Biji (Semen)

1. 
   A.    DEFINISI BIJI

Biji merupakan organa reproduktiva pada chormophyta
ü  Ovulum yang telah matang tumbuh membesar
ü  Berisikan sebuah embrio
ü  Dengan atau tanpa endosperm
ü  Keseluruhannya terbentuk oleh spermodermis
ü  Tebentuk dari bakal biji, hasil dari fertilisasi
ü  Terletak dalam bakal buah.
ü  Merupakan alat reproduksi generatif
ü  Bagian dalam terdapat embrio atau calon individu baru.
Biji merupakan struktur yang efisien untuk perkembangbiakan dan perbanyakan. Biji berasal dari bakal biji yang berkembang setelah mengalami pembuahan. Fungsi biji yaitu untuk menyimpan cadangan makanan dan merupakan alat pemencaran tumbuhan.

Macam tipe bakal biji, yaitu :

• orthotropous bila mikropil terletak di bagian atas, sedangkan hilumnya di bagian bawah
• amphitropous, yaitu bakal biji yang tangkai bijinya membengkok sehingga ujung bakal biji dan tangkai dasarnya berdekatan satu sama lain.
• Anatropous, yaitu bakal biji yang mempunyai mikropil membengkok sekitar 180o.
• campylotropous, yaitu bakal biji yang membengkok 90o sehingga tali pusar tampak melekat pada bagian samping bakal biji.

Bentuk  biji bermacam-macam, misalnya menyudut, ginjal, bulat, memanjang, bulat telur dan lain-lain. Bentuk biji yang unik dijumpai pada genjer yang mempunyai biji, seperti ladam, dan senggani yang mempunyai bentuk biji, seperti rumah siput.
Permukaan kulit luar biji bermacam-macam, ada yang halus, kasar, berkutil, berduri dan sebagainya. Ini dapat dijumpai pada tumbuh-tumbuhan yang tergolong gulma.
Bagian-bagian biji terdiri atas kulit biji, inti biji, dan tali pusar. Kulit biji pada tumbuhan ada yang terdiri atas dua lapis, ada juga yang tiga lapis. Inti biji terdiri atas embrio dan cadangan makanan. Tali pusar merupakan bagian yang menghubungkan biji dengan plasenta.  Pada kulit biji dapat dijumpai bagian-bagian, seperti sayap, bulu, salut biji, pusar biji, liang biji, berkas pembuluh pengangkut, tulang biji, carunle, dan strophiole.

1. B.    BAGIAN-BAGIAN BIJI

                            
ü  Funiculus (tangkai biji)
Merupakan tangkai yang melekatkan biji pada plancenta ( papan biji) yang ada pada dinding ovarium. Disebut juga tali pusat.

ü  Spermodermis
Merupakan kulit yang melindungi/membungkus keseluruhan isi biji dan merupakan kulit pelindung yang terluar. Pada Gymnospremae terdiri dari 3 lapisan yaitu luar (lapisanyang tebal), tengah (lapisan yang keras)  dan dalam (lapisanyang tipis). Ex : Gnetum gnemon, Cycas rumphii. Pada Angiospermae terdiri dari 2 lapisan yaitu testa (lapisan yang tipis dan keras) dan tegmen (lapisan yang tipis seperti selaput). Ex : Manggifera indica, Arachis hypogea.

Alat alat tambahan pada spermodermis diantaranya :

• Ala (sayap)

Berfungsi untuk memudahkan biji disebarkan oleh angin

• Coma (bulu)

Memudahkan biji disebarkan oleh angin, memudahkan biji mendapatkan air, merupakan penonjolan berupa rambut halus dari sel-sel.

• Arillus (selimut biji)

Merupakan tempat cadangan makanan

• Arillodium (selimut/selaput biji palsu)

Merupakan tempat cadangan makanan..

• Hillus (hillum=pusat biji)

Merupakan tempat melekatnya funiculus pada spermodermis

• Micophyl (lubang biji)

Merupakan tempat gas/zat bekas jalannya masuk buluh tepung sari ke dalam ovulum waktu fertilisasi

• Caruncula

Merupakan pinggiran microphil yangg berkembang membesar dan menonjol keluar dari spermodermis.

• Chalaza

Merupakan berkas-berkas pembuluh yang terletak pada pertemuan integumentum dengan pangkal nucellus. Contoh biji anggur

• Raphe (tulang biji)

Merupakan terusan funiculus pada biji. Contohnya biji jarak.
ü  Nucleus seminis (inti biji/isi biji), merupakan bagian biji yang terdalam yang terdiri dari : embrio (lembaga) yang akan dapat menjadi akar lembaga (radikula), kotiledon (daun lembaga) dan pucuk lembaga (plumulae).  Selain itu terdapat pula  endosperm (putih lembaga/cadangan makanan). Pada Golongan Leguminoceae, endospermnya berada dalam daun .

