dan beberapa proses biokimia selama tumbuh dan diferensiasi berlangsung.
Istilah hormon tanaman (fitohormon) diimbas oleh
diketahuinya hormon pada hewan dan manusia, yaitu suatu senyawa yang disintesis pada bagian tubuh tertentu, dan dapat ditransfer melalui sistem aliran darah ke bagian tubuh yang lain untuk mengatur
tanggapan fisiologis di area itu. Hormon tanaman adalah senyawa organik yang disintesis di salah satu bagian tanaman dan dipindahkan ke bagian lain , dan pada konsentrasi yang rendah mampu memicu tanggapan fisiologiS. , Fitting pada tahun 1910, memakai istilah hormon yang terus dipakai untuk
memberi batasan senyawa organik khusus yang ada secara alami dengan fungsi pengaturan dalam tanaman , sekarang ada 5 kelompok hormon yang paling dikenal, walaupun masih banyak lagi yang sudah pasti akan ditemukan. meliputi auksin, giberelin, sitokinin, asam absisatdan etilen. saat semakin banyak hormon yang dapat dicirikan dan efek dan
konsentrasi endogennya di teliti , setiap hormon mempengaruhi tanggapan pada banyak bagian tanaman .tanggapan itu bergantung pada spesies, bagian tanaman , tahap perkembangan,konsentrasi hormon, interaksi antar hormon yang diketahui,dan berbagai faktor lingkungan. Istilah zat tumbuh meliputi hormon tanaman (alami) dan senyawa buatan yang dapat mengubah tumbuh dan perkembangan tanaman . Nama senyawa itu dapat menyatakan kegiatan fisiologisnya, contoh zat tumbuh daun, zat tumbuh akar, Giberelin adalah jenis hormon tumbuh yang mula-mula ditemukan di Jepang oleh Kurosawa pada tahun 1926. Sebelumnya, pada 1920-an para peneliti Jepang menyelidiki suatu penyakit jamur pada padi yang dipicu oleh Giberelin fujikuroi. Bila jamur ini dikulturkan ternyata mengeluarkan suatu zat ke medium yang dinamakan giberelin A, yang dapat mendorong munculnya gejala penyakit bila disemprotkan pada tanaman sehat, dan dapat
mendorong pemanjangan batang pada sejumlah jenis tanaman lain. Pada tahun 1936 kristal giberelin A dapat diisolasi dari filtrate kultur jamur ini. Baru sesudah Perang Dunia II, para ahli dari Inggris dan
Amerika Serikat menyadari pentingnya zat tanaman ini.
bahwa giberelin A sebetulnya adalah campuran dari minimal 6 jenis giberelin yang dinamakan GA1, GA2, GA3, GA4, GA7 dan GA9. Giberelin A3 (asam giberelin) yang paling mudah didapat dan paling banyak dipakai dalam penelitian. Campuran GA3 dan GA7 tersedia secara komersial Dengan prosedur bioassay ternyata banyak ekstrak tanaman mengandung aktivitas senyawa sejenis giberelin, sebagian berstruktur
sama dengan yang diisolasi dari jamur tadi, sebagian lagi berstruktur molekul yang lain. Pada saat ini sudah diketahui bahwa tanaman berhijau daun mengandung GA1, GA2, GA3, GA5, GA6, GA7 dan GA8. sudah pula diketahui adanya sekitar 40 macam struktur dan
mungkin masih akan ditemukan lagi struktur tambahan. Giberelin ada dalam berbagai organ seperti akar, batang, tunas, daun, tunas bunga, bintil akar, buah dan jaringan kalus. Di alam sudah ditemukan lebih dari sepuluh jenis giberelin. ,giberelin ada yang ditemukan dalam jamur Gibberella Fujikuroi, ada yang ditemukan pada tanaman tinggi dan ada juga yang ditemukan pada keduanya. Jenis giberelin yang ditemukan pada jamur yaitu GA1, GA2, GA3, GA4, GA7, GA9, s.d
GA16, GA24, GA25, GA36. sedang jenis giberelin yang ditemukan pada tanaman derajat tinggi yaitu GA1, s.d GA9, GA13, GA17, s.d GA23, GA26, s.d GA35. yang terakhir yaitu giberelin yang ditemukan pada jamur dan tanaman derajat tinggi yaitu GA1, s.d GA4, GA7, GA9, dan GA13. Giberelin ; GA1 s.d GA5, GA7 s.d GA9, GA19, GA20, GA26, GA27, dan GA29 ditemukan pada Pharbitis nil, GA1, GA5, GA8, GA9, GA13, ditemukan pada umbi tulip, lalu GA3, GA4, GA7, ditemukan pada anggur, GA18, GA19, GA20, ditemukan pada
pucuk bambu, GA3, GA4, GA7, ditemui pada biji apel, lalu GA21, dan GA22, ditemui pada sword bean. Pada tanaman lain yaitu : Lipinus lutens (GA18, GA23, GA28), pada pucuk tanaman jeruk dan biji mentimun ditemukan GA1, tebu (GA5), pisang (GA7), kacang, jagung, barley wheat ditemukan GA1. sedang pada tanaman Phaseolus coclirecus ditemukan ; GA1, GA3 s.d GA6, GA8, GA13, GA17, dan GA20. lalu pada Rudbeckia bicolor ditemukan ; GA1, GA4, GA7,
s.d GA9. Dan yang terakhir yaitu pada Calonyction aculeatum ditemukan GA30, GA31, GA33, dan GA34.
