RESPON DAN PERTAHANAN TUMBUHANDASAR ILMU TANAMANDISUSUN OLEH:Kelas C Kelompok 4 (Agroteknologi)~ Engla Rahma Putri (150510120096)~ Gordon Pius Marihot Situmorang (150510120097)~ Rohmadiani Oktavia (150510120098)~ Mustika Andianny (150510120099)~ Atika Dewi Suryani (150510120100)Agroteknologi Universitas PadjadjaranTahun 2012Kata PengantarPuji dan syukur kami ucapkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya atas rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan makalah ini.Makalah ini membahas tentang respon dan pertahanan tumbuhan, dimana isi materi dari makalah ini kami dapatkan dari berbagai sumber seperti buku dan internet.Akhirnya kami menyadari banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini. Oleh karena itu, kami mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca. Semoga makalah ini dapat menjadi bacaan dan sumber referensi yang berguna bagi pembaca.Jatinangor, Desember 2012BAB IPendahuluanA. Latar BelakangSelama menjalani aktivitas hidupnya, suatu tanaman akan berespon terhadap stimulus abiotik (cahaya, gravitasi, stimulus mekanik, kekurangan air, salinitas , banjir, kekurangan oksigen, suhu tinggi dan suhu rendah) serta akan membentuk garis pertahanan fisik dan kimia terhadap stimulus biotik (herbivora dan patogen)Bagaimanakah peranan fotoreseptor sinar biru, fotoreseptor sinar merah, ritme sikardian, jam biologis, serta fotoperiodisme dalam kaitannya dengan respon tanaman terhadap cahaya? Bagaimanakah respon tanaman terhadap stimulus abiotik lainnya selain cahaya ? Bagaimanakah mekanisme pertahanan fisik dan pertahanan kimia yang dilakukan tanaman terhadap herbivora? Bagaimanakan mekanisme pertahanan tanaman berupa pengenalan gen ke gen, respon hipersensitif dan resistensi secara sistematik terhadap serangan patogen ?Agar respon dan pertahanan tumbuhan dapat dipahami dalam kaitannya dengan kemampuan mengidentifikasi dan menganalisis masalah secara tepat mengenai sistem budidaya tanaman, maka perlu dikaji pengetahuan tentang respon tanaman terhadap stimulus berupa cahaya dan selain cahaya, serta pertahanan tanaman terhadap herbivora dan terhadap patogen.B. Rumusan MasalahApa yang dimaksud dengan fotomorfogenesis, fotoreseptor sinar biru( kriptokrom, fototropin, zeasantin) dan fotoreseptor sinar merah (fitokrom), jam biologis, ritme sirkadian dan fotoperiodisme?Apa yang dimaksud dengan gravitropisme, thigmotropisme, serta respon tumbuhan terhadap kekeringan, banjir, cekaman garam, cekaman panas dan cekaman dingin?Bagaimana pertahanan fisik dan pertahanan kimia dari tumbuhan terhadap herbivora?Bagaimana mekanisme pertahanan berupa pengenalan gen ke gen, respon hipersensitif dan resistensi secara sistematik dari tumbuhan terhadap patogen?C. Manfaat PembahasanSetelah membahas mengenai respon dan pertahanan tumbuhan, mahasiswa diharapkan mampu :Menjelaskan respon tumbuhan terhadap cahayaMenjelaskan respon tumbuhan terhadap selain cahayaMenjelaskan pertahanan tumbuhan terhadap herbivoraMenjelaskan pertahanan tumbuhan terhadap patogen, sehingga mampu meng-identifikasi dan menganalisis masalah secara tepat mengenai sistem budidaya tanamanBab IIIsi2.1 Fotomorfogenesis, Fotoreseptor Sinar Biru( Kriptokrom, Fototropin, Zeasantin) dan Fotoreseptor Sinar Merah (Fitokrom), Jam Biologis, Ritme Sirkadian