HORMON TUMBUHAN, atau ZPT (Zat Pengatur Tumbuh)
Hormon Tumbuhan |
Penggunaan istilah "hormon" sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan. Namun demikian, hormon tumbuhan tidak dihasilkan dari suatu jaringan khusus berupa kelenjar buntu (endokrin) sebagaimana hewan, tetapi dihasilkan dari jaringan non-spesifik (biasanya meristematik) yang menghasilkan zat ini apabila mendapat rangsang. Penyebaran hormon tumbuhan tidak harus melalui sistem pembuluh karena hormon tumbuhan dapat ditranslokasi melalui sitoplasma atau ruang antarsel.
Hormon tumbuhan dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan ("endogen"). Rangsangan
lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon
telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif
akan mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi hormon tumbuhan
merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri
tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya.
Pemberian hormon dari luar sistem individu ("eksogen") dapat
dilakukan dengan menggunakan bahan kimia non-alami (sintetik, tidak
dibuat dari ekstraksi tumbuhan) yang menimbulkan rangsang yang serupa
dengan fitohormon alami.
Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses pengaturan genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Oleh karena itu, untuk mengakomodasi perbedaan dari hormon hewan, dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh tumbuhan (bahasa Inggris: plant growth regulator/substances) bagi hormon tumbuhan.
Seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi, ZPT banyak
digunakan dalam pertanian modern untuk meningktkan kualitas serta
kuantitas produk. Beberapa fungsi ZPT diantaranya ialah :
-->
AUKSIN
Fungsi dari hormon auksin ini dalah membantu proses pertumbuhan, baik itu pertumbuhan akar maupun pertumbuhan batang, mempercepat perkecambahan, membantu proses pembelahan sel, mempercepat pemasakan buah, mengurangi jumlah biji dalam buah. Kerja hormon auksin ini sinergis dengan hormon sitokinin dan hormon giberelin. Tumbuhan yang pada salah satu sisinya disinari oleh matahari maka pertumbuhannya akan lambat karena kerja auksin dihambat oleh matahari tetapi sisi tumbuhan yang tidak disinari oleh cahaya matahari pertumbuhannya sangat cepat karena kerja auksin tidak dihambat. Sehingga hal ini akan menyebabkan ujung tanaman tersebut cenderung mengikuti arah sinar matahari atau yang disebut dengan fototropisme.
Untuk membedakan tanaman yang memiliki hormon dalam jumlah banyak atau sedikit kita harus mengetahui bentuk anatomi dan fisiologi tanaman. Untuk tanaman yang diletakkan ditempat yang gelap pertumbuhannya sangat cepat tetapi tekstur dari batangnya sangat lemah dengan warna cenderung 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.
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 tertentu sehingga memutuskan beberapa ikatan silang hidrogen dengan rantai molekul selulosa penyusun dinding sel. Sel tumbuhan kemudian memanjang akibat air yg masuk secara osmosis.
Auksin merupakan salah satu hormon tanaman yang banyak mempengaruhi 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).
Fungsi Auksin dalam pertumbuhan tanaman
- Perkecambahan biji. Auksin akan mematahkan dormansi biji dan akan merangsang proses perkecambahan biji. Perendaman biji/benih dengan Auksin juga akan membantu menaikkan kuantitas hasil panen.
- Pembentukkan akar. Auksin akan memacu proses terbentuknya akar serta pertumbuhan akar dengan lebih baik.
- Pembungaan dan pembuahan. Auksin akan merangsang dan mempertinggi prosentase timbulnya bunga dan buah.
- Mendorong Partenokarpi. Partenokarpi adalah suatu kondisi dimana tanaman berbuah tanpa fertilisasi atau penyerbukan sehingga dapat menghasilkan buah tanpa biji.
- Mengurangi gugurnya buah sebelum waktunya.
- Memecah dormansi pucuk / apikal, yaitu suatu kondisi dimana pucuk tanaman atau akar tidak mau berkembang.
Auksin
dicirikan sebagai substansi yang merangsang pembelokan ke arah cahaya
(fotonasti) pada bioassay terhadap koleoptil haver (Avena sativa) pada
suatu kisaran konsentrasi. Kebanyakan auksin alami memiliki gugus indol.
Auksin sintetik memiliki struktur yang berbeda-beda. Beberapa
auksin alami adalah asam indolasetat (IAA) dan asam indolbutirat (IBA).
