HORMON GIBERELIN DAN AUKSIN

HORMON AUKSIN DAN GIBERELIN

Zat pengatur atau zat yang membantu tumbuhnya tumbuhan adalah hormon. Hormon tumbuhan atau dikenal juga dengan fitohormon adalah sekumpulan senyawa organik bukan hara (nutrien), baik yang terbentuk secara alami maupun dibuat oleh manusia, yang dalam kadar sangat kecil (di bawah satu milimol per liter, bahkan hanya terdapat satu mikromol per liter) mendorong, menghambat, atau mengubah pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan (taksis) tumbuhan.
    Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan. Namun demikian, hormon tumbuhan tidak dihasilkan dari suatu kelenjar tertentu (endokrin) sebagaimana pada hewan, tetapi dihasilkan dari jaringan-jaringan tertentu. Penyebarannya pun tidak harus melalui pembuluh, karena hormon tumbuhan dapat ditransfer melalui sitoplasma atau ruang antarsel. Hormon tumbuhan bersifat endogenous ("endogen"), dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan, maupun exogenous ("eksogen"), diberikan dari luar sistem individu. Hormon eksogen dapat juga merupakan bahan non-alami (sintetik, tidak dibuat dari ekstraksi tumbuhan). Oleh karena itu, untuk mengakomodasi perbedaan dari hormon hewan, dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris: plant growth regulator/substances) bagi hormon tumbuhan.
1.    HORMON AUKSIN


A.    Sejarah Penemuan
Auksin merupakan hormon tanaman yang pertama kali ditemukan Charles Darwin merupakan pioner dalam penelitian hormon tanaman. Dalam bukunya "The Power of Movement in Plants" tahun 1880, beliau menjelaskan pengaruh cahaya dalam pergerakan koleoptil rumput kanari (Phalaris canariensis).
Koleoptil adalah daun khusus yang muncul daribuku pertama yang melindungi epikotil pada biji yang sedang berkecambah sampai muncul ke permukaan tanah. Jika cahaya dari samping menyinari koleoptil, maka koleoptil akan membengkok ke arah datangnya cahaya. Jika ujung koleoptil ditutup dengan aluminium foil, maka tidak terjadi pembengkokan (koleoptil tumbuh lurus ke atas). Namun demikian, jika ujung koleoptil dibiarkan terbuka dan bagian tepat di bawah ujung ditutupi, maka koleoptil akan membengkok ke arah datangnya cahaya. Charles Darwin menyimpulkan bahwa ujung koleoptil adalah jaringan yang berperan untuk merespons cahaya dan memproduksi sinyal yang ditranslokasikan menuju ke bagian bawah koleoptil dimana   terjadi tanggapan fisiologis (terjadi pembengkokan).Dia kemudian memotong ujung koleoptil dan memaparkan sisa koleoptil ke arah cahaya untuk melihat apakah terjadi  respon. Ternyata tidak terjadi pembengkokan koleoptil.
Kaleidoskop penemuan auksin:
1.    Tahun 1885, Salkowski menemukan senyawa indole-3-acetic acid (IAA)dalam media fermentasi.
2.    Tahun 1907, Fitting mempelajari pergerakan sinyal pada sisi terang & sisigelap koleoptil, namun hasilnya belum maksimal.
3.    Tahun 1913, Boysen-Jensen memodifikasi percobaan Fitting dengan menyisipkan mika untuk menghambat transport sinyal dan menyimpulkan bahwa translokasi auskin ke arah bawah terjadi padasisi gelap.
4.    Tahun 1918, Paal meyakinkan penemuan Boysen-Jensen dengan memotong ujung koleoptil dalam gelap, menyinari ujung koleoptil, mengganti ujung koleoptil tanaman dengan ujung koleoptil yang telah disinari namun meletakkannya hanya pada satu sisi. Hasilnya,  di sisi manapun ujung koleoptil ditetakkan, pembengkokan mengarah ke sisi lainnya.