Sebagian besar GA yang dihasilkan oleh tanaman adalah dalam bentuk inaktif, dan terlihat perlu prekursor untuk menjadi aktif. Pada spesies tanaman ditemui 15 macam GA. Disamping ada pada tanaman ditemukan juga pada alga, lumut dan paku, namun tidak pernah ditemui pada bakteri. GA ditransfer melalui xilem dan floem, tidak seperti auxin
pergerakannya bersifat tidak polar. Asetil-CoA, yang berperan penting pada proses respirasi berfungsi
sebagai prekursor pada sintesis GA. Kemampuannya untuk meningkatkan pertanaman pada tanaman lebih kuat dibandingkan dengan pengaruh yang dimunculkan oleh auxin bila diberikan secara
tunggal. namun auxin dalam jumlah yang sangat sedikit tetap diperlukan agar GA dapat memberi efek maksimal.Sebagian besar tanaman dikotil dan sebagian kecil tanaman monokotil akan tumbuh cepat jika diberi GA, namun tidak pada tanaman konifer contoh pinus. Jika GA diberikan pada tanaman kubis tinggi tanamannya bisa mencapai 2 m. Banyak
tanaman yang secara genetik kerdil akan tumbuh normal sesudah diberi GA. Efek giberelin tidak hanya mendorong perpanjangan batang, namun juga terlibat dalam proses regulasi perkembangan tanaman
seperti halnya auxin. Pada beberapa tanaman pemberian GA bisa memacu pembungaan dan mematahkan dormansi tunas dan biji.Disintesis pada ujung batang dan akar, giberelin menghasilkan pengaruh yang cukup luas. Salah satu efek utamanya
adalah mendorong pemanjangan batang dan daun. Pengaruh GA meningkatkan kerja auxin, walaupun tahap interaksi kedua ZPT itu belum diketahui secara pasti. Demikian juga jika dikombinasikan dengan auxin, giberelin akan mempengaruhi
perkembangan buah contoh memicu tanaman apel, anggur, dan terong menghasilkan buah walaupun tanpa fertilisasi. bahwa giberelin dipakai secara luas untuk menghasilkan buah anggur tanpa biji pada varietas Thompson. Giberelin memicu ukuran buah anggur lebih besar dengan jarak antar buah yang lebih
renggang di dalam satu gerombol. Giberelin juga berperan dalam perkecambahan biji pada banyak tanaman. Biji-biji yang memerlukan kondisi lingkungan khusus untuk berkecambah seperti
suhu rendah akan segera berkecambah bila disemprot dengan giberelin. giberelin yang ada di dalam biji merupakan penghubung antara isyarat lingkungan dan proses metabolik yang memicu pertanaman embrio. Sebagai contoh, air yang tersedia dalam jumlah cukup akan memicu embrio pada biji rumputrumputan mengeluarkan giberelin yang mendorong perkecambahan dengan memanfaatkan cadangan makanan yang ada di dalam biji. Pada beberapa tanaman, giberelin menunjukkan interaksi antagonis
dengan ZPT lainnya contoh dengan asam absisat yang memicu dormansi biji. Giberelin (GAs) merupakan senyawa diterpenoid tetrasiklik dengan rangka ent-gibberalene yang dinamakan ent-kaurene ,
Ada 2 tipe utama GAs yaitu yang mempertahankan kerangka entkaurene dinamakan C20-GAs atau punya atom carbon penuh yaitu 20 C dan yang kehilangan C20 dinamakan ent20 non-gibberelane (C19-GAs) atau
atom carbon yang ke 20 hilang dalam metabolism. Saat ini sudah ditemukan 89 jenis GAs, diberi nomor dari GA1-GA89. perbedaan utama pada gibereline adalah : 1. pada beberapa gibereline memiliki 19 buah atom karbon dan yang lainnya memiliki 20 buah atom karbon ; 2. Grup hidroksil berada dalam posisi 3 dan 13 (ent- gibberellene numbering system). Semua gibereline dengan 19 atom karbon adalah monocarboxylic acid yang mengandung COOH grup pada posisi 7 dan memiliki sebuah lactonering. Di alam, ditemui pula beberapa senyawa yang di ekstrak dari tanaman. Senyawa itu tidak mengandung gibereline atau gibberellane structure namun termasuk ke dalam gibereline. namun ada senyawa lain yang ditemukan tanpa gibban skeleton yaitu "Steviol", namun
aktivitasnya seperti gibereline. Macam-macam giberelin ada yang endogen mulai dari : GA1 sampai dengan GA58 contoh GA1 pada jagung, kacang tanah, pisang, tebu dan GA7 pada biji muda mentimun. Disamping itu ada sintetik adalah GA3, namun ada juga GA4, GA7, GA9 sintettik. Sifat-sifat struktur yang diperlukan untuk aktivitas kimia giberelin adalah :
1. Untuk aktivitas yang tinggi diperlukan adanya cincin A, B, C, D yang utuh dari ent-giberelin
2. Gugus karboksil (COOH) pada C7 diperlukan untuk aktivitas yang tinggi
3. Gas yang paling atif adalah Gas yang mempunya ikatan lakton (CO--O--C/CO pada C19 dan C pada C10) pada cicin A.
2. Jumlah dan letak dari gugusan karboksil.
a. 1 gugus karboksil → pada C7
b. Lebih dari 1 gugus karboksil → C7, C18, C19 dan C20
3. Letak ikatan tidak jenuh pada cincin A dan ini hanya untuk C19-GAS. Ikatan tak jenuh dapat terletak pada ∆ 1,2 ; ∆ 2,3 ; ∆ 1,10.
