KOMUNIKASI : PRINSIP DASAR
Komunikasi secara biologis dapat diartikan sebagai suatu aksi atau tindakan dari suatu organisme (sel) yang dapat merubah suatu pola tingkah laku pada organisme (sel) lain dengan berbagai cara dan bentuk penyesuaian diri yang dilakukan oleh satu atau kedua organisme yang bersangkutan. Bentuk penyesuaian diri yang dilakukan dapat berupa pemberian sinyal, pemberian respon (tanggapan) ataupun keduanya, dimana hal tersebut telah terprogram secara genetik melalui tahapan-tahapan dalam seleksi alam.
Pada dasarnya komunikasi adalah suatu bentuk interaksi atau hubungan antara satu organisme dengan organisme yang lain. Dapat disebut tidak terjadi komunikasi apabila suatu aksi hanya berasal dari satu organisme saja tanpa adanya tanggapan atau respon dari organisme yang lain. Sebagai contoh, walaupun terdapat 2 organisme pada suatu area tertentu yang terdiri dari 1 organisme pemberi sinyal dan 1 organisme perespon, namun jika sinyal yang diberikan oleh organisme pemberi sinyal tidak sampai kepada organisme perespon dalam artian organisme tersebut tidak mengetahui adanya sinyal yang diberikan, maka dalam hal tersebut dapat dikatakan tidak terjadi komunikasi.
Pada saat yang sama terdapat beberapa perilaku dan tindakan pada suatu mahluk hidup yang tidak dapat disebut sebagai komunikasi. Contohnya suatu serangan dari predator tentu akan merubah perilaku dari mangsanya, akan tetapi disana belum tentu ada atau bahkan sama sekali tidak terjadi komunikasi antara keduanya. Contoh lainnya seperti mahluk hidup tertentu yang berhenti ditempat untuk mengamati mahluk hidup lain yang lewat dan tidak dikenalnya dalam jarak jauh, dimana mahluk hidup yang lewat tersebut mengubah tingkah laku mahluk hidup yang berhenti ditempat, namun dalam hal ini mahluk hidup yang mendapatkan sinyal hanya yang berhenti saja sedangkan yang diamati olehnya tidak merasakan adanya sinyal apapun, sehingga dalam hal tersebut dapat juga dikatakan tidak terjadi komunikasi.
Menurut J.B.S Haldane dalam buku ini menyatakan bahwa alasan terjadinya komunikasi pada mahluk hidup adalah beratnya efisiensi energi penuh yang harus dikeluarkan untuk memberikan sinyal dan mendapatkan respon. Sehingga dengan terjadinya komunikasi antara mahluk hidup, energi diperlukan untuk dijadikan sebagai sinyal menjadi lebih kecil namun dengan kemungkinan respon yang akan didapatkannya menjadi lebih besar. Pendapat ini tentu saja tidak dapat secara keseluruhan menggambarkan bentuk hubungan diantara seluruh mahluk hidup. Sebagai contoh terdapat beberapa mahluk hidup yang menggeram atau menyalak satu sama lain pada saat perluasan teritorialnya, hewan-hewan tersebut tentu dapat dikatakan menghentikan komunikasi dan lebih condong untuk memulai pertarungan untuk perebutan teritori tersebut. Contoh yang lain adalah suatu mahluk hidup berusaha mengangkat mahluk hidup lain yang jatuh ke tanah, dalam hal ini mahluk hidup tersebut jelas menggunakan energi yang besar untuk mendapatkan respon, namun mungkin inilah yang disebut dengan komunikasi yang sebenarnya. Sehingga dapat dikatakan bahwa kedua contoh tersebut bertentangan dengan prinsip dari J.B.S Haldane mengenai alasan dari komunikasi.
Perbandingan Komunikasi Pada Manusia dan Hewan
Proses evolusi pada mahluk hidup di dunia menghasilkan garis pemisah yang sangat besar yang menimbulkan banyaknya perbedaan bentuk komunikasi yang unik diantara manusia dan berjuta-juta spesies mahluk hidup lainnya. Mungkin hal yang dapat dilakukan untuk mengetahui kelebihan dari masing-masing sistem komunikasi tersebut adalah membandingkannya dengan jenis komunikasi pada manusia seperti yang telah kita kenal sebagai bahasa manusia.
Bahasa pada manusia merupakan sistem verbal yang unik yang terdiri atas kata-kata atau frase yang tersusun menjadi suatu bentuk informasi. Bahasa pada manusia lahir atas pembelajaran nenek moyang terdahulu dan diturunkan antar generasi. Suatu kata atau bahasa pada manusia dapat menyatakan kebenaran, kebohongan, spekulasi, kekasaran, idealism, dll bergantung pada cara orang tersebut menyampaikan atau memberikan informasi serta isi dari informasi tersebut. Sehingga orang yang meresponnya dapat saja menganggap bahwa informasi yang diberikan oleh orang tersebut salah atau tidak benar.
Kini bandingkanlah dengan salah satu hewan yang memiliki sistem komunikasi yang paling rumit dari semua binatang, yakni perayaan “ waggle dance” pada lebah madu (Apis mellifera). “Waggle dance ” merupakan suatu gerakan lebah madu dengan menggetar-getarkan tubuhnya sehingga terlihat seperti suatu tarian. Saat lebah pekerja pencari pakan menemukan sumber makanan atau sarang yang baru pada jarak tertentu dari sarangnya, maka lebah tersebut (betina) menyampaikan lokasi dari target yang didapatkannya kepada lebah pekerja yang lain dengan melakukan “waggle dance”.
Waggle dance atau tarian tersebut dilakukan secara terus menerus atau berulang-ulang di tengah kerumunan dari lebah pekerja betina. Suatu element penting dalam tarian tersebut yang berisikan informasi adalah lari atau berputar ditempat, dengan gerakan menggetarkan tubuh kedepan dan kebelakang sekitar 13-15 kali per detik, pada saat yang sama lebah tersebut mengeluarkan suatu bunyi atau suara tertentu dengan menggetarkan sayapnya.
Jika lebah tersebut berada pada daerah terang dan pada permukaan yang horizontal, maka tarian disana secara langsung menunjukan target lokasinya. Namun jika target lokasinya pada daerah gelap atau didalam sarang dan permukaannya vertikal, maka gerakan tarian dari lebah tersebut akan membentuk sudut menjauhi arah vertikal sekitar 20º, sehingga arah gravitasi secara sementara menggantikan cahaya matahari sebagai petunjuk arah dari lokasi.
Pada lebah ordo Carnolian, straight run yang bertahan selama 1 detik dapat mengidikasikan target sekitar 500 km jauhnya, dan straight run yang bertahan selama 2 detik mengidikasikan target sekitar 2 km. Selama tarian tersebut lebah yang mengikutinya akan memanjangkan antenanya dan menyentuh lebah yang menari waggle secara berulang-ulang. Lalu dalam hitungan menit terdapat beberapa lebah yang meninggalkan sarangnya dan mulai terbang menuju target lokasi yang diberikan.
Waggle dance pada hewan kelihatannya memilki suatu kelebihan daripada bahasa manusia, hal ini menyangkut informasi dalam bentuk arah dan jarak tertentu. Dimana bentuk kesalahan atau penyimpangan informasi pada lebah tersebut nampaknya lebih rendah dengan apa yang dapat terjadi pada manusia. Apabila ditunjukan dengan angka maka derajat kesalahan pada lebah untuk jarak adalah sekitar 3 poin dan untuk arah adalah 4 poin, sedangkan pada manusia derajat penyimpangannya untuk jarak sekitar 8 derajat dan untuk arah sekitar 16 derajat.
Sinyal Terputus-putus (Discrete) dan Sinyal Bertingkat (Graded)
Sinyal terputus-putus (discrete) merupakan suatu jenis sinyal yang sederhana dan mudah dikenali karena hanya mengindikasikan ada atau tidak ada, iya atau tidak, disini atau disana, serta sinonim kata yang lainnya. Bentuk discrete mengkarakterisasi sinyal komunikasi oleh anggota dari grup yang saling mengenali satu sama lain dan tetap saling mengontak. Contohnya pada suara nyanyian burung, suara panggilan pada primata, suara dengkuran tertentu pada beberapa hewan unggulata, pada kunang-kunang jantan yang terbang untuk menarik betina yang terbang rendah di atas permukaan tanah. Sinyal terputus-putus berkembang menjadi terputus melalui proses evolusi. Sinyal disrete mempunyai intensitas dan durasi dari tingkah laku yang kurang bervariasi, sehingga bagaimanapun kuat atau lemahnya perlakuan yang diberikan untuk memprovokasi hewan tersebut, tingkah laku atau balasan yang diberikan biasanya selalu sama.
Sinyal bertingkat (graded) merupakan sinyal yang berkembang secara tertentu dan mengalami peningkatan variasi yang didukung oleh besarnya aggresivitas dan motivasi dari suatu hewan akan tindakan yang akan dilakukan. Dimana pemberian sinyal dari sinyal bertingkat ini lebih besar dan panjang. Contohnya pada lebah madu, pemberian sinyal dalam bentuk waggle dance merupakan suatu cara yang lebih kompleks dan rumit dengan terjadinya peningkatan intensitas dan durasi dari mekanisme keseluruhan yang bergantung kepada kualitas dari sumber makanan yang ditemukan serta bergantung keadaan cuaca diluar sarangnya. Monyet yang semula tenang karena tidak diganggu biasanya ditunjukan dengan tatapan yang sederhana, kemudian berubah menjadi agak buas saat manusia mencoba mengurungnya dalam kandang, lalu monyet tersebut dapat menjadi lebih buas lagi secara bertingkat sesuai dengan perlakuan yang diberikan, biasanya ditunjukan dengan tingkah lakunya dalam suatu kombinasi gerakan seperti mulut terbuka, kepala digerak-gerakan keatas kebawah, mengeluarkan suara seperti menjerit-jerit, dan tangan menepuk-nepuk tanah.
Sinyal Bertingkat lainnya ditunjukan oleh gurita yang semula bergerak perlahan di dalam air laut, namun lambat laut gerakannya makin cepat keatas permukaan air, hingga akhirnya ia melakukan tindakan yang agresif dengan sikap untuk melilit mangsanya. Beberapa burungpun kadang-kadang menunjukan kecenderungan untuk bertindak agresif seperti mulai menajamkan bulu-bulunya dan menggerak-gerakan ekornya, dimana gerakan tersebut dilakukan untuk menciptakan ilusi bahwa burung tersebut tampak lebih besar.
Prinsip Dari Antithesis
Yang menjadi prinsip dasar dari antithesis adalah “ketika suatu hewan membalikan perhatiannya, maka ia akan membalikan signalnya”. Maksudnya adalah hewan tersebut secara spontan melakukan aksi kebalikan dari aksi semula yang dilakukan berkaitan dengan suatu keadaan atau kondisi yang mempengaruhinya. Dalam hal ini dapat dikatakan dari tindakan semula tenang menjadi agresif ataupun sebaliknya. Contohnya hewan yang kalah dalam pertarungan akan menunjukan sikap memelas dan menunduk pada hewan yang lebih menang, dimana hal tersebut merupakan sikap kebalikan dari tindakan agresif sebelumnya sebagai harapan agar hewan tersebut dapat tetap bertahan hidup.
Anjing biasanya menunjukan sikap agresif dengan mata melotot, telinga kedepan, ekor berdiri,dan tindakan agresif lainnya ketika bertemu dengan orang yang tidak dikenal. Akan tetapi ketika anjing itu mengetahui bahwa orang yang tadi adalah majikannya maka anjing itu menjadi lebih tenang dan menghilangkan sikap keagresifan semula.
Rhodensia dan primata biasanya menunjukan sikap keagresifan yang cukup tinggi, sementara beberapa burung,mamalia, serta pada hewan berpostur juvenile akan menunjukan sikap menunduk dan memelas terhadap hewan yang lebih superior.
Spesifitas sinyal
Sistem komunikasi dari serangga, invertebrate dan vertebrata tingkat rendah (seperti ikan dan katak) merupakan jenis dengan karakter stereotype. Karakteristik stereotytpe ini mempunyai kemampuan bahwa setiap sinyal yang diberikan hanya terdapat satu atau sangat sedikit respon yang ditanggapi, dan tiap respon tersebut hanya dapat ditimbulkan oleh jumlah sinyal yang sangat terbatas. Dimana perilaku signal dan respon yang ada mempunyai kekonstanan dan kesamaan yang cukup dekat
pada seluruh populasi dari spesies yang sama. Contohnya cacing silk betina menarik jantannya dengan mengeluarkan cairan kompleks dari dalam tubuhnya dalam bentuk sekresi yang disebut bombykol ( berasal dari Bombyx mori), dimana hanya hewan jantan dari spesies cacing tersebut saja yang akan tertarik oleh adanya sinyal sementara hewan yang lainnya tidak.
Pada beberapa kasus misalnya terjadi mutasi pada organisme tersebut akan mengkibatkan terjadinya perubahan komponen atau sekret yang dihasilkan, sehingga organisme spesies yang sejenisnya tidak akan mengenali spesies tersebut yang akan menyebabkan ia terisolasi secara reproduksi. Dan apabila hal tersebut terus berkelanjutan mungkin dapat terjadi proses evolusi dan timbulnya spesies baru.
Adapun beberapa organisme yang tidak memiliki kespesifikan sinyal seperti rayap, semut dan lebah social. Organisme-organisme tersebut tidak bergantung pada komponen-komponen tertentu yang spesifik. Akan tetapi jika tidak terdapat kespesifikan akan komponen yang dibutuhkan akan menyebabkan terjadinya ketertarikan dari organisme-organisme tersebut terhadap komponen yang sama. Sehingga akan timbul kompetisi interspesies diantara organisme tersebut untuk mendapatkan kebutuhan hidupnya.