5.    Tahun 1925, Soding melanjutkan ide Paal. Jika ujung  koleoptil dipotong pertumbuhan lambat, jika ujung dibuang dan diganti baru maka pertumbuhan berlanjut.
6.    Tahun 1926, mahasiswa pasca dari Belanda bernama Fritz Went mempublikasikan hasil penelitian tentang bagaimana dia mengisolasisuatu senyawa perangsang tumbuh dengan meletakkan balok-agar di bawah ujung koleoptil beberapa lama dan kemudian memindahkan balok-agar tersebut ke koleoptil Avena yang telah dibuang pucuknya. Setelah ditempeli agar, pertumbuhan berlanjut.
7.    Tahun 1928, Went mengembangkan metode untuk mengkuantifikasi fitohormon ini. Hasil penelitiannya menujukkan bahwa pembengkokan batang adalah proporsional dengan jumlah fitohormon dalam balok-agar.
8.    Kemudian Kogl berhasil mengisolasi senyawa lain dari urine yang memiliki struktur dan fungsi seperti auxin A, salah satunya adalahindole-3 acetic acid (IAA) yang awalnya ditemukan oleh Salkowski pada tahun 1885.
9.    Tahun 1954, para ahli fisiologi tanaman menyusun karakteristik kelompok auksin. Istilah ini berasal dari auxein (Yunani) yang artinya  untuk tumbuh.

B.    Biosintesis
Auksin adalah zat yang di temukan pada ujung batang, akar, pembentukan bunga yang berfungsi untuk sebagai pengatur pembesaran sel dan memicu pemanjangan sel di daerah belakang meristem ujung. Hormon auksin adalah hormon pertumbuhan pada semua jenis tanaman. Nama lain dari hormon ini adalah IAA atau asam indol asetat. Letak dari hormon auksin ini terletak pada ujung batang dan ujung akar. Untuk membedakan tanaman yang memiliki hormon yang banyak atau sedikit kita harus mengetahui bentuk anatomi dan fisiologi pada tanaman sehingga kita lebih mudah untuk mengetahuinya. sedangkan untuk tanaman yang diletakkan ditempat yang terang dan gelap diantaranya untuk tanaman yang diletakkan ditempat yang gelap pertumbuhan tanamannya sangat cepat selain itu tekstur dari batangnya sangat lemah dan cenderung warnanya pucat kekuningan.hal ini disebabkan karena kerja hormon auksin tidak dihambat oleh sinar matahari. sedangkan untuk tanaman yang diletakkan ditempat yang terang tingkat pertumbuhannya sedikit lebih lambat dibandingkan dengan tanaman yang diletakkan ditempat gelap,tetapi tekstur batangnya sangat kuat dan juga warnanya segar kehijauan, hal ini disebabkan karena kerja hormon auksin dihambat oleh sinar matahari.
Secara umum, suatu senyawa dianggap sebagai auksin adalah jika disintesis oleh tanaman dan memiliki aktivitas yang mirip dengan IAA. Menurut Koeffli, Thimann dan went (1966), aktivitas auxsin ditentukan oleh:
•    adanya struktur cincin yang tidak jenuh,
•    adanya rantai keasaman (acid chain),
•    pemisahan karboksil grup (-COOH) dari struktur cincin,
•    adanya pengaturan ruangan antara struktur cincin dengan rantai keasaman.
Cara kerja hormon Auksin adalah menginisiasi pemanjangan sel dan juga memacu protein tertentu yg ada di membran plasma sel tumbuhan untuk memompa ion H+ ke dinding sel. Ion H+ mengaktifkan enzim ter-tentu sehingga memutuskan beberapa ikatan silang hidrogen rantai molekul selulosa penyusun dinding sel. Sel tumbuhan kemudian memanjang akibat air yg masuk secara osmosis.
Auksin merupakan salah satu hormon tanaman yang dapat meregulasi banyak proses fisiologi, seperti pertumbuhan, pembelahan dan diferensiasi sel serta sintesa protein (Darnell, dkk., 1986).