1. C.     AMPHIMIXIS DAN APOMIXIS

1. Amphimixis

biji : sperma + ovum􀃆 zigot (2n)􀃆 Fertilisasi

2. Apomixis

– tanpa fertilisasi
-Macam-macam apomixis :
1. Partenogenesis :
– embrio dari biji berasal dari ovum haploid
Steril, partenogenesis haploid. Contoh : Leunca(Leucaena glauca)
– Ovum : diploid, partenogenesis diploid. Contoh : Taraxacum, Alchemilla.
2. Apogami : embrio dari biji berasal dari sel
-haploid, sel synergia, sel antipoda,steril.Contoh : Lilium sp

1. D.    DEFINISI PLANTULA

Plantula (kecambah) adalah tanaman yang masih muda, yang tumbuh langsung dari biji. Plantula sudah memiliki organ utama yaitu akar, batang dan daun. Selama proses perkecambahan embrio dalam biji mengunakan zat-zat makanan yang ada dalam jaringan cadangan makanan. Dalam proses perkecambahan berlangsung tahapan : imbibisi, perombakan cadangan makanan, translokasi, asimilasi, respirasi dan pertumbuhan.
Perkecambahan ditandai dengan munculnya plantula ( tanaman kecil dai dalam biji ), prosesnya melibatkan proses fisika dan kimia yaitu :
1. Proses Fisika.
Proses perkecambahan diawali dengan peristiwa imbibisi yaitu biji menyerap air akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering
2. Proses Kimia
Dengan masuknya air, biji mengembang dan kulit biji akan pecah. Air yang masuk mengaktifkan embrio untuk melepaskan hormon giberelin ( GA ). Hormon ini mendorong aleuron ( lapisan tipis bagian luar endosperma) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim. Enzim ini bekerja menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalan kotiledon. Proses ini menghasilkan molekul yang larut dalam air misalnya enzim amilase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya gula dan senyawa lainnya diserap dari endosperma dan kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.
Perkecambahan biji dapat dibedakan menjadi 2 jenis sebagai berikut:
1. Perkecambahan diatas tanah ( epigeal )
Yaitu jika terjadi pembentangan ruas batang dibawah daun lembaga atau hipokotil sehingga mengakibatkan daun lembaga dan kotiledon terangkat kepermukaan tanah misalnya pada kacang hijau ( Phaseolus radiatus )
2. Perkecambahan dibawah permukaan tanah ( hipogeal )
Yaitu jika terjadi pembentangan ruas batang teratas ( epikotil ) sehingga daun lembaga ikut tertarik keatas tanah tetapi kotiledon tetap didalam tanah, misalnya pada jagung ( Zea mays)
Macam-Macam Pertumbuhan Pada Tumbuhan
1. Pertumbuhan primer
adalah pertumbuhan yang memanjang baik yang terjadi pada ujung akar maupun ujung batang. Pertumbuhan primer dapat diukur secara kuantitatif yaitu dengan menggunakan alat auksanometer . Pertumbuhan primer pada ujung akar dan ujung batang dapat dibedakan menjadi 3 daerah yaitu:
Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung akar. Sel-sel di daerah ini aktif membelah (bersifat meristematik)Ø
Ø Daerah perpanjangan sel, terletak di belakang daerah pembelahan. Sel-sel di daerah inimemiliki kemampuan untuk membesar dan memanjang.
Ø Daerah diferensiasi sel, merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mempunyai fungsi dan struktur khusus.
2. Pertumbuhan sekunder adalah pertumbuhan yang dapat menambah diameter batang. Pertumbuhan sekunder merupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil.