Sinyal Ekonomi
Apabila dibandingkan dengan standar manusia, maka jumlah dari signal yang terdapat pada tiap-tiap spesies dari hewan sepertinya agak terbatas. Kebanyakan bentuk komunikasi dari hewan disampaikan melalui media display atau penampakan visualisasi, yang merupakan prilaku yang telah terspesialisasikan melalui proses evolusi untuk menyampaikan informasi tersebut. Dengan kata lain display tersebut merupakan signal yang telah berubah dalam beragai cara sehingga menghasilkan suatu cara yang unik untuk memberikan signal tersebut. Contohnya seperti suara tanda peringatan burung penyanyi akan keberadaan elang, rusa rekor putih memberikan tanda peringatan akan adanya predator dengan mengayun-ayunkan ekornya, serta gerakan-gerakan yang dilakukan oleh hewan yang lain sebagai bagian dari aktifitas hariannnya. Dari hasil penelitian mengenai jenis signal total yang dilakukan oleh individu suatu hewan didapatkan data ikan mempunyai sedikitnya 10 jenis signal, monyet rhesus ( Macaca mulatta) 37, serangga 10 -20 signal, dll.
Peningkatan Informasi
Walaupun jumlah dari display yang terkatalaogkan oleh ahli-ahli ethologist adalah sekitar 50 untuk tiap spesies, mungkin pada kenyataannya terdapat jumlah yang lebih banyak lagi. Untuk lebih memahami tentang komunikasi pada hewan mungkin bergantung pada perhitungan sistematik seperti dengan pengaturan waktu jeda atau waktu yang hilang dapat dilakukan dengan menggunakan rasio Q/K, dengan keterangan :
Q = Jumlah emisi dari sinyal yang dikeluarkan
K = Batas konsentrasi yang diterima oleh hewan untuk respon
Dimana rasio Q/K dapat dianggap konstan. Sehingga apabila Q dikurangi maka batas konsentrasi untuk respon (K) akan naik, dengan begitu durasi atau waktu yang dibutuhkan untuk penyampaian sinyal akan berkurang. Sedangkan apabila jumlah emisi sinyal (Q) dinaikan maka batas konsentrasi respon (K) akan turun, sehingga akan terjadi peningkatan jarak sinyal yang akan diberikan untuk mengharapkan terjadinya banyak respon.
Metakommunikasi
Metakomunikasi merupakan bentuk tindakan lain sebagai bagian dari komunikasi, dimana metakomunikasi ini merupakan salah satu bentuk khas yang dihasilkan dari berbagai sinyal gabungan (komposit). Suatu hewan terpacu untuk melakukan metakomunikasi setelah dipengaruhi oleh jenis sinyal yang kategorinya berbeda daripada biasanya yang dikirim secara berulang-ulang ataupun terjadi dengan cepat. Altmann (1962) yang pertama kali menerapkan konsep ini kepada mahluk hidup non-manusia seperti primata, mengenali suatu keadaan dimana metakomunikasi dapat terjadi. Keadaan yang pertama adalah sinyal status. Contohnya adalah status sinyal pada primata, dimana jantan dominan (alpha male) mempunyai sikap kepala tegap, ekor berdiri, serta testikel mengarah ke bawah, sedangkan pada jantan tingkat bawah mempunyai sikap kepala dan ekor yang menunduk ke bawah serta testikel yang menghadap keatas. Status signal yang sejenis dapat ditemukan pada macaca dan babons. Hipotesis dari altmann menyatakan bahwa hewan melakukan komunikasi mengenai kedudukan status mereka dan kemungkinan dia akan menyerang atau mundur kalau bertemu.
Bentuk kedua dari metakomunikasi primate adalah ajakan bermain. Cara bermain dari monyet hampir sama dengan kebanyakan mamalia lainnya, mereka saling mencurahkan kasih sayang, saling mengejar dan mengejek. Cara mengajaknya terdiri dari melompat dan saling menatap dengan teman bermain melalui kedua atau samping dari lengannya dengan menaikan dan menurunkan kepala mereka. Pada permainan berikutnya, mereka bergulat dan saling menggigit satu dan lainnya dengan semangat. Terkadang mereka dapat terluka dengan mudah tetapi itu jarang mereka lakukan.
Komunikasi massa
Kebanyakan dari system komunikasi pada kebanyakan serangga sosial mengandung komponen dari infomasi yang tidak dapat disampaikan dari satu individu ke individu ke individu yang lain tetapi hanya disampaikan oleh dari satu kelompok ke kelompok lain. Seperti pada sejumlah semut merah pekerja yang meninggalkan sarang dipengaruhi oleh banyaknya jejak dari zat kimia (pheromone) yang oleh pekerja lain yang sudah lebih dahulu ke lapangan ( sumber makanan).
Pada tes yang dilakukan dengan memperkaya kandungan pheromone menunjukan bahwa jumlah dari individu yang tertarik keluar sarangnya menunjukan fungsi linear antara jumlah dari zat kimia yang ada dengan koloni yang keluar secara keseluruhan. Pada kondisi alami jumlah pekerja yang keluar mencari makan tergantung dari sumber makanannya. Apabila jumlah makanan yang didapatkan sedikit maka jumlah pekerja yang dikeluarkan juga sedikit. Hal ini merupakan contoh bentuk komunikasi massa berdasarkan kuantitas .
Yang kedua adalah bentuk komunikasi massa berdasarkan kualitas, atau dapat juga diartikan dengan respon “electorate” (prioritas). Contohnya apabila semut merah pekerja menemukan sumber makanan yang mereka anggap bermutu baik maka mereka akan meninggalkan jejak sedangkan bila makanan tersebut bermutu kurang maka mereka tidak meninggalkan jejak. Dalam hal ini semut merah pekerja tersebut untuk meninggalkan jejak berdasarkan dari kualitas sumber makanan yang ditemukan. Apabila sumber makanan yang didapatkan sangat menarik maka presentasi respon positif dari semut tersebut makin tinggi, seperti makin tingginya keinginan tiap individu untuk meninggalkan jejak, makin tingginya jumlah pheromone yang di tinggalkan untuk koloni mereka, hal itu akan meningkatkan jumlah semut baru yang datang ke area tersebut.
Daftar Pustaka
Wilson, E. O. 1975. Sociobiology – The New Synthesis. USA: Harvard University Press.
Jumat, 30 April 2010
Family Graminae
Batang cylindris, agak pipih atau persegi, berlobang atau massif, pada buku selalu massif dan kerap kali membesar, berbentuk herba atau berkayu (bambu). Daun tunggal 2 baris, kadang-kadang seolah-olah berbaris banyak; pelepah daun berkembang sangat baik; pada batas pelepah dan helaian daun kerap kali terdapat lidah, helaian daun duduk, hampir selalu berbentuk lanset atau garis; dikedua sisi dari ibu tulang daun dengan beberapa tulang daun sejajar. Bunga terssusun dalam bulir, yang terdiri dari 2 glumae atau daun yang serupa sisik atau lebih dari dua, yang duduknya berseling dalam dua baris yang berhadapan. Sebuah atau dua glumae pada bulir bagian yang bawah tidak berisi bunga lainnya berisi: sebuiah daun mahkota yang berbentuk sisik atau palea, kerap kali 2 badan penggelembung (yaitu lodicule, alat serupa sisik untuk menahan bunga membuka), sebuah benang sari atau lebih dan sebuah bakal buah. Glumae dan paleae keseluruhan dinamakan sekam. Bunga hamper selalu berkelamin 2, juga ada tidak berkelamin atau kosong. Tangkai putik hamper selalu dua; kepala putik berbetuk bulu atau malai. Bakal buah berruang satu berbii satu. Buah yang dinamakan buah padi (caryopsis).
Morfogenesis Tumbuhan
MORFOGENESIS TUMBUHAN
Tujuan : memahami proses pembentukan struktur tumbuhan, baik secara internal maupun pengaruh eksternal dan memahami fenomena pertumbuhan, yaitu: diferensiasi, polarisasi, kesimetrisan, regenerasi, chimera dan abnormalisasi.
PENDAHULUAN
Definisi Morfogenesis:
Morfo berarti bentuk dan genesis berarti asal mula
Asal mula terjadinya suatu bentuk
Beberapa pendapat:
Menurut Strasburger (1978): Morfogenesis adalah proses pembentukan organisme yang dipengaruhi faktor internal (endogen)dan fektor eksternal (exogen).
Menurut Hill (1982): Morfogenesis adalah proses pertumbuhan dan perkembangan bentuk, diferensiasi suatu organisme.
Strassburger (1978), menyatakan bahwa pengertian morfogenesis ada 2 kelompok, yatu:
1. AUTOMORFOSE; yaitu proses pembentukan yang dipengaruhi gen, a.l: Perkembangan organ generatif Angiospermae, yaitu selama pembentukan bunga yang dilengkapi dengan pembentukan polen, maka kemudian dapat terbentuk biji, sedangkan yang tidak dilengkapi oleh pembentukan polen, kemudian tidak berbiji.
2. HETEROMORFOSE; yaitu proses pembentukan yang dipengaruhi oleh adanya induksi dari luar, a.l: oleh adanya cahaya àfotomorfose; adanya air àhidromorfose dan oleh pengaruh panas àtermomorfose.
Berdasarkan kedua kelompok ini maka tumbuhnya organisme mengikuti konsep morfogenesis.
DASAR- DASAR PERTUMBUHAN SEL
- Adanya Teori sel yang dikemukakan oleh Scleiden & Schwann (1839).
Menunjukkan bahwa mengenal sel pada organisme hidup akan diikuti pengenalan struktur, pertumbuhan dan perkembangnnya.
-Didapatkannya inti sel;
Menunjukkan bahwa perbanyakan sel diatur oleh organel tersebut dan menunjukkan adanya kelompok organisme tanpa inti (prokariot) dan kelompok berinti (eukariot).
Sedangkan kalau dilihat dari jumlah inti, organisme dikelompokkan menjadi organisme berinti tunggal atau organisme berinti banyak.
3 TAHAP PROSES PERTUMBUHAN
1. Tahap seluler
2. Tahap organ
3. Tahap individu
TAHAP SELULER
Pertumbuhan serta perkembangan sel, terdiri dari 4 tahap, yaitu:
Tahap pembelahan sel, pertambahan plasma, perpanjangan sel dan diferensiasi
Pembelahan sel
- Terbatas pada daerah meristem,
- Mitosis atau amitosis dan meiosis
Pertambahan plasma, dan perpanjangan sel.
Selama sel masih hidup dan dalam pembelahan sel, akan terjadi pertambahan plasma.
Salah satu pembuktian adanya pertambahan plasma dapat diukur dari berat kering, atau dengan adanya penambahan volume serta oleh adanya perpanjangan sel.
-Pengukuran pertumbuhan, dari adanya pertambahan protoplasma dapat diukur melalui berat kering (Karena kandungan bahan hidup dari sel adalah: karohidrat, lemak dan protein, sebagai hasil metabolisme).
Bagaimana dengan pengukuran berat kering biji yang sedang berkecambah? Tepatkah mengukur pertambahan protoplas dari berat keringnya?.
Pada proses kecambah, biji akan kehilangan bobot melalui respirasi.
-Pengukuran perbanyakan sel, akan lebih realistis dan mudah daripada mengukur protoplasma.
Bagaimana pengukuran tumbuhan yang mengalami etiolasi?.
-Pengukuran pertambahan volume, diukur pada volume yang permanen (irreversible).
Bagaimana pada daun yang sedang mengalami turgid atau layu ? Dan pengukuran diameter batang pada siang hari dan malam ?
Diferensiasi
Setelah pembelahan sel, akan terjadi perubahan-perubahan, a.l: pembentukan organel-organel sel seperti mitokondria, kloroplas, yang kemudian akan terjadi pembentukan jaringan-jaringan khusus à perubahan ukuran sel dan bentuk sel.
UKURAN SEL
Makin cepat pembelahan sel, maka ukuran sel akan lebih kecil.
Menentukan ukuran sel, dapat berdasar pada:
Pertambahan jumlah sel yang digambarkan pada grafik, umumnya pertumbuhan sel, memperlihatkan gambaran Sigmoid.
Dan berdasarkan lamanya pembelahan sel.
Bagaimankah menentukan adanya sel yang besar dengan ukuran sel ?
Ukuran sel yang sangat berbeda dengan sel-sel sekelilingnya, dapat karena polyploidi yang disebabkan oleh adanya peningkatan jumlah sel, sebagai pengaruh dari kromosom, misalnya adanya trisomik.
volume inti berkorelasi dengan volume sel.
Bagaimanakah pola sel pada tumbuhan ?
Sangat bervariasi, Ditentukan oleh jenis jaringan dan jenis tumbuhan.
Pada tumbuhan dikenal adanya jaringan meristem, parenkim, mekanik (kolenkim dan sklerenkim), jaringan epidermis, jaringan pengangkut, jaringan sekresi.
Mengelompokkan jaringan pada tumbuhan tidak selalu mutlak bentuknya dan fungsinya, karena jaringa parenkim dapat diinduksi oleh lingkungan tertentu menjadi jaringan pengangkut atau jaringan yang embrionik.
Adanya pembentukan kayu suban dan galih, yang dapat terbentuk pada jenis tumbuhan kayu tertentu saja.
Adakah hubungan pola pertumbuhan sel dengan morfologi ?
Tergantung pada jenis tumbuhan
Ditentukan pula oleh faktor-faktor, yaitu faktor lokasi pembelahan, jenis yang akan dibentuk, dan lingkungan (media/ nutrisi)
Contoh: pertumbuhan tumbuhan mengikuti pola:
1. Perpanjangan trakeid pada batang atau ranting, terjadi dari pusat ke luar melalui pertambahan lingkaran tahun.
2. Ukuran sel trakeid pada cabang lebih kecil daripada batang, tetapi tergantung pada posisi batang.
3. Terbentuknya kayu suban dan galih (merupakan xilem sekunder)
Kayu suban, sel-selnya mengandung protoplas, berfungsi sebagai pengangkut dan penyimpan makanan, letaknya dekat dengan kambium.
Kayu galih, sel-selnya mati, karena sel-sel xilem yang terlebih dulu terbentuk, warna selnya lebih gelap.
4. Pembentukan dinding sel baru ditentukan oleh posisi sel-sel plate.
5. Posisi kromosom dalam mitosis, menentukan pertumbuhan dan diferensiasi.
6. Hasil percobaan Asbhy, pada daun Ipomea pada batang utama yang berubah dengan adanya pengurangan ukuran sel dan jumlah daun ternyata berkorelasi dengan aktifitas karboksilase ribulosa difosfat serta daun akan cepat dewasa.