Auksin diproduksi dalam jaringan meristimatik yang aktif (yaitu tunas , daun muda dan buah) (Gardner, dkk., 1991). Kemudian auxin menyebar luas dalam seluruh tubuh tanaman, penyebarluasannya dengan arah dari atas ke bawah hingga titik tumbuh akar, melalui jaringan pembuluh tapis (floom) atau jaringan parenkhim (Rismunandar, 1988).
Auksin atau dikenal juga dengan IAA = Asam Indolasetat (yaitu sebagai auxin utama pada tanaman), dibiosintesis dari asam amino prekursor triptopan, dengan hasil perantara sejumlah substansi yang secara alami mirip auxin (analog) tetapi mempunyai aktifitas lebih kecil dari IAA seperti IAN = Indolaseto nitril,TpyA = Asam Indolpiruvat dan IAAld = Indolasetatdehid. Proses biosintesis auxin dibantu oleh enzim IAA-oksidase (Gardner, dkk., 1991).
Auksin pertama kali diisolasi pada tahun 1928 dari biji-bijian dan tepung sari bunga yang tidak aktif, dari hasil isolasi didapatkan rumus kimia auksin (IAA = Asam Indolasetat) atau C10H9O2N. Setelah ditemukan rumus kimia auksin, maka terbuka jalan untuk menciptakan jenis auksin sintetis seperti Hidrazil atau 2, 4 - D (asam -Nattalenasetat), Bonvel Da2, 4 - Diklorofenolsiasetat), NAA (asam (asam 3, 6 - Dikloro - O - anisat/dikambo), Amiben atau Kloramben (Asam 3 - amino 2, 5 – diklorobenzoat) dan Pikloram/Tordon (asam 4 – amino – 3, 5, 6 – trikloro – pikonat).
Auksin sintetis ini sudah digunakan secara luas dan komersil di bidang pertanian, dimana batang, pucuk dan akar tumbuh-tumbuhan memperlihatkan respon terhadap auksin, yaitu peningkatan laju pertumbuhan terjadi pada konsentrasi yang optimal dan penurunan pertumbuhan terjadi pada konstrasi yang terlalu rendah atau terlalu tinggi.
Setelah pemanjangan ini, sel terus tumbuh dengan mensintesis kembali material dinding sel dan sitoplasma. Selain memacu pemanjangan sel, hormon Auksin yang di kombinasikan dengan Giberelin dapat memacu pertumbuhan jaringan pembuluh dan mendorong pembelahan sel pada kambium pembuluh sehingga mendukung pertumbuhan diameter batang. Berikut secara ringkas kerja hormone auksin dalam sel:
•    Hormon auksin berikatan dengan suatu reseptor.
•    Sinyal ini dilanjutan ke second messengers dalam sel yang memicu berbagai tanggapan.
•    Pompa proton diaktifkan, dan pelepasan ion H+ melonggarkan dinding sel sehingga sel bisa membesar/memanjang.
•    Perangkat Golgi dirangsang untuk melepaskan kantung yang mengandung bahan untuk menjaga ketebalan dinding sel.
•    Jalur transduksi sinyal juga mengaktifkan DNA untuk membentuk protein (transkripsi & translasi).
•    Protein yang terbentuk diperlukan untuk memelihara pertumbuhan sel.



C.    Fungsi
Secara umum hormon auksin berfungsi sebagai berikut:
1)    Hormon auksin merangsang pembentukan akar dan mempertahankan sifat geotropisme negatif dari batang.
2)    Hormon auksin merangsang perkembangan akar lateral dari serabut akar sehingga meningkatkan penyerapan air dan mineral.
3)    Hormon auksin merangsang pembelahan sel kambium vaskuler sehingga menyebabkan pertumbuhan jaringan vaskuler sekunder.
4)    Hormon auksin menyebabkan diferensiasi sel menjadi xilem hingga dapat meningkatkan transportasi mineral dan air.
