Paper Fisiologi Tumbuhan HORMON ETILEN DAN SENYAWA FENOLIK

Paper Fisiologi Tumbuhan

HORMON ETILEN DAN SENYAWA FENOLIK

Oleh :

Khairani Z             (1205101050061)

Muzakki                (1205101050062)

Fatayatinur             (1205101050066)

Hengki Hermawan (1205101050067)

 

 

PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS SYIAH KUALA

DARUSSALAM - BANDA ACEH

2013

Hormon tumbuhan, atau pernah 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 dapat hanya 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, berbeda dari hewan, hormon tumbuhan dapat bersifat endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan, maupun 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 ini dipakai pula istilah zat pengatur tumbuh.

Hormon adalah salah satu diantara banyak jenis sinyal kimiawi yang beredar pada semua organisme multiseluler yang dibentuk dalam sel-sel terspesialisasi, yang berkelana dalam cairan tubuh, dan mengkoordinasikan berbagai bagian organisme dengan cara berinteraksi dengan sel-sel target. Sedangkan etilen merupakan satu-satunya hormon tumbuhan berwujud gas, bertanggungjawab atas pematangan buah-buahan, penghambatan pertumbuhan, gugur daun, dan penuaan.

A.    Sejarah Etilen

Pada awal abad 20, jeruk dimatangkan dengan “memeram” dalam lumbung yang dilengkapi dengan kompor minyak tanah. Petani buah yakin bahwa panas itulah yang mematangkan buat itu, akan tetapi kompor baru yang pembakarannya lebih bersih tidak menyebabkan buah menjadi matang. Para ahli fisiologi tumbuhan kemudian mempelajari bahwa pematangan dalam lumbung sesungguhnya disebabkan oleh etilen, yaitu suatu gas hasil samping pembakaran minyak tanah. Para peneliti kemudian menunjukkan bahwa tumbuhan menghasilkan etilennya sendiri sebagai hormon, dan hormon ini memicu berbagai macam respons selain pematangan buah. Etilen berbeda dari hormon tumbuhan lainnya karena hormon etilen berwujud gas. Etilen berdifusi ke dalam tumbuhan melalui ruangan udara di antara sel-sel. Etilen yang terlarut dapat masuk dari satu sel ke sel lain melalui simplas.

Seorang ahli fisiologi berkebangsaan Rusia, Dimitry N Neljubow ( 1876 – 1926 ) adalah orang pertama yang menyatakan bahwa etilen mempengaruhi pertumbuhan dari tanaman.

      pada tahun 1901, ia mencirikan etilen didalam gas bercahaya dan menunjukkan bahwa etilen menyebabkan tiga respon pada kecambah kapri, yaitu terhambatnya pemanjangan batang, semakin menebalnya batang, dan munculnya kebiasaan untuk tumbuh mendatar.

Pada beberapa khasus, etilen bertindak dalam penghambatan pemanjangan sel. Banyak pengaruh penghambatan yang dulu di anggap disebabkan oleh auksin, sekarang diyakini disebabkan oleh sintesis etilenyang diinduksi oleh konsentrasi auksin yang tinggi. Sebagi contoh, kemungkinan etilenlah yang menghambat pemanjangan akar dan perkembangan tunas aksiler dalam kondisi auksin berlebih. Selain peranannya sebagai inhibitor pertumbuhan, etilen juga dikaitkan dengan berbagai proses penuaan pada tumbuhan.

Penuaan atau senesens adalah perkembangan dari perubahan yang tidak dapat berbalik arah yangakhirnya menuju pada kematian. Sebagai suatu bagian normal dari perkembangan tumbuhan, senesens bias terjadi pada individu tahap sel,seluruh organ atau seluruh tumbuhan. Unsur pembuluh xylem dan sel gabus menua dan mati sebelum mendapatkan fungsi khususnya. Daun musim gugur dan mahkota bunga yang layu adalah contoh organ senesens. Tumbuhan tahunan menua dan mati setelah berbunga. Pada proses penuaan yang telah banyak dipelajariyang dipengaruhi horinon adalah pematangan buah dan pengguguran daun.

Beberapa perubahan struktur dan metabolisme menyertai pematangan ovarium menjadi buah. Diantara perubahan ini, termasuk juga perombakan dinding sel yang melunakkan buah dan penurunan kandungan klorifil yang menyebabkan kehilangan warna kehijauan, dapat dianggap sebagai proses penuaan. Etilen memicu dan mempercepat perubahan tersebut, juga menyebabkan beberapa jenis buah yang matang jatuh dari pohon.

Kehilangan daun setiap musim gugur merupakan adaptasi pohon untuk menjaga agar dirinya tidak mengalami kekeringan selama musim dingin karena akar tidak dapat menyerap air tanah yang membeku. Sebelum daun gugur, banyak zat-zat nutrisi esensial dialirkan ke jaringan penyimpanan dalam batang. Zat-zat nutrisi ini didaur ulang kembali untuk membentuk daun pada musim semi berikutnya. Daun musim gugur akan berhenti membuat klorofil yang baru sehingga kehilangan warna hijaunya. Warna musim gugur adalah kombinasi pigmen yang barudibuat selama musim gugur dan pigmen yang sebelumnya telah ada pada daun, akan tetapi diselubungi oleh klorofil yang berwarna hijau gelap.