1. E.     TAHAPAN PROSES PERKECAMBAHAN

Prosesnya melibatkan proses fisika dan kimia yaitu :
1. Proses Fisika.
Proses perkecambahan diawali dengan peristiwa imbibisi yaitu biji menyerap air akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering
2. Proses Kimia
Dengan masuknya air, biji mengembang dan kulit biji akan pecah. Air yang masuk mengaktifkan embrio untuk melepaskan hormon giberelin ( GA ). Hormon ini mendorong aleuron ( lapisan tipis bagian luar endosperma) untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim. Enzim ini bekerja menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalan kotiledon. Proses ini menghasilkan molekul yang larut dalam air misalnya enzim amilase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi gula. Selanjutnya gula dan senyawa lainnya diserap dari endosperma dan kotiledon selama pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.
àPerkembangan bij berhubungan dengan aspek kimiawi. Proses tersebut meliputi beberapa tahapan, antara lain imbibisi, sekresi hormon dan enzim, hidrolisis cadangan makanan, pengiriman bahan makanan terlarut dan hormone ke daerah titik tumbuh atau daerah lainnya, serta asimilasi (fotosintetis).
Proses penyerapan cairan pada biji (imbibisi) terjadi melalui mikropil. Air yang masuk kedalam kotiledon membengkak. Pembengkakan tersebut pada akhirnya menyebabkan pecahnya testa. Awal perkembangan disahului aktifnya enzim hidrolase (protease, lipase, dan karbohidrase) dan hormone pada kotiledon atau endosperma oleh adanya air. Enzim protease segera bekerja mengubah molekul protein menjadi asam amino. Asam amino digunakan untuk membuat molekul protein baru bagi membrane sel dan sitoplasma. Timbunan pati di uraikan menjadi maltosa kemudian menjadi glukosa. Sebagian glukosa akan diubah menjadi selulosa, yaitu bahan untuk membuat dinding sel bagi sel-sel yang baru. Bahan makanan terlarut berupa maltosa dan asam amino akan berdifusi ke embrio.
Semua proses tersebut memerlukan energi. Biji memperoleh energi melalui pemecahan glukosa saat proses respirasi. Pemecahan glukosa yang berasal dari timbunan pati menyebabkan biji kehilangan bobotnya. Setelah beberapa hari, plumula tumbuh di atas permukaan tanah. Daun pertama membuka dan mulai melakukan fotosintesis.
àPerkecambahan diawali dengan penyerapan air dari lingkungan sekitar biji, baik tanah, udara, maupun media lainnya. Perubahan yang teramati adalah membesarnya ukuran biji yang disebut tahap imbibisi. Biji menyerap air dari lingkungan sekelilingnya, baik dari tanah maupun udara (dalam bentuk embun atau uap air. Efek yang terjadi adalah membesarnya ukuran biji karena sel-sel embrio membesar) dan biji melunak. Proses ini murni fisik.
Kehadiran air di dalam sel mengaktifkan sejumlah hormon perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin meningkat. Selain itu masuknya air pada biji juga menyebabkan enzim aktif bekerja. Bekerjanya enzim merupakan proses kimia. Enzim amilase bekerja memecah tepung menjadi maltosa, selanjutnya maltosa dihidrolisis oleh maltase menjadi glukosa. Protein juga dipecah menjadi asam – asam amino. Senyawa glukosa masuk ke dalam proses metabolisme dan dipecah menjadi energi dan senyawa karbohidrat yang menyusun struktur tubuh Asam – asam amino dirangkaikan menjadi protein yang berfungsi menyusun struktur sel dan enzim – enzim baru. Asam – asam lemak terutama dipakai untuk menyusun membran sel.
Berdasarkan kajian ekspresi gen pada tumbuhan model Arabidopsis thaliana diketahui bahwa pada perkecambahan lokus-lokus yang mengatur pemasakan embrio, seperti ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3 (ABI3), FUSCA 3 (FUS3), dan LEAFY COTYLEDON 1 (LEC1) menurun perannya (downregulated) dan sebaliknya lokus-lokus yang mendorong perkecambahan meningkat perannya (upregulated), seperti GIBBERELIC ACID 1 (GA1), GA2, GA3, GAI, ERA1, PKL, SPY, dan SLY. Diketahui pula bahwa dalam proses perkecambahan yang normal sekelompok faktor transkripsi yang mengatur auksin (disebut Auxin Response Factors, ARFs) diredam oleh miRNA.
Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah.

1. F.     FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PERKECAMBAHAN

ü  FAKTOR EKSTERN
Faktor eksternal adalah hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berpengaruh pada tanaman itu baik secara langsung maupun tidak langsung, yang termasuk faktor eksternal adalah :

1. NutrisiUnsur yang diperlukan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro, sedangkan unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro. Kekurangan dan kelebihan salah satu unsur baik unsur makro maupun unsur mikro dapat menyebabkan terganggunya proses metabolisme. Berikut adalah tabel unsur makro dan mikro serta gejala defisiensi unsur tersebut :Unsur Bentuk Molekul Kepentingan bagi Tumbuhan Gejala defisiensi
   Unsur Makro :

• Karbon CO2 Molekul molekul organik dalam sel tumbuhan
• Oksigen H2O , O2 Molekul organik dan anorganik dalam sel
• Nitrogen NO3, NH4- Pembentuk protein dan asam nukleat, hormon, koenzim Daun pucat,klorosis, pertumbuhan terhenti.
• Kalium K+ Kofaktor fungsional dalam sintesa protein, osmosis, keseimbangan ion dalam sel Klorosis, pinggir daun coklat, akar dan batang kerdil/ lemah
• Kalsium Ca++ Sintesis dinding sel, kofaktor enzim, perbaikan struktur membran Menghambat pertumbuhan di daerah meristem
• Magnesium Mg++ Bagian dari molekul klorofil, berfungsi pada sintesis protein, berlaku sebagai kofaktor enzim. Klorosisi pada daun tua,terdapat bercak merah atau ungu
• Fosfor HPO4- ; H2PO4- Bagian dari asam nukleat dan fosfolipid, ATP dan beberapa koenzim Menghambat pertumbuhan, daun tua berwarna hijau tua
• Sulfur ( belerang ) SO4- Bagian dari jenis-jenis protein, koenzim Klorosis dan daun kuning