7. Pola pembentukan daun yang mengikuti konsep plastokrom, yang jumlah primordianya akan meningkat sejalan dengan waktu.
8. Pola pembelahan sel dapat mengikuti arsitek tajuk, yaitu banyaknya cahaya dapat mempengaruhi pertumbuhan daun.
PROSES PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN, MERUPAKAN SUATU KESATUAN YANG TIDAK TERPISAHKAN YANG DAPAT TAMPIL SEBAGAI BENTUK.
Masa Vegetatif, terhenti dan diteruskan dengan generatif : PERTUMBUHAN DETERMINAT.
Masa vegetatif terus berlangsung pada masa generatif: PERTUMBUHAN INDERTEMINAT.
Analisis pertumbuhan:
1. Pertambahan berat kering.
2. Perbanyakan protoplas
3. Perbanyakan sel
4. Pertambahan volume yang permanen.
5. Kinetika tumbuh, menurut Yulius Sachs.
Mengukur (daun, buah atau internodus) terhadap waktu, hasilnya dapat menunjukkan kurva Sigmoid atau hyperbola.
Keterkaitan antara pertumbuhan dengan faktor dalam:
Pertambahan diameter batang dapat ditentukan oleh pertambahan diameter empulur.
Pertambahan tangkai buah dapat diikuti oleh perbesaran buah.
Pertambahan panjang akar tunggang dapat diikuti oleh tingginya batang utama.
Pertumbuhan, karena adanya pertambahan organ yang diikuti oleh pertambahan organ lainnya, disebut berkorelasi positif.
Pertumbuhan, adanya pertambahan organ tertentu yang menghambat pertumbuhan organ lainnya, disebut berkorelasi negatif.
DAPAT DI ANALISIS, MELALUI ANALISIS STATISTIK; KORELASI, YANG DINYATAN DALAM r (r negatif: korelasi negatif dan r positif: korelasi positif).
FENOMENA MORFOGENESIS
1. KORELASI
2. POLARISASI
3. KESIMETRISAN
4. DIFERENSIASI
5. REGENERASI
6. CHIMERA
7. ABNORMALISASI
KORELASI
HUBUNGAN ANTARA PERTUMBUHAN ORGAN YANG SATU DENGAN YANG LAINNYA
Contohnya:
- Tinggi tanaman dengan luas daun.
- Jumlah daun dengan jumlah buah. dst
PENGAMATAN DAPAT SECARA
FISISOLOGI DAN GENETIS
Karena faktor zat kimia terhadap pertumbuhan, misal: pupuk anorganik dengan hormon
Faktor perkembangan organ oleh perkembangan organ lainnya. Misalnya: pemberian hormon/ irradiasi terhadap jumlah kromosom
Hasilnya :
Positif atau negatif
Statistik Regresi korelasi
POLARISASI
Pertumbuhan yang berbeda padakedua kutubnya; yang disebabkan oleh proses fisiologi atau genetik
Ada 3 aspek polaritas:
1. Oriented behaviour: adanya perbedaan pertumbuhan sel atau jaringan; jaringan meristem yang ada dipaling ujung pertumbuhannya akan lebih cepat, sehingga akan mempengaruhi ukuran sel; gerakan nutrisi akan lebih cepat apabila menuju ke bawah.
2. Axiation: sumbu simetri: bentuk bunga umumnya akan menyeimbangkan bentuk simetris, melalui susunan fibonaci; susunan felamen pada bunga.
3. Polar difference (perbedaan kutub): akibat perbedaan distribusi nutrisi dikedua ujung tumbuhan
POLARITAS dapat ditinjau dari: struktur luar; struktur dalam atau polaritas fisiologi
Polaritas struktur luar, dapat dilihat oleh adanya regenerasi dari organ tumbuhan yang ditumbuhkan dengan tempat dan posisi yang berbeda
Polaritas struktur dalam; Pola pertumbuhan; a.l. fase-fase pada mitosis
Polaritas secara fisiologi: a.l: gerakan ratio C/N; gerakan N cenderung bergerak ke atas, sedangkan C, gerakan cenderung ke bawah.Contoh yang lainnya gerakan auxin; Aktifitas respirasi cenderung ujung meristem lebih aktif.
KESIMETRISAN
BENTUK TUBUH YANG KARAKTERISTIK YANG CENDERUNG UNTUK DAPAT MEMBENTUK TUBUH YANG SIMETRIS PADA SUMBUNYA
Dipengaruhi oleh faktor luar : Cahaya, zat tertentu (zat tumbuh secara exogen) atau adanya faktor genetis.
Bentuk simetris :
Radial
Bilateral
Dorsoventral
Radial
Tipe yang melingkari sumbu dengan bidang sama besar,
- Tumbuhnya akat letaral pada akar primer
- Pilotaksis daun
Bilateral
Tipe yang mempunyai pertumbuhan organ yang mempunyai dua sisi yang berlawanan sama besar; di depan dan di belakang sama besar atau di kiri dan dikanan sama besar : membentuk amfitoniContoh: batang Opuntia
bentuk bunga Cruciferaceae
Dorsoventral
Pertumbuhan organtumbuhan padasalah satu sisinya sama besar,tetapi sisi lain tidak sama besar.
Contohnya: lumut hati
akar orchidaceae
DIFERENSIASI
Perkembangan tumbuhan yang berbeda dengan bentuk semula.
pembentukan ovula, polen, gamet jantan,gamet betina, zigot,embrio, tumbuhnya organ-organ baru
Ditentukan oleh sifat dari adanya perubahan-perubahan dari jumlah sel,letak pertumbuhan, sehingga akan mempengaruhi terbentuknya jaringan dan juga pembentukan organ serta akan mempengaruhi individu
Yang mempengaruhi Diferensiasi, adalah:
1. Meristem terminal yang akan menentukan pembentukan primordia dari daun dan tunas.
2. Sel-sel kambium yang akan membentuk jaringan pembuluh
3. Sel-sel yang sifatnya embrionik yang kemudian muncul jaringan-jaringan tertentu sebagai primordia organ tertentu.
4. Bagian-bagian yang tidak nyata akibat dari adanya pengaruh lingkungan yang kemudian berpotensi untuk berkembang.
Faktor yang mempengaruhi diferensiasi: genetis dan lingkungan karena sifat sel tumbuhan adalah mempunyai totipotensi.
BAGAIMANA HUBUNGAN PERTUMBUHAN DENGAN DIFIRENSIASI :
1. Adakah pertumbuhan tanpa diferensiasi ?
2. Adakah diferensiasi tanpa pertumbuhan ?
1. Pertumbuhan tanpa diferensiasi:
- terbentuknya endosperm biji
- terbentuknya kalus
Diferensiasi tanpa pertumbuhan:
- Pembentukan sporocarp pada jamur lendir: Pembentukan agregasi myxoamoeba à membentuk pseudoplasmodium à sorus
Proses diferensiasi dipelajari dari:
1. Struktur /Konfigurasi : selà jaringan à diferensiasi.
2. Aspek ontogeni: perubahan dari tumbuhan muda à dewasa.
3. Faktor lingkungan : perubahan struktur.
4. Faktor fisiologi.
STRUKTUR /KONFIGURASI DIFERENSIASI
Ada 2 macam diferensiasi :
- Diferensiasi external
- Diferensiasi internal
Diferensiasi external
- Pembentukan bagian vegetatif yang diteruskan menjadi pembentukan bagian generatif.
- Pembentukan bunga dari primordial bunga yang kemudian membentuk pola dengan terbentuknya sepal, stamen dan karpel.
- Metagametosis
Diferensiasi internal
- Mitosis dan meiosis
- Pembentukan jaringan (teori Hanstaein).
Adanya perubahan ukuran, ketebalan dinding sel, posisi sel
DIFERENSIASI SECARA ONTOGENI
Secara umum akan terjadi diferensiasi adalah karena adanya proses ontogeni: à dipengaruhi faktor genetis.
Adanya perubahan secara perlahan dari bentuk, sifat, tumbuh fase vegetatif à fase generatif.
Perkembangan batang :
Pucuk batang, umumnya terdiri atas axis dengan ruas-ruasnya serta primordia daun, yang akan tersusun pada batang dengan sebutan filotaksis.
Batang primer yang berkembang dari protoderm, prokambium dan meristem dasar.
Perkembangan daun:
Bentuk-bentuk daun yang akan berubah pada jenis tanaman tertentu, antara lain:
Perkembangan daun kapas pada setiap cabang memperlihatkan adanya bentuk yang berbeda.
Perkembangan daun Ipomea.
DIFERENSIASI KARENA LINGKUNGAN
Adanya perubahan struktur, akibat adanya pengaruh faktor: cahaya, air, temperatur dan zat kimia.
Yang paling umum diferensiasi tumbuhan secara cepat karena faktor zat kimia.
Sedangkan oleh adanya faktor cahaya, temperatur dan air, pengaruhnya perlahan. Sebagai contoh perkecambahan biji kacang hijau, akan cepat apabila dalam keadaan tidak ada cahaya.
Temperatur yang cukup tinggi dapat mempengaruhi perubahan fase vegetatif menjadi fase pembentukan organ generatif. Pada musim panas, maka fase pembungan akan cepat terbentuk.
HUBUNGAN DIFERENSIASI DENGAN FISIOLOGI
Umumnya proses diferensiasi, akibat adanya proses fisiologi.
a.l.: untuk pembentukan akar pada kultur jaringan memerlukan penambahan zat pengatur tumbuh golongan auxin
Stamen pada tanaman Canabis, berasa asam.
Konsentrasi sukrosa dapat mempengaruhi pembentukan lobus pada primordia daun; sukrosa rendah membentuk 2 lobus, sedangkan tinggi dapat membentuk lobus lebih dari dua.
REGENERASI
Dapat terjadi pada organisme yang sedang berkembang yang melengkapi bagian-bagian yang terlepas/rusak yang disebabkan karena adanya gangguan fisiologis, kemudian menghasilkan tubuh yang lengkap.
Regenerasi pada tumbuhan terbatas pada jaringan meristematis atau pada jaringan dewasa yang sedang mengalami perubahan, menjadi jaringan yang bersifat embrionik.
Ada hubungan dengan Dediferensiasi
Regenerasi dapat terjadi pada tumbuhan tingkat tinggi dan rendah
Regenerasi pada tumbuhan tingkat rendah: terjadi pada tumbuhan Thallophyta dan Bryophyta.
Berdasarkan bahwa organisme yang bersel satu, regenerasi akan rutin terjadi.
Contoh:
Jenis alga Cladophora, yang mengalami plasmolisis à sel akan terpisah namun akan terbentuk individu baru.
Jenis lumut hati Sphaerocarpus,yang dipotong-potong, maka akan tumbuh bagian-bagian organ, sesuai dengan tempat pemotongannya.
Pada tumbuhan tinggi, regenerasi ada 3 macam, yaitu:
1. Regenerasi rekonstitusi atau regenerasi awal.
2. Regenerasi restorasi
3. Regenerasi reproduktif atau regenerasi vegetatif.
1. Regerasi Rekonstitusi:
terjadi pada daerah jaringan embrionik, prosesnya ada 2 :
1. Rekonstitusi meristematis
2. Rekonstitusi jaringan dewasa.
Rekonstitusi meristematis:
Jaringan dapat berregenerasi sempurna.
Contoh:
- Pemotongan pada ujung akar sekitar 0,5 – 0,7 mm (daerah meristematis), maka dipermukaan luka akan tumbuh jaringan meristematis sebagai penutup luka, yang akan membentuk kalus dan akan membentuk akar adventif.
- Pemotongan ujung batang Podostemon ceratophyllum, maka dipermukaan bekas potongan akan tumbuh sekelompok sel yang meristematis yang akan tumbuh tunas adventif.
Rekonstitusi jaringan dewasa
Peristiwa penyembuhan, karena terjadinya aktifitas pembelahan sel didekat jaringan yang terpotong.
Pembelahan secara periklinal dengan bagian yang terpotong, akibat adanya pengaruh hormon luka, à menginduksi aktifitas kerja felogen membentuk jaringan penutup luka (kalus) untuk membentuk akar atau daun.
Contoh :
- Bagian vena daun yang dipotong-potong, akan membentuk benang-benang yang akan menghubungkan sel-sel mesofil yang terpisah.
- Umbi kol yang masih muda, dipotong transversal dari ujung ke basal, awalnya akan terjadi pembengkakan, namun struktur umbi akan kembali normal.
- Kolrahbi, yang terkelupas, maka bagian yang terkelupas akan membentuk lapisan epidermis. yang seharusnya bila tidak terkelupas akan membentuk jaringan kortek, namun adanya pengelupasan maka jaringan berkembang sesuai dengan posisi.
- Perlukaan di bagian batang ( apabila mengenai daerah kambium), maka akan terbentuk jaringan yang akan membentuk tunas adventif, sehingga batang akan bercabang.
2. Regenarasi Restorasi
Merupakan peristiwa perbaikan jaringan atau organ yang hilang, yang kemudian karena adanya aktivitas jaringan yang bersifat meristem dekat jaringan rusak tsbt.
Dapat terjadi pada bagian-bagian organ tumbuhan yang dipotong-potong, karena adanya jaringan penutup luka akibat aktivitas jaringan kambium yang sifatnya embrionik akan membentuk kalus dan kemudian akan membentuk organ baru à dapat dijadikan dasar dalam perbanyakan vegetatif.
Contoh:
- Batang dikotil yang dipotong-potong, maka tunas akan muncul di ujung apikal dan akar di ujung basal dengan polaritas tertentu, tunas axila akan tumbuh, namun apabila tunas tidak tumbuh maka akan tumbuh primordia yang dorman.
Bila pemotongan pada batang monokotil, regenerasi terbatas pada bagian karena tidak mempunyai kambium meristem interkalar. Atau bagian yang hilangnya saja dan terbatas pada bagian yang masih muda.
Regenerasi yang cepat banyak dibantu oleh aktivitas hormon
Adanya klorofil, akan membantu pembentukan organ lainnya.
Regenerasi Restorasi, dapat terjadi pada:
Akar, membentuk kalus à membentuk jaringan embrionik bersifat meristematis dan akan tumbuh tunas adventif dan muncul floem yang bukan dari adanya kambium.
Munculnya tunas akar dari lapisan subepidermal batang yang terluka dari tanaman Aristolochia.