dan FotoperiodismeAda 4 respon tumbuhan terhadap cahaya yaitu fotomorfogenesis, fotoreseptor, ritme sikardian dan fotoperiodisme.A. Fotomorfogenesis Efek lain dari cahaya dilluar fotosintesis adalah mengendalikan wujud tanaman, yaitu perkembangan struktur atau morfogenesisnya. Pengendalian morfogenesis oleh cahaya inilah yang disebut fotomorfogenesis.B. FotoreseptorFotoreseptor yaitu pigmen yang mengabsorbsi/menerima cahaya. Fotoreseptor utama pada tumbuhan ada dua macam, yaitu : Fotoreseptor cahaya biru, yang merupakan kelompok pigmen. Fotoreseptor cahaya biru terdiri dari tiga pigmen yaitu kriptokom, fototropin dan zeasantin. Kriptokrom adalah sekelompok pigmen yang serupa mampu menyerap cahaya biru dan panjang gelombang ultraviolet 320-400 nm, karena peran pentingnya pada kriptogram (tumbuhan tak berbunga)Fotoreseptor cahaya merah dan cahaya merah jauh yaitu fitokrom. Fitokrom terdiri dari dua buah protein kovalen yang dentik yang menyatu membentuk suatu molekul fungsional. Masing-masing protein mempunyai dua ruang llingkup (domain) yaitu domain aktifitas fotoreseptor dan domain aktifitas protein kinase.Fitokrom mempunyai dua variasi bentuk : Pr (666nm), yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah. Apabila diberi warna cahaya merah maka akan berubah menjadi Pfr.Pfr (730nm), yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah jauh. Apabila diberi cahaya merah jauh maka akan berubah menjadi Pr.Perubahan bentuk tersebut bersifat fotoreversibel artinya dapat dibolak-balik karena pengaruh cahaya C. Ritme SikardianRitme sikardian yaitu suatu siklus fisiologis internal selama 24 jam, yang berlangsung pada semua organisme eukariotik dan selalu tepat walaupun tidak ada variabel eksternal. Contoh ritme sirkadian ada pada tanaman kacang-kacangan. Tanaman kacang-kacangan akan menurunkan daunnya pada sore hari dan menegakannya kembali pada pagi hari. Pergerakan ini disebabkan adanya perubahan reversibel dalam tekanan turgor sel pada sisi berlawanan dari pulvinus. Tanaman tersebut akan melanjutkan gerakan tidurnya walaupun diberi kondisi yang terang terus menerus.Apabila suatu organisme disimpan dalam lingkungan yang konstan, maka ritme sirkadiannya akan menyimpang dari periode 24 jam, yang disebut periode berlalu bebas, penyimpangannya sekitar 21-27 jam. Pengaturan jam biologis tergantung pada sintesis protein factor transkripsi yang menghambat transkripsi gen yang mengkode factor transkripsi dirinya sendiri.Manfaat Jam biologi adalah mengatur tumbuhan sesuai dengan kondisi cahaya dan suhu. Implikasi penting jam biologi dalam bidang pertanian adalah respon irama tumbuhan terhadap bahan kimia seperti herbisida. Tetapi mekanisme respons beragam dan sering tidak langsung. Posisi daun misalnya, mungkin menentukan jumlah herbisida yang jatuh dari atas mengenai daun. Karena banyak tanaman yang bergantung pada seberapa banyak tanaman berbunga atau tidak berbunga maka periodisme amat penting dalam pertanian. Jika tanaman berada terlalu jauh di sleatan, panjang hari pada akhir musim panas terlalu pendek, dan pembungaan berlangsung sebelum tanaman mempunyai kesempatan untuk membentuk daun dalam jumlah yang cukup. Namun bila tumbuhnya terlalu di utara, tanaman berbunga terlalu terlambat pada musim itu dan mungkin rusak oleh suhu