4/18/2015

1

RESPON TUMBUHAN

BY :I GEDE

SUDIRGAYASA

RESPONTUMBUHAN

HORMONTUMBUHAN

PERGERAKANTUMBUHAN

RESPONHARIAN DANMUSIMAM

RESPONCEKAMAN

LINGKUNGAN

PERTAHANANTERHADAPPATOGEN

4/18/2015

2

• GAMBARAN UMUM• TUMBUHAN DAN HEWAN MERESPON

STIMULUS LINGKUNGAN DENGAN CARAYANG SANGAT BERBEDA• HEWAN MERESPON DENGAN BERGERAK

MENJAUHI ATAU MENDEKATI STIMULUS• HIDUP DI SUATU TEMPAT SEUMUR

HIDUP, TUMBUHAN MERERSPONPETUNJUK LINGKUNGAN DENGANMENYESUAIKAN POLA PERTUMBUHANDAN PERKEMBANGNNYA

4/18/2015

3

• HORMON TUMBUHAN• KATA HORMON BERASAL DARI BAHASA

YUNANI ARTINYA NERANGSANG• HORMON TANAMAN MEMBANTU

KOORDINASI PERTUMBUHAN ,PERKEMBANGAN, DAN TANGGAPANTERHADAP RANGSANGAN• HORMON TANAMAN ADALAH SINYAL

KIMIA YANG MENGUBAH ATAUMENGENDALIKAN SATU ATAU LEBIHPROSES FISIOLOGIS TERTENTU DALAMTANAMAN

4/18/2015

4

• PENEMUAN HORMONTUMBUHAN• PADA AKHIR 1800-AN, CHARLES DARWIN

DAN PUTRANYA FRANCIS MELAKUKANPERCOBAAN PADA FOTOTROPISME,RESPON TANAMAN TERHADAP CAHAYA.MEREKA MENGAMATI BAHWA BIBITRUMPUT BISA MENEKUK KE ARAHCAHAYA HANYA JIKA UJUNG KOLEOPTILSUDAH ADA• MEREKA MENDALILKAN BAHWA SINYAL

DITRANSMISIKAN DARI UJUNG KEDAERAH PERTUMBUHAN• PADA TAHUN 1913, PETER BOYSEN-

JENSEN MENUNJUKKAN BAHWA SINYALADALAH ZAT KIMIA YANG MOBILE

Control

cahaya

Sisi gelap

Sisiditerangi

Boysen-Jensen

Light

cahaya

Darwin and Darwin

UjungDipisahkanPotonganGelatin(permeabel)

Dipisah denganMika(impermeable)

Ujungdibuang

UjungDitutuptudungburam

UjungDitutuptudungtransparan

PangkalDitutupPelindungburam

RESULTS

4/18/2015

5

• PENEMUAN HORMONTUMBUHAN• PADA TAHUN 1926, F.W. WENT PERTAMA

KALI MENGEKSTRAKSI SINYAL KIMIAUNTUK FOTOTROPISME DENGANMEMODIFIKASI PERCOBAAN BOYSEN-JENSEN. IA MENAMAKANNYA AUKSIN• SETELAH PENEMUAN TERSEBUT

HORMON TUMBUHAN LAINNYA MULAIDITEMUKAN

Control

RESULTS

Ujung dipindahKe atas potonganagar

Zat kimia perangsangPertumbuhan berdipusiKe dalam potongan agar

Control(potonganAgar tanpaZat kimia)

Potongan diletakkan di penggir

4/18/2015

6

• KARAKTERISTIK HORMON• HORMON TANAMAN DIPRODUKSI

DALAM KONSENTRASI YANG SANGATRENDAH, TETAPI SANGATMEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DANPERKEMBANGAN ORGAN TANAMANSECARA UMUM• HORMON DIHASILKAN OLEH SALAH

SATU BAGIAN TUBUH DAN KEMUDIANDIANGKUT KE BAGIAN TUBUH YANGLAIN DI MANA HORMON TERSEBUTAKAN BEKERJA• HORMON MENGONTROL

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGANTANAMAN DENGAN MEMPENGARUHIPEMBELAHAN, PEMANJANGAN, DANDIFERENSIASI SEL• BEBERAPA JENIS HORMON BEKERJA