5)    Hormon auksin berpengaruh pada pemanjangan sel, pembelahan sel dan diferensiasi sel. Contoh bila tunas tumbuh tegak salah satu sisi disinari cahaya matahari, pertumbuhan tunas akan berbelok ke arah cahaya. Hal ini disebabkan karena auksin pada batang yang terkena sinar rusak sehingga pertumbuhan pada sisi tersebut terhambat.
6)    Hormon auksin memelihara dinding sel tetap elastis, merangsang pembentukan dinding sel, tetapi tidak merangsang pembentukan dinding sel sekunder.


2.    HORMON GIBERELIN
A.    Sejarah  Penemuan
Sejarah giberelin sedikit unik. Awal mulanya giberelin ditemukan oleh Eiichi Kurowasa, orang Jepang, pada tahun 1926. Pada tahun itu Pagerang Diponegoro sedang giat-giatnya berperang melawan penjajah londo. Kurosawa sebenarnya sedang meneliti tentang penyakit aneh pada padi yang disebut ‘bakane’. Padi yang terserang penyakit ini tumbuh membesar tidak normal. Batang dan daunnya membesar dan memanjang. Kurosawa berhasil mengisolasi jamur penyebab penyakit ini yang dinamakan Giberrella fujikori. Ketika jamur ini diinfeksikan ke tanaman yang sehat, tanaman yang sehat memperlihatkan gejala itu.
Kurang lebih satu dasawarsa kemudian penelitian ini dilanjutkan oleh Yabuta dan Hayashi tahun 1939. Kedua orang jepang ini melangkah lebih maju dan berhasil mengisolasi kristal protein yang dihasilkan oleh Giberrella fujikori. Kristal ini bisa menstimulasi pertumbuhan akar kecambah. 
Setelah perang dunia ke dua, pada tahun 1951 Stodola dan teman-temannya melanjutkan penelitian ini dan menemukan ‘Giberelin A’ dan ‘Giberelin X’. Hasil penelitian selanjutnya ditemukan varian dari giberelin, yaitu GA1, GA2, dan GA3. Pada saat yang hampir bersamaan dilakukan penelitian juga di Laboratory of the Imperial Chemical Industries di Inggris. Dari penelitian ini juga ditemukan GA3. Selanjutnya nama Gibberellic acid disepakati oleh kelompok peneliti itu dan populer hingga jaman sekarang.
Saat ini telah ditemukan tidak kurang dari 126 macam giberelin. Giberelin diberi nama dengan GAn….., diurutkan berdasarkan urutan ditemukannya senyawa giberlin tersebut. Giberelin yang ditemukan pertama kali adalah GA3.

B.    Biosintesis
Giberelin merupakan senyawa isoprenoid yang disintesis dari asetil koenzim A melalui asam mevalonat, GGPP senyawa CO2 bertindak sebagai donor bagi semua atom karbon, Diubah kopalil pirofosfat mempunyai sistem 2 cincin , diubah menjadi kauren dengan sistem 4 cincin. Oksidasi terjadi di retikulum endoplasmik dengan hasil kaurenol (jenis alkohol), kaurenal (aldehid), asam kaurenoat. Giberelin dibuat di daun muda, buah yang sedang tumbuh, dan ujung akar. Sintesis giberelin dipacu oleh hari panjang dan temperatur 20 – 30oC, Giberelin ditranslokasi lewat berkas pengangkut dan parenkim.



Giberelin adalah senyawa organik yang sangat penting dalam proses perkecambahan suatu biji karena bersifat pengontrol perkecambahan.Giberelin dibutuhkan untuk pembebasan α-amilase yang menghasilkan hidrolisis tepung dan perkecambahan. Adapun respon positif terhadap giberelin terjadi dalam kisaran konsentrasi yang luas, bahkan kandungan giberelin yang tinggi tidak bersifat racun. Penggunaan giberelin dapat mempengaruhi besarnya organ tanaman melalui proses pembelahan dan pembesaran sel. Keutamaan sintesis goberelin pada tanaman tingkat tinggi adalah meristematik daun,akar dan perkecambahan. Giberelin sebagai zat pengatur tumbuh pada tanaman sangat perbengaruh sifat genetik, perkecambahan dan aspek fisiologis lainnya. Selain itu giberelin mempunyai peranan dalam mendukung pembentukan RNA baru serta sintesa protein.