Pada daun sukulen yang dipotong, maka akan muncul tunas adventif.
Kotiledone yang diisolasi, dengan munculnya akar kotiledone.
Karangan bunga yang di potong-potong akan membentuk akar atau tunas adventif.
3. Regenerasi Reproduktif atau regenerasi Vegetatif.
Terjadi secara alami dan mucul tunas pada bagian vegetatif dan akan menjadi individu baru. Banyak didapatkan pada tumbuhan rendah. Dan pada tumbuhan tingkat tinggi terjadi pada tanaman Kanchoe (cocor bebek).
Munculnya embrio somatik dari pemotongan kalus akibat dari induksi zat tumbuh.
CAMPURAN JARINGAN
Yaitu: kombinasi jaringan yang berbeda secara genetik
Dapat dibentuk melalui:
Sistim sambung pada perbanyakan vegetatif, mosaik dan chimera.
SISTIM SAMBUNG
Prinsipnya adalah menyambung dengan batang tanaman namun kedua kambium harus kontak.
Keberhasilan sistim sambung:
- Bentuk batang atas dan bawah, apabila batang atas mempunyai sistim perakarannya kecil, maka akan terjadi pengurangan ukuran dan kekuatan sistim pucuk.
- Jumlah auksin, pada tipe pohon yang beranting banyak, akan menunjukkan adanya hambatan membentuk pucuk, sehingga memberikan kesempatan untuk berkembangnya tunas lateral.
- Kekerabatan antar kedua jenis tanaman yang disambungkan.
Tumbuhan monokotil sulit disambungkan, karena sistim kambiumnya sedikit
CONTOH, HUBUNGAN TIMBAL BALIK SISTIM CAMPURAN JARINGAN
- Adanya perpindahan zat alkaloid dari batang bawah ke batang atas, jika tanaman tomat disambung dengan tanaman tembakau, sehingga daun tomat akan tercium bau tembakau.
- Tanaman bawah berbunga banyak sedangkan atas sedikit, maka batang atas akan berbunga banyak.
- Tanaman leguminosa yang berkayu dan perenial, disambung dengan tanaman buncis, maka buncis bersifat perenial.
- Menyambungkan batang atas dari varietas annual (membentuk bunga pada satu musim) ke batang bawah yang binneal, maka pada kedua jenis tumbuhan akan berbunga pada waktu yang bersamaan.
- Menyabungkan batang atas yang fertil dengan batang bawah yang steril, akan menghasilkan batang atas yang steril.
Bentuk buah, umumnya dipengaruhi oleh gen
CHIMERA
Dapat terjadi pada:
Jaringan pada batang, daun ataupun akar yang tersusun dari jaringan-jaringan yang berbeda sumbernya secara genetik yang mengalami mutasi somatik, maka akan terjadi percampuran jaringan meristem dan selanjutnya akan bersama-sama hidup
Beberapa bentuk Chimera:
1. Chimera dua jaringan yang bercampur tidak beraturan, akan bertahan sementara kemudian berganti struktur yang terorganisir.
2. Chimera meriklinal, tipe campuran dari jaringan yang membentuk lapisan tipis akan melapisi bagian permukaan.
3. Chimera sektoral, tipe campuran dari berbagai jaringan yang berdekatan satu sama lain tanpa garis batas yang simetri (tidak teratur).
4. Chimera periklinal, yaitu tipe campuran jaringan-jaringan yang sumbernya berbeda, seperti dari hasil sambungan dua jenis tanaman yang menghasilkan bunga yang warnanya dimiliki oleh kedua jenis tanaman tersebut. Dapat terjadi pula pada tumbuhan yang diinduksi secara kimia seperti yang telah dilakukan mencampurkan sel .
Contoh mencampurkan sel Solanum lycopersicom dengan S. nigrum, yang menghasilkan 3 lapisan yang berbeda secara genetik, yaitu: 2n, 4n dan 8 n. Dan Polyploidinya dapat terjadi beberapa kombinasi yang dibentuk pada setiap lapisan, yang terlihat pada ukuran sel yang seimbang dengan jumlah kromosomnya.
MUTASI SOMATIK
Campuran jaringan yang muncul secara spontan akibat dari sel-sel vegetatif yang bermutasi.
Dapat terjadi oleh adanya lingkungan yang berubah-ubah.
a.l: perlakuan pemberian temperatur yang rendah. Irradiasi atau zat-zat kimia, yang semuanya dapat mempengaruhi kromosom
ABNORMALITAS
ADANYA BENTUK YANG BERLAINAN/ TIDAK SAMA DALAM SATU TUBUH
DAPAT TERJADI KARENA FAKTOR DALAM (GENETIS) ATAU LINGKUNGAN
KONSEP ABNORMALITAS, ADA 2 KONSEP, YAITU:
KONSEP PERTAMA:
BERDASARKAN POLA PROTOPLASMIK, KEMUDIAN CENDERUNG MENYESUAIKAN DIRI à AKIBATNYA MEMPUNYAI EKSPRESI YANG CENDERUNG AKIBAT FAKTOR LINGKUNGAN YANG KEMUDIAN DIIKUTI OLEH MORFOGENESIS
KONSEP KEDUA:
PERKEMBANGANNYA TIDAK MENUNJUKKAN EKSPRESI YANG BANYAK DAN DAPAT DIPENGARUHI LINGKUNGAN, YANG KEMUDIAN PERKEMBANGANNYA MENJADI KONSTAN.
MACAM-MACAM ABNORMALITAS:
1. METAMORFOSIS
2. FASKIASI / FASIASI /FASCIATION
3. PELORI
4. STRUKTUR AMORF
Metamorfosis
• Adanya pertumbuhan pada salah satu organ mempunyai fungsi tertentu.
• Contoh: bentuk phyllody (filodi)
• Struktur petal & sepal seperti strukur daun
• Bentuk stamen bunga Eriophyces
• Tumbuhnya sulur pada ujung daun labu.
• Petal bunga Gloxinia menjadi besar
FASKIASI = FASIASI
Pembentukan struktur akibat dari bagian-bagian tumbuhan yang bersatu; dapat terjadi pada organ batang atau akar.
Prosesnya karena adanya peleburan atau adanya penyambungan faktor genetis atau kimia.
Contoh yang bersifat genetis: Colocasia cristata, Lycopodium, Anthurium.
Contoh fasiasi hasil percobaan:
Hasil pemotongan epikotil Phaseolus multiflorus, maka yang tumbuh adalah tunas yang bersatu dengan kotiledon yang bentuknya pipih
PELORI
Tipe abnormal dari floral, yang tadinya simetris dorsiventral menjadi simetris radial.
Pertama yang menemukan fenomena pelori, adalah Lineus. Yang ditemukan pada: tumbuhan Lineria spuria, Antirrhinum mafus dan Digitalis purpurea.
STRUKTUR AMORF
Merupakan struktur yang spesifik, tipe-tipe yang termasuk amorf adalah: INTUMESENSI, KALUS dan CROWN GALL.
INTUMESENSI:
Bentuk seperti kutil atau pastula akibat kelebihan air dipermukaan daun kubis (kol).
Bentuk hiperplasia, akibat proliferasi sel-sel gabus menjadi meningkatnya jumlah sel.
Terjadinya pembesaran sel, disebut hypertropi.
KALUS:
Struktur terbentuk akibat aktifitas kambium gabus pada daerah yang luka.
Struktur tersebut terdiri dari sel-sel yang parenkimatus dan terdiri dari sel-sel yang sifatnya meristematis / embrionik.
CROWN GALL
• Struktur yang terbentuk di batang akibat dari aktivitas mikroorganisme Agrobacterium tumefacien’
Pembentukan sel tumor primer
Bakteri Agrobacterium tumefaciens mengandung plasmid Ti (penginduksi tumor) yang masuk pada sel-sel tumbuhan dan memperbanyak diri, kemudian DNA plasmid dari bakteri tsbt diintegrasikan dan mampu menginduksi sel-sel membentuk enzim baru yang dapat mensintesiskan opin melalui bantuan asam amino oktopinat dan nopalinat yang digunakan sebagai sumber karbon dan nitrogen A.tumefaciens, dengan demikian maka sel-sel tumbuhan mendapatkan produk fotosintesis secara esklusif .
Witches – broom:
Struktur yang terbentuk pada tumbuhan paku yang tumbuh ruas – ruas atau cabang-cabang yang tidak memanjang, namun pertumbuhannya diikuti oleh tunas-tunas yang bersifat dorman, sehingga bentuknya seperti sapu.
Faktor- faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan: à HETEROMORFOGENESIS
Air
Temperatur
Cahaya
Zat pengatur tumbuh
PROSES MASUKNYA UNSUR-UNSUR HARA YANG TERJADI DALAM TUMBUHAN BERHUBUNGAN DENGAN GERAKAN AIR MELALUI PERISTIWA DIFUSI,OSMOSA DAN IMBIBISI
AIR MERUPAKAN UNSUR YANG PALING PENTING UNTUK PROSES FISIOLOGI
LEBIH DARI 80% BERAT BASAH SEL DARI JARINGAN PADA TANAMAN ADALAH AIR,
KADAR AIR DALAMSELMERISTEMATIS DAPAT MENINGKAT SAMPAI 90%
KADAR AIR DAPAT MENURUN SAMPAI KURANG DARI 10% PADA BIJI ATAU PADA KUNCUP YANG DORMAN
Tujuan : memahami proses pembentukan struktur tumbuhan, baik secara internal maupun pengaruh eksternal dan memahami fenomena pertumbuhan, yaitu: diferensiasi, polarisasi, kesimetrisan, regenerasi, chimera dan abnormalisasi.
PENDAHULUAN
Definisi Morfogenesis:
Morfo berarti bentuk dan genesis berarti asal mula
Asal mula terjadinya suatu bentuk
Beberapa pendapat:
Menurut Strasburger (1978): Morfogenesis adalah proses pembentukan organisme yang dipengaruhi faktor internal (endogen)dan fektor eksternal (exogen).
Menurut Hill (1982): Morfogenesis adalah proses pertumbuhan dan perkembangan bentuk, diferensiasi suatu organisme.
Strassburger (1978), menyatakan bahwa pengertian morfogenesis ada 2 kelompok, yatu:
1. AUTOMORFOSE; yaitu proses pembentukan yang dipengaruhi gen, a.l: Perkembangan organ generatif Angiospermae, yaitu selama pembentukan bunga yang dilengkapi dengan pembentukan polen, maka kemudian dapat terbentuk biji, sedangkan yang tidak dilengkapi oleh pembentukan polen, kemudian tidak berbiji.
2. HETEROMORFOSE; yaitu proses pembentukan yang dipengaruhi oleh adanya induksi dari luar, a.l: oleh adanya cahaya àfotomorfose; adanya air àhidromorfose dan oleh pengaruh panas àtermomorfose.
Berdasarkan kedua kelompok ini maka tumbuhnya organisme mengikuti konsep morfogenesis.
DASAR- DASAR PERTUMBUHAN SEL
- Adanya Teori sel yang dikemukakan oleh Scleiden & Schwann (1839).
Menunjukkan bahwa mengenal sel pada organisme hidup akan diikuti pengenalan struktur, pertumbuhan dan perkembangnnya.
-Didapatkannya inti sel;
Menunjukkan bahwa perbanyakan sel diatur oleh organel tersebut dan menunjukkan adanya kelompok organisme tanpa inti (prokariot) dan kelompok berinti (eukariot).
Sedangkan kalau dilihat dari jumlah inti, organisme dikelompokkan menjadi organisme berinti tunggal atau organisme berinti banyak.
3 TAHAP PROSES PERTUMBUHAN
1. Tahap seluler
2. Tahap organ
3. Tahap individu
TAHAP SELULER
Pertumbuhan serta perkembangan sel, terdiri dari 4 tahap, yaitu:
Tahap pembelahan sel, pertambahan plasma, perpanjangan sel dan diferensiasi
Pembelahan sel
- Terbatas pada daerah meristem,
- Mitosis atau amitosis dan meiosis
Pertambahan plasma, dan perpanjangan sel.
Selama sel masih hidup dan dalam pembelahan sel, akan terjadi pertambahan plasma.
Salah satu pembuktian adanya pertambahan plasma dapat diukur dari berat kering, atau dengan adanya penambahan volume serta oleh adanya perpanjangan sel.
-Pengukuran pertumbuhan, dari adanya pertambahan protoplasma dapat diukur melalui berat kering (Karena kandungan bahan hidup dari sel adalah: karohidrat, lemak dan protein, sebagai hasil metabolisme).
Bagaimana dengan pengukuran berat kering biji yang sedang berkecambah? Tepatkah mengukur pertambahan protoplas dari berat keringnya?.
Pada proses kecambah, biji akan kehilangan bobot melalui respirasi.
-Pengukuran perbanyakan sel, akan lebih realistis dan mudah daripada mengukur protoplasma.
Bagaimana pengukuran tumbuhan yang mengalami etiolasi?.
-Pengukuran pertambahan volume, diukur pada volume yang permanen (irreversible).
Bagaimana pada daun yang sedang mengalami turgid atau layu ? Dan pengukuran diameter batang pada siang hari dan malam ?
Diferensiasi
Setelah pembelahan sel, akan terjadi perubahan-perubahan, a.l: pembentukan organel-organel sel seperti mitokondria, kloroplas, yang kemudian akan terjadi pembentukan jaringan-jaringan khusus à perubahan ukuran sel dan bentuk sel.
UKURAN SEL
Makin cepat pembelahan sel, maka ukuran sel akan lebih kecil.
Menentukan ukuran sel, dapat berdasar pada:
Pertambahan jumlah sel yang digambarkan pada grafik, umumnya pertumbuhan sel, memperlihatkan gambaran Sigmoid.
Dan berdasarkan lamanya pembelahan sel.
Bagaimankah menentukan adanya sel yang besar dengan ukuran sel ?
Ukuran sel yang sangat berbeda dengan sel-sel sekelilingnya, dapat karena polyploidi yang disebabkan oleh adanya peningkatan jumlah sel, sebagai pengaruh dari kromosom, misalnya adanya trisomik.
volume inti berkorelasi dengan volume sel.
Bagaimanakah pola sel pada tumbuhan ?
Sangat bervariasi, Ditentukan oleh jenis jaringan dan jenis tumbuhan.