Unsur Mikro

• Klorin Cl- Keseimbangan tekanan osmotik sel, reaksi fotosintesis Tanaman layu, menghambat pertumbuhan akar, produksi buah kurang , klorosis
• Besi Fe3+ ; Fe2+ Bagian dari enzim penting ( sitokrom ), sintesis klorofil Daun muda klorosis, batang pendek dan ramping
• Boron H2BO3 Berguna bagi transportasi karbohidrat dan sintesis asam nukleat Meristem apikal batang dan akar mati, daun menggulung
• Mangan Mn++ Enzim dalam siklus Krebs, pembebasan Oksigen pada Fotosintesis Klorosis
• Seng Zn++ Aktif dalam pembentukkan klorofil, mengaktifkan beberapa enzim Ukuran daun mengecil, klorosis, pemendekkan internodus.
• Tembaga Cu+ ; Cu++ Kofaktor enzim, diperlukan dalam transpor elektron fotosintesis Daun hijau tua, ujungnya kering, menggulung
• Molybdenum Mo4- Fiksasi Nitrogen Klorosis, daun menggulung, daun muda mati

1.  Cahaya
   Cahaya merupakan syarat mutlak agar terjadi fotosintesis. Fotosintesis menghasilkan makanan , jika tidak ada cahaya tumbuhan tidak mendapatkan makanan. Akibatnya pertumbuhan dan perkembangannya akan terganggu. Terdapat gejala yang menarik tentang pengaruh cahaya terhadap perkecambahan dan pertumbuhan kecambah. Kecambah yang tumbuh ditempat gelap menunjukkan pertumbuhan yang cepat dengan batang yang lebih panjang, tetapi batangnya ramping dan daunnya tidak lebar serta pucat. Pertumbuhan yang cepat dalam keadaan gelap disebut Etiolasi. Sedangkan kecambah yang tumbuh ditempat terang tumbuh lebih lambat namun memiliki daun yang lebih hijau, lebar, serta batangnya yang lebih kokoh.
   Pertumbuhan juga dipengaruhi oleh panjang gelombang cahaya. Hal ini dibuktikan oleh Hendricks dan Bortwick pada tahun 1954 . Hasil penelitiannya adalah bahwa cahaya yang berpengaruh terhadap pertumbuhan adalah spektrum merah ( 660 nm ). Adapun percobaan pada spektrum infra merah ( 730 nm ) memberikan hasil yang berlawanan dengan spektrum merah.

Selain dipengaruhi panjang gelombang cahaya, pertumbuhan terutama pembungaan juga dipengaruhi oleh lamanya penyinaran. Fenomena terpengaruhnya pertumbuhan oleh lamanya penyinaran dinamakan Fotoperiodisme. Gejala ini mencolok pada tumbuhan yang hidup didaerah empat musim.
Pembungaan pada tumbuhan berhubungan dengan periode kritisnya. Periode kritis kelompok tumbuhan berbeda-beda. Periode kritis tumbuhan berhari pendek ada pada jam ke 15 ½ , sedangkan periode kritis tumbuhan berhari panjang ada pada jamke 11.
Berdasarkan lamanya penyinaran , tumbuhan dibedakan menjadi 3 macam :
1. Tumbuhan berhari pendek ( short-day plant )
Yaitu tumbuhan yang akan berbunga pada musim dimana siang harinya lebih pendek daripada periode kritisnya ( misalnya pada musim gugur ), contoh tumbuhan berhari pendek adalah Dahlia, Strawberi, bunga Krisan dan aster.
2. Tumbuhan berhari panjang ( long-day plant )
Yaitu tumbuhan yang akan berbunga pada musim dimana siang harinya lebih panjang daripada periode kritisnya ( misalnya musim semi ) contoh tumbuhan berhari panjang adalah kentang dan gandum.
3. Tumbuhan netral ( neutral –day plant )
Yaitu tumbuhan yang masa pembungaannya tidak bergantung pada lamanya penyinaran contoh pada bunga matahari dan mawar
Substansi yang bereaksi terhadap spektrum cahaya adalah fitokrom, suatu pigmen protein berberat molekul 120.000. Fitokrom akan aktif jika terkena cahaya berspektrum merah dan tidak aktif jika terkena cahaya berspektrum cahaya infra merah. Fitokrom juga akan mengontrol pertumbuhan dan perkembangan kloroplas, sintesis klorofil, pembentukkan hormon dan pengaturan posisi daun terhadap sinar matahari.