Giberelin aktif untuk merangsang perkembangan sel serta dapat meningkatkan hasil tanaman. Perendaman giberelin selain menambah tinggi tanaman juga menambah luas daun yang berarti terdapat peninggatan aktivitas fotosintesa. Biosintesis Giberelin Acid terutama berlangsung dalam tunas, daun dan akar.
Salah satu efek fisiologis dari giberelin adalah mendorong aktivitas dari enzim-enzim hidrolotik pada proses perkecambahan biji-biji serelia. Hal ini mula-mula datang dari observasi perubahan-perubahan kimia yang terjadi pada biji jelai selama proses malting (perubahan pati ke gula). Pada proses ini biji jelai itu menghisap air dan biji mulai berkecambah. Pada proses perkecambahab ini pati di ubah menjadi gula. Biji jelai yang mulai berkecambah ini dikenal sebagai malt yang dipakai untuk menumbuhkan ragi yang kemudian merubah gula menjadi alkohol. Giberelin menginisiasi sintesa amilase, enzim pencerna, dalam sel-sel auleron, lapisan sel-sel paling luar endosperm. Giberelin juga terlibat dalam pengaktifan sintesa protase dan enzim-enzim hidrolitik lainnya. Senyawa-senyawa gula dan asam amino, zat-zat dapat larut yang dihasilkan oleh aktivitas amilase dan protase ditranspor ke embrio, dan zat-zat ini mendukung perkembangan embrio dan munculnya kecambah. Aktifnya enzim α-amilase akan semakin meningkatkan perombakan karbohidrat menjadi gula reduksi. Gula reduksi tersebut sebagian akan digunakan sebagai respirasi dan sebagian lagi translokasi ke titik-titik tumbuh penyusunan senyawa baru. Proses respirasi tersebut sangat penting karena respirasi akan menghasilkan energi yang selanjutnya digunakan untuk proses-proses metabolisme benih.


C.    Fungsi Fisiologis Giberelin
Fungsi giberelin pada tanaman sangat banyak dan tergantung pada jenis giberelin yang ada di dalam tanaman tersebut. Beberapa proses fisiologi yang dirangsang oleh giberelin antara lain adalah seperti di bawah ini(Davies, 1995; Mauseth, 1991; Raven, 1992; Salisbury dan Ross, 1992).
•    Merangsang batang dengan merangsang pembelahan sel dan perpanjangan.
•    Merangsang lari / berbunga dalam menanggapi hari panjang.
•    Breaks dormansi benih di beberapa tanaman yang memerlukan stratifikasi atau cahaya untuk menginduksi perkecambahan.
•    Merangsang produksi enzim (a-amilase) di germinating butir serealia untuk mobilisasi cadangan benih.
•    Menginduksi maleness di bunga dioecious (ekspresi seksual).
•    Dapat menyebabkan parthenocarpic (tanpa biji) pengembangan buah.
•    Dapatkah penundaan penuaan dalam daun dan buah jeruk.
•    Genetik Dwarsfism
Penjelasan singkat dari masing-masing fungsi fisiologis tersebut.
•    Pembungaan
Peranan giberelin terhadap pembungaan telah dibuktikan oleh banyak penelitian. Misalnya penelitian yang dilakukan oleh Henny (1981), pemberian GA3 pada tanaman Spathiphyllum mauna. Ternyata pemberian GA3 meningkatkan pembungaan setelah beberapa minggu perlakuan.
