Auksin: fungsi, jenis, efek, aplikasi

auksin adalah kelompok hormon tanaman yang bertindak sebagai regulator pertumbuhan dan perkembangan tanaman . Fungsinya berkaitan dengan faktor-faktor yang merangsang pertumbuhan tanaman, khususnya pembelahan dan pemanjangan sel.

Fitohormon ini ditemukan di seluruh kingdom tumbuhan, dari bakteri, ganggang, dan jamur, hingga tanaman tingkat tinggi. Dari auksin yang terjadi secara alami, Asam Indoleasetat (IAA) adalah yang paling umum dan berasal dari asam amino L-Tryptophan.

Pertumbuhan tanaman didorong oleh auksin Sumber: pixabay.com

Kehadiran zat pengatur tumbuh ditemukan pada awal abad ke-20 oleh FW Went. Melalui tes dengan bibit gandum, ia menetapkan kemungkinan adanya zat pengatur tumbuh pada tanaman.

Meskipun mereka berada di sebagian besar jaringan tanaman, konsentrasi tertinggi terbatas pada jaringan yang tumbuh aktif. Sintesis auksin umumnya terjadi pada meristem apikal, daun yang lunak, dan buah yang sedang berkembang.

Meristem apikal batang adalah daerah di mana IAA disintesis, mendistribusikan secara berbeda ke dasar batang. Di daun, jumlah auksin tergantung pada umur jaringan, konsentrasinya menurun seiring dengan kematangan daun.

Sebagai zat pengatur tumbuh, mereka banyak digunakan oleh petani untuk mempercepat pertumbuhan atau mendorong perakaran. Saat ini terdapat berbagai produk komersial dengan fungsi tertentu tergantung pada kebutuhan fisiologis dan morfologi masing-masing tanaman.

Indeks artikel

Struktur

Auksin terdiri dari cincin indol yang berasal dari fenol, dan cincin aromatik dengan ikatan terkonjugasi rangkap. Faktanya, mereka memiliki struktur bisiklik yang terdiri dari pirol 5-karbon dan benzena 6-karbon.

Asam indolasetat (IAA) Sumber: Die Autorenschaft wurde nicht in einer maschinell lesbaren Form angegeben. Ini adalah wird Ayacop als Autor angenommen (basierend auf den Rechteinhaber-Angaben). [Domain publik], melalui Wikimedia Commons

Senyawa organik indole adalah molekul aromatik dengan tingkat volatilitas yang tinggi. Sifat ini membuat konsentrasi auksin pada tumbuhan bergantung pada residu yang terikat pada cincin ganda.

Fungsi

Pada dasarnya auksin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel, dan akibatnya pertumbuhan jaringan. Faktanya, fitohormon ini campur tangan dalam berbagai proses perkembangan tanaman, berinteraksi berkali-kali dengan hormon lain.

  • Mereka menginduksi pemanjangan sel dengan meningkatkan plastisitas dinding sel.
  • Mereka menyebabkan pertumbuhan puncak meristematik, koleoptil dan batang.
  • Mereka membatasi pertumbuhan akar utama atau akar tunggang, merangsang pembentukan akar sekunder dan tambahan.
  • Mereka mempromosikan diferensiasi vaskular.
  • Mereka memotivasi dominasi apikal.
  • Regulasi geotropisme: fototropisme, gravitropisme dan tigmotropisme melalui redistribusi lateral auksin.
  • Mereka menunda absisi organ tanaman seperti daun, bunga dan buah.
  • Mereka memotivasi perkembangan bunga.
  • Mereka mendukung regulasi perkembangan buah.

Mekanisme aksi

Auksin memiliki sifat meningkatkan plastisitas dinding sel untuk memulai proses pemanjangan. Ketika dinding sel melunak, sel membengkak dan mengembang karena tekanan turgor.

kotiledon. Sumber: pixabay.com

Dalam hal ini, sel-sel meristematik menyerap sejumlah besar air, yang mempengaruhi pertumbuhan jaringan apikal. Proses ini ditentukan oleh fenomena yang disebut “pertumbuhan dalam media asam”, yang menjelaskan aktivitas auksin.