1. Temperatur
   Temperatur sangat berpengaruh terhadap laju metabolisme, termasuk fotosintesis, respirasi dan transpirasi. Karena metabolisme tergantung pada enzim sedangkan temperatur sangat berpengaruh pada kerja enzim maka jika temperatur terlalu tinggi enzim akan rusak ( mengalami denaturasi ) sehingga metabolisme tidak berlangsung. Jika temperatur terlalu rendah, maka enzim menjadi tidak aktif sehingga proses metabolisme berjalan lambat atau berhenti. Oleh Karena itu tumbuhan memerlukan temperatur yang optimal. Temperatur optimum setiap tumbuhan berbeda-beda, secara umum berkisar 10 – 38 derajat Celsius. Jika tumbuhan berada diatas atau dibawah suhu optimumnya maka metabolismenya akan terganggu dan dapat menyebabkan kematian.

1. Air dan Mineral berpengaruh pada pertumbuhan tajuk 2 akar. Diferensiasi salah satu unsur hara atau lebih akan menghambat atau menyebabkan pertumbuhan tak normal.

5. Kelembaban / Kelembapan Udara : Kadar air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat.

ü  FAKTOR INTERN
Faktor internal merupakan hal-hal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan baik secara langsung maupun tak langsung yang berasal dari dalam tumbuhan. Faktor ini terdiri atas faktor intrasel dan inter sel
Faktor intrasel merupakan faktor keturunan yang dikendalikan secara genetis. Semua sifat tumbuhan yang tampak ( fenotip ) dipengaruhi faktor ini. Sedangkan faktor intersel berupa hormon. Hormon dapat mengendalikan arah dan kecepatan pertumbuhan seperti kapan menghasilkan bunga dan kapan daun gugur. Beberapa jenis hormon yang mempengaruhi pertumbuhan antara lain :
a.  Auksin adalah senyawa asam indol asetat (IAA) yang dihasilkan di ujung meristem apikal (ujung akar dan batang). F.W. Went (1928) pertama kali menemukan auksin pada ujung koleoptil kecambah gandum Avena sativa. Berfungsi membantu perkecambahan dan dominasi apical
Jika terkena cahaya matahari hormon auksin menjadi tidak aktif. Kondisi fisiologis ini mengakibatkan bagian yang tidak terkena cahaya matahari akan tumbuh lebih cepat daripada yang terkena cahaya matahari, sehingga tumbuhan akan membelok kearah sumber cahaya. Auksin yang diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan mempengaruhi pemanjangan, pembelahan, dan diferensiasi sel tumbuhan. Auksin yang dihasilkan diujung tanaman ( tunas apikal ) akan menghambat tumbuhnya tunas lateral atau tunas ketiak. Jika tunas apikal dipotong, maka tunas lateral akan menumbuhkan daun-daun . Peristiwa tersebut disebut dominansi apikal
Fungsi lain dari auksin adalah merangsang kambium untuk membentuk Xilem dan Floem, memelihara elastisitas dinding sel, membentuk dinding sel primer ( dinding sel yang pertama kali terbentuk pada sel tumbuhan ), menghambat rontoknya buah dan gugurnya daun serta mampu membantu proses partenokarpi ( pembuahan tanpa penyerbukan ).
Pemberian hormon auksin pada tumbuhan akan menyebabkan terjadinya pembentukkan buah tanpa biji , akar lateral dan serabut akar. Pembentukkan akar lateral dan serabut akar menyebabkan proses penyerapan air dan mineral dapat berjalan optimum.
Hormon auksin dapat disintesis di laboratorium antara lain Indol Asam Asetat (IAA). Dalam konsentrasi yang tinggi auksin dapat menghambat pertumbuhan , fenomena ini digunakan untuk membasmi gulma. Senyawa herbisida sejenis auksin antara lain 2,4 D (Dichlorophenoxyacetic Acid ) digunakan untuk membasmu gulma di sawah atau dipertanian monokultur tanaman monokotil lain. Pada masa perang Vietnam Amerika menggunakan campuran 2,4D dengan senyawa lain (agen oranye ) untukmerontokkan daun-daun di hutan Vietnam . Belakangan diketahui agen orannye menghasilkan zat dioksin penyebab kanker yang sangat berbahaya.