Auksin sintetik (dibuat oleh manusia) banyak macamnya, yang umum
dikenal adalah asam naftalenasetat (NAA), asam beta-naftoksiasetat
(BNOA), asam 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D), dan asam
4-klorofenoksiasetat (4-CPA). 2,4-D juga dikenal sebagai herbisida pada
konsentrasi yang jauh lebih tinggi.
-->
SITOKININ
Fungsi Sitokinin dalam pertumbuhan tanaman
- Pembelahan sel dan pembesaran sel. Sitokinin memegang peranan penting dalam proses pembelahan dan pembesaran sel, sehingga akan memacu kecepatan pertumbuhan tanaman.
- Pematahan Dormansi biji. Sitokinin berfungsi untuk memecah dormansi pada biji-bijian tanaman.
- Pembentukkan tunas-tunas baru, turut dipacu dengan penggunaan Sitokinin.
- Penundaan penuaan atau kerusakan pada hasil panenan sehingga lebih awet.
- Menaikkan tingkat mobilitas unsur-unsur dalam tanaman.
- Sintesis pembentukkan protein akan meningkat dengan pemberian Sitokinin.
GIBERELIN
Giberelin (GA) merupakan hormon yang dapat ditemukan pada hampir semua siklus hidup tanaman. Hormon ini mempengaruhi perkecambahan biji, perpanjangan batang, induksi bunga, pengembangan anter, perkembangan biji dan pertumbuhan pericarp. Selain itu, hormon ini juga berperan dalam respon menanggapi rangsangan berkaitan dengan mekanisme biosntesis GA.
Giberelin pada tumbuhan dapat ditemukan dalam dua fase utama yaitu giberelin aktif (GA Bioaktif) dan giberelin nonaktif. Giberelin yang aktif secara biologis (GA bioaktif) mengontrol beragam aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman, termasuk perkecambahan biji, perpanjangan batang, pembesaran daun dan bunga serta pengembangan benih. Hingga tahun 2008 terdapat lebih lebih dari seratus GA telah diidentifikasi dari tanaman dan hanya sejumlah kecil dari mereka, seperti GA1 dan GA4, diperkirakan berfungsi sebagai bioaktif hormon.
Giberelin pertama kali dikenal pada tahun 1926 oleh seorang ilmuwan Jepang, Eiichi Kurosawa, yang meneliti tentang penyakit padi "bakanae" . Hormon ini pertama kali diisolasi pada tahun 1935 oleh Teijiro Yabuta, dari strain jamur (Gibberella fujikuroi). oleh Kurosawa Yabuta disebut isolat giberelin.
Giberelin
merupakan hormon yang mempercepat perkecambahan biji, pertumbuhan
tunas, pemanjangan batang, pertumbuhan daun, merangsang pembungaan,
perkembangan buah, mempengaruhi pertumbuhan dan deferensiasi akar
(Campbell, 2005). Giberelin bukan hanya memacu pemanjangan batang saja,
tapi juga pertumbuhan seluruh tumbuhan, termasuk daun dan akar.
Bila
giberelin diberikan di bawah tajuk, peningkatan pembelahan sel dan
pertumbuhan sel tampak mengarah kepada pemanjangan batang dan, pada
beberapa spesies, perkembangan daunnya berlangsung lebih cepat, sehingga
meningkatkan proses fotosintesis (Salisbury dan Ross, 1995).
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).
- Memecah dormansi atau hambatan pertumbuhan tanaman sehingga tanaman dapat tumbuh normal (tidak kerdil) dengan cara mempercepat proses pembelahan sel.
- Meningkatkan pembungaan.
- Memacu proses perkecambahan biji. Salah satu efek giberelin adalah mendorong terjadinya sintesis enzim dalam biji seperti amilase, protease dan lipase dimana enzim tersebut akan merombak dinding sel endosperm biji dan menghidrolisis pati dan protein yang akan memberikan energi bagi perkembangan embrio diantaranya adalah radikula yang akan mendobrak endosperm, kulit biji atau kulit buah yang membatasi pertumbuhan/perkecambahan biji sehingga biji berkecambah.
- Berperan pada pemanjangan sel.
- Berperan pada proses partenokarpi. pada beberapa kasus pembentukan buah dapat terjadi tanpa adanya fertilisasi atau pembuahan, proses ini dinamai partenokarpi.