Pada tumbuhan dikenal adanya jaringan meristem, parenkim, mekanik (kolenkim dan sklerenkim), jaringan epidermis, jaringan pengangkut, jaringan sekresi.
Mengelompokkan jaringan pada tumbuhan tidak selalu mutlak bentuknya dan fungsinya, karena jaringa parenkim dapat diinduksi oleh lingkungan tertentu menjadi jaringan pengangkut atau jaringan yang embrionik.
Adanya pembentukan kayu suban dan galih, yang dapat terbentuk pada jenis tumbuhan kayu tertentu saja.
Adakah hubungan pola pertumbuhan sel dengan morfologi ?
Tergantung pada jenis tumbuhan
Ditentukan pula oleh faktor-faktor, yaitu faktor lokasi pembelahan, jenis yang akan dibentuk, dan lingkungan (media/ nutrisi)
Contoh: pertumbuhan tumbuhan mengikuti pola:
1. Perpanjangan trakeid pada batang atau ranting, terjadi dari pusat ke luar melalui pertambahan lingkaran tahun.
2. Ukuran sel trakeid pada cabang lebih kecil daripada batang, tetapi tergantung pada posisi batang.
3. Terbentuknya kayu suban dan galih (merupakan xilem sekunder)
Kayu suban, sel-selnya mengandung protoplas, berfungsi sebagai pengangkut dan penyimpan makanan, letaknya dekat dengan kambium.
Kayu galih, sel-selnya mati, karena sel-sel xilem yang terlebih dulu terbentuk, warna selnya lebih gelap.
4. Pembentukan dinding sel baru ditentukan oleh posisi sel-sel plate.
5. Posisi kromosom dalam mitosis, menentukan pertumbuhan dan diferensiasi.
6. Hasil percobaan Asbhy, pada daun Ipomea pada batang utama yang berubah dengan adanya pengurangan ukuran sel dan jumlah daun ternyata berkorelasi dengan aktifitas karboksilase ribulosa difosfat serta daun akan cepat dewasa.
7. Pola pembentukan daun yang mengikuti konsep plastokrom, yang jumlah primordianya akan meningkat sejalan dengan waktu.
8. Pola pembelahan sel dapat mengikuti arsitek tajuk, yaitu banyaknya cahaya dapat mempengaruhi pertumbuhan daun.
PROSES PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN, MERUPAKAN SUATU KESATUAN YANG TIDAK TERPISAHKAN YANG DAPAT TAMPIL SEBAGAI BENTUK.
Masa Vegetatif, terhenti dan diteruskan dengan generatif : PERTUMBUHAN DETERMINAT.
Masa vegetatif terus berlangsung pada masa generatif: PERTUMBUHAN INDERTEMINAT.
Analisis pertumbuhan:
1. Pertambahan berat kering.
2. Perbanyakan protoplas
3. Perbanyakan sel
4. Pertambahan volume yang permanen.
5. Kinetika tumbuh, menurut Yulius Sachs.
Mengukur (daun, buah atau internodus) terhadap waktu, hasilnya dapat menunjukkan kurva Sigmoid atau hyperbola.
Keterkaitan antara pertumbuhan dengan faktor dalam:
Pertambahan diameter batang dapat ditentukan oleh pertambahan diameter empulur.
Pertambahan tangkai buah dapat diikuti oleh perbesaran buah.
Pertambahan panjang akar tunggang dapat diikuti oleh tingginya batang utama.
Pertumbuhan, karena adanya pertambahan organ yang diikuti oleh pertambahan organ lainnya, disebut berkorelasi positif.
Pertumbuhan, adanya pertambahan organ tertentu yang menghambat pertumbuhan organ lainnya, disebut berkorelasi negatif.
DAPAT DI ANALISIS, MELALUI ANALISIS STATISTIK; KORELASI, YANG DINYATAN DALAM r (r negatif: korelasi negatif dan r positif: korelasi positif).
FENOMENA MORFOGENESIS
1. KORELASI
2. POLARISASI
3. KESIMETRISAN
4. DIFERENSIASI
5. REGENERASI
6. CHIMERA
7. ABNORMALISASI
KORELASI
HUBUNGAN ANTARA PERTUMBUHAN ORGAN YANG SATU DENGAN YANG LAINNYA
Contohnya:
- Tinggi tanaman dengan luas daun.
- Jumlah daun dengan jumlah buah. dst
PENGAMATAN DAPAT SECARA
FISISOLOGI DAN GENETIS
Karena faktor zat kimia terhadap pertumbuhan, misal: pupuk anorganik dengan hormon
Faktor perkembangan organ oleh perkembangan organ lainnya. Misalnya: pemberian hormon/ irradiasi terhadap jumlah kromosom
Hasilnya :
Positif atau negatif
Statistik Regresi korelasi
POLARISASI
Pertumbuhan yang berbeda padakedua kutubnya; yang disebabkan oleh proses fisiologi atau genetik
Ada 3 aspek polaritas:
1. Oriented behaviour: adanya perbedaan pertumbuhan sel atau jaringan; jaringan meristem yang ada dipaling ujung pertumbuhannya akan lebih cepat, sehingga akan mempengaruhi ukuran sel; gerakan nutrisi akan lebih cepat apabila menuju ke bawah.
2. Axiation: sumbu simetri: bentuk bunga umumnya akan menyeimbangkan bentuk simetris, melalui susunan fibonaci; susunan felamen pada bunga.
3. Polar difference (perbedaan kutub): akibat perbedaan distribusi nutrisi dikedua ujung tumbuhan
POLARITAS dapat ditinjau dari: struktur luar; struktur dalam atau polaritas fisiologi
Polaritas struktur luar, dapat dilihat oleh adanya regenerasi dari organ tumbuhan yang ditumbuhkan dengan tempat dan posisi yang berbeda
Polaritas struktur dalam; Pola pertumbuhan; a.l. fase-fase pada mitosis
Polaritas secara fisiologi: a.l: gerakan ratio C/N; gerakan N cenderung bergerak ke atas, sedangkan C, gerakan cenderung ke bawah.Contoh yang lainnya gerakan auxin; Aktifitas respirasi cenderung ujung meristem lebih aktif.
KESIMETRISAN
BENTUK TUBUH YANG KARAKTERISTIK YANG CENDERUNG UNTUK DAPAT MEMBENTUK TUBUH YANG SIMETRIS PADA SUMBUNYA
Dipengaruhi oleh faktor luar : Cahaya, zat tertentu (zat tumbuh secara exogen) atau adanya faktor genetis.
Bentuk simetris :
Radial
Bilateral
Dorsoventral
Radial
Tipe yang melingkari sumbu dengan bidang sama besar,
- Tumbuhnya akat letaral pada akar primer
- Pilotaksis daun
Bilateral
Tipe yang mempunyai pertumbuhan organ yang mempunyai dua sisi yang berlawanan sama besar; di depan dan di belakang sama besar atau di kiri dan dikanan sama besar : membentuk amfitoniContoh: batang Opuntia
bentuk bunga Cruciferaceae
Dorsoventral
Pertumbuhan organtumbuhan padasalah satu sisinya sama besar,tetapi sisi lain tidak sama besar.
Contohnya: lumut hati
akar orchidaceae
DIFERENSIASI
Perkembangan tumbuhan yang berbeda dengan bentuk semula.
pembentukan ovula, polen, gamet jantan,gamet betina, zigot,embrio, tumbuhnya organ-organ baru
Ditentukan oleh sifat dari adanya perubahan-perubahan dari jumlah sel,letak pertumbuhan, sehingga akan mempengaruhi terbentuknya jaringan dan juga pembentukan organ serta akan mempengaruhi individu
Yang mempengaruhi Diferensiasi, adalah:
1. Meristem terminal yang akan menentukan pembentukan primordia dari daun dan tunas.
2. Sel-sel kambium yang akan membentuk jaringan pembuluh
3. Sel-sel yang sifatnya embrionik yang kemudian muncul jaringan-jaringan tertentu sebagai primordia organ tertentu.
4. Bagian-bagian yang tidak nyata akibat dari adanya pengaruh lingkungan yang kemudian berpotensi untuk berkembang.
Faktor yang mempengaruhi diferensiasi: genetis dan lingkungan karena sifat sel tumbuhan adalah mempunyai totipotensi.
BAGAIMANA HUBUNGAN PERTUMBUHAN DENGAN DIFIRENSIASI :
1. Adakah pertumbuhan tanpa diferensiasi ?
2. Adakah diferensiasi tanpa pertumbuhan ?
1. Pertumbuhan tanpa diferensiasi:
- terbentuknya endosperm biji
- terbentuknya kalus
Diferensiasi tanpa pertumbuhan:
- Pembentukan sporocarp pada jamur lendir: Pembentukan agregasi myxoamoeba à membentuk pseudoplasmodium à sorus
Proses diferensiasi dipelajari dari:
1. Struktur /Konfigurasi : selà jaringan à diferensiasi.
2. Aspek ontogeni: perubahan dari tumbuhan muda à dewasa.
3. Faktor lingkungan : perubahan struktur.
4. Faktor fisiologi.
STRUKTUR /KONFIGURASI DIFERENSIASI
Ada 2 macam diferensiasi :
- Diferensiasi external
- Diferensiasi internal
Diferensiasi external
- Pembentukan bagian vegetatif yang diteruskan menjadi pembentukan bagian generatif.
- Pembentukan bunga dari primordial bunga yang kemudian membentuk pola dengan terbentuknya sepal, stamen dan karpel.
- Metagametosis
Diferensiasi internal
- Mitosis dan meiosis
- Pembentukan jaringan (teori Hanstaein).
Adanya perubahan ukuran, ketebalan dinding sel, posisi sel
DIFERENSIASI SECARA ONTOGENI
Secara umum akan terjadi diferensiasi adalah karena adanya proses ontogeni: à dipengaruhi faktor genetis.
Adanya perubahan secara perlahan dari bentuk, sifat, tumbuh fase vegetatif à fase generatif.
Perkembangan batang :
Pucuk batang, umumnya terdiri atas axis dengan ruas-ruasnya serta primordia daun, yang akan tersusun pada batang dengan sebutan filotaksis.
Batang primer yang berkembang dari protoderm, prokambium dan meristem dasar.
Perkembangan daun:
Bentuk-bentuk daun yang akan berubah pada jenis tanaman tertentu, antara lain:
Perkembangan daun kapas pada setiap cabang memperlihatkan adanya bentuk yang berbeda.
Perkembangan daun Ipomea.
DIFERENSIASI KARENA LINGKUNGAN
Adanya perubahan struktur, akibat adanya pengaruh faktor: cahaya, air, temperatur dan zat kimia.
Yang paling umum diferensiasi tumbuhan secara cepat karena faktor zat kimia.
Sedangkan oleh adanya faktor cahaya, temperatur dan air, pengaruhnya perlahan. Sebagai contoh perkecambahan biji kacang hijau, akan cepat apabila dalam keadaan tidak ada cahaya.
Temperatur yang cukup tinggi dapat mempengaruhi perubahan fase vegetatif menjadi fase pembentukan organ generatif. Pada musim panas, maka fase pembungan akan cepat terbentuk.
HUBUNGAN DIFERENSIASI DENGAN FISIOLOGI
Umumnya proses diferensiasi, akibat adanya proses fisiologi.
a.l.: untuk pembentukan akar pada kultur jaringan memerlukan penambahan zat pengatur tumbuh golongan auxin
Stamen pada tanaman Canabis, berasa asam.
Konsentrasi sukrosa dapat mempengaruhi pembentukan lobus pada primordia daun; sukrosa rendah membentuk 2 lobus, sedangkan tinggi dapat membentuk lobus lebih dari dua.
REGENERASI
Dapat terjadi pada organisme yang sedang berkembang yang melengkapi bagian-bagian yang terlepas/rusak yang disebabkan karena adanya gangguan fisiologis, kemudian menghasilkan tubuh yang lengkap.
Regenerasi pada tumbuhan terbatas pada jaringan meristematis atau pada jaringan dewasa yang sedang mengalami perubahan, menjadi jaringan yang bersifat embrionik.
Ada hubungan dengan Dediferensiasi
Regenerasi dapat terjadi pada tumbuhan tingkat tinggi dan rendah
Regenerasi pada tumbuhan tingkat rendah: terjadi pada tumbuhan Thallophyta dan Bryophyta.
Berdasarkan bahwa organisme yang bersel satu, regenerasi akan rutin terjadi.
Contoh:
Jenis alga Cladophora, yang mengalami plasmolisis à sel akan terpisah namun akan terbentuk individu baru.
Jenis lumut hati Sphaerocarpus,yang dipotong-potong, maka akan tumbuh bagian-bagian organ, sesuai dengan tempat pemotongannya.
Pada tumbuhan tinggi, regenerasi ada 3 macam, yaitu:
1. Regenerasi rekonstitusi atau regenerasi awal.
2. Regenerasi restorasi
3. Regenerasi reproduktif atau regenerasi vegetatif.
1. Regerasi Rekonstitusi:
terjadi pada daerah jaringan embrionik, prosesnya ada 2 :
1. Rekonstitusi meristematis
2. Rekonstitusi jaringan dewasa.
Rekonstitusi meristematis:
Jaringan dapat berregenerasi sempurna.
Contoh:
- Pemotongan pada ujung akar sekitar 0,5 – 0,7 mm (daerah meristematis), maka dipermukaan luka akan tumbuh jaringan meristematis sebagai penutup luka, yang akan membentuk kalus dan akan membentuk akar adventif.
- Pemotongan ujung batang Podostemon ceratophyllum, maka dipermukaan bekas potongan akan tumbuh sekelompok sel yang meristematis yang akan tumbuh tunas adventif.
Rekonstitusi jaringan dewasa
Peristiwa penyembuhan, karena terjadinya aktifitas pembelahan sel didekat jaringan yang terpotong.
Pembelahan secara periklinal dengan bagian yang terpotong, akibat adanya pengaruh hormon luka, à menginduksi aktifitas kerja felogen membentuk jaringan penutup luka (kalus) untuk membentuk akar atau daun.
Contoh :
- Bagian vena daun yang dipotong-potong, akan membentuk benang-benang yang akan menghubungkan sel-sel mesofil yang terpisah.