4. Jumlah dan letak dari gugus hidroksil :
a. 1 gugus biasanya pada C3
b. > 1 gugus – C3 dan C13, C3 dan C1, C3 dan C16, C3 dan C2
Giberelin sebagai hormon tumbuh pada tanaman berpengaruh pada sifat genetik (genetic dwarfism), pembuangan, penyinaran, partohenocarpy, mobilisasi karbohidrat selama perkecambahan (germination) dan aspek fisiologi lainnya. Giberelin berperan dalam mendukung perpanjangan sel (cell elongation), aktivitas kambium dan mendukung pembentukan RNA
baru dan sintesa protein.
a. Genetic dwarfism.
Giberelin dapat mengatasi gejala genetic dwarfism sebab fungsi giberelin dalam pemanjangan sel, sehingga tanaman yang kerdil bisa menjadi lebih tinggi. Genetic dwarfism adalah suatu gejala kerdil yang dipicu oleh adanya mutasi. Gejala ini terlihat dari memendeknya internodus (ruas batang). Terhadap Genetic dwarfism ini, Giberelin mampu merubah tanaman yang kerdil menjadi tinggi. ini sudah
dibuktikan oleh Brian dan Hemming ,dilakukan penyemprotan gibberellic acid pada berbagai varietas kacang. Hasil dari ujicoba ini menunjukan bahwa
gibberellic acid berpengaruh terhadap tanaman kacang yang kerdil menjadi tinggi. Mengenai hubungannya dengan cell elengation, bahwa giberelin mendukung pengembangan dinding sel. pemakaian giberelin akan mendukung pembentukan enzym protolictic yang akan membebaskan tryptophan sebagai asal bentuk
dari auxin. ini berarti bahwa kehadiran giberelin itu meningkatkan kandungan auxin. tahap lain menerangkan bahwa giberelin akan menstimulasi cell elengation, sebab adanya hidrolisa pati yang dihasilkan dari giberelin, akan mendukung terbentuknya amilase. Sebagai akibat dari proses itu , maka konsentrasi gula meningkat yang memicu tekanan osmotik di dalam sel menjadi naik, sehingga ada kecenderungan sel itu berkembang.
b. Pembungaan (flowering)
Gibberelin sebagai salah satu hormon tumbuh pada tanaman, berperan dalam pembungaan. biasanya giberelin tinggi memicu tanaman terhambat berbunga, sebaliknya tenaman terinduksi berbunga bila kandungan giberelinnya menurun, hal itu tidak berlaku untuk semua tanaman sebab pada berbagai tanaman pembungaanya justru perlu kandungan giberelin tinggi.
c. Parthenocarpy dan fruit-set
Giberelin dapat Merangsang terbentuknya buah partenokarpi seperti anggur dan tomat, sebab GA dapat merangsang pembuahan tanpa melalui penyerbukan. Seperti auxin, giberelinpun berpengaruh terhadap parthenocarpy. bahwa gibberellic acid (GA3) lebih efektif dalam terjadinya parthenocarpy dibanding dengan auxin yang dilakukan pada blueberry. Hasil
ujicoba lain menunjukan bahwa GA3 dapat meningkatkan tandan buah (fruit set) dan hasil.
d. Peranan Giberelin dalam pematangan buah (fruit ripening)Pematangan (ripening) adalah suatu proses fisiologis, yaitu terjadinya perubahan dari kondisi yang tidak menguntungkan ke suatu kondisi yang menguntungkan, ditandai dengan perubahan tekstur,
warna, rasa dan aroma.Dalam proses pematangan ini, giberelin berperan yaitu mampu mengundurkan pematangan dan pemasakan suatu jenis buah. penerapan giberelin pada buah tomat dapat memperlambat pematangan buah, sedang gibberellic acid yang diterapkan pada buah pisang matang,
pemasakannya dapat ditunda.
e. Mobilisasi bahan makanan selama tahap perkecambahan ,Biji cerealia terdiri dari embrio dan endosperm. Didalam endosperm ada masa pati yang dikelilingi oleh suatu lapisan "aleuron". sedang embrio itu sendiri merupakan suatu bagian hidup yang suatu saat akan menjadi dewasa. Pertanaman embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan yang berada di dalam endosperm. Untuk kelangsungan hidup embrio maka terjadilah penguraian secara enzimatik yaitu terjadi perubahan pati menjadi gula yang lalu ditranslokasikan ke embrio sebagai sumber energi untuk pertanaman nya. giberelin berperan dalam proses aktivitas amilase. ini dibuktikan dengan memakai GA yang memicu aktivitas amilase miningkat. Aktivitas enzym α-amilase dan protease di dalam endosperm juga didukung oleh GA melalui de-novo synthesis. ini
ada hubungannya dengan terbentuknya DNA baru yang lalu menghasilkan RNA.