b.  Giberelin : Giberelin pertama kali diteliti pada tahun 1930 oleh E Kurosawa pada tanaman yang tumbuh abnormal yaitu tumbuh memanjang dan langsing sehingga mudah rebah. Ternyata tanaman tersebut diserang jamur Gibberella fujikuroi. Jamur ini menghasilkan hormon giberelin yang menyebabkan tanaman tumbuh memanjang pad ruas batang padi.Senyawa ini dihasilkan oleh jamur Giberella fujikuroi atau Fusarium moniliformae. Fungsi giberelin untuk pemanjangan tumbuhan dan berperan dalam partenokarpi
Giberelin juga merupakan hormon yang berfungsi sinergis dengan hormon auksin. Giberelin berpengaruh terhadap pekembangan dan perkecambahan biji. Giberelin akan merangsang pembentukan enzim amilase. Enzim tersebut berperan penting untuk memecah senyawa amilum yang terdapat pada endosperma ( cadangan makanan ) menjadi senyawa glukosa sebagai sumber energi pertumbuhan. Jika giberelin diberikan pada tumbuhan kerdil maka pertumbuhannya kan kembali normal. Gebereli juga berfungsi dalam proses pembentukan biji yaitu merangsang pembentukkan serbuk sari ( polen), memperbesar ukuran buah, merangsang pembentukkan bunga dan mengakhiri masa dormansi biji. Pada konsentrasi tinggi giberelin akan merangsang pembentukkan akar.
c.  Sitokinin
merupakan hormon yang berperan dalam pembelahan sel ( sitokinesis ) sedangkan fungsi lainnya adalah :
– merangsang pembentukkan akar dan batang dan menghambat dominansi apikal
– mengatur pertumbuhan daun dan pucuk
– memperbesar daun muda
– mengatur pembentukkan bunga dan buah
– menghambat proses penuaan dengan cara merangsang proses serta transportasi garam-garam mineral dan asam amino ke daun.
Sitokinin pertama kali diteliti oleh Carlos Miller dari laboratorium Folke Skoog University of Wisconsin, dalam percobaannya ia mencampurkan bahan yang mengandung nukleosida dari sperma ikan kedalam kultur tumbuhan. Ternyata hasilnya tumbuhan mengalami pertumbuhan yang cepat dan setelah diteliti lebih lanjut substansi tersebut mirip adenin dan dinamakan sitokinin.
Perbandingan jumlah sitokinin dan auksin mempengaruhi pertumbuhan, jika konsentrasi sitikinin lebih tinggi maka pembelahan sel terjadi di bagian pucuk, tetapi jika konsentrasi auksinnya lebih tinggi maka pembelahan selnya terjadi dimeristem akar. Sitokinin juga berfungsi untuk merangsang pembentukkan daun dan pucuk serta menghambat pengguguran daun, bunga dan buah.
d.  Gas etilen : Banyak ditemukan pada buah yang sudah tua.
Etilen berperan dalam proses pematangan buah dan kerontokkan daun. Jika konsentrasi hormon auksin dan giberelin rendah sedangkan etilen lebih tinggi maka pembentukan batang, akar dan bungan menjadi terhambat. Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas. Kerjasama gas etilen dengan auksin akan mempercepat pembungaan
e.  Asam absiat
Penelitian hormon ini dilakukan pada tahun 1940 oleh peneliti Inggris dengan memberi ekstaks daun Birch ke dalam persemaian biji tanaman lain, ternyata biji sulit berkecambah. Tahun 1960 Davis dari University of California mengisolasi hormon ini dari buah kapas untuk mengetahui struktur kimianya . Asam absisat ditemukan pada umbi-umbian dan biji-bijian yang dorman. Hormon ini bersifatmenghambat pertumbuhan dengan cara memperlambat kecepatan pembelahan dan pembesaran sel. Asam absiat berfungsi untuk :
–  Menghambat pembelahan dan pemanjangan sel.
–  Menunda pertumbuhan atau dormansi.
–  Merangsang penutupan mulut daun pada musim kering, sehingga mengurangi aktifitas transpirasi.
f.  Florigen : Hormon yang berfungsi untuk merangsang pembentukan bunga.
g.  Kalin : Hormon yang berfungsi merangsang organ tumbuhan. Hormon pertumbuhan organ, terdiri dari :
–  Rhizokalin : Hormon yang merangsang pembentukan akar, identik dengan vitamin B
– Kaulokalin : Hormon yang merangsang pembentukan batang
– Filokalin : Hormon yang merangsang pembentukan daun
– Antokalin : Hormon yang merangsang pembentukan bunga
h.  Asam traumalin atau kambium luka : Merangsang pembelahan sel di daerah luka sebagai mekanisme untuk menutupi luka.
2. faktor hereditas












