Pengertian Giberelin
Giberelin hormon pertumbuhan yang ditemukan pada tumbuhan dan juga kingdom fungi. Padatumbuhan, hormon giberelin ini disintesis di meristem apeks akar dan juga daun muda tanaman, biji juga ditemukan sebagai tempat produksi hormon ini. Awal penemuan hormon ini adalah pada tanaman “padi benih bodoh” yang mengalami pertumbuhan dengan tinggi batang yang tidak normal. Pada tahun 1926 E. Kurosawa peneliti dari jepang berhasil mengisolasi senywa yang meyebabkan pertumbuhan pada padi tersebut. Senyawa tersebut dihasilkan oleh jamur dari marga Gibberella. Pada 1930, para ilmuwan dari jepang meyakini bahwa fungilah yang menyebabkan pada pemanjangan batang pagi secara berlebihan melalui senyawa yang disekresikannya, disebut dengan giberelin. Penelitian lebih lanjut oleh ilmuwan dari barat menunjukkan bahwa giberelin juga disintesis oleh tumbuhan meski jumlahnya jauh leih sedikit. Gibereli memainkan peranan penting dalam pertumbuhan dan differensiasi sel.
Giberelin (GA) merupakan hormon yang dapat ditemukan pada hampir semua seluruh siklus hidup tanaman. Hormon ini mempengaruhi perkecambahan biji, batang perpanjangan, induksi bunga, pengembangan anter, perkembangan biji dan pertumbuhan pericarp. Selain itu, hormon ini juga berperan dalam respon menanggapi rangsang dari melalui regulasi fisiologis 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, batang perpanjangan, perluasan daun, dan bunga dan 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.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian dan Fungsi Hormon Etilen
Sejarah Giberelin
Giberelin adalah jenis hormon tumbuh. Giberelin pertama kali ditemukan di Jepang dalam rangka mempelajari penyakit tanaman padi yang tumbuh tinggi secara tidak wajar. Tanaman ini seringkali tidak mampu menahan dirinya dan akhirnya mati sebagai akibat lemahnya tumbuh dan kerusakan oleh penyakit. Pada tahun 1890,orang-orang Jepang menyebutnya sebagai penyakit “bakanae”. Penyakit ini disebabkan oleh sejenis jamur Gibberella fujikuroi.
Pada tahun 1926,ahli penyakit tumbuhan menemukan bahwa ekstrak jamur yang diberikan pada tanaman padi,dapat menimbulkan gejala yang sama seperti serangan jamur tersebut,dan menunjukkan bahwa suatu senyawa kimia tertentu bertanggung jawab dalam penyakit ini. Penelitian dilanjutkan oleh Yabuta dan Hasyashi pada tahun 1939 dengan mengisolasi crystalline material yang dapat menstimulasi pertumbuhan pada akar kecambah. Pada tahun 1951 Stodola et al., melakukan penelitian terhadap substansi ini dan menghasilkan “Giberellin A” dan “Giberellin X”
GA merupakan diterpenoid, yang menempatkan zat itu dalam keluarga kimia yang sama dengan klorofil dan karoten. Bagian dasar kimia GA adalah kerangka giban dan kelompok karboksil bebas. Macam-macam bentuk GA berbeda-beda karena adanya pergantian kelompok-kelompok hidroksil, metal atau etil pada kerangka giban dan karena adanya cincin laktona. GA yang berbeda-beda dinamai dengan kode huruf-huruf (GA1, GA2, GA3, …, GA72). Giberelin biasa disingkat menjadi GA (gibberellic acid = asam giberelat) dan untuk membedakan antara GA dengan GA lainnya diberi tanda menjadi GA1,GA2 dan GA3. Diantara semua asam giberelat,GA3 paling banyak digunakan dari pada GA lainnya dan oleh karenanya sering disebut asam giberelat saja. GA3 pertama kali dikristalkan dari jamur Giberella fujikuroi. Hal yang paling menarik, GA3 mempunyai kisaran aktifitas biologis yang paling lebar. Sumber GA3 komersil diperoleh dari kultur jamur, walaupun GA3 lainnya juga terdapat diantara tumbuhan tinggi.