Absisi dikontrol oleh perubahan keseimbangan etilen dan auksin. Auksin yang dihasilkan oleh daun yang menua akan semakin sedikit. Pergeseran dalam keseimbangan hormonal ini memperkuat tumbuhan itu sendiri karena sel dalam lapisan absisi mulai menghasilkan tambahan absisi, yang menghambat sintesis auksin oleh daun. Karena pengaruh etilen pada lapisan absisi masih ada, sel akan menghasilkan enzim yang mencerna selulosa dan komponen lain pada dinding sel.

B.     Fungsi Etilen

Fungsi utama dari gas etilen adalah berperan dalam proses pematangan buah. Tapi, selain itu ada fungsi lain dari gas etilen yaitu :

1.      Mengakhiri masa dormansi

2.      Merangsang pertumbuhan akar dan batang

3.      Pembentukan akar adventif

4.      Merangsang absisi buah dan daun

5.      Merangsang induksi bunga Bromiliad

6.      Induksi sel kelamin betina pada bunga

7.      Merangsang pemekaran bunga

8.      Bersama auksin gas etilen dapat memacu perbungaan mangga dan nenas.

9.      Dengan giberelin, gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan bunga betina pada tumbuhan berumah satu.

C.      Peranan Etilen

Di dalam proses fisiologis, etilen mempunyai peranan penting. Wereing dan Phillips (1970) telah mengelompokan pengaruh etilen dalam fisiologi tanaman sbb:

1. Mendukung respirasi klimacterik dan pematangan buah
2. Mendukung epinasti
3. Menghambat perpanjangan batang (elengation growth) dan akar pada beberapa species tanaman walaupun etilen ini dapat menstimulasi perpanjangan batang, coleoptyle dan mesocotyle pada tanaman tertentu, misalnya Colletriche dan padi.
4. Menstimulasi perkecambahan
5. Menstimulasi pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar dibandingkan dengan pertumbuhan secara longitudinal
6. Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar
7. Mendukung terjadinya abscission pada daun
8. Mendukung proses pembungaan pada nanas
9. Mendukung adanya flower fading dalam persarian anggrek
10. Menghambat transportasi auxin secara basipetal dan lateral
11. Mekanisme timbal balik secara teratur dengan adanya auxin yaitu konsentrasi auxin yang tinggi menyebabkan terbentuknya etilen. Tetapi kehadiran etilen menyebabkan rendahnya konsentrasi auxin di dalam jaringan. Hubungannya dengan konsentrasi auxin, hormon tumbuh ini menentukan pembentukan protein yang diperlukan dalam aktifitas pertumbuhan, sedangkan rendahnya konsentrasi auxin, akan mendukung protein yang akan mengkatalisasi sintesis etilen.

D.    Cara Kerja Etilen

Struktur kimia etilen sangat sederhana yaitu terdiri dari 2 atom karbon (C) dan 4 atom hidrogen (H). Dengan rumus kimia C₂H_4.

Etilen diformulasikan dengan senyawa-senyawa lain, membentuk formula misalnya etepon. Etepon adalah zat pengatur pertumbuhan tanaman yang bekerja secara sistemik. Etepon dapat terdekomposisi menjadi etilen, fosfat dan ion klorida saat dilarutkan dalam air pada pH diatas 4-5. Menurut Haryati (2003) pemberian Etepon dapat merangsang pembungaan tanaman nanas sehingga tanaman nanas dapat berbuah lebih cepat daripada tanaman yang tidak diberi Etepon. Selain itu, penggunaan 2,5% (Dey et al. 2004) atau 2,02 % Etepon (Nurkholis 2005) pada tanaman karet dapat meningkatkan hasil lateks. Sedangkan LET 200 (etilen dalam bentuk gas) dapat meningkatkan produksi karet kering sangat
nyata (Junaidi et al. 2007).

A.   Sejarah Fenolik

Senyawa fenolik merupakan metabolit sekunder tanaman serta komponen penting dalam kualitas sensoris dan nutrisi buah, sayuran, dan tanaman lainnya. Senyawa ini memiliki cincin aromatik yang membawa satu atau lebih gugus hidroksil dan strukturnya bervariasi mulai dari molekul fenolik sederhana  hingga polimer kompleks dengan massa molekul relatif yang tinggi.

Fenolik adalah salah satu kelompok fitokimia yang banyak terdapat di alam, memiliki fungsi fisiologis dan morfologis yang penting bagi tanaman. Sebagai kelompok senyawa bioaktif terbanyak, fenolik mempunyai beragam peran biologis, diantaranya sebagai fitoalexin, antifeedants, penarik untuk serangga penyebuk (pollinator), mempengaruhi pigmentasi tanaman, sebagai antioksidan dan agensia pelindung terhadap sinar ultra-violet (Naczk dan Shahidi, 2006).