BERSAMA

4/18/2015

7

• AUKSIN (YUNANI AUXEIN =MENINGKATKAN)• ISTILAH AUKSIN MERUJUK PADA

BAHAN KIMIA YANG MEMBANTUPEMANJANGAN KOLEOPTIL• INDOL ACETIC ACID (IAA) ADALAH

AUKSIN UMUM PADATUMBUHAN• AUKSIN DIPRODUKSI DI UJUNG

TUNAS DAN DIANGKUT KEBATANG

• AUXIN DAN PEMANJANGANSEL• MENURUT HIPOTESIS PERTUMBUHAN

ASAM, AUKSIN MERANGSANG POMPAPROTON DALAM MEMBRAN PLASMA• POMPA PROTON MENURUNKAN PH

DALAM DINDING SEL, MENGAKTIFKANEXPANSINS, ENZIM YANGMELONGGARKAN DINDING SEL• DENGAN SELULOSA YANG MELONGGAR,

SEL DAPAT MEMANJANG• AUXIN JUGA MENGUBAH EKSPRESI GEN

DAN MERANGSANG RESPONPERTUMBUHAN YANG BERKELANJUTAN

4/18/2015

8

• PENGGUNAAN AUKSIN• AUKSIN INDOLBUTYRIC

ACID (IBA) MERANGSANGAKAR ADVENTIF DANDIGUNAKAN DALAMPERBANYAKAN VEGETATIFTANAMAN DENGAN STEK• OVERDOSIS AUKSIN

SINTETIK DAPATMEMBUNUH TANAMAN

4/18/2015

9

• SITOKININ• DINAMAKAN DEMIKIAN KARENA

MERANGSANG SITOKINESIS (PEMBELAHANSEL)• SITOKININ DIPRODUKSI SECARA AKTIF PADA

JARINGAN TUMBUH SEPERTI AKAR, EMBRIO,DAN BUAH-BUAHAN• SITOKININ BEKERJA SAMA DENGAN AUKSIN

UNTUK MENGONTROL PEMBELAHAN DANDIFERENSIASI SEL• SITOKININ, AUKSIN, DAN STRIGOLACTONE

BERINTERAKSI DALAM KENDALI DOMINASIAPIKAL, KEMAMPUAN TUNAS TERMINALUNTUK MENEKAN PERKEMBANGAN TUNASKETIAK• JIKA TUNAS TERMINAL DIHILANGKAN,

TANAMAN MENJADI RIMBUN• SITOKININ MEMPERLAMBAT PENUAAN

BEBERAPA ORGAN TANAMAN DENGANMENGHAMBAT PEMECAHAN PROTEIN,MERANGSANG RNA DAN SINTESIS PROTEIN,DAN MEMOBILISASI NUTRISI DARI JARINGANSEKITARNYA

(a) Tunas axiler sebelum ujung dipotong

(b) Tunas apikal dipotong

(c) Auxin ditambahkan pada bekas potongan

Tunas axiler

Cabang lateral

4/18/2015

10

TUNAS TERMINAL

TANPA TUNAS TERMINAL

• GIBERELIN• GIBERELIN MEMILIKI BERBAGAI EFEK,

SEPERTI PEMANJANGAN BATANG,PERTUMBUHAN BUAH, DANPERKECAMBAHAN BENIH• DIPRODUKSI PADA AKAR MUDA DAN

DAUN• MERANGSANG PERTUMBUHAN BATANG

DAN DAUN• PADA BATANG, MERANGSANG

PEMBELAHAN DAN PEMANJANGAN SEL• BERSAMA AUKSIN BERPERAN DALAM

PERTUMBUHAN BUAH• PELEPASAN GIBERELIN DARI EMBRIO

BERI SINYAL BENIH UNTUKBERKECAMBAH

4/18/2015

11

(a) Bentuk Roset (kiri) danyang diinduksi giberelin (kanan)

(b) Anggur tanpa giberelin (kiri)dan anggur yang disemprotGiberelin (kanan)

AleuroneEndosperm

Air

Scutellum(cotyledon)

Radikula

-amylase gulaGA

GA

1 2 3

GIBERELIN DAN PERKECAMBAHAN BIJI

4/18/2015

12

• BRASSINOSTEROIDS• SECARA KIMIAWI MIRIP DENGAN

HORMON SEKS HEWAN•MENGINDUKSI PEMANJANGAN

DAN PEMBELAHAN SEL DISEGMEN BATANG•MEMPERLAMBAT ABSISI DAUN

DAN MEMBANTU DIFERENSIASIXILEM

• ASAM ABSISAT/ ABSCISICACID (ABA) MEMPERLAMBATPERTUMBUHAN• DUA DARI BANYAK EFEK DARI ABA

ADALAH DORMANSI BIJI DANTOLERANSI KEKERINGAN(TUTUPSTOMATA DENGAN CEPAT)• DORMANSI TERGANGGU KETIKA

ABA DIHAPUS OLEH HUJAN LEBAT,CAHAYA, ATAU DINGINBERKEPANJANGAN• DEWASA SEBELUM WAKTUNYA/

PERKECAMBAHAN AWAL DAPATDISEBABKAN OLEH TIDAK AKTIFATAU TINGKAT RENDAH ABA

4/18/2015

13

Biji Mangrove merah(Rhizophora mangle)

