Makalah Fisiologi Tumbuhan Materi Hormon Etilen

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.            Latar Belakang

Makhluk hidup selalu mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan adalah proses kenaikan volume yang bersifat irreversible (tidak dapat balik) karena adanya penambahan substansi termasuk di dalamnya ada perubahan bentuk yang menyertai penambahan volume tersebut. Sedangkan perkembangan adalah proses menuju kedewasaan pada makhluk hidup yang bersifat kualitatif yaitu makhluk hidup dikatakan dewasa apabila alat perkembangbiakannya telah berfungsi. Seperti pada tumbuhan apabila telah berbunga maka tumbuhan itu sudah dikatakan dewasa. Pertumbuhan, perkembangan, dan pergerakan tumbuhan dikendalikan beberapa golongan zat yang secara umum dikenal sebagai hormon tumbuhan atau fitohormon. Penggunaan istilah hormon sendiri menggunakan analogi fungsi hormon pada hewan; dan, sebagaimana pada hewan, hormon juga dihasilkan dalam jumlah yang sangat sedikit di dalam sel. Beberapa ahli berkeberatan dengan istilah ini karena fungsi beberapa hormon tertentu tumbuhan (hormon endogen, dihasilkan sendiri oleh individu yang bersangkutan) dapat diganti dengan pemberian zat-zat tertentu dari luar, misalnya dengan penyemprotan (hormon eksogen, diberikan dari luar sistem individu). Mereka lebih suka menggunakan istilah zat pengatur tumbuh (bahasa Inggris plant growth regulator).

Hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses regulasi genetik dan berfungsi sebagai prekursor. Rangsangan lingkungan memicu terbentuknya hormon tumbuhan. Bila konsentrasi hormon telah mencapai tingkat tertentu, sejumlah gen yang semula tidak aktif akan mulai ekspresi. Dari sudut pandang evolusi, hormon tumbuhan merupakan bagian dari proses adaptasi dan pertahanan diri tumbuh-tumbuhan untuk mempertahankan kelangsungan hidup jenisnya. Terdapat banyak hormon dalam tumbuhan itu sendiri, tapi khusus kali ini dalam makalah ini hanya akan membahas mengenai hormon Etilen.

1.2.            Rumusan Masalah

Dari latar belakang di atas, maka dapat diambil rumusan masalah sebagai berikut :

1.      Apa yang di maksud dengan etilen ?

2.      Apa fungsi dari hormon etilen ?

3.      Apa saja peranan etilen dalam fisiologi tanaman ?

4.      Bagaimana biosintesis etilen ?

5.      Bagaimana produksi dan aktivitas etilen ?

6.      Apa faktor yang mempengaruhi aktifitas gas etilen?

7.      Bagimana hubungan etilen dengan respirasi ?

8.      Bagaimana dampak hormon etilen ?

1.3.            Tujuan

Adapun tujuan dari pembuatan makalah ini adalah agar mahasiswa dapat  :

1.      Mengetahui  apa yang di maksud dengan etilen

2.      Mengetahui apa fungsi dari hormon etilen

3.      Mengetahui apa saja peranan etilen dalam fisiologi tanaman

4.      Mengetahui bagaimana biosintesis etilen

5.      Mengetahui bagaimana produksi dan aktivitas etilen

6.      Mengetahui apa faktor yang mempengaruhi aktifitas gas etilen

7.      Mengetahui bagaimana hubungan etilen dengan respirasi

8.      Mengetahui dampak hormon etilen

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.             Pengertian  Etilen

Etilen adalah hormon tumbuh yang secara umum berlainan dengan Auksin, Gibberellin, dan Cytokinin. Dalam keadaan normal etilen akan berbentuk gas dan struktur kimianya sangat sederhana sekali. Di alam etilen akan berperan apabila terjadi perubahan secara fisiologis pada suatu tanaman. Hormon ini akan berperan pada proses pematangan buah dalam fase klimacterik.

Penelitian terhadap etilen, pertama kali dilakukan oleh Neljubow (1901) dan Kriedermann (1975), hasilnya menunjukan gas etilen dapat membuat perubahan pada akar tanaman. Hasil penelitian Zimmerman etal (1931) menunjukan