rendah. Beberapa tanaman ada yang peka terhadap suhu yang dingin pada waktu tertentu di siang hari.D. FotoperiodismeFotoperiodisme adalah respon fisiologis terhadap fotoperiod, misalnya respon pembungaan. Fotoperiod itu sendiri yaitu lama panjang relatif dari malam dan siang. Berdasarkan lama panjang relatif malam dan siang, dibedakan tiga tumbuhan yaitu :Tumbuhan berhari pendek (short-day plant), yaitu: Tumbuhan yang berbunga hanya apabila mendapatkan periode terang yang lebih pendek dari periode terang kritisnya untuk berbunga. Contoh : Chrysanthenum, Poinsetia, dan beberapa kultivar kacang kedelai. Tumbuhan berhari panjang (long-day plant), yaitu: Tumbuhan yang berbunga hanya apabila mendapatkan periode terang lebih panjang dari periode terang kritisnya untuk berbunga. Contoh : Bayam, Lobak, Selada, Iris, dan beberapa kultivar serealia.Tumbuhan berhari netral (day-netral plant), yaitu: Tumbuhan yang masa berbunganya tidak dipengaruhi oleh fotoperiode. Contohnya adalah Tomat dan Padi. 2.2 Gravitropisme, Thigmotropisme, serta Respon Tumbuhan Terhadap Kekeringan, Banjir, Cekaman Garam, Cekaman Panas dan Cekaman DinginA. Gaya Berat (Gravitropisme)Tumbuhan bersifat tidak mobil, sehingga harus menyesuaikan diri dengan kisaran yang luas dari keadaan lingkungannya melalui mekanisme perkembangan dan mekanisme fisiologis. Gravitropisme merupakan gerak sebagian tubuh tumbuhan karena gaya gavitasi bumi. Akar memperlihatkan gravitropisme positif Tunas memperlihatkan gravitropisme negatif Auksin memegang peranan utama di dalam respon gravitropisme. B. ThigmotropismeThigmotropisme merupakan gerak sebagian tubuh tumbuhan karena sentuhan. Contohnya adalah membelitnya sulur tanaman pada dahan atau ajir.Thigmomorfogenesis, yaitu : Respon tumbuhan terhadap stimulus mekanik yang kronis, sebagai hasil dari peningkatan produksi etilen.C. Respon Terhadap Cekaman KekeringanPada hari-hari yang cerah, panas, dan kering, tumbuhan mengalami cekaman kekeringan (kekurangan air), karena transpirasi lebih besar dari absorpsi air.Respon tumbuhan terhadap cekaman kekeringan:Menutup stomata untuk mengurangi transpirasi Menggulungkan daunnya Menurunkan laju fotosintesis Memperdalam pertumbuhan akar ke bawah Mengkonservasi air, mengurangi penguapan Memperlihatkan durinya untuk menakut-nakuti herbivora D. Respon Terhadap Cekaman Banjir Pada tanah yang terendam, akar tidak bisa berespirasi karena kekurangan oksigen pada rongga udara tanahRespon tumbuhan terhadap cekaman banjir Menyembulkan akar-akar udara Menghasilkan buluh udara pada sel korteks akar sebagai alat pemasukan oksigenE. Respon Terhadap Cekaman Garam Kelebihan garam dapur (NaCL) ataupun garam lainnya di dalam tanah menyebabkan: Potensial air dalam larutan tanah menurun, sehingga akar-akar kehilangan air, walaupun tanah penuh dengan air.Konsentrasi natrium ataupun ion garam lainnya yang tinggi adalah toksik bagi tumbuhan Respon tumbuhan terhadap cekaman garam Memproduksi linarut berupa senyawa organik yang dapat menjaga potensial air sel lebih negatif dari pada larutan tanahTumbuhan halofit (halophyles), yaitu tumbuhan yang toleran terhadap garam, membuat kelenjar yang dapat memompakan garam keluar melewati epidermis daunF. Respon Terhadap Cekaman PanasKelebihan panas akan mengubah sifat dan metabolisme