Fenomena ini terjadi ketika polisakarida penyusun dan pektin dinding sel melunak karena pengasaman medium. Selulosa, hemiselulosa dan pektin kehilangan kekakuannya yang memudahkan masuknya air ke dalam sel.

Peran auksin dalam proses ini adalah untuk menginduksi pertukaran ion hidrogen (H + ) menuju dinding sel. Mekanisme yang terlibat dalam proses ini adalah aktivasi pompa H-ATPase dan sintesis H-ATPase baru.

  • Aktivasi pompa H-ATPase: Auksin terlibat langsung dalam memompa proton dari enzim, dengan intervensi ATP.
  • Sintesis H-ATPase baru: Auksin memiliki kemampuan untuk mensintesis pompa proton di dinding sel, mempromosikan mRNA yang bekerja pada retikulum endoplasma dan aparatus Golgi untuk meningkatkan aktivitas protonasi di dinding sel.

Saat ion hidrogen (H + ) meningkat, dinding sel menjadi asam, mengaktifkan protein “ekspansin” yang terlibat dalam pertumbuhan sel. Ekspansin bekerja secara efisien dalam rentang pH antara 4,5 dan 5,5.

Memang, polisakarida dan mikrofibril selulosa kehilangan kekakuannya berkat pemecahan ikatan hidrogen yang menyatukannya. Akibatnya, sel menyerap air dan membesar dalam ukuran, mewujudkan fenomena “pertumbuhan dalam media asam”.

Jenis

  • IAA atau Asam Indoleasetat: fitohormon yang berasal dari alam, itu adalah hormon yang ditemukan dalam jumlah yang lebih besar di jaringan tanaman. Ini disintesis pada tingkat jaringan muda, di daun, meristem dan kuncup terminal.
  • IBA atau Indole Butyric Acid: fitohormon alami spektrum luas. Ini berkontribusi pada pengembangan akar pada sayuran dan tanaman hias, juga penggunaannya memungkinkan untuk mendapatkan buah yang lebih besar.
  • ANA atau Asam Naftalenasetat: fitohormon asal sintetis yang banyak digunakan di bidang pertanian. Ini digunakan untuk menginduksi pertumbuhan akar adventif dalam stek, mengurangi penurunan buah dan merangsang pembungaan.
  • 2,4-D atau Dichlorophenoxyacetic Acid: produk hormon sintetik yang digunakan sebagai herbisida sistemik. Ini digunakan terutama untuk mengendalikan gulma berdaun lebar.
  • 2,4,5-T atau 2,4,5-Trichlorophenoxyacetic acid: fitohormon asal sintetik yang digunakan sebagai pestisida. Saat ini penggunaannya dibatasi karena efeknya yang mematikan terhadap lingkungan, tumbuhan, hewan dan manusia.

Efek pada tanaman

Auksin menginduksi perubahan morfologi dan fisiologis yang berbeda, terutama pemanjangan sel yang mendukung pemanjangan batang dan akar. Demikian juga, ia mengintervensi dominasi apikal, tropisme, absisi dan penuaan daun dan bunga, perkembangan buah dan diferensiasi sel.

Pemanjangan sel

Tumbuhan tumbuh melalui dua proses berturut-turut, pembelahan sel dan pemanjangan. Pembelahan sel memungkinkan peningkatan jumlah sel, dan melalui pemanjangan sel tanaman tumbuh dalam ukuran.

Pemanjangan sel. Sumber: pixabay.com

Auksin terlibat dalam pengasaman dinding sel melalui aktivasi ATPase. Dengan cara ini, penyerapan air dan zat terlarut meningkat, ekspansin diaktifkan dan pemanjangan sel terjadi.

Dominasi apikal

Dominasi apikal adalah fenomena korelasi di mana tunas utama tumbuh dengan merugikan tunas lateral. Aktivitas auksin pada pertumbuhan apikal harus disertai dengan adanya sitokin fitohormon.