PERTANYAAN

1. Jelaskan apa yang disebut funikulus
2. Jelaskan apa yang disebut arillus, berikan contohnya
3. Jelaskan apa yang disebut spermodermis
4. Sebutkan alat-alat tambahan yang sering terdapat pada biji
5. Jelaskan apa yang disebut nukleus seminis
6. Jelaskan apa yang disebut amphimixis dan apomixis
7. Jelaskan tahapan-tahapan proses perkecambahan
8. Jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan biji

JAWABAN

1. Funikulus (tangkai biji)

• Merupakan tangkai yang melekatkan biji pada placenta(papan biji) yang ada pada dinding ovarium. Funiculus disebut juga dengan tali pusat.

1. Arillus atau selaput biji merupakan tempat cadangan makanan.

• Funiculus tumbuh melebar, menyelimuti permukaan biji.
• Berwarna dan berair
• Mendaging, manis, berbau khas dan dapat dimakan. Contoh : durian, rambutan, lengkeng, dukuh, dll.
• Mendaging kering. Contoh : pala.

1. Spermodermis, merupakan kulit pelindung yang terluar. Pada Gymnospremae terdiri dari 3 lapisan yaitu luar (lapisan yang tebal), tengah (lapisan yang keras)  dan dalam (lapisanyang tipis). Ex : Gnetum gnemon, Cycas rumphii. Pada Angiospermae terdiri dari 2 lapisan yaitu testa (lapisan yang tipis dan keras) dan tegmen (lapisan yang tipis seperti selaput). Ex : Manggifera indica, Arachis hypogea.

1. Alat tambahan yang terdapat pada biji yaitu :

• Ala (sayap)

Berfungsi untuk memudahkan biji disebarkan oleh angin

• Coma (bulu)

Memudahkan biji disebarkan oleh angin, memudahkan biji mendapatkan air, merupakan penonjolan berupa rambut halus dari sel-sel.

• Arillus (selimut biji)

Merupakan tempat cadangan makanan

• Arillodium (selimut/selaput biji palsu)

Merupakan tempat cadangan makanan..

• Hillus (hillum=pusat biji)

Merupakan tempat melekatnya funiculus pada spermodermis dan merupakan bagian dari tali pusat yang sudah putus, sehingga meninggalkan bekasnya saja apabila biji sudah masak.

• Micophyl (lubang biji)

Merupakan tempat gas/zat bekas jalannya masuk buluh tepung sari ke dalam ovulum waktu fertilisasi

• Caruncula

Merupakan pinggiran microphil yangg berkembang membesar dan menonjol keluar dari spermodermis.

• Chalaza

Merupakan berkas-berkas pembuluh yang terletak pada pertemuan integumentum dengan pangkal nucellus. Contoh biji anggur

• Raphe (tulang biji)

Merupakan terusan funiculus pada biji. Contohnya biji jarak.

1. Nucleus seminis adalah inti biji. Nucleus seminis terdiri dari embrio (lembaga) dan albumen (putih lembaga). Embrio terdiri dari radicula ( akar lembaga), cauliculus (batang lembaga) dan cotyledons ( daun lembaga). Sedangkan albumen terdiri terdiri dari endospermium (albumen dalam) dan perispermium (albumen luar)

1. a. Amphimixis :

-biji : sperma + ovum􀃆 zigot (2n)􀃆 Fertilisasi

b. Apomixis
– tanpa fertilisasi
-Macam-macam apomixis :
1. Partenogenesis :
– embrio dari biji berasal dari ovum haploid Steril, partenogenesis haploid. Contoh : Leunca(Leucaena glauca)
– Ovum : diploid, partenogenesis diploid. Contoh : Taraxacum, Alchemilla.

2. Apogami : embrio dari biji berasal dari sel
-haploid, sel synergia, sel antipoda,steril.Contoh : Lilium sp

1. Perkecambahan diawali dengan penyerapan air dari lingkungan sekitar biji, baik tanah, udara, maupun media lainnya. Perubahan yang teramati adalah membesarnya ukuran biji yang disebut tahap imbibisi. Biji menyerap air dari lingkungan sekelilingnya, baik dari tanah maupun udara (dalam bentuk embun atau uap air. Efek yang terjadi adalah membesarnya ukuran biji karena sel-sel embrio membesar) dan biji melunak. Proses ini murni fisik.Kehadiran air di dalam sel mengaktifkan sejumlah hormon perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin meningkat. Selain itu masuknya air pada biji juga menyebabkan enzim aktif bekerja. Bekerjanya enzim merupakan proses kimia. Enzim amilase bekerja memecah tepung menjadi maltosa, selanjutnya maltosa dihidrolisis oleh maltase menjadi glukosa. Protein juga dipecah menjadi asam – asam amino. Senyawa glukosa masuk ke dalam proses metabolisme dan dipecah menjadi energi dan senyawa karbohidrat yang menyusun struktur tubuh Asam – asam amino dirangkaikan menjadi protein yang berfungsi menyusun struktur sel dan enzim – enzim baru. Asam – asam lemak terutama dipakai untuk menyusun membran sel.
   Berdasarkan kajian ekspresi gen pada tumbuhan model Arabidopsis thaliana diketahui bahwa pada perkecambahan lokus-lokus yang mengatur pemasakan embrio, seperti ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3 (ABI3), FUSCA 3 (FUS3), dan LEAFY COTYLEDON 1 (LEC1) menurun perannya (downregulated) dan sebaliknya lokus-lokus yang mendorong perkecambahan meningkat perannya (upregulated), seperti GIBBERELIC ACID 1 (GA1), GA2, GA3, GAI, ERA1, PKL, SPY, dan SLY. Diketahui pula bahwa dalam proses perkecambahan yang normal sekelompok faktor transkripsi yang mengatur auksin (disebut Auxin Response Factors, ARFs) diredam oleh miRNA.
   Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah.
2. Faktor-faktor yang berpengaruh dalam proses perkecambahan :

ü  FAKTOR EKSTERN
Faktor eksternal adalah hal-hal yang terdapat diluar tanaman yang berpengaruh pada tanaman itu baik secara langsung maupun tidak langsung, yang termasuk faktor eksternal adalah :