•    Genetik Dwarsfism
Genetik Dwarsfism adalah suatu gejala kerdil yang disebabkan oleh adanya mutasi genetik. Penyemprotan giberelin pada tanaman yang kerdil bisa mengubah tanaman kerdil menjadi tinggi. Sel-sel pada tanaman keril mengalami perpanjangan (elongation) karena pengaruh giberelin. Giberelin mendukung perkembangan dinding sel menjadi memanjang. Penelitian lain juga menemukan bahwa pemberian giberelin merangsang pembentukan enzim proteolitik yang akan membebaskan tryptophan (senyawa asal auksin). Hal ini menjelaskan fonomena peningkatan kandungan auksik karena pemberian giberelin.
•    Pematangan Buah
Proses pematangan ditandai dengan perubahan tekture, warna, rasa, dan aroma. Pemberian giberelin dapat memperlambat pematangan buah. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa aplikasi giberelin pada buah tomat dapat memperlambat pematangan buah. Pengaruh ini juga terlihat pada buah pisang matang yang diberi aplikasi giberelin.
•    Perkecambahan
Biji/benih tanaman terdiri dari embrio dan endosperm. Di dalam endoperm terdapat pati yang dikelilingi oleh lapisan yang dinamakan ‘aleuron’. Pertumbuhan embrio tergantung pada ketersediaan nutrisi untuk tumbuh. Giberelin meningkatkan/merangsang aktivitas enzim amilase yang akan merubah pati menjadi gula sehingga dapat dimanfaatkan oleh embrio.
•    Stimulasi aktivitas kambium dan xylem
Beberapa penelitian membuktikan bahwa aplikasi giberelin mempengaruhi aktivitas kambium dan xylem. Pemberian giberelin memicu terjadinya differensiasi xylem pada pucuk tanaman. Kombinasi pemberian giberelin + auksin menunjukkan pengaruh sinergistik pada xylem. sedangkan pemberian auksin saja tidak memberikan pengaruh pad xylem.
•    Dormansi
Dormansi dapat diistilahkan sebagai masa istirahan pada tanaman. Proses dormansi merupakan proses yang komplek dan dipengaruhi banyak faktor. Penelitian yang dilakukan oleh Warner menunjukkan bahwa aplikasi giberelin menstimulasi sintesis ribonuklease, amulase, dan proteasi pada endosperm biji. Fase akhir dormansi adalah fase perkecambahan, giberelin perperan dalam fase perkecambahan ini seperti yang telah dijelaskan di atas.




DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Hormonik Hormon Tumbuh ZPT. Diakses dari (http://hijauqoe.wordpress.com/2009/01/03/hormonik-hormon-tumbuh-zpt/) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Anonim. 2010. Hormon Auksin. Diakses dari (http://ilmubiologi-belajarbiologi.blogspot.com/2010/01/hormon-auksin.html) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Heriyanto. 2011. Hormon Auksin. Diakses dari (http://www.scribd.com/doc/91788316/Hormon-Auksin) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Isroi. 2010. Hormon Tanaman Giberelin. Diakses dari (http://isroi.com/2010/09/01/hormon-tanaman-giberelin/) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Karyanto, A. 2011. Mechanism of Hormone Action6. Diakses dari (http://blogs.unpad.ac.id/asepzainalmutaqin/files/2011/03/Mechanism-of-Hormone-action6.pdf) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Hanif. 2012. Fungsi Hormon Auksin. Diakses dari (http://agri-man.blogspot.com/2012/05/fungsi-hormon-auksin.html) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Nia. 2008. Hormon Pertumbuhan pada Tumbuhan. Diakses dari (http://anthuriumonline.wordpress.com/2008/01/25/hormon-pertumbuhan-pada-tumbuhan/) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.
Nurlaili. 2011. Hasil Percobaan Peran Hormon. Auksin. Diakses dari (http://nurlailiarum.wordpress.com/2011/09/04/hasil-percobaan-peran-hormon-auksin/) pada hari Sabtu, 2 Juni 2012.