- Umbi kol yang masih muda, dipotong transversal dari ujung ke basal, awalnya akan terjadi pembengkakan, namun struktur umbi akan kembali normal.
- Kolrahbi, yang terkelupas, maka bagian yang terkelupas akan membentuk lapisan epidermis. yang seharusnya bila tidak terkelupas akan membentuk jaringan kortek, namun adanya pengelupasan maka jaringan berkembang sesuai dengan posisi.
- Perlukaan di bagian batang ( apabila mengenai daerah kambium), maka akan terbentuk jaringan yang akan membentuk tunas adventif, sehingga batang akan bercabang.
2. Regenarasi Restorasi
Merupakan peristiwa perbaikan jaringan atau organ yang hilang, yang kemudian karena adanya aktivitas jaringan yang bersifat meristem dekat jaringan rusak tsbt.
Dapat terjadi pada bagian-bagian organ tumbuhan yang dipotong-potong, karena adanya jaringan penutup luka akibat aktivitas jaringan kambium yang sifatnya embrionik akan membentuk kalus dan kemudian akan membentuk organ baru à dapat dijadikan dasar dalam perbanyakan vegetatif.
Contoh:
- Batang dikotil yang dipotong-potong, maka tunas akan muncul di ujung apikal dan akar di ujung basal dengan polaritas tertentu, tunas axila akan tumbuh, namun apabila tunas tidak tumbuh maka akan tumbuh primordia yang dorman.
Bila pemotongan pada batang monokotil, regenerasi terbatas pada bagian karena tidak mempunyai kambium meristem interkalar. Atau bagian yang hilangnya saja dan terbatas pada bagian yang masih muda.
Regenerasi yang cepat banyak dibantu oleh aktivitas hormon
Adanya klorofil, akan membantu pembentukan organ lainnya.
Regenerasi Restorasi, dapat terjadi pada:
Akar, membentuk kalus à membentuk jaringan embrionik bersifat meristematis dan akan tumbuh tunas adventif dan muncul floem yang bukan dari adanya kambium.
Munculnya tunas akar dari lapisan subepidermal batang yang terluka dari tanaman Aristolochia.
Pada daun sukulen yang dipotong, maka akan muncul tunas adventif.
Kotiledone yang diisolasi, dengan munculnya akar kotiledone.
Karangan bunga yang di potong-potong akan membentuk akar atau tunas adventif.
3. Regenerasi Reproduktif atau regenerasi Vegetatif.
Terjadi secara alami dan mucul tunas pada bagian vegetatif dan akan menjadi individu baru. Banyak didapatkan pada tumbuhan rendah. Dan pada tumbuhan tingkat tinggi terjadi pada tanaman Kanchoe (cocor bebek).
Munculnya embrio somatik dari pemotongan kalus akibat dari induksi zat tumbuh.
CAMPURAN JARINGAN
Yaitu: kombinasi jaringan yang berbeda secara genetik
Dapat dibentuk melalui:
Sistim sambung pada perbanyakan vegetatif, mosaik dan chimera.
SISTIM SAMBUNG
Prinsipnya adalah menyambung dengan batang tanaman namun kedua kambium harus kontak.
Keberhasilan sistim sambung:
- Bentuk batang atas dan bawah, apabila batang atas mempunyai sistim perakarannya kecil, maka akan terjadi pengurangan ukuran dan kekuatan sistim pucuk.
- Jumlah auksin, pada tipe pohon yang beranting banyak, akan menunjukkan adanya hambatan membentuk pucuk, sehingga memberikan kesempatan untuk berkembangnya tunas lateral.
- Kekerabatan antar kedua jenis tanaman yang disambungkan.
Tumbuhan monokotil sulit disambungkan, karena sistim kambiumnya sedikit
CONTOH, HUBUNGAN TIMBAL BALIK SISTIM CAMPURAN JARINGAN
- Adanya perpindahan zat alkaloid dari batang bawah ke batang atas, jika tanaman tomat disambung dengan tanaman tembakau, sehingga daun tomat akan tercium bau tembakau.
- Tanaman bawah berbunga banyak sedangkan atas sedikit, maka batang atas akan berbunga banyak.
- Tanaman leguminosa yang berkayu dan perenial, disambung dengan tanaman buncis, maka buncis bersifat perenial.
- Menyambungkan batang atas dari varietas annual (membentuk bunga pada satu musim) ke batang bawah yang binneal, maka pada kedua jenis tumbuhan akan berbunga pada waktu yang bersamaan.
- Menyabungkan batang atas yang fertil dengan batang bawah yang steril, akan menghasilkan batang atas yang steril.
Bentuk buah, umumnya dipengaruhi oleh gen
CHIMERA
Dapat terjadi pada:
Jaringan pada batang, daun ataupun akar yang tersusun dari jaringan-jaringan yang berbeda sumbernya secara genetik yang mengalami mutasi somatik, maka akan terjadi percampuran jaringan meristem dan selanjutnya akan bersama-sama hidup
Beberapa bentuk Chimera:
1. Chimera dua jaringan yang bercampur tidak beraturan, akan bertahan sementara kemudian berganti struktur yang terorganisir.
2. Chimera meriklinal, tipe campuran dari jaringan yang membentuk lapisan tipis akan melapisi bagian permukaan.
3. Chimera sektoral, tipe campuran dari berbagai jaringan yang berdekatan satu sama lain tanpa garis batas yang simetri (tidak teratur).
4. Chimera periklinal, yaitu tipe campuran jaringan-jaringan yang sumbernya berbeda, seperti dari hasil sambungan dua jenis tanaman yang menghasilkan bunga yang warnanya dimiliki oleh kedua jenis tanaman tersebut. Dapat terjadi pula pada tumbuhan yang diinduksi secara kimia seperti yang telah dilakukan mencampurkan sel .
Contoh mencampurkan sel Solanum lycopersicom dengan S. nigrum, yang menghasilkan 3 lapisan yang berbeda secara genetik, yaitu: 2n, 4n dan 8 n. Dan Polyploidinya dapat terjadi beberapa kombinasi yang dibentuk pada setiap lapisan, yang terlihat pada ukuran sel yang seimbang dengan jumlah kromosomnya.
MUTASI SOMATIK
Campuran jaringan yang muncul secara spontan akibat dari sel-sel vegetatif yang bermutasi.
Dapat terjadi oleh adanya lingkungan yang berubah-ubah.
a.l: perlakuan pemberian temperatur yang rendah. Irradiasi atau zat-zat kimia, yang semuanya dapat mempengaruhi kromosom
ABNORMALITAS
ADANYA BENTUK YANG BERLAINAN/ TIDAK SAMA DALAM SATU TUBUH
DAPAT TERJADI KARENA FAKTOR DALAM (GENETIS) ATAU LINGKUNGAN
KONSEP ABNORMALITAS, ADA 2 KONSEP, YAITU:
KONSEP PERTAMA:
BERDASARKAN POLA PROTOPLASMIK, KEMUDIAN CENDERUNG MENYESUAIKAN DIRI à AKIBATNYA MEMPUNYAI EKSPRESI YANG CENDERUNG AKIBAT FAKTOR LINGKUNGAN YANG KEMUDIAN DIIKUTI OLEH MORFOGENESIS
KONSEP KEDUA:
PERKEMBANGANNYA TIDAK MENUNJUKKAN EKSPRESI YANG BANYAK DAN DAPAT DIPENGARUHI LINGKUNGAN, YANG KEMUDIAN PERKEMBANGANNYA MENJADI KONSTAN.
MACAM-MACAM ABNORMALITAS:
1. METAMORFOSIS
2. FASKIASI / FASIASI /FASCIATION
3. PELORI
4. STRUKTUR AMORF
Metamorfosis
• Adanya pertumbuhan pada salah satu organ mempunyai fungsi tertentu.
• Contoh: bentuk phyllody (filodi)
• Struktur petal & sepal seperti strukur daun
• Bentuk stamen bunga Eriophyces
• Tumbuhnya sulur pada ujung daun labu.
• Petal bunga Gloxinia menjadi besar
FASKIASI = FASIASI
Pembentukan struktur akibat dari bagian-bagian tumbuhan yang bersatu; dapat terjadi pada organ batang atau akar.
Prosesnya karena adanya peleburan atau adanya penyambungan faktor genetis atau kimia.
Contoh yang bersifat genetis: Colocasia cristata, Lycopodium, Anthurium.
Contoh fasiasi hasil percobaan:
Hasil pemotongan epikotil Phaseolus multiflorus, maka yang tumbuh adalah tunas yang bersatu dengan kotiledon yang bentuknya pipih
PELORI
Tipe abnormal dari floral, yang tadinya simetris dorsiventral menjadi simetris radial.
Pertama yang menemukan fenomena pelori, adalah Lineus. Yang ditemukan pada: tumbuhan Lineria spuria, Antirrhinum mafus dan Digitalis purpurea.
STRUKTUR AMORF
Merupakan struktur yang spesifik, tipe-tipe yang termasuk amorf adalah: INTUMESENSI, KALUS dan CROWN GALL.
INTUMESENSI:
Bentuk seperti kutil atau pastula akibat kelebihan air dipermukaan daun kubis (kol).
Bentuk hiperplasia, akibat proliferasi sel-sel gabus menjadi meningkatnya jumlah sel.
Terjadinya pembesaran sel, disebut hypertropi.
KALUS:
Struktur terbentuk akibat aktifitas kambium gabus pada daerah yang luka.
Struktur tersebut terdiri dari sel-sel yang parenkimatus dan terdiri dari sel-sel yang sifatnya meristematis / embrionik.
CROWN GALL
• Struktur yang terbentuk di batang akibat dari aktivitas mikroorganisme Agrobacterium tumefacien’
Pembentukan sel tumor primer
Bakteri Agrobacterium tumefaciens mengandung plasmid Ti (penginduksi tumor) yang masuk pada sel-sel tumbuhan dan memperbanyak diri, kemudian DNA plasmid dari bakteri tsbt diintegrasikan dan mampu menginduksi sel-sel membentuk enzim baru yang dapat mensintesiskan opin melalui bantuan asam amino oktopinat dan nopalinat yang digunakan sebagai sumber karbon dan nitrogen A.tumefaciens, dengan demikian maka sel-sel tumbuhan mendapatkan produk fotosintesis secara esklusif .
Witches – broom:
Struktur yang terbentuk pada tumbuhan paku yang tumbuh ruas – ruas atau cabang-cabang yang tidak memanjang, namun pertumbuhannya diikuti oleh tunas-tunas yang bersifat dorman, sehingga bentuknya seperti sapu.
Faktor- faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan: à HETEROMORFOGENESIS
Air
Temperatur
Cahaya
Zat pengatur tumbuh
PROSES MASUKNYA UNSUR-UNSUR HARA YANG TERJADI DALAM TUMBUHAN BERHUBUNGAN DENGAN GERAKAN AIR MELALUI PERISTIWA DIFUSI,OSMOSA DAN IMBIBISI
AIR MERUPAKAN UNSUR YANG PALING PENTING UNTUK PROSES FISIOLOGI
LEBIH DARI 80% BERAT BASAH SEL DARI JARINGAN PADA TANAMAN ADALAH AIR,
KADAR AIR DALAMSELMERISTEMATIS DAPAT MENINGKAT SAMPAI 90%
KADAR AIR DAPAT MENURUN SAMPAI KURANG DARI 10% PADA BIJI ATAU PADA KUNCUP YANG DORMAN
Macam-macam Teknik Kultur In-vitro Pada Tanaman
by Muhammad Nurzaman S.Si, M.Si
Kultur in-vitro tanaman terdiri dari sejumlah teknik untuk menumbuhkan organ, jaringan, dan sel tanaman menjadi tanaman lengkap plantlet
Berdasarkan teori sel (Schleiden dan Schwann) : Sel merupakan satuan unit struktural dan fungsional terkecil dari suatu organisme
Kemampuan totipotensi : Kemampuan sel-sel untuk mempertahankan potensi untuk membentuk individu baru
Sel tanaman, dari mana saja sel tersebut berada, apabila ditempatkan pada kondisi lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna
Faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur
Genotif tanaman donor
Sumber eksplan :
- Asal sumber eksplan dan umur
Medium kultur
- Komposisi unsur hara, pH, zpt
Keadaan kondisi kultur
- Kondisi aseptik, suhu, cahaya
Penggunaan eksplan yang digunakan berdasarkan : - Sumber asal eksplan - Tujuan
Kultur Organ : Sumber eksplan dapat berupa bagian organ tanaman seperti tunas, akar, batang, biji, umbi, daun, tangkai daun.
Kultur Meristem : Meristem dari tunas pucuk atau tunas aksiler, ruas batang.