Secara alami semua organ tanaman mengandung berbagai macam GA pada tingkat yang berbeda-beda. Salisbury (1995), menyebutkan bahwa biji yang belum masak mengandung giberellin dalam jumlah yang cukup tinggi dibandingkan bagian tumbuhan lainnya dan ekstrak bebas sel dari biji beberapa spesies dapat mensintesis giberellin. Hal ini dan hasil percobaan lainnya menunjukkan bahwa sebagian besar kandungan giberellin yang tinggi di dalam biji dihasilkan dari biosintesis dan bukan karena pengangkutan dari organ lain ke dalam biji. Sumber terkaya GA dan mungkin juga tempat sintesisnya adalah pada buah, biji, tunas, daun muda dan ujung akar.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hormon Progesteron dan penggantian Hormon Progesteron (LENGKAP)
Fungsi Giberelin pada tumbuhan
Beberapa fungsi giberelin pada tumbuhan sebagai berikut :
- Mematahkan 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
Pemanjangan batang
Giberelin merangsang pertumbuhan pada daun dan batang, dan sedikit berpengaruh pada pertumbuhan akar (meski disintesis diakar). Pada batang, gibberelin merangsang pemanjangan sel dan juga pembelahan sel batang. Gibereli dan auksin berekerja secara sinergis pada batang yang sedang tumbuh, juga mempengaruhi pertumbuhan batang. Terapi giberelin bisa diberikan pada tumbuhan yang mengalami pertumbuhan kerdil.
Pertumbuhan buah
Kerjasama antara giberelin dan juga auksin juga berperan dalam pembentukan buah.
Perkecambahan. Giberelin dipercaya bisa mematahkan dormansi pada biji. Ditemukan kadar giverlin yang tinggi di benih. Setelah imbibisi (masuknya air) pada biji, akan membebaskan giberelin dan merangsang biji guna berkecambah yang ditandai dengan munculnya koleoptil pada biji, radikula (bakal akar) dan juga plumula (bakal batang dan daun). guna mendukung proses perkecambahan, maka dibutuhkan kondisi lingkungan khusus oleh tumbuhan seperti faktor cahaya dan juga suhu. Intensitas cahaya dan suhu yang rendah akan menbantu gibberelin untuk mengakhiri masa dormansi biji. Giberelin pada tanaman sereal membantu pertumbuhan benih dengan merangsang sintesis enzim ?-amilase, yang ialah enzim pencernaan berfungsi memecah simpanan karbohidrat guna
pertumbuhan benih.
Pembentukan buah tanpa biji. Penyemprotan giberelin pada buah yang sedang berkembang bisa meniadakan biji pada buah tersebut. Hal ini telah diaplikasikan di buah anggur dan juga beberapa buah lainnya yang menjual buah tanpa biji. Giberelin dapat menghambat pertumbuhan biji dalam buah. Peristiwa ini dikenal juga dengan istilah partenokarpi, yakni pembentukan buah tanpa biji. Penyemprotan giberelin pada buah juga bisa merangsang produksi buah jauh lebih banyak juga mempertahankan kondisi buah dari pebusukan setelah dipanen.
Pembungaan
Giberelin akan memicu proses pembungaan pada tumbuhan berbunga. saat lingkungan kurang mendukung pertumbuhan beberapa tumbhan akan membentuk roset 9 batang yang pendek dengan ruas- ruas batang yang banyak dan pendek). Giberelin akan memacu pertumbuhan batang akan dengan cepat ketika musim bunga, sehingga dengan batang yang tinggi ini akan mendukung pembungaan. Ruas – ruas batang yang banyak dan juga panjang akan menjadi tempat – tempat munculnya bunga.