1. 1.       NutrisiUnsur yang diperlukan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro, sedangkan unsur yang diperlukan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro. Kekurangan dan kelebihan salah satu unsur baik unsur makro maupun unsur mikro dapat menyebabkan terganggunya proses metabolisme
2. 2.        Cahaya

Terdapat gejala yang menarik tentang pengaruh cahaya terhadap perkecambahan dan pertumbuhan kecambah. Kecambah yang tumbuh ditempat gelap menunjukkan pertumbuhan yang cepat dengan batang yang lebih panjang, tetapi batangnya ramping dan daunnya tidak lebar serta pucat. Pertumbuhan yang cepat dalam keadaan gelap disebut Etiolasi. Sedangkan kecambah yang tumbuh ditempat terang tumbuh lebih lambat namun memiliki daun yang lebih hijau, lebar, serta batangnya yang lebih kokoh.

1. 3.       Temperatur
   Temperatur sangat berpengaruh terhadap laju metabolisme, termasuk fotosintesis, respirasi dan transpirasi. Karena metabolisme tergantung pada enzim sedangkan temperatur sangat berpengaruh pada kerja enzim maka jika temperatur terlalu tinggi enzim akan rusak ( mengalami denaturasi ) sehingga metabolisme tidak berlangsung. Jika temperatur terlalu rendah, maka enzim menjadi tidak aktif sehingga proses metabolisme berjalan lambat atau berhenti. Oleh Karena itu tumbuhan memerlukan temperatur yang optimal. Temperatur optimum setiap tumbuhan berbeda-beda, secara umum berkisar 10 – 38 derajat Celsius. Jika tumbuhan berada diatas atau dibawah suhu optimumnya maka metabolismenya akan terganggu dan dapat menyebabkan kematian.
2. 4.       Air dan Mineral berpengaruh pada pertumbuhan tajuk 2 akar. Diferensiasi salah satu unsur hara atau lebih akan menghambat atau menyebabkan pertumbuhan tak normal.
3. 5.       Kelembaban / Kelembapan Udara : Kadar air dalam udara dapat mempengaruhi pertumbuhan serta perkembangan tumbuhan. Tempat yang lembab menguntungkan bagi tumbuhan di mana tumbuhan dapat mendapatkan air lebih mudah serta berkurangnya penguapan yang akan berdampak pada pembentukan sel yang lebih cepat.

ü  FAKTOR INTERN
Faktor internal merupakan hal-hal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan baik secara langsung maupun tak langsung yang berasal dari dalam tumbuhan. Faktor ini terdiri atas faktor intrasel dan inter sel
Faktor intrasel merupakan faktor keturunan yang dikendalikan secara genetis. Semua sifat tumbuhan yang tampak ( fenotip ) dipengaruhi faktor ini. Sedangkan faktor intersel berupa hormon. Hormon dapat mengendalikan arah dan kecepatan pertumbuhan seperti kapan menghasilkan bunga dan kapan daun gugur. Beberapa jenis hormon yang mempengaruhi pertumbuhan antara lain :

1. Auksin

adalah senyawa asam indol asetat (IAA) yang dihasilkan di ujung meristem apikal (ujung akar dan batang). F.W. Went (1928) pertama kali menemukan auksin pada ujung koleoptil kecambah gandum Avena sativa. Berfungsi membantu perkecambahan dan dominasi apical

2. Giberelin : Giberelin pertama kali diteliti pada tahun 1930 oleh E Kurosawa pada tanaman yang tumbuh abnormal yaitu tumbuh memanjang dan langsing sehingga mudah rebah.Senyawa ini dihasilkan oleh jamur Giberella fujikuroi atau Fusarium moniliformae. Fungsi giberelin untuk pemanjangan tumbuhan dan berperan dalam partenokarpi
3.  Sitokinin : Pertama kali ditemukan pada tembakau. Hormon ini merangsang pembelahan sel.
4. Gas etilen : Banyak ditemukan pada buah yang sudah tua.
5. Asam absiat, berfungsi untuk :

–  Menghambat pembelahan dan pemanjangan sel.
–  Menunda pertumbuhan atau dormansi.
–  Merangsang penutupan mulut daun pada musim kering.
6. Florigen : Hormon yang berfungsi untuk merangsang pembentukan bunga.
7.  Kalin : Hormon yang berfungsi merangsang organ tumbuhan. Hormon pertumbuhan organ, terdiri dari :
–  Rhizokalin : Hormon yang merangsang pembentukan akar
– Kaulokalin : Hormon yang merangsang pembentukan batang
– Filokalin : Hormon yang merangsang pembentukan daun
– Antokalin : Hormon yang merangsang pembentukan bunga
8.   Asam traumalin atau kambium luka : Merangsang pembelahan sel di daerah luka sebagai mekanisme untuk menutupi luka.