f. Stimulasi aktivitas cambium dan perkembangn xylem
Giberelin berperan dalam aktivitas kambium dan
perkembangn xylem. penerapan GA3 dengan konsentrasi 100, 250, dan 500 ppm mendukung terjadinya diferensiasi xylem pada pucuk olive. Begitu juga dengan mengadakan penerapan GA3 + IAA dengan konsentrasi masing-masing 250 dan 500
ppm, maka terjadi pengaruh sinergis pada xylem. sedang penerapan auxin saja tidak memberi pengaruh pada tanaman.
g. Pemecahan Dormansi
Fungsi penting giberelin yang lain adalah dalam hal mematahkan dormansi/mempercepat perkecambahan, dengan cara GA yang dihasilkan di embrio masuk ke lapisan aleuron dan disana menghasilkan enzim amylase. Enzim ini lalu masuk ke endosperm, disana merubah pati menjadi gula dan energi. Selain itu GA
juga dapat memicu kulit lebih permeabel terhadap air dan udara. Dormansi adalah masa istirahat bagi suatu organ tanaman atau biji. kemampuan biji untuk
mengundurkan tahap perkecambahannya hingga saat dan area itu menguntungkan untuk tumbuh. terjadinya dormansi dipicu oleh faktor luar dan faktor dalam. Faktor yang memicu dormansi pada biji adalah: 1. tidak sempurnanya embrio ; 2. embrio yang belum matang secara fisikologis , 3. kulit biji yang tebal (tahan
terhadap gerakan mekanis); 4. kulit biji impermeable ,5. adanya zat penghambat untuk perkecambahan , GA3 dapat mmecakan dormani sebab menstimulasi terbentuknya -amilase dan enzim hidrolitik. Prosesnya
adalah GAs di transfer ke aleuron, disana menstimulir terbentuknya - amilase dan enzim hidrolitik , Enzim itu disekresikan ke endosperm mendorong hidrolisis cadangan makanan (pati menjadi gula). Jadi GAs mendorong pertanaman biji dengan meningkatkan
plastisitas dinding sel diikuti hidrolisis pati menjadi gula. proses itu memicu potensial air sel turun, air masuk ke sel dan akhirnya sel memanjang.
Giberelin adalah zat kimia yang dikelompokan kedalam terpinoid. Semua kelompok terpinoid terbentuk dari unit isoprene yang terdiri dari 5 atom karbon
Unit-unit isoprene ini dapat bergabung sehingga menghasilkan monoterpene (C-10), sesqueterpene (C-15), diterpene (C-20) dan triterpene (C-30). Biosintesis gibereline yang ada dalam jamur
Gibberella Fujikuroi berproses dari Mevalonic acid sampai menjadi giberelin. area sintesis adalah pada semua jaringan yang sedang tumbuh dan jaringan yang berdiferensiasi dan pada biji dan buah yang sedang berkembang. Pengangkutan polar tidak berlaku untuk giberelin, sitokinin dan asam absisik. fitohormon ini bergerak melalui jaringan pembuluh floem dan xylem dan juga melalui system apoplas dan simplas. bahwa giberelin dan sitokinin ditranslokasikan bukan dalam bentuk bebas. eksudat dari jaringan fluem bunga matahari, kacang kapri, anggur dan tanaman lainnya semuanya mengndung GAglukosida. Bentuk GA-glukosida ini adalah bentuk GA cadangan
maupun GA yang ditranslokasikan. juga didapat untuk sitokinin dan asam absisik. eksudat dari xylem maupun fluem mengandung kedua fitohormon ini dalam keadaan yang terikat.
Jalur biosintesis giberelin terdiri atas 4 lintasan, yaitu :
1. Jalur dari mevalonic acid (MVA) ke geranil-geranil pyrofosfat (GGPP)
2. Siklisasi GGPP menjadi Ent-kaurene
3. Ent-kaurene menjadi GA12-aldehida
4. Jalur dai GA12-aldehida ke GAs
Jalur dari mevalonic acid ke geranil-geranil pyrofosfat (GGPP) sampai menjadi GA12-aldehida (jalur nomor 1 –3 ) sama untuk semua tanaman tingkat tinggi. sebab begitu banyak GAs maka tidak ada satu jalur khusus baik bagi GAs yang ada pada fungi maupun yang
ada pada tanaman. Walaupun demikian sebagian dari jalur biosintesa itu yaitu mulai dari MVA (C6) → ent-Kaurene → GA12
aldehida adalah sama untuk fungi maupun tanaman.
Jalur dari MVA ke GPP ada beberapa langkah yaitu aktivasi dari MVA menjadi MVA- PP dengan enzim MVA Kinase, perlu ATP, MG++ atau MN++, dilanjutkan dengan pembentukan GGPP dari IPP dan DMAP, enzimnya GGPP sintetase. sesudah itu terjadi pembentukan cincin (cyclization) ent-Kaurene dari GGPP. Pada tahap perubahan antkaurene menjadi GA12-aldehida tidak ada hasil antara (intermediate) diantara kedua senyawa itu . proses itu terjadi dari kontraksi cincin B. Cincin B yang mula-mula terdiri dari 6 C berkontraksi menjadi cincin B dengan 5 C + C7 diluar cincin itu . Pada jalur sesudah GA12-aldehida menjadi Gas (GA4) menurut Wareing dan Phillips (1981),
melalui tahap yaitu :
(1) Oksidasi dari gugus 7 Beta aldehida
(2) Hilangnya gugus 10 alpametil
(3) Pebentukan ikatan lakton antara C19 dan C10
lalu dari GA4 ada 4 jalur untuk membentuk GA16, GA17, GA1 dan GA7 dengan proses sebagai berikut :
(1) GA4 → hidroksilasi pada C1 → GA16
(2) GA4 → hidroksilasi pada C2 → GA17
(3) GA4 → hidroksilasi pada C113 → GA1
(4) GA4 → membentuk ikatan rangkap antara C1 dan C2 (∆ 1,2) → GA7
(5) GA7 → hidroksilasi → GA3 pada C13
Bentuk-bentuk Gas alamiah terdiri dari :
1. GAs bebas (free Gas) yaitu GAs yang tidak terikat pada glukosa dan larut dalam methanol, terdiri dari C19-GAs atau C20-GAs mono, di atau tri karboksilat.