Mengatur ekspresi se*ual pada tumbuhan
Kerja sama antara giberelin dan juga auksin merupakan suatu kombinasi dua hormonal yang mempengaruhi pertumbuhan pada tumbuhan. Salah satunya dalam kontrol ekspresi se*s pada tanaman dioecious ialah (berkelamin ganda, jantan dan betina). Tumbuhan berkelamin tunggal (gynoecious) mempunyai kombinasi kadar giberelin yang lebih rendah dibanding auksin. Pada kondisi demikian, bisa menginduksi pembentukan bunga jantan pada tumbuhan. Efek penggunaan kombinasi hormon ini diterapkan di tanaman timun yang direkayasa dengan dibuat menjadi mempunyai kelamin jantan. Applikasi ini dimulai saat pembentukan serbuk sari, penyemprotan giberelin akan menginduksi buah yang terbentuk mempunyai kelamin jantan.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian dan Fungsi Hormon Auksin
Peran Fisiologis Hormon Giberelin
Giberelin merupakan fitohormon yang mempunyai kemampuan spesifik untuk memacu pertumbuhan tumbuhan utuh pada banyak spesies, terutama pada tumbuhan kerdil yang berada pada fase roset. Beberapa pengaruh yang dijumpai dalam tumbuhan.
- Genetik dwarfism
Genetik dwarfism adalah suatu gejala kerdil yang disebabkan oleh adanya mutasi. Gejala ini terlihat dari memendeknya internodus. Terhadap genetik dwarfism ini, giberelin mampu merubah tanaman yang kerdil menjadi tinggi - Pembungaan ( flowering )
Hormon yang berperan dalam pembungaan sering disebut dengan florigen. Menurut Chailakhian kompleks florigen terdiri dari giberelin yang berperan untuk pembentukan batang serta pertumbuhan, dan astesin berperan untuk pembentukan bunga. Hal ini dibuktikan dengan tanaman hari panjang ( rudbeckia ) yang dapat berbunga dalam keadaan hari pendek, tetapi dapat dirangsang pembungaannya dengan pemberian zat semacam asam giberelin. - Parthenocarphy
Hasil penelitian Cloro dalam tahun 1965, ternyata pencelupan cluster anggur jenis delaware pada saat sebelum berbunga ( pre-bloom ) dan sesudah berbunga ( post-bloom ) dalam larutan GA3 dapat menghasilkan buah berry sebanyak 88 – 96 % yang tidak berbiji. - Dormansi
Dormansi adalah kemampuan biji untuk mengundurkan fase perkecambahan sampai saat yang tepat ( lingkungannya ) sesuai menguntukngkan untuk tumbuh. Peranan giberelin dalam memecahkan dormansi biji melalui peningkatan sintesis enyim-enzim hidrolitik, akan merubah pati menjadi gula dan menghasilkan energi yang berguna untuk aktivitas sel dalam pertumbuhan.
Giberellin mempunyai peranan dalam mendukung perpanjangan sel (cell elongation), aktifitas kambium dan mendukung pembentukan RNA baru serta sintesis protein. Pada biji serelia seperti gandum, giberelin dihasilkan oleh embrio kemudian ditranslokasikan ke lapisan aleuron sehingga menghasilkan enzim ?- amilase. Proses selanjutnya yaitu enzim tersebut masuk ke dalam endosperm, maka terjadilah perubahan yaitu berubahnya pati menjadi gula dan menghasilkan energi yang berguna untuk aktivitas sel dan pertumbuhan. Giberellin merupakan salah satu hormon pertumbuhan yang dapat memacu perkecambahan benih disamping auksin dan sitokinin. Giberellin adalah suatu zat tumbuh utama yang memegang peranan penting di dalam proses perkecambahan benih. Hal ini disebabkan karena giberellin bersifat pengontrol perkecambahan. Kalau tidak ada giberellin atau kurang aktif maka enzim amilase tidak (kurang) akan terbentuk dan menyebabkan terhalangnya proses perombakan pati (amilosa dan amilopektin) sehingga dapat mengakibatkan terjadinya keadaan dormansi pada beberapa jenis benih.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Hormon Tumbuhan – Pengertian, Ciri & Fungsi Masing-Masing | Ayoksinau.com
Peran Giberelin pada Perkecambahan
Giberelin juga berperan penting dalam perkecambahan biji pada banyak tanaman. Biji-biji yang membutuhkan kondisi lingkungan khusus untuk berkecambah seperti suhu rendah akan segera berkecambah apabila disemprot dengan giberelin. Diduga giberelin yang terdapat di dalam biji merupakan penghubung antara isyarat lingkungan dan proses metabolik yang menyebabkan pertumbuhan embrio.