Kultur Sel yang mempunyai tipe khusus : serbuk sari (sel haploid), endosperm (triploid)
Kultur Antera/Polen
Anter atau Kepala sari mengandung polen
Tujuan Kultur Antera/Polen
Menghasilkan tanaman haploid / mempunyai satu genom saja
- digunakan untuk pemuliaan tanaman
- mengetahui sifat tanaman haploid
- dapat menghilangkan sifat resesif
Dari monohaploid dapat dihasilkan derivat yang dihaploid (diploid)
- merangkapkan kromosom dgn perlakuan kolkisin
- mengadakan silangan tanaman monohaploid
Membuat tanaman homozigot
Menghasilkan tanaman mutan dengan perlakuan mutagen kimia atau mutagen fisik
- tanaman yang mempunyai ketahanan terhadap penyakit
- tanaman yang lebih unggul dan hasil lebih tinggi
- toleran terhadap kondisi lingkungan ekstrim : kekeringan, kadar garam tinggi
Permasalahan yang masih sering ditemukan : Tanaman hasil budidaya masih banyak yang steril
Kultur Embrio
Memisahkan embrio yang belum dewasa dan menumbuhkan secara in-vitro
Tujuan Kultur Embrio
Memperpendek waktu berkecambah
Menguji kecepatan viabilitas biji
Memperbanyak tanaman langka : Kelapa kopyor (mempunyai embrio yang lunak)
Memperoleh hibrid yang langka : Embrio pada keadaan normal sering mati pada awal tingkat perkembangannya
Kultur Protoplas
Protoplas adalah sel hidup yang telah dihilangkan dinding sel nya (sel telanjang)
Isolasi Protoplas
Bagaimana mendegradasi dinding sel
Penggunaan enzim atau kombinasi enzim yang terbaik
Bagaimana mensterilsasi enzim
Bagaimana kondisi pelarutan dinding sel oleh enzim
Bagaimana agar protoplas yang dihasilkan utuh tidak pecah
Medium apa yang tepat untuk kultur protoplas
Tujuan Kultur Protoplas
Mempelajari komponen penyusun sel (organela)
Untuk dapat melakukan fusi protoplas
Mendapatkan tanaman hibrid dan cybrid somatik
Digunakan dalam trasplantasi dan transformasi genetik
Kultur Biji
Mempercepat waktu kecambah
Mengatasi masalah tanaman langka
Mempelajari kecepatan pertumbuhan
Mendapatkan biji steril untuk mengatasi kontaminasi pada eksplan yang dibudidayakan
Kultur in-vitro tanaman terdiri dari sejumlah teknik untuk menumbuhkan organ, jaringan, dan sel tanaman menjadi tanaman lengkap plantlet
Berdasarkan teori sel (Schleiden dan Schwann) : Sel merupakan satuan unit struktural dan fungsional terkecil dari suatu organisme
Kemampuan totipotensi : Kemampuan sel-sel untuk mempertahankan potensi untuk membentuk individu baru
Sel tanaman, dari mana saja sel tersebut berada, apabila ditempatkan pada kondisi lingkungan yang sesuai akan dapat tumbuh menjadi tanaman yang sempurna
Faktor yang mempengaruhi keberhasilan kultur
Genotif tanaman donor
Sumber eksplan :
- Asal sumber eksplan dan umur
Medium kultur
- Komposisi unsur hara, pH, zpt
Keadaan kondisi kultur
- Kondisi aseptik, suhu, cahaya
Penggunaan eksplan yang digunakan berdasarkan : - Sumber asal eksplan - Tujuan
Kultur Organ : Sumber eksplan dapat berupa bagian organ tanaman seperti tunas, akar, batang, biji, umbi, daun, tangkai daun.
Kultur Meristem : Meristem dari tunas pucuk atau tunas aksiler, ruas batang.
Kultur Sel yang mempunyai tipe khusus : serbuk sari (sel haploid), endosperm (triploid)
Kultur Antera/Polen
Anter atau Kepala sari mengandung polen
Tujuan Kultur Antera/Polen
Menghasilkan tanaman haploid / mempunyai satu genom saja
- digunakan untuk pemuliaan tanaman
- mengetahui sifat tanaman haploid
- dapat menghilangkan sifat resesif
Dari monohaploid dapat dihasilkan derivat yang dihaploid (diploid)
- merangkapkan kromosom dgn perlakuan kolkisin
- mengadakan silangan tanaman monohaploid
Membuat tanaman homozigot
Menghasilkan tanaman mutan dengan perlakuan mutagen kimia atau mutagen fisik
- tanaman yang mempunyai ketahanan terhadap penyakit
- tanaman yang lebih unggul dan hasil lebih tinggi
- toleran terhadap kondisi lingkungan ekstrim : kekeringan, kadar garam tinggi
Permasalahan yang masih sering ditemukan : Tanaman hasil budidaya masih banyak yang steril
Kultur Embrio
Memisahkan embrio yang belum dewasa dan menumbuhkan secara in-vitro
Tujuan Kultur Embrio
Memperpendek waktu berkecambah
Menguji kecepatan viabilitas biji
Memperbanyak tanaman langka : Kelapa kopyor (mempunyai embrio yang lunak)
Memperoleh hibrid yang langka : Embrio pada keadaan normal sering mati pada awal tingkat perkembangannya
Kultur Protoplas
Protoplas adalah sel hidup yang telah dihilangkan dinding sel nya (sel telanjang)
Isolasi Protoplas
Bagaimana mendegradasi dinding sel
Penggunaan enzim atau kombinasi enzim yang terbaik
Bagaimana mensterilsasi enzim
Bagaimana kondisi pelarutan dinding sel oleh enzim
Bagaimana agar protoplas yang dihasilkan utuh tidak pecah
Medium apa yang tepat untuk kultur protoplas
Tujuan Kultur Protoplas
Mempelajari komponen penyusun sel (organela)
Untuk dapat melakukan fusi protoplas
Mendapatkan tanaman hibrid dan cybrid somatik
Digunakan dalam trasplantasi dan transformasi genetik
Kultur Biji
Mempercepat waktu kecambah
Mengatasi masalah tanaman langka
Mempelajari kecepatan pertumbuhan
Mendapatkan biji steril untuk mengatasi kontaminasi pada eksplan yang dibudidayakan
Praktikum Kultur Jaringan
SUMBER KARBON : KARBOHIDRAT
Bahan tanaman/eksplan merupakan bagian kecil tanaman, bukan system yang lengkap sehingga membutuhkan suplai bahan nutrisi
paling baik sukrosa, lalu glukosa, maltosa dan rafinosa. Fruktosa dan galaktosa kurang efektif; manosa dan laktosa paling tidak efektif.
Konsentrasi optimum sukrosa tergantung jenis kultur. (1-5%)
Kenapa tanaman in vitro memerlukan sumber karbon ?
Heterotrof
Intensitas cahaya rendah
Sarana fotosintetik rendah
CO2 sebagai faktor pembatas
ARANG AKTIF
Arang yang sudah dipanaskan beberapa jam dengan uap atau udara panas
Fungsi :
Adsorpsi senyawa toksik dalam media (mis. Fenolik)
Adsorpsi zpt :
(1) Mencegah pertumbuhan
kalus yang tidak diinginkan
(androgenesis dan pucuk yang
akan diakarkan)
(2) Membantu embryogenesis
kultur dalam medium tanpa
auksin
Merangsang perakaran (mengurangi tingkat pencahayaan)
Konsentrasi : 0,5 – 6%
Kocok sampai agar membeku setelah sterilisasi supaya arang aktif merata dalam media
BAHAN PEMADAT
Media : Cair (statis, dikocok) dan Padat
Agar : campuran polisakarida dari spesies alga
Kandungan : sedikit unsure Ca, Mg, K dan Na
Keuntungan :
Agar membeku pada suhu < 450 C dan mencair pada 1000 C kisaran suhu kultur agar beku stabil.
Tidak dicerna enzim tanaman
Tidak bereaksi dengan persenyawaan penyusun media
Kekerasan media dipengaruhi : (1) konsentrasi agar; (2) Jenis/merk agar; (3) pH media; (4) penambahan arang aktif (0,8 – 1 % menghambat pembekuan)
Konsentrasi : 0,6 – 1 %
Terlalu keras (konsentrasi tinggi) : menghambat difusi senyawa dari dan menuju eksplan pengambilan hara berkurang dan zat penghambat dari eksplan tetap berkumpul di sekitar eksplan.
Pemadat lain : polisakarida dari mikroorganisme lain Gelrite (Kelco ; Pseudomonas sp.); lebih bening dari pada agar, pemakaian gelrite lebih rendah dari pada agar (2 g/L media), agarosa (untuk kultur protoplas), gallan gum, gelatin
pH MEDIA
pH untuk sel tanaman 5.5 – 5.8
Pengaturan pH : pH meter NaOH 0,1 N dan HCl 0,1 N
Penurunan pH setelah sterilisasi dg autoklaf
Membuat pH 7 sebelum sterilisasi
Penentuan pH setelah sterilisasi (dititrasi dengan NaOH/HCl steril)
pH terlalu rendah (< 5.1) :
Agar tidak beku sempurna/ lembek
Garam fosfat dan besi mengendap
Vit B1 dan asam pantotenat menjadi kurang stabil
Penyerapan ammonium dan besi berkurang
IAA dan GA menjadi kurang stabil
SELEKSI MEDIA
Spesies baru : MS atau B5 (MS + 2,5% sukrosa + 0,8% agar + ZPT)
Inisiasi Kalus : Kombinasi (2,4-D : 0,2 – 2 ppm + sitokinin : 0,5 – 1,5 ppm)
Multiplikasi Tunas : Sitokinin (misal BAP) 0,5 – 5 ppm
Inisiasi Akar : Auksin (misal IAA) 0,2 – 2 ppm
Seleksi konsentrasi zpt menggunakan matriks
Berdasarkan : buku, jurnal dll
PEMBUATAN MEDIA
Membuat larutan stok dari media yang akan digunakan :
Menghindari penimbangan yang berulang setiap kali membuat media
Timbangan untuk menimbang dalam jumlah kecil tidak tersedia di laboratorium
Pembuatan larutan stok dikelompokan menjadi :
Stok makro : tahan 4-8 minggu, larutan stok tunggal
Stok mikro : tahan 4-8 minggu, larutan stok campuran
Stok Fe : tahan 4-8 minggu, peka cahaya botol
selimuti alumunium foil
Stok vitamin : tidak awet disimpan, larutan stok campuran
kecuali jika dijadikan perlakuan
Stok zpt : tahan 2-4 minggu
Dengan adanya stok larutan pembuatan media dg teknik pengenceran dan pencampuran
Hal-hal yang harus diperhatikan :
Stok yang mengendap tidak dapat digunakan lagi ( konsentrasi terlalu tinggi atau larutan campuran terutama hara makro)
Beberapa bahan tidak tahan suhu tinggi dan cahaya
Stok yang terkontaminasi MO tidak dapat digunakan lagi kebersihan kondisi simpan dijaga dan wadah larutan ditutup serapat mungkin
Vitamin dan zpt : bahan kimia organic, peka cahaya dan suhu tinggi lemari es, dibuat tidak terlalu banyak agar cepat habis
Zpt yang bereaksi asam (auksin dan giberelin) dilarutkan dengan penambahan beberapa tetes NaOH (basa) / alcohol 40% atau pemanasan
Zpt yang bereaksi basa (sitokinin) beberapa tetes HCl 1 N atau pemanasan
PEMBUATAN Medium MS
Larutkan 30 g gula dalam beakerglass berisi akuades (+/- 300 mL)
Tambahkan larutan stok A – F masing-masing 10 mL
Tambahkan larutan stok mikronutrien 1 mL
Tambahkan larutan stok vitamin 10 mL
Tambahkan zat pengatur tumbuh sesuai kebutuhan
Tambahkan akuades sampai volume total hampir 1L
Atur pH medium
Tuangkan medium ke wadah yang lebih besar (2 L)
Tambahkan agar-agar 8 g , tambahkan akuades sampai volume 1 L
kemudian panaskan sambil diaduk sampai agar larut dan terlihat jernih
Tuangkan medium ke dalam botol kultur, tutup botol kultur dengan alumunium foil, beri label dengan spidol yang tahan air dan panas
Sterilisasi medium dengan autoklaf
Bahan tanaman/eksplan merupakan bagian kecil tanaman, bukan system yang lengkap sehingga membutuhkan suplai bahan nutrisi
paling baik sukrosa, lalu glukosa, maltosa dan rafinosa. Fruktosa dan galaktosa kurang efektif; manosa dan laktosa paling tidak efektif.
Konsentrasi optimum sukrosa tergantung jenis kultur. (1-5%)
Kenapa tanaman in vitro memerlukan sumber karbon ?
Heterotrof
Intensitas cahaya rendah
Sarana fotosintetik rendah
CO2 sebagai faktor pembatas
ARANG AKTIF
Arang yang sudah dipanaskan beberapa jam dengan uap atau udara panas
Fungsi :
Adsorpsi senyawa toksik dalam media (mis. Fenolik)
Adsorpsi zpt :
(1) Mencegah pertumbuhan
kalus yang tidak diinginkan
(androgenesis dan pucuk yang
akan diakarkan)
(2) Membantu embryogenesis
kultur dalam medium tanpa
auksin
Merangsang perakaran (mengurangi tingkat pencahayaan)
Konsentrasi : 0,5 – 6%
Kocok sampai agar membeku setelah sterilisasi supaya arang aktif merata dalam media
BAHAN PEMADAT
Media : Cair (statis, dikocok) dan Padat
Agar : campuran polisakarida dari spesies alga
Kandungan : sedikit unsure Ca, Mg, K dan Na
Keuntungan :
Agar membeku pada suhu < 450 C dan mencair pada 1000 C kisaran suhu kultur agar beku stabil.
Tidak dicerna enzim tanaman
Tidak bereaksi dengan persenyawaan penyusun media
Kekerasan media dipengaruhi : (1) konsentrasi agar; (2) Jenis/merk agar; (3) pH media; (4) penambahan arang aktif (0,8 – 1 % menghambat pembekuan)
Konsentrasi : 0,6 – 1 %
Terlalu keras (konsentrasi tinggi) : menghambat difusi senyawa dari dan menuju eksplan pengambilan hara berkurang dan zat penghambat dari eksplan tetap berkumpul di sekitar eksplan.