Mutan jagung

Coleoptile

• STRIGOLACTON• HORMON-HORMON YANG

DISEBUT STRIGOLACTONESMERANGSANG PERKECAMBAHANBIJI•MEMBANTU MEMBANGUN

ASOSIASI MIKORIZA•MEMBANTU MENGONTROL

DOMINASI APIKAL• STRIGOLACTONE DIBERI NAMA

DARI TANAMAN PARASIT STRIGA.BENIH STRIGA BERKECAMBAHKETIKA TANAMAN INANGMEMANCARKAN STRIGOLACTONMELALUI AKAR MEREKA

4/18/2015

14

•ETILEN• TANAMAN MEMPRODUKSI

ETHYLENE SEBAGAI RESPONTERHADAP TEKANAN SEPERTIKEKERINGAN, BANJIR, TEKANANMEKANIS, CEDERA, DAN INFEKSI• EFEK DARI ETILENA TERMASUK

RESPON TERHADAP STRESMEKANIK, PENUAAN, ABSISIDAUN, DAN PEMASAKAN BUAH• TANGGAPAN STRES TERDIRI DARI

PERLAMBATAN PEMANJANGANBATANG, PENEBALAN BATANG,DAN PERTUMBUHANHORISONTAL

Efek Konsentrasi etilen (parts per million)

0.00 0.10 0.20 0.40 0.80

4/18/2015

15

• ETILEN DAN ABSISI DAUN• PERUBAHAN DALAM

KESEIMBANGAN AUKSINDAN ETILENMENGONTROL ABSISIDAUN, PROSES YANGTERJADI PADA MUSIMGUGUR KETIKA DAUNGUGUR

0.5 mm

ranting

Tangkai daun

Lapisan pelindung Lapisan absisi/gugur

4/18/2015

16

• ETILEN DAN PEMATANGAN BUAH• SEMBURAN PRODUKSI ETILEN

DALAM BUAH MEMICU PROSESPEMASAKAN• ETHYLENE MEMICU PEMASAKAN,

DAN PEMATANGAN PEMICUPELEPASAN ETILENA LEBIHBANYAK• PRODUSEN BUAH DAPAT

MENGENDALIKAN PEMASAKANBUAHNYA DENGAN ETILEN

4/18/2015

17

4/18/2015

18

•PERGERAKANTUMBUHAN• TROPISME MENGORIENTASIKAN

PERTUMBUHAN ORGANMENDEKATI ATAU MENJAUHISTIMULUS• PERGERAKAN TURGOR ADALAH

RESPON TUMBUHAN YANGRELATIF CEPAT DAN DAPATBERBALIK• SECARA UMUM :

FOTOTROPISME,GRAVITROPISME,THIGMOTROPISME

4/18/2015

19

FOTOTROPISME

GRAVITROPISME

4/18/2015

20

Statoliths 20 m

(a) Gravitrofisme akar jagungSetelah 1,5 jam(LMs)

(b) Statolit (plastida yang dimodif)mengendappada sisi terendahsel ujung akar (LMs)

GRAVITROPISME

THIGMOTROPISME

4/18/2015

21

(a) Sebelum distimulus (b) Setelah distimulus

(c) Potongan melintang pasangan helai daun setelah stimulus (LM)

Helai daunSetelahstimulus

Pulvinus(organmotor)

Sisi pulvinusdengan sel lembek

Sisi pulvinusDengan sel turgidUrat daun

0.5

m

4/18/2015

22

4/18/2015

23

• KONTROL RESPON HARIANDAN MUSIMAN• JAM BIOLOGIS

MENGONTROL IRAMASIRKADIAN PADATUMBUHAN DANEUKARIOTA LAIN• FOTOPERIODISME

MENYELARASKAN BANYAKRESPON TUMBUHANTERHADAP PERUBAHANMUSIM

• JAM BIOLOGIS DAN IRAMASIRKADIAN• BANYAK PROSES TANAMAN BEROSILASI

SIANG HARI, GERAKAN TIDUR KACANGBUNCIS MENURUNKAN DAUN MEREKADI MALAM HARI , BAHKAN KETIKADISIMPAN DI BAWAH CAHAYA KONSTANATAU KONDISI GELAP• RITME SIRKADIAN ADALAH SIKLUS

FISIOLOGIS SEKITAR 24 JAM DAN DIATUROLEH SEBUAH "JAM" INTERNAL

4/18/2015

24

Siang Tengah malam

• FOTOPERIODISMEMENYELARASKAN BANYAK RESPONTUMBUHAN TERHADAPPERUBAHAN MUSIM• PENYINARAN, PANJANG RELATIF

SIANG DAN MALAM, ADALAHTANAMAN STIMULUSLINGKUNGAN YANG PALINGSERING DIGUNAKAN UNTUKMENDETEKSI WAKTU TAHUN• PHOTOPERIODISM MERUPAKAN