Sebagai contoh, air yang tersedia dalam jumlah cukup akan menyebabkan embrio pada biji rumput-rumputan mengeluarkan giberelin yang mendorong perkecambahan dengan memanfaatkan cadangan makanan yang terdapat di dalam biji. Pada beberapa tanaman, giberelin menunjukkan interaksi antagonis dengan ZPT lainnya misalnya dengan asam absisat yang menyebabkan dormansi biji.
Nama Dagang Hormon giberelin
Hormon giberelin merupakan hormone perangsang pertumbuhan tanaman. Aplikasi untuk memicu timbulnya bunga dan pembungaan yang serempak (misalnya GA3 yang termasuk hormone perangsang pertumbuhan golongan gas). Merek dagang antara lain : Progib. GA 3 adalah salah satu contoh GA sintetik yang telah banyak digunakan dalam kegiatan kultur jaringan. Penambahan GA kedalam media kultur jaringan dijumpai banyak mengakibatkan munculnya akar atau tunas.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Macam-Macam & Manfaat Bioteknologi Bagi Kehidupan Manusia | Ayoksinau.com
Metabolisme Giberelin
Giberelin adalah senyawa isoprenoid, khususnya berupa diterpen yang disintesis dari unit asetat asetil koenzim A melalui lintasan asam melavonat GA3 yang lazim digunakan tampaknya yang lambat terurai, namun selama pertumbuhan aktif, sebagian besar giberelin dimetabolismekan dengan cepat melalui proses hidroksilasi, yang menghasilkan produk yang tidak aktif. Giberelin juga dengan mudah diubah menjadi konjugat yang sebagian besar tidak aktif. Konjugat ini mungkin disimpan atau dipindahkan sebelum dilepaskan pada saat dan tempat yang tepat. Konjugat yang dikenal meliputi glukosida yang glukosanya dihubunghkan dengan ikatan eter pada salah satu gugus –OH atau dengan ikatan ester pada gugus karboksil giberelin tersebut. Proses metabolik lainnya ialah perubahan giberelin yang aktif sekali menjadi kurang aktif.
Giberelin disintesis pada organ-organ yang merupakan tempat ditemukannya hormon tersebut. Bila giberelin ditemukan di suatu organ tumbuhan, mungkin giberelin disintesis di tempat itu atau dipindahkan ke tempat itu. Biji yang belum matang mengandung giberelin dalam jumlah yang cukup tinggi dibandingkan bagian tumbuhan lainnya, dan ekstrak bebas sel dari biji beberapa spesies dapat mensintesis giberelin. Beberapa hasil percobaan menunjukkan bahwa sebagian besar giberelin yang terkandung dalam biji diperoleh dari biosintesis, bukan diangkut ke situ.
Giberelin merupakan senyawa isoprenoid disintesis dari asetil koenzim A melalui asam mevalonat. GGPP senyawa dengan 20 karbon bertindak donor bagi semua atom karbon. Senyawa tersebut dikonversi menjadi kopalil pirofosfat yang selanjutnya diubah menjadi kauren. Beberapa tahap dalam konversi ini merupakan Oksidasi yang terjadi di dalam Retikulum Endoplasma. Mereka melibatkan suatu senyawa antara kaurenol (jenis alk*h*l), kaurenal (aldehid), dan asam kaurenoat kemudia mengoksidasi berbagai Giberelin. Senyawa pertama dengan system cincin giberelin yang sebenarnya adalah aldehida GA12, suatu molekul dengan 20 karbon . dari sini kemudian timbul giberelin dengan C-20 dan C-19. Pada daun, kloroplas tempat utama untuk terjadinya interkonversi giberelin meskipun reaksi-reaksi sampai asam kaurenat mungkin terjadi di luar plastida.