Pemadat lain : polisakarida dari mikroorganisme lain Gelrite (Kelco ; Pseudomonas sp.); lebih bening dari pada agar, pemakaian gelrite lebih rendah dari pada agar (2 g/L media), agarosa (untuk kultur protoplas), gallan gum, gelatin
pH MEDIA
pH untuk sel tanaman 5.5 – 5.8
Pengaturan pH : pH meter NaOH 0,1 N dan HCl 0,1 N
Penurunan pH setelah sterilisasi dg autoklaf
Membuat pH 7 sebelum sterilisasi
Penentuan pH setelah sterilisasi (dititrasi dengan NaOH/HCl steril)
pH terlalu rendah (< 5.1) :
Agar tidak beku sempurna/ lembek
Garam fosfat dan besi mengendap
Vit B1 dan asam pantotenat menjadi kurang stabil
Penyerapan ammonium dan besi berkurang
IAA dan GA menjadi kurang stabil
SELEKSI MEDIA
Spesies baru : MS atau B5 (MS + 2,5% sukrosa + 0,8% agar + ZPT)
Inisiasi Kalus : Kombinasi (2,4-D : 0,2 – 2 ppm + sitokinin : 0,5 – 1,5 ppm)
Multiplikasi Tunas : Sitokinin (misal BAP) 0,5 – 5 ppm
Inisiasi Akar : Auksin (misal IAA) 0,2 – 2 ppm
Seleksi konsentrasi zpt menggunakan matriks
Berdasarkan : buku, jurnal dll
PEMBUATAN MEDIA
Membuat larutan stok dari media yang akan digunakan :
Menghindari penimbangan yang berulang setiap kali membuat media
Timbangan untuk menimbang dalam jumlah kecil tidak tersedia di laboratorium
Pembuatan larutan stok dikelompokan menjadi :
Stok makro : tahan 4-8 minggu, larutan stok tunggal
Stok mikro : tahan 4-8 minggu, larutan stok campuran
Stok Fe : tahan 4-8 minggu, peka cahaya botol
selimuti alumunium foil
Stok vitamin : tidak awet disimpan, larutan stok campuran
kecuali jika dijadikan perlakuan
Stok zpt : tahan 2-4 minggu
Dengan adanya stok larutan pembuatan media dg teknik pengenceran dan pencampuran
Hal-hal yang harus diperhatikan :
Stok yang mengendap tidak dapat digunakan lagi ( konsentrasi terlalu tinggi atau larutan campuran terutama hara makro)
Beberapa bahan tidak tahan suhu tinggi dan cahaya
Stok yang terkontaminasi MO tidak dapat digunakan lagi kebersihan kondisi simpan dijaga dan wadah larutan ditutup serapat mungkin
Vitamin dan zpt : bahan kimia organic, peka cahaya dan suhu tinggi lemari es, dibuat tidak terlalu banyak agar cepat habis
Zpt yang bereaksi asam (auksin dan giberelin) dilarutkan dengan penambahan beberapa tetes NaOH (basa) / alcohol 40% atau pemanasan
Zpt yang bereaksi basa (sitokinin) beberapa tetes HCl 1 N atau pemanasan
PEMBUATAN Medium MS
Larutkan 30 g gula dalam beakerglass berisi akuades (+/- 300 mL)
Tambahkan larutan stok A – F masing-masing 10 mL
Tambahkan larutan stok mikronutrien 1 mL
Tambahkan larutan stok vitamin 10 mL
Tambahkan zat pengatur tumbuh sesuai kebutuhan
Tambahkan akuades sampai volume total hampir 1L
Atur pH medium
Tuangkan medium ke wadah yang lebih besar (2 L)
Tambahkan agar-agar 8 g , tambahkan akuades sampai volume 1 L
kemudian panaskan sambil diaduk sampai agar larut dan terlihat jernih
Tuangkan medium ke dalam botol kultur, tutup botol kultur dengan alumunium foil, beri label dengan spidol yang tahan air dan panas
Sterilisasi medium dengan autoklaf
Kultur Jaringan
Thiamin (vit. B1) : vitamin yang esensial, koenzim
(berperan dlm oksidasi molekul organik
dan menghasilkan energi)
Asam nikotinat (niacin): kultur akar tomat, ercis, lobak
koenzim
Piridoksin (Vit B6) : kultur akar tomat koenzim dlm
metabolisme
Asam pantotenat : pertumbuhan beberapa jaringan
tertentu, koenzim metabolisme lemak
Mio-inositol (gula alkohol) : memperbaiki pertumbuhan dan
morfogenesis
Vitamin E (tokoferol) : pembentukan kalus friable (kultur
embrio jagung), merangsang disperse
sel pada kultur suspensi sel kedelai.
Asam askorbat (Vit C) : antioksidan mengurangi pencoklatan
yang disebabkan polifenol
Sumber N organik yang berpengaruh positif terhadap pertumbuhan dan perkembangan kultur
L-sistein : mengurangi browning pada kultur
jaringan tebu
L-asparagin : regenerasi pada kultur jaringan
tebu
Asparagin & alanin : pembentukan pucuk kultur
Torenia
Glisin : metabolisme
Lisin dan treonin : dapat menghambat pertumbuhan,
mempunyai efek kooperasi dalam
penghambatan
* Efek antagonis penilalanin & tirosin, Leusin & valin,argin & Lisin
Hormon ? Zpt ?
Sitokinin dan auksin mempengaruhi pertumbuhan dan
morfogenesis kultur
Zpt eksogen & endogen interaksi keduanya menentukan
arah perkembangan suatu kultur.
AUKSIN
Pembesaran sel, merangsang perakaran
Untuk pertumbuhan kalus, suspensi sel dan organ
Pemilihan jenis dan konsentrasi auksin tergantung pada :
Tipe pertumbuhan yang dikehendaki
Level auksin endogen
Alami : IAA, IBA
Sintetik : 2,4-D (2,4-dichlorophenoxy acetic acid), NAA ? , NOA, 4-CPA ; 2,4,5-T ; Dicamba., Pikloram.
SITOKININ
Mengatur pembelahan sel dan pembentukan
tunas
[sitokinin] relatif tinggi perbanyakan tunas
Pemanjangan tunas medium tanpa sitokinin/[sitokinin] rendah/sitokinin aktifitas lemah/karbon aktif 0,3%
Alami : kinetin (sitokinin pertama), Zeatin
Sintetik : 2iP (2-iso pentenil adenine), BAP/BA,
Thidiazurin dll.
GIBERELIN
Kadang-kadang membantu morfogenesis / menghambat
Umumnya menghambat perakaran
Pada beberapa tanaman merangsang pembentukan pucuk (kultur bit gula dan kentang)
Bersifat heat sensitive : otoklaf dapat menghilangkan 90% efektivitas
SENYAWA ORGANIK KOMPLEK
Air kelapa : sinergis dengan auksin tertentu (air
kelapa + 2,4-D memacu pertumbuhan kalus
wortel, peppermint dan spearmint)
Mengandung asam amino, asam organik, asam nukleat, gula alkohol, vitamin, mineral dan zpt (a.l. zeatin, diphenyl urea)
Casein hydrolysate : sumber asam amino campuran yang
relatif murah
Memperbaiki pertumbuhan kalus kultur jagung, meningkatkan jumlah pucuk pada kultur kalus padi
Konsentrasi : 200 – 500 mg/L
Ekstrak ragi : sumber asam amino, peptide dan vitamin (0,5
– 2 g/L)
Memperbaiki pertumbuhan akar
Juice tomat, ekstrak kentang dan pisang : sumber gula, vitamin, asam amino, dan zpt.
Juice tomat dan ekstrak pisang kultur anggrek,
ekstrak kentang (10-30%) kultur anter padi
(berperan dlm oksidasi molekul organik
dan menghasilkan energi)
Asam nikotinat (niacin): kultur akar tomat, ercis, lobak
koenzim
Piridoksin (Vit B6) : kultur akar tomat koenzim dlm
metabolisme
Asam pantotenat : pertumbuhan beberapa jaringan
tertentu, koenzim metabolisme lemak
Mio-inositol (gula alkohol) : memperbaiki pertumbuhan dan
morfogenesis
Vitamin E (tokoferol) : pembentukan kalus friable (kultur
embrio jagung), merangsang disperse
sel pada kultur suspensi sel kedelai.
Asam askorbat (Vit C) : antioksidan mengurangi pencoklatan
yang disebabkan polifenol
Sumber N organik yang berpengaruh positif terhadap pertumbuhan dan perkembangan kultur
L-sistein : mengurangi browning pada kultur
jaringan tebu
L-asparagin : regenerasi pada kultur jaringan
tebu
Asparagin & alanin : pembentukan pucuk kultur
Torenia
Glisin : metabolisme
Lisin dan treonin : dapat menghambat pertumbuhan,
mempunyai efek kooperasi dalam
penghambatan
* Efek antagonis penilalanin & tirosin, Leusin & valin,argin & Lisin
Hormon ? Zpt ?
Sitokinin dan auksin mempengaruhi pertumbuhan dan
morfogenesis kultur
Zpt eksogen & endogen interaksi keduanya menentukan
arah perkembangan suatu kultur.
AUKSIN
Pembesaran sel, merangsang perakaran
Untuk pertumbuhan kalus, suspensi sel dan organ
Pemilihan jenis dan konsentrasi auksin tergantung pada :
Tipe pertumbuhan yang dikehendaki
Level auksin endogen
Alami : IAA, IBA
Sintetik : 2,4-D (2,4-dichlorophenoxy acetic acid), NAA ? , NOA, 4-CPA ; 2,4,5-T ; Dicamba., Pikloram.
SITOKININ
Mengatur pembelahan sel dan pembentukan
tunas
[sitokinin] relatif tinggi perbanyakan tunas
Pemanjangan tunas medium tanpa sitokinin/[sitokinin] rendah/sitokinin aktifitas lemah/karbon aktif 0,3%
Alami : kinetin (sitokinin pertama), Zeatin
Sintetik : 2iP (2-iso pentenil adenine), BAP/BA,
Thidiazurin dll.
GIBERELIN
Kadang-kadang membantu morfogenesis / menghambat
Umumnya menghambat perakaran
Pada beberapa tanaman merangsang pembentukan pucuk (kultur bit gula dan kentang)
Bersifat heat sensitive : otoklaf dapat menghilangkan 90% efektivitas
SENYAWA ORGANIK KOMPLEK
Air kelapa : sinergis dengan auksin tertentu (air
kelapa + 2,4-D memacu pertumbuhan kalus
wortel, peppermint dan spearmint)
Mengandung asam amino, asam organik, asam nukleat, gula alkohol, vitamin, mineral dan zpt (a.l. zeatin, diphenyl urea)
Casein hydrolysate : sumber asam amino campuran yang
relatif murah
Memperbaiki pertumbuhan kalus kultur jagung, meningkatkan jumlah pucuk pada kultur kalus padi
Konsentrasi : 200 – 500 mg/L
Ekstrak ragi : sumber asam amino, peptide dan vitamin (0,5
– 2 g/L)
Memperbaiki pertumbuhan akar
Juice tomat, ekstrak kentang dan pisang : sumber gula, vitamin, asam amino, dan zpt.
Juice tomat dan ekstrak pisang kultur anggrek,
ekstrak kentang (10-30%) kultur anter padi
Media Kultur Jaringan
MEDIA KULTUR JARINGAN
by Tia Setiawati, S.Si.M.Si
Media kultur tersusun dari beberapa/seluruh komponen
berikut :
UNSUR HARA MAKRO : C, H, O, P, K, N, S, Ca, Fe, Mg
digunakan pada semua media,
UNSUR HARA MIKRO : Mn, Zn, B, Cu, Co dan Mo
GULA : sumber karbon
VITAMIN : umum ditambahkan dalam jumlah bervariasi
ASAM AMINO : sumber N organik
ZAT PENGATUR TUMBUH : auksin & sitokinin dg konsentrasi bervariasi tergantung jenis tanaman dan tujuan kutur
ZAT ORGANIK : juice, yeast extract, casein
hidrolysate, air kelapa
ARANG AKTIF : menstimulir pertumbuhan akar
BAHAN PEMADAT : untuk media padat menggunakan agar
Fungsi Unsur dalam Tumbuhan
P : ATP, Asam nukleat, ko enzim, dan fosfolipid
K : Enzim, asam amino, sintesis protein, buka tutup stomata
N : asam amino, enzim, protein, asam nukleat, klorofil
S : beberapa asam amino dan protein, koenzim A
Ca : struktur dinding sel, kofaktor enzim, permeabilitas sel,
komponen kalmodulin
Fe : sintesis klorofil, sitokrom, fotosintesis
Mg : molekul klorofil, mengaktifkan enzim
Cl : osmosis
Cu : aktivator enzim
Mn : aktivator enzim, oksidasi auksin
Zn : aktivator enzim, mencegah auksin, sintesis triptofan
B : mempengaruhi penggunaan kalsium
Mo.Co : reduksi nitrat, fiksasi N
I : transport auksin
Macam-Macam Media Kultur
Murashige & Skoog (MS) : hampir semua jenis kultur terutama herba
Nitsch & Nitsch : kultur pollen dan kultur sel
B5 (Gamborg) : kultur suspensi kedelai,dan legume lain
White : kultur akar tanaman tomat
Vacin & Went (VW) : kultur jaringan anggrek
N6 : serealia terutama padi
Schenk & Hildebrant (SH): kultur kalus monokotil dan dikotil, terutama legume
WPM (Woody Plant Medium): tanaman berkayu,tanaman hias bentuk perdu dan pohon
by Tia Setiawati, S.Si.M.Si
Media kultur tersusun dari beberapa/seluruh komponen
berikut :
UNSUR HARA MAKRO : C, H, O, P, K, N, S, Ca, Fe, Mg
digunakan pada semua media,
UNSUR HARA MIKRO : Mn, Zn, B, Cu, Co dan Mo
GULA : sumber karbon
VITAMIN : umum ditambahkan dalam jumlah bervariasi
ASAM AMINO : sumber N organik
ZAT PENGATUR TUMBUH : auksin & sitokinin dg konsentrasi bervariasi tergantung jenis tanaman dan tujuan kutur
ZAT ORGANIK : juice, yeast extract, casein
hidrolysate, air kelapa
ARANG AKTIF : menstimulir pertumbuhan akar
BAHAN PEMADAT : untuk media padat menggunakan agar
Fungsi Unsur dalam Tumbuhan
P : ATP, Asam nukleat, ko enzim, dan fosfolipid
K : Enzim, asam amino, sintesis protein, buka tutup stomata
N : asam amino, enzim, protein, asam nukleat, klorofil
S : beberapa asam amino dan protein, koenzim A
Ca : struktur dinding sel, kofaktor enzim, permeabilitas sel,
komponen kalmodulin
Fe : sintesis klorofil, sitokrom, fotosintesis
Mg : molekul klorofil, mengaktifkan enzim
Cl : osmosis
Cu : aktivator enzim
Mn : aktivator enzim, oksidasi auksin
Zn : aktivator enzim, mencegah auksin, sintesis triptofan
B : mempengaruhi penggunaan kalsium
Mo.Co : reduksi nitrat, fiksasi N
I : transport auksin
Macam-Macam Media Kultur
Murashige & Skoog (MS) : hampir semua jenis kultur terutama herba
Nitsch & Nitsch : kultur pollen dan kultur sel
B5 (Gamborg) : kultur suspensi kedelai,dan legume lain
White : kultur akar tanaman tomat
Vacin & Went (VW) : kultur jaringan anggrek
N6 : serealia terutama padi
Schenk & Hildebrant (SH): kultur kalus monokotil dan dikotil, terutama legume
WPM (Woody Plant Medium): tanaman berkayu,tanaman hias bentuk perdu dan pohon
Langganan:
Postingan (Atom)