RESPON FISIOLOGIS TERHADAPFOTOPERIODE(PANJANG RELATIFSIANG DAN MALAM)

4/18/2015

25

• RESPON TUMBUHANTERHADAP CEKAMANLINGKUNGAN• TEKANAN LINGKUNGAN MEMILIKI EFEK

BERPOTENSI MERUGIKAN PADAKELANGSUNGAN HIDUP,PERTUMBUHAN, DAN REPRODUKSI• CEKAMAN BISA OLEH ABIOTIK (TAK

HIDUP) ATAU BIOTIK (HIDUP)• CEKAMAN ABIOTIK TERMASUK

KEKERINGAN, BANJIR, STRES GARAM,PANAS, DAN DINGIN• CEKAMAN BIOTIK TERMASUK

HERBIVORA DAN PATOGEN

4/18/2015

26

• CEKAMAN KEKERINGAN• SELAMA KEKERINGAN,

TANAMAN MENGURANGITRANSPIRASI MENUTUPSTOMATA, MEMPERLAMBATPERTUMBUHAN DAUN• PERTUMBUHAN AKAR

DANGKAL TERHAMBAT,SEDANGKAN AKAR YANGLEBIH DALAM TERUSTUMBUH

4/18/2015

27

4/18/2015

28

• CEKAMAN BANJIR• AKAR NAPAS

4/18/2015

29

• CEKAMAN GARAM• GARAM DAPAT MENURUNKAN

POTENSI AIR LARUTAN TANAHDAN MENGURANGI SERAPAN AIR• TANAMAN MERESPON STRES

DENGAN MEMPRODUKSI GARAMZAT TERLARUT DITOLERANSIPADA KONSENTRASI TINGGIPROSES INI MEMBUAT POTENSIAIR SEL LEBIH NEGATIF DARIPADALARUTAN TANAH

4/18/2015

30

• CEKAMAN PANAS• PANAS YANG

BERLEBIHAN DAPATMENGUBAH SIFATENZIM TANAMAN• HEAT-SHOCK PROTEIN

(PROTEIN KEJUTPANAS)MEMBANTUMELINDUNGI PROTEINLAIN DARI STRES PANAS

4/18/2015

31

• CEKAMAN DINGIN• SUHU DINGIN MENURUNKAN

FLUIDITAS MEMBRAN•MENGUBAH KOMPOSISI LIPID

MEMBRAN MERUPAKAN RESPONTERHADAP STRES DINGIN• PEMBEKUAN MENYEBABKAN ES

TERBENTUK DALAM DINDING SELTANAMAN DAN RUANGINTERSELULAR• BANYAK TANAMAN, SERTA

ORGANISME LAIN, MEMILIKIPROTEIN ANTIBEKU YANGMENCEGAH KRISTAL ES TUMBUHDAN MERUSAK SEL-SEL

4/18/2015

32

• PERTAHANAN MELAWAN PATOGEN• TANAMAN MENGGUNAKAN SISTEM

PERTAHANAN UNTUK MENCEGAHHERBIVORA, MENCEGAH INFEKSI, DANMEMERANGI PATOGEN• TANAMAN MELAWAN HERBIVORA YANG

BERLEBIHAN DENGAN PERTAHANANFISIK, SEPERTI DURI DAN TRIKOMA, DANPERTAHANAN KIMIA• BEBERAPA TANAMAN BAHKAN

"MEREKRUT" PEMANGSA HEWAN YANGMEMBANTU MEMPERTAHANKANTERHADAP HERBIVORA TERTENTU• PERTAHANAN TERHADAP PATOGEN

MELALUI• PENGHALANG OLEH EPIDERMIS DAN

PERIDERM• SERANGAN KIMIA YANG MEMBUNUH

PATOGEN DAN MENCEGAHPENYEBARANNYA

4/18/2015

33

Perlukaan

Jalur tranduksisinyal

Zat KimiaDi liur

Sintesis danPembebasanAtraktan polatil/ atsiri

Pemikatan tawonParasitoid. BertelurPada tubuh ulat

2

1 13

4

PENSINYALAN KIMIA DAN PEMIKATAN TAWONPARASITOID

Resistensi perolehan sistemik

R protein

Avr effector protein

Pengenalan R-Avr danrespons hypersensitive

Daun tembakau terinfeksi

Signal

ResponsHypersensitif

Jalurtranduksi

sinyal

Resistensiperolehan

Avirulentpathogen

Jalur transduksi sinyal2

4

3

5

1

7

6

RESPON MELAWAN PATOGEN

4/18/2015

34

REVIEW