2. GAS yang larut dalam air atau “bound GAS “ (Water soluble GAS). Senyawa menyerupai GA, sangat polar dan larut dalam air. ada pada buah, biji, umbi kentang, umbi tulip, kecambah tomat, ujungujung tunas tembakau. Bentuknya bermacam-macam terdiri dari
sekurang-kurangnya dua atau lebih senyawa. Salah satu GAS yang sangat polar ini adalah GA bebas yang sudah ditentukan struktur kinianya. GA ini dikenal dengan nama GA32 yang ada pada biji
muda dari Prunus armeniaca (Davies, 1995).
3. Conjugated GAs. Pada conjugated GA, GAs ini terikat pada glukosa dalam bentuk glukosida dan glukosil ester. Glukosida merupakan pengikatan glukosa dengan GAs melalui gugus hidroksil dari GA (GA--
O--glukosa). sedang ester glukosil merupakan pengikatan glukosa dengan GAs melalui gugus karboksilat (COOH) dari GA (GA--COO--glukosa).
4. Inter Konversi. GAS berbeda di dalam palensinya dan GAS yang ada pada tahap perkembangan tertentu dari tanaman atau organ tidak ada pada tahap perkembangan berikutnya. Di dalam organ/tanaman terjadi interkonversi seperti : (a) Antara Free GA
(GA6 – GA3 dan GA8), (b) Conjugated GAS → Free GAS, (c) Bound GAS → Free GAS.
ada perbedaan antara GAs conjugated dengan auxin
conjugated, sebab pada GAs hanya ada dalam glukosida dan glukosil ester, sedang pada auxin ada dalam bentuk glukosida, glukosil ester dan peptida. Pada auxin istilah bound auxin adalah sinonim dengan conjugated auxin sedang pada pada GA tidak. Pada
GA yang dinamakan bound Giberelin adalah senyawa menyerupai GA yang lebih polar dari GA bebas.
Metode yang dipakai untuk melacak area biosintesa dari GAS antara lain :
1. Pemotongan organ diikuti pemberian GAS eksogen. Dalam ini organ dipotong lalu diberi GAS eksogen, lalu dibandingkan dengan tanaman yang tidak dipotong organnya.
2. Ekstraksi lalu dilakukan determinasi.
3. Difusi. Mula-mula dipakai untuk auxin namun dapat
dipakai juga untuk GAs. Perbedaan antara ekstraksi dan difusi adalah bahwa pada ekstraksi diketahui kadar GA pada satu waktu .tertentu. sedang pada difusi mengetahui pembentukan kadar GA pada suatu selang waktu (periode).
4. pemakaian inhibitor pada GA biosintesa. pemakaian inhibitor dilakukan pada potongan organ lalu dilanjutkan dengan.mengukur jumlah GAs yang terbentuk pada suatu periode waktu dengan metode difusi. berdasar prinsip itu diperoleh bahwa GAs
dibuat : (1) di daun muda dari pucuk tunas, (2) ujung-ujung akar (3 -4 mm), dan (3) biji yang sedang berkembang ,.Pengaturan kadar GA dalam tubuh tanaman dilakukan melalui tahap :
a. Pengaturan sintesis in situ
b. Pembentukan Bound GAs atau Conjugated GAs. Bound GAs dianggap sebagai GAs cadangan atau GAs simpanan, atau GAs dalam bentuk dapat ditransfer t. Dari bound GAs dapat dilepas GAs. Contohnya GA3-glukosida
c. Dengan interkonversi . Adanya interkonversi
memicu kadar GAs pada jaringan atau organ pada suatu waktu tidak konstan. Di dalam proses biosintesis sudah ditemukan zat penghambat di dalam aktivitas ini. Beberapa contoh growth retardant yang menghambat biosintesis gibereline pada tanaman
antara lain Amo-1618 (2-isopropil-4-dimetil-kamine-5 metil phenil-4 pipendine karboksilatmetil klorida) menghambat biosintesis gibereline pada tanaman mentimun liar (Exhmocytis macrocarpa). Amo-1618 menghambat dalam proses perubahan dari
Geranylgeranyl pyrophosphat ke Kaurene. Begitu pula growth retardant CCC (2-chloroethyl) trimethyl (-amonium chloride) memperlihatkan aktivitas yang sama dengan Amo-1618. Biosintesis GAs dapat dihambat dengan memakai inhibitor sintetik, yaitu :
a. AMO-1618 dan cyclosel, memblok biosintesis pada reaksi yang enzimnya ent-kaurene synthase.
b. Paklobutrazol, anzimidol dan uniconazole, memblok reaksi entkaurene menjadi ent-kaurenol
Sitokinin merupakan senyawa derifat adenin yang dicirikan oleh kemampuannya menginduksi pembelahan sel pada jaringan dengan adanya auxin, Bentuk dasar dari sitokinin adalah adenin (6-amino purine). Adenin merupakan bentuk dasar yang
menentukan terhadap aktifitas sitokinin. Di dalam senyawa sitokinin, panjang rantai dan hadirnya suatu double bond dalam rantai itu meningkatkan aktifitas zat pengatur tumbuh ini. Sitokinin alami (endogen) adalah zeatin dan dihidrozatin, sedang sitokinin sintetik .antara lain zeatin, BA, BAP, 2-iP, IPA, PA, Kinetin, dan thidiozuron.