Senyawa fenolik tidak hanya mencakup molekul-molekul yang memiliki struktur polifenol (yaitu beberapa gugus hidoksil pada cincin aromatis), tetapi juga molekul dengan satu cincin fenol, misalnya asam fenolik dan alkohol fenolik. Polifenol terbagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan jumlah cincin fenol yang terkandung dan terikat pada cincin ini satu dengan yang lain. Kelompok utama polifenol meliputi flavonoid, asam fenolik, tanin (hidrolisis dan kondensasi), stilbena dan lignan. Saat ini terdapat lebih dari 8000 jenis polifenol yang secara luas terdistribusi pada bagian daun, biji, batang kayu, dan bunga, termasuk di dalamnya 4000 jenis flavonoid yang telah teridentifikasi dan jumlahnya masih terus bertambah. Selanjutnya flavonoid dikelompokkan menjadi antosianin, flavon, isoflavon, flavanon, flavonol dan flavanol.

Suatu fenol adalah suatu senyawa dengan suatu gugus OH yang terikat pada cincin aromatic elektronik, meskipun ikatan C-O fenol tidak mudah pecah, ikatan OH mudah putus. Fenol merupakan asam yang lebih kuat dari alcohol dan air. Fenol sendiri bertahan terhadap oksidasi, karena pembentukan suatu gugus karbonil akan mengakibatkan dikarbonya penstabilan aromatik (Fessenden, 1982).

Gugus hidroksil adalah gugus pengaktif yang kuat sehingga fenol akan mengalami reaksi substitusi elektronik pada kondisi yang rusak sekalipun. Misalnya fenol dapat dinitrasi dengan memperlakukannya dengan asam nitrat encer dan akan memberikan paling banyak isomer nitrofenol (Siregar, 1988).

 B. Peranan senyawa fenolik

  

                        Senyawa fenolik sangat penting untuk pertumbuhan dan reproduksi tanaman, dan diproduksi sebagai respon untuk mempertahankan tanaman cedera terhadap patogen.

                        Selain membuat sel-sel kuat dan pembusukan-tahan, asam phenolic yang paling penting manfaat anti-penuaan berhubungan dengan anti-oksidan mengurangi aktivitas dan mencegah pertumbuhan sel abnormal.

                        Asam fenolat juga diketahui berguna dalam mengendalikan peradangan, meningkatkan sistem kekebalan tubuh, dan meningkatkan sirkulasi darah, semua yang menghasilkan signifikan manfaat anti penuaan dalam tubuh.

   Senyawa fenolik telah dibagi menjadi tiga kategori utama: asam fenolik, flavonoid, dan tannin (Chung et al 1998). Asam fenolik adalah turunan dari benzoat atau sinamat asam (Gambar 2). Flavonoid terdiri dari dua unit: sebuah fragmen C6-C3 dan C6 dari sinamat sebuah fragmen dari malonyl-CoA. Kelompok-kelompok utama flavonoid dalam sorgum adalah flavans- flavan-3-en-3-OLS dengan ikatan rangkap antara C3 dan C4 dan C3 yang terhidroksilasi pada anthocyanidins. Tanin adalah polimer dari 5-7 flavan-3-ol unit (katekin) dihubungkan melalui asam labil karbon-karbon ikatan (Hahn et al 1984;. Mehansho et al 1987b;. Butler 1990).

 C. Senyawa fenolik:

1.      Senyawa fenol sederhana

2.      Neolignan, Lignin

3.      Stilbena

4.      Naftokinon

5.      Antrakinon

6.      Flavonoid

7.       Antosian

8.      Tanin

9.      Kumarin

10.  Kromon & Xanton

D.    Cara Kerja Fenolik

Fenolik merupakan senyawa yang banyak ditemukan pada tumbuhan. Fenolik memiliki cincin aromatik dengan satu atau lebih gugus hidroksi (OH-) dan gugus-gugus lain penyertanya. Senyawa ini diberi nama berdasarkan nama senyawa induknya, fenol. Senyawa fenol kebanyakan memiliki gugus hidroksi lebih dari satu sehingga disebut sebagai polifenol. Fenol biasanya dikelompokkan berdasarkan jumlah atom karbon pada kerangka penyusunnya. Kelompok terbesar dari senyawa fenolik adalah flavonoid, yang merupakan senyawa yang secara umum dapat ditemukan pada semua jenis tumbuhan.

 

DAFTAR PUSTAKA

Dewi I. 2008. Peranan dan Fungsi Fitohormon bagi Pertumbuhan Tanaman.
           Universitas Padjadjaran Bandung.

Ganggus, Arianto. 2010. http://ariantoganggus.blogspot.com/2010/01/horrmon-
           ethylen.html

Lakitan, B. 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada. Jakarta.  
           Hal : 58 – 60

Salisbury, F.B dan Ross, C.W. (Terjemah). 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung :
           ITB.

Subandi, J. 1983. Pertumbuhan dan perkembangan Tanaman. Fakulas Pertanian
            UGM.