Memang, di puncak vegetatif terjadi sintesis auksin yang kemudian menarik sitokin yang disintesis di akar menuju puncak. Ketika konsentrasi auksin / sitokin optimal tercapai, pembelahan dan diferensiasi sel terjadi, dan pemanjangan meristem apikal selanjutnya

Efek fisiologis

tropisme

Tropisme adalah arah pertumbuhan batang, cabang, dan akar sebagai respons terhadap rangsangan dari lingkungan. Faktanya, rangsangan ini terkait dengan cahaya, gravitasi, kelembaban, angin, kontak eksternal, atau respons kimia.

Fototropisme dicararasi oleh auksin, karena cahaya menghambat sintesisnya pada tingkat sel. Dengan cara ini sisi batang yang teduh tumbuh lebih banyak dan area yang diterangi membatasi pertumbuhannya dengan melengkung ke arah cahaya.

Absisi dan penuaan

Gugurnya adalah gugurnya daun, bunga dan buah karena faktor luar sehingga menyebabkan penuaan organ. Proses ini dipercepat oleh akumulasi etilen antara batang dan tangkai daun, membentuk zona absisi yang menginduksi detasemen.

Pergerakan auksin yang terus menerus mencegah amputasi organ, menunda jatuhnya daun, bunga dan buah yang belum matang. Efeknya ditujukan untuk mengendalikan aksi etilen, yang merupakan promotor utama zona absisi.

Perkembangan buah

Auksin disintesis dalam serbuk sari, endosperma dan dalam embrio biji. Setelah penyerbukan, pembentukan bakal biji dan set buah berikutnya terjadi, di mana auksin campur tangan sebagai unsur promotor.

Buah tomat. Sumber: pixabay.com

Selama perkembangan buah, endosperm menyediakan auksin yang diperlukan untuk tahap pertama pertumbuhan. Selanjutnya, embrio menyediakan auksin yang dibutuhkan untuk tahap selanjutnya dari pertumbuhan buah.

Pembelahan dan diferensiasi sel

Bukti ilmiah telah membuktikan bahwa auksin mengatur pembelahan sel di kambium tempat diferensiasi jaringan pembuluh darah terjadi.

Memang, tes menunjukkan bahwa semakin tinggi jumlah auksin (IAA), semakin banyak jaringan konduktif yang terbentuk, terutama xilem.

Kegunaan

Pada tingkat komersial, auksin digunakan sebagai zat pengatur tumbuh, baik di lapangan maupun dalam uji bioteknologi. Digunakan dalam konsentrasi rendah, mereka memodifikasi perkembangan normal tanaman, meningkatkan produktivitas, kualitas tanaman dan panen.

Kegunaan auksin. Sumber: pixabay.com

Kegunaan terkontrol pada saat pembentukan kultur mendukung pertumbuhan sel dan proliferasi akar utama dan akar adventif. Selain itu, mereka bermanfaat bagi pembungaan dan perkembangan buah-buahan, mencegah jatuhnya daun, bunga, dan buah-buahan.

Pada tingkat eksperimental, auksin digunakan untuk menghasilkan buah dalam biji, untuk menahan buah sampai matang, atau sebagai herbisida. Pada tingkat biomedis, mereka telah digunakan dalam pemrograman ulang sel somatik menjadi sel induk.

Referensi

  1. Garay-Arroyo, A., de la Paz Sánchez, M., García-Ponce, B., lvarez-Buylla, ER, & Gutiérrez, C. (2014). Homeostasis Auksin dan Pentingnya dalam Perkembangan Arabidopsis Thaliana . Jurnal Pendidikan Biokimia, 33 (1), 13-22.
  2. Gómez Cadenas Aurelio dan García Agustín Pilar (2006) Fitohormon: metabolisme dan cara kerja. Castello de la Plana: Publicacions de la Universitat Jaume I, DL 2006. ISBN 84-8021-561-5.
  3. Jordán, M., & Casaretto, J. (2006). Hormon dan pengatur tumbuh: auksin, giberelin dan sitokinin. Squeo, F, A., & Cardemil, L. (eds.). Fisiologi Tumbuhan, 1-28.
  4. Marassi Maria Antonia (2007) Hormon Nabati. Hypertext Area Biologi. Tersedia di: biologia.edu.ar
  5. Taiz, L., & Zeiger, E. (2007). Fisiologi Tumbuhan (Vol. 10). Universitas Jaume I