- Dapat menghambat penundaan penuaan daun dan buah.
- Menyembuhkan 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 kerdil 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 auksin 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.
Gas ETILEN/ETILENA/ETENA
Etena digunakan terutama sebagai senyawa antara pada produksi senyawa kimia lain seperti plastik. Etena juga dibentuk secara alami oleh tumbuhan dan berperan sebagai hormon. Ia diketahui terutama merangsang pematangan buah dan pembukaan kuncup bunga.
Peran senyawa ini sebagai perangsang pemasakan buah telah diketahui sejak lama meskipun orang hanya tahu dari praktek tanpa mengetahui penyebabnya. Pemeraman merupakan tindakan menaikkan konsentrasi etilena di sekitar jaringan buah untuk mempercepat pemasakan buah. Pengarbitan adalah tindakan pembentukan asetilena (etuna atau gas karbid); yang di udara sebagian akan tereduksi oleh gas hidrogen menjadi etilena.
Berbagai substansi dibuat sebagai senyawa pembentuk etilena, seperti ethephon (asam 2-kloroetil-fosfonat, diperdagangkan dengan nama Ethrel) dan beta-hidroksil-etilhidrazina (BOH). Senyawa BOH bahkan juga dapat memicu pembentukan bunga pada nanas. Kalium nitrat diketahui juga merangsang pemasakan buah, barangkali dengan merangsang pembentukan etilena secara endogen.
TRIAKONTANOL
Triakontanol
(TRIA) adalah alkohol primer jenuh yang terdiri dari 30 karbon dan
pertama kali diisolasi dari tajuk (bagian pohon di batang) alfalfa.
Senyawa tersebut sangat tak larut dalam air (kurang dari 2x10-16M atau 9x10-14 g/l)
dan dalam bentuk suspensi koloid meningkatkan secara nyata pertumbuhan
tanaman jagung, tomat dan padi, bila disemprotkan pada daun kecambah
pada konsentrasi rendah. Mekanisme kerja triakontanol belum sepenuhnya
diketahui, tetapi zat tersebut potensial untuk meningkatkan hasil
tanaman. Triakontanol telah terdaftar pada tahun 1991 di badan
perlindungan lingkungan Amerika atau Environmental Protection Agency (EPA) dengan fungsi meningkatkan rasio “gula:asam” pada tanaman jeruk.
Triakontanol
telah digunakan secara komersial pada jutaan hektar tanah untuk
meningkatkan produksi pertanian khususnya di Cina, India, Ceylon, dan
Indonesia. Triakontanol juga dapat meningkatkan produksi teh (Camellia sinensi L.).
INHIBITOR
Inhibitor alami adalah asam absisat atau ABA. Asam absisat adalah molekul seskuiterpenoid (memiliki 15 atom karbon) yang merupakan salah satu hormon tumbuhan. Selain dihasilkan secara alami oleh tumbuhan, hormon ini juga dihasilkan oleh alga hijau dan cendawan. Hormon ini ditemukan pada tahun 1963 oleh Frederick Addicott. Addicott berhasil mengisolasi senyawa abscisin I dan II dari tumbuhan kapas.
Senyawa abscisin II kelak disebut dengan asam absisat, disingkat ABA.
Pada saat yang bersamaan, dua kelompok peneliti lain yang masing-masing
dipimpin oleh Philip Wareing dan Van Steveninck juga melakukan penelitian terhadap hormon tersebut.
ABA
selanjutnya dapat diproses menjadi bentuk tidak aktif yang disebut
sebagai metabolit ABA. Berbagai senyawa sintetik dibuat dan
diperdagangkan untuk menghambat atau menunda proses metabolisme, seperti
MH, (2-kloroetil) amonium klorida (CCC, merek dagang Cycocel dan
Chlormequat), SADH, ancymidol, asam triiodobenzoat (TIBA), dan morphactin.
PACLOBUTRAZOL
Paclobutrazol
adalah salah satu penghambat biosistesis giberelin, yang digunakan pada
pengurangan ukuran pohon, peningkatan produksi kuncup bunga, dan
peningkatan panenan buah (Edgerton, 1985; Steffens dan Wang, 1985;
Tukey, 1985; Bargioni dkk, 1986; Webster dkk, 1986; Embree dkk, 1987).