Di dalam proses biosintesis telah diketemukan zat penghambat (growth retardant) di dalam aktivitas ini. Beberapa contoh growth retardant yang menghambat biosintesis gibberelline pada tanaman antara lain Amo-1618 (2-isopropil-4-dimetil-kamine-5 metil phenil- 4pipendine karboksilatmetil klorida) menghambat biosintesis gibberelline pada tanaman mentimun liar (Exhmocytis macrocarpa). Amo-1618 menghambat dalam proses perubahan dari Geranylgeranyl pyrophosphate ke Kaurene. Begitu pula growth retardant CCC (2-chloroethyl) trimethyl (- amonium chloride) memperlihatkan aktivitas yang sama dengan Amo- 1618.
Daun muda menjadi tempat utama sintesis giberelin seperti halnya auksin. Hipotesis ini sesuai dengan kenyataan bahwa jika ujung tajuk dan daun muda dipangkas dan tunggul batangnya diberi giberelin atau auksin, pemanjangan batangnya terpacu jika dibandingkan dengan batang terpotong yang tidak diberi hormon. Dapat disimpulkan bahwa daun muda biasanya memacu pemanjangan batang karena daun muda mengirim kedua jenis hormon tersebut ke batang.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Mineral : Fungsi dan Jenis dan Mineral Yang Dibutuhkan Tubuh
Mekanisme Kerja Hormon Giberelin
Kerja giberelin adalah untuk memacu aktivitas enzim-enzim hidrolitik pada proses perkecambahan biji-biji serealia. Pada proses perkecambahan ini diperlukan suatu enzim yang mampu menghidrolisis pati menjadi gula. Pada benih yang kering, giberelin endogen berkonjugasi dengan gula membentuk glukosida dan dalam keadaan tidak aktif. Hormon ini menjadi aktif setelah menghibibisi air.
Mekanisme produksi ?-amilase pada benih secara umum dalam hubungannya dengan metabolisme perkecambahan dapat dilihat pada gambar 2.2. Gambar tersebut menunjukkan bahwa setelah mengimbibisi air giberelin disintesis di dalam embrio:
- Giberelin berdifusi melalui endosperm menuju lapisan alueron.
- Pada lapisan aleuron, giberellin merangsang sintesis enzim-enzim yang berhubungan dengan hidrolisis, terutama ?-amilase yang kemudian dilepaskan ke endosperm kembali.
- Enzim ?-amilase melalui proses hidrolisis merombak cadangan makanan pati.
- Maltosa dan glukosa yang terbentuk melalui proses amilolisis, dirombak menjadi sukrosa dan dipindah ke poros embrio.
- Atau dapat diserap langsung melalui skutelum dimana proses sintesis sukrosa terjadi
Bila produksi gula berlebihan dan tidak seimbang dengan penggunaan pada poros embrio akan terjadi akumulasi pada endosperm, gula berdifusi kembali ke alueron dan berperan menghentikan produksi enzim ?-amilase lebih lanjut Jadi metabolisme sel-sel embrio mulai setelah menyerap air, yang meliputi reaksi-reaksi perombakan (metabolisme) dan sintesis komponen-komponen sel untuk pertumbuhan (anabolisme). Proses metabolisme ini akan berlangsung terus dan merupakan pendukung dari pertumbuhan kecambah hingga dewasa.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Etiolasi : Penyebab, Gejala, Akibat dan juga Cara Pencegahan
Faktor Mempengaruhi Kerja Giberelin
- Konsentrasi giberelin
Giberelin dengan konsentrasi tinggi (sampai 1000 ppm) dapat menghambat pembentukan akar. Sedangkan giberelin pada konsentrasi rendah mendorong pertumbuhan akar adventif seperti pada batang kacang kapri, dan mempercepat pembelahan serta pertumbuhan sel hingga tanaman cepat
menjadi tinggi. - Faktor lama perendaman
Faktor lama perendaman di dalam larutan giberellin berkaitan dengan pemberian kesempatan kepada larutan giberelin untuk melakukan imbibisi ke dalam biji yang akan berpengaruh terhadap perkecambahan biji. Hal ini sesuai dengan yang dikemukakan Lakitan (1993) bahwa untuk terjadinya proses imbibisi air ke dalam biji guna mengawali perkecambahan, memerlukan waktu tertentu. Oleh karena itu, dapat dikatakan lama perendaman di dalam suatu larutan hormone tumbuh turut berpengaruh terhadap perkecamhan biji.