Struktur dan Aktivitas sitokinin yang aktif :
1. Harus ada N6 yang dapat disubstitusi
2. Aktivitas tergantung dari rantai samping dan cincin adenin.
3. Rantai samping, adanya penjenuhan ikatan rangkap bersifat menurunkan aktivitas. Perpindahan ikatan rangkap dari ∆1,2 ke ∆ 3,4 juga menurunkan aktivitas berkurang. Substitusi (adanya OH pada C4 meningkatkan aktivitas, adanya OH pada C2 C3 atau C2 dan C3 mengurangi aktivitas, adanya > 1 OH menurunkan aktivitas. Sitokinin yang aktif dapat dirubah menjadi tidak aktif (antagonist) dengan cara penjenuhan rantai samping, penukaran posisi C dan N,
dan substitusi CH3 pada 9-CH.
Sitokinin merupakan ZPT yang mendorong pembelahan
(sitokinesis). Beberapa macam sitokinin merupakan sitokinin alami (contoh kinetin, zeatin) dan beberapa lainnya merupakan sitokinin sintetik. Sitokinin alami dihasilkan pada jaringan yang tumbuh aktif
terutama pada akar, embrio dan buah. Sitokinin yang dihasilkan di akar lalu diangkut oleh xilem menuju sel-sel target keseluruh tanaman.
Peranan iisiologis sitokinin meliputi :
Mendorong perluasan daun (leaf expansion), dihasilkan sebab adanya pembesaran sel. Mendorong perkembangan kloroplast. penerapan sitokinin eksogen memicu terakumulasinya klorofil dan mendorong konversi etioplast menjadi kloroplast. ,Pembelahan sel , Pemberian sitokinin eksogen menginduksi pembelahan sel dalam kultur jaringan bersamasama dengan adanya auxin. Secara endogen juga terjadi pada tanaman yang mengalami tumor Crown Gall,Morphogensesis. Dalam kultur jaringan dan Crown Gall, sitokinin menginduksi terbentuknya organ pucuk.
,Pertanaman tunas lateral , Pemberian sitokinin memicu terbebasnya pucuk lateral dari pengaruh Apical dominance ,Mendorong terbukanya stomata pada beberapa spesies, contoh pada solanaceae,Menghambat leaf senescence ,
bahwa sitokinin dapat meningkatkan pembelahan, pertanaman dan perkembangan kultur sel tanaman. Sitokinin menunda penuaan daun, bunga dan buah
dengan cara mengendalikan proses kemunduran yang
memicu kematian sel-sel tanaman. Penuaan pada daun melibatkan penguraian klorofil dan protein-protein, lalu produk itu diangkut oleh floem ke jaringan meristem atau bagian lain dari tanaman yang memerlukan nya. Daun kacang jogo (Phaseolus
vulgaris) yang ditaruh dalam wadah berair dapat ditunda penuaannya beberapa hari bila disemprot dengan sitokinin. Sitokinin juga dapat menghambat penuaan bunga dan buah. Penyemprotan sitokinin pada
bunga potong dilakukan agar bunga itu tetap segar.
Pada tanaman , efek sitokinin sering dipengaruhi oleh
keberadaan auxin. Sitokinin yang ditransfer dari akar ke batang mampu mengaktifkan pertanaman tunas samping sehingga tanaman memiliki cabang yang banyak dan menjadi rimbun. Sebagian besar tanaman memiliki pola pertanaman yang kompleks yaitu tunas lateralnya tumbuh bersamaan dengan tunas
terminalnya. Pola pertanaman ini merupakan hasil interaksi antara auxin dan sitokinin dengan perbandingan tertentu. Sitokinin dihasilkan
dari akar dan diangkut ke tajuk, sedang auxin dihasilkan di kuncup terminal lalu diangkut ke bagian bawah tanaman . Auxin cenderung menghambat aktivitas meristem lateral yang letaknya berdekatan dengan meristem apikal sehingga membatasi
pembentukan tunas cabang dan fenomena ini dinamakan dominasi apikal. Kuncup aksilar yang ada di bagian bawah tajuk (area yang berdekatan dengan akar) biasanya akan tumbuh memanjang
dibandingkan dengan tunas aksilar yang ada dekat dengan kuncup terminal. ini menunjukkan ratio sitokinin terhadap auxin yang lebih tinggi pada bagian bawah tanaman ..Interaksi antagonis antara auxin dan sitokinin juga merupakan salah satu cara tanaman dalam mengatur derajat pertanaman akar
dan tunas, contoh jumlah akar yang banyak akan menghasilkan sitokinin dalam jumlah banyak. Peningkatan konsentrasi sitokinin ini akan memicu sistem tunas membentuk cabang dalam jumlah
yang lebih banyak. Interaksi antagonis ini biasanya juga terjadi di antara ZPT tanaman lainnya.