enzim sehingga merusak dan sering kali mematikan tumbuhan Respon tumbuhan terhadap cekaman panas Menutup stomata untuk mengkonservasi airMensintesis protein pengejut panas (heat-shock protein) yang mengikat protein lainnya untuk membantu mengurangi denaturasi G. Respon Terhadap Cekaman Dingin Temperatur yang dingin menyebabkan membran biologis kehilangan fluiditasnya karena lipidanya terikat kedalam bentuk kristal, sehingga transportasi zat dan fungsi protein membran terganggu Respon tumbuhan terhadap cekaman dingin Menambah asam lemak tidak jenuh pada membran lipidnya yang dapat menghalangi pembentukan kristal, sehingga fluiditasnya dipertahankan2.3 Pertahanan Fisik dan Pertahanan Kimia dari Tumbuhan Terhadap Herbivora Pertahanan tumbuhan terhadap herbivora dapat berupa : Pertahanan fisik misalnya duri , jaringan tangguh, resin lengket, dan rambutPertahanan kimia, misalnya produksi senyawa toksik yang tidak disukai Pertahan biologis, misalnya mendatangkan hewan predator 2.4 Mekanisme Pertahanan Berupa Pengenalan Gen ke Gen, Respon Hipersensitif dan Resistensi Secara Sistematik terhadap PatogenTumbuhan mempunyai dua garis pertahanan terhadap patogen, yatiu :Garis pertahanan pertama, yaitu perlindungan fisik tumbuhan berupa epidermis dan periderm, namun masih bisa dipenetrasi oleh virus, bakteria, spora, dan hifa jamur melalui luka atau melalui stomataGaris pertahanan kedua, yaitu serangan kimia yang membunuh patogen dan mencegah penyebarannya dari tempat infeksi.Sistem pertahanan kedua ini ditingkatkan melalui kemampuan yang diwariskan pada tumbuhan untuk mengenal patogen tersebut.A. Pengenalan gen ke genTumbuhan umumnya resisten terhadap patogen, karena tumbuhan tersebut mempunyai kemampuan untuk mengenal patogen dan menyusun pertahanan terhadap patogen tersebut. Resistensi spesifik terhadap penyakit tumbuhan, berdasar pada pengenalan gen-ke-gen.Pengenalan gen-ke-gen bergantung pada pasangan yang cocok antara allel genetik tumbuhan inang dengan allel patogen. Resistensi terjadi apabila tumbuhan dengan allel resisten dominan (R) mengenal patogen yang mempunyai allel avirulen komplementerB. Respon hipersensitifTumbuhan yang tidak mempunyai resistensi genetik akan berespon terhadap patogen virulen dengan menyusun suatu serangan kimia lokal, sedangkan tumbuhan yang berdasar pada pasangan R-Avr akan berespon terhadap patogen avirulen dengan membentuk pertahanan berupa respon hipersensitif. Resistensi hipersensitif bersifat lokal dan spesifik.C. Resistensi secara sistemikMerupakan respon pertahanan berdasar pengenalan gen-ke-gen (R-Avr) antara tumbuhan inang dan patogen. Resistensi secara sistemik bersifat non spesifik dan memberikan pertahanan terhadap bermacam-macam patogen untuk jangka waktu beberapa hari.Bab IIIPenutup3.1 KesimpulanAda 4 respon tumbuhan terhadap cahaya yaitu fotomorfogenesis, fotoreseptor, ritme sikardian dan fotoperiodismeTumbuhan merespon perubahan lingkungan dengan gerakan, dan merespon cekaman-cekaman lingkungan dengan adaptasinya.Tumbuhan juga memiliki mekanisme tersendiri untuk bertahan dari serangan patogen dan herbivora.3.2 Daftar PustakaAde Salimah. 2003 Respon Tumbuhan Modul Pengajaran Bentuk CD-ROM. Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran 61 hlm.http://Ilmubiologi-belajarbiologi.blogspot.com