HORMON GIBERELIN

 

Tujuan pembelajaran

• Identifikasi lokasi sintesis, transportasi, dan aksi giberelin.
• Menafsirkan dan memprediksi hasil percobaan yang menunjukkan aksi giberelin.
• Jelaskan aplikasi komersial giberelin.

Selama tahun 1930-an ilmuwan Jepang mengisolasi zat pemacu pertumbuhan dari kultur jamur yang menjadi parasit pada tanaman padi. Mereka menyebutnya giberelin. Giberelin (GAs) adalah hormon tanaman yang terkait erat disintesis di akar dan batang meristem apikal, daun muda, dan embrio benih. Giberelin kemungkinan diangkut melalui jaringan pembuluh darah. Salah satu giberelin yang paling aktif - dan yang ditemukan sebagai hormon alami dalam tanaman itu sendiri - adalah asam giberelat ( GA).

Gambar 1: Struktur kimia hormon tanaman asam giberelat.

Kerja Hormon Giberelin

Beberapa aspek pertumbuhan tanaman melibatkan GA, termasuk merangsang pemanjangan tunas, perkecambahan biji, dan pematangan buah dan bunga. Efek lain dari GA termasuk ekspresi jenis kelamin tumbuhan dan penundaan penuaan pada daun dan buah. Sintesis giberelin juga membantu tanaman anggur memanjat ke arah cahaya dengan menyebabkan meristem yang akan berkembang menjadi bunga berkembang menjadi sulur .

Pemanjangan tunas dalam hal ini dihasilkan dari pembelahan sel dan pemanjangan sel. Ketika diterapkan dalam konsentrasi rendah pada tanaman semak atau kacang "kerdil", batang mulai tumbuh dengan cepat. Panjang ruas menjadi begitu besar sehingga tanaman menjadi tidak dapat dibedakan dari kacang panjat atau "tiang". GA tampaknya mengatasi keterbatasan genetik pada banyak varietas kerdil.

Giberelin mematahkan dormansi (keadaan pertumbuhan dan perkembangan yang terhambat) pada biji tanaman yang membutuhkan paparan dingin atau cahaya untuk berkecambah. Biji dari beberapa spesies tanaman bergantung pada imbibisi air untuk memulai perkecambahan. Proses imbibisi air mengaktifkan hormon giberelin, kemudian memberi sinyal untuk mentranskripsikan gen yang mengkode amilase , selanjutnya enzim memecah pati yang disimpan dalam biji menjadi gula sederhana. Giberelin juga merangsang pemanjangan sel akar muda selama perkecambahan. Ketika air tidak ada, perkecambahan di jalur ini diblokir oleh hormon yang disebut asam absisat, yang menghambat aktivitas giberelin. Dengan demikian giberelin dan asam absisat bertindak berlawanan dalam mengatur respons perkecambahan.

Banyak spesies tanaman pertama kali menghasilkan daun berbentuk roset basal. Ketika siang hari bertambah panjang atau cuaca menjadi dingin, mereka melesat, menghasilkan tangkai yang panjang. Akhirnya, bunga dan kemudian buah berkembang di tangkai ini. Giberelin bertanggung jawab untuk menginduksi proses tersebut

Gambar 2 Tanaman Arabidopsis thaliana sebagai roset basal (kiri). Tanaman di sebelah kanan telah melesat dan mulai berbunga. Giberelin menginduksi percepatan pertumbuhan.

Mekanisme Kerja Giberelin

Seperti auksin, giberelin umumnya meningkatkan laju pembelahan sel dan ekspansi sel longitudinal. Giberelin juga mengerahkan efeknya dengan mengubah transkripsi gen melalui mekanisme yang mirip dengan auksin di mana jalur diaktifkan dengan memperlambat penghambat jalur itu. Pertama, Giberelin memasuki sel dan mengikat protein reseptor larut yang disebut GID1 ("mutan kerdil tidak sensitif giberelin 1") yang sekarang dapat mengikat kompleks protein ( SCF ) yang bertanggung jawab untuk melekatkan ubiquitin ke satu atau beberapa protein DELLA lainnya . Ini memicu penghancuran protein DELLA oleh proteasom. Protein DELLA biasanya mengikat faktor transkripsi yang bergantung pada giberelin, yang menonjol ditunjukPIF3/4 , mencegahnya mengikat DNA dari sekuens kontrol gen yang diaktifkan oleh giberelin (lihat juga Penghindaran Naungan dan Etiolasi).

Varietas padi kerdil dan membawa gandum mutasi terkait dengan GAs. Dalam kasus padi, mutasi mengganggu sintesis giberelin mereka. Mutasi gandum berkurang dalam pengkodean gen untuk protein DELLA dan mengurangi kemampuan tanaman untuk merespon giberelinnya sendiri. Varietas kerdil sorgum dan baru-baru ini jagung (jagung) juga ada, tetapi dalam kasus ini, mutasi mengganggu transportasi auksin, bukan aktivitas giberelin.

Aplikasi Komersial Giberelin

Aplikasi Giberelin membantu produksi anggur tanpa biji. Anggur tanpa biji diperoleh melalui metode pemuliaan standar dan mengandung biji mencolok yang gagal berkembang. Karena GA diproduksi oleh biji, dan karena perkembangan buah dan pemanjangan batang berada di bawah kendali GA, varietas anggur ini biasanya akan menghasilkan buah kecil dalam kelompok yang kompak. Anggur yang matang secara rutin diperlakukan dengan GA untuk menghasilkan ukuran buah yang lebih besar, serta tandan yang lebih longgar (batang lebih panjang), yang mengurangi infeksi jamur16.. Seperti auksin, GAs dapat digunakan secara komersial untuk menginduksi perkembangan buah dalam berbagai spesies.

Gambar 3: Dalam anggur, aplikasi asam giberelat meningkatkan ukuran buah dan mengendurkan pengelompokan. 

Giberelin memiliki beberapa aplikasi komersial lainnya. Mereka dapat diterapkan untuk menginduksi pembungaan dan pembungaan secara artifisial, sehingga tanaman menghasilkan biji lebih awal. Penambahan asam giberelat ke tunas musim dingin pohon persik membantu mematahkan dormansi. Di daerah perkotaan, antagonis GA terkadang diterapkan pada pohon di bawah saluran listrik untuk mengontrol pertumbuhan dan mengurangi frekuensi pemangkasan.