bahwa bila dalam perbandingan sitokinin lebih besar dari auxin, maka ini akan memperlihatkan stimulasi pertanaman tunas dan daun. Sebaliknya bila sitokinin lebih rendah dari auxin, maka ini akan memicu
stimulasi pada pertanaman akar. sedang bila perbandingan sitokinin dan auxin berimbang, maka pertanaman tunas, daun dan akar akan berimbang pula. namun bila konsentrasi sitokinin itu
sedang dan konsentrasi auxin rendah, maka keadaan pertanaman tobacco pith culture itu akan berbentuk callus..sedang dalam pembelahan sel, dikemukakan bahwa IAA dan kinetin, bila dipakai secara tersendiri akan menstimulasi sintesis DNA dalam tobacco pith culture. Dan menurut ahli itu , kehadiran IAA dan kinetin ini diperlukan dalam proses mitosis walaupun IAA lebih
dominan pada tahap itu . Dalam perkembangan tanaman sudah diketahui bahwa terjadi interaksi antara sitokinin, giberelin dan auxin. Di alam, tidak satu
unsurpun yang berdiri sendiri. Kesemuanya berinteraksi antara satu sama lainnya, sehingga merupakan suatu sistem. Begitu pula dengan zat pengatur tumbuh.
Pada tanaman, zat pengatur tumbuh auxin, giberelin dan sitokinin bekerja tidak sendiri-sendiri, namun ketiga hormon itu bekerja secara berinteraksi yang dicirikan dalam perkembangan tanaman. bila pucuk yang tumbuh di atas permukaan tanah dipotong
lalu dberi lanolin pada batang yang dipotong itu , maka
pada ketiak daun tumbuh pucuk. Perlakuan lain dilakukan dengan memotong pucuk-pucuk daun lalu batang yang dipotong itu masing-masing diberi IAA, GA, GA + IAA, GA + IAA pada batang yang dipotong dan pada pucuk yang tumbuh di ketiak daun diberi
kinetin Pada perlakuan yang diberi IAA pertanaman
tunas mengalami hambatan, namun pada perlakuan GA, pertanaman tunas meperlihatkan adanya perpanjangan internodus pada tunas yang tumbuh di ketiak daun. sedang pada perlakuan pemberian GA + IAA memperlihatkan pertanaman stolon secara horisontal. Pada perlakuan GA + IAA + pada batang yang terpotong lalu diberi perlakuan kinetin pada pucuk yang tumbuh diketiak daun menunjukkan
pertanaman yang normal.
Sitokinin alami disintesis di akar lalu ditransfer t secara akropetal ke pucuk. Disamping itu, sitokinin juga dapat disintesis pada biji yang berkembang.
Informasi biosintesis sitokinin tidak selengkap biosintesis auxin atau giberelin, Prekursor biosintesis sitokinin adalah asam mevalonat dengan jalur biosintesis , Pengaturan kadarnya dalam tubuh tanaman dilakukan melalui :
1. Pengaturan sintesis in situ (free sitokinin/zeatin)
2. Pembentukan bound sitokinin, dengan cara :
a. Gugus hidroksil zeatin menangkap glukosa membentuk glukosida. Konjugat ini bisa sebagai bentuk cadangan atau bentuk untuk transport dan sifatnya reversibel.
b. Membentuk conjugat alanin dengan menangkap 1 glukosa pada atom C 9. Cara ini termasuk tahap detoksifikasi, sifatnya ireversibel
3. Degradasi dengan enzim sitokinin oksidase. Enzim ini menghilangkan lima rantai carbon samping dengan melepas adenin bebas.
Pengaruh sitokinin dipengaruhi oleh konsentrasi auksin. Adanya meristem apikal, maka auksin menekan pertanaman tunas aksilar. Meristem apikal dibuang, konsentrasi sitokinin meningkat, merangsang
pertanaman tunas aksilar. Sitokinin berperan dalam menghambat pertanaman akar melalui peningkatan konsentrasi etilen. Sitokinin menghambat pembentukan akar lateral melalui pengaruhnya pada sel periskel dan memblok program pengembangan pembentukan akar lateral. tahap kerja sitokinin:
-. Efek Anti Penuaan
Sitokinin dapat menahan penuaan beberapan organ tanaman dengan menghambat pemecahan protein, dengan menstimulasi RNA dan sintesis protein, dengan memobilisasi nutrien dari jaringan di sekitarnya.
Proses penuaan terjadi sebab penguraian protein menjadi asam amino oleh enzim protease, RNA-ase dan DNA-ase. Adanya sitokinin maka kerja enzim-enzim itu akan dihambat sehingga umur protein
menjadi lebih panjang. Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertanaman Tanaman. Selain itu, sitokinin mampu memperlambat penuaan daun dengan cara
mempertahankan keutuhan membran tonoplas. Bila tidak, protease dari vakuola akan merembes ke sitoplasma dan menghidrolisis protein larut
dan membran kloroplas dan mitokondria. bila daun yang dibuang dari suatu tanaman dicelupkan ke dalam larutan sitokinin, maka daun itu akan tetap hijau lebih lama dibanding biasanya. Sitokinin juga
memperlambat deteriorasi daun pada tanaman utuh.
-Pengaturan Pembelahan Sel dan Differensiasi Sel
Bekerja bersama-sama dengan auksin, sitokinin menstimulasi pembelahan sel dan mempengaruhi lintasan differensiasi. Efek sitokinin terhadap pertanaman sel di dalam kultur jaringan, memberi
petunjuk tentang bagaimana jenis ZPT ini berfungsi di dalam tanaman . saat satu potongan jaringan parenkhim batang dikulturkan tanpa memakai sitokinin, maka sel itu tumbuh .menjadi besar namun tidak membelah. Sitokinin secara mandiri tidak
memiliki efek, namun bila sitokinin diberikan bersama-sama .dengan auksin maka sel itu dapat membelah.
-Pengaturan Dominansi Apikal
Sitokinin, auksin, dan faktor lainnya berinteraksi dalam mengendalikan dominansi apikal. Hipotesis yang menerangkan regulasi hormonal pada .dominansi apikal, yaitu penghambatan secara langsung, menyatakan bahwa sitokinin dan auksin bekerja secara antagonistis dalam mengatur pertanaman tunas aksilar. Sitokinin masuk melalui akar ke dalam
sistem tajuk tanaman, akan melawan kerja auksin, dengan mengisyaratkan tunas aksilar untuk mulai tumbuh. Jadi rasio sitokinin .dan auksin merupakan faktor kritis dalam mengendalikan pertanaman
tunas aksilar.
Pada metode kultur jaringan, pemakaian auksin dan sitokinin sudah banyak dipakai . Jika konsentrasi auksin lebih besar dibanding sitokinin maka kalus akan tumbuh, dan bila konsentrasi sitokinin lebih besar dibandingkan auksin maka tunas akan tumbuh. sitokinin 2 ppm cenderung nyata meningkatkan jumlah
pecah tunas, pertambahan tinggi dan jumlah daun, namun cenderung menghambat pertambahan luas daun. sedang pada pertambahan diameter batang perlakuan itu tidak berpengaruh. sesudah berumur 4 tahun, tanaman yang diberikan sitokinin 2 ppm masih
menunjukkan tinggi tanaman dan jumlah daun yang lebih baik .dibandingkan dengan tanaman lain. Penelitian embrio somatik kopi arabika memicu hasil induksi terbaik untuk varietas Kartika-1
secara langsung dari kultur daun muda diperoleh pada media MS standar yang diberi 4 mg/l 2,4-D dan dikombinasikan dengan 0,1 mg/l kinetin yang dapat menginduksi seluruh eksplan dalam waktu empat
minggu sesudah kultur. Penggandaan embrio somatik kopi arabika terbaik diperoleh pada perlakuan 2 mg/l 2,4-D yang dikombinasikan dengan 0,1 mg/l kinetin yang dapat menghasilkan embrio somatik
terbanyak dalam waktu 6 minggu sesudah subkultur. pada kultur invitro tanaman nilam yang diberin sitokinin BAP 1 ppm pada media MS menunjukkan perkembangan yang baik yaitu bisa terbentuk planlet yang sempurna yang sudah memiliki akar, batang dan
daun. Pada penelitian kultur invitro buah Makasar, pemberian sitokinin BAP dan auksin 2,4-D berpengaruh Terhadap Pertanaman Tanaman. Pada berbagai taraf konsentrasi sudah memberi tanggapan yang berbeda
terhadap pertanaman eksplan biji buah makasar. Semakin tinggi konsentrasi BAP maupun 2,4 D maka semakin tinggi pula prosentase .pembentukan kalus. BAP 1,5 mg/l merupakan konsentrasi yang optimal dalam pertanaman biji buah makasar secara invitro untuk tujuan perbanyakan. Pada tanaman Pule pandak, pemberian pupuk organik 5 ton/ha meningkatkan pertanaman (jumlah daun), dan hasil .(jumlah cabang akar dan diameter akar) dibanding kontrol. Pemberian
sitokinin 100 ppm meningkatkan pertanaman (jumlah daun, luas daun, berat brangkasan, dan berat tanaman kering) dan hasil pule pandak.
Terjadi interaksi antara pupuk organik dan sitokinin terhadap berat brangkasan dan berat akar pule pandak untuk umur 90 HST. Kombinasi pupuk organik 10 ton/ha dan sitokinin 100 ppm memberi berat basah tajuk dan berat basah akar tertinggi. Pemberian konsentrasi
sitokinin BAP yang berbeda pada tunas pucuk jeruk kanci secara invitro, memberi pengaruh yang berbeda terhadap prosentase eksplan yang mengalami multiplikasi dan saat muncul tunas. Perlakuan BAP pada konsentrasi 2,5 mg/l merupakan perlakuan terbaik terhadap prosentase eksplan yang mengalami multiplikasi saat muncul tunas. ada interaksi yang nyata antara BAP 2,5 mg/l dengan NAA konsentrasi 0,5
dan 1,0 mg/l merupakan interaksi terbaik terhadap prosentase eksplan .yang membentuk kalus. Penelitian mengenai pengaruh sitokinin kinetin terhadap tanaman bunga matahari menunjukkan pada kombinasi
ZPT NAA 1 mg/l + kinetin 1 mg/l memberi hasil terbaik dalam menginduksi terbentuknya kalus dari eksplan kotiledon tanaman Helianthus annus L. yaitu dengan rata-rata berat basah kalus tertinggi
sebesar 0,76620 ± 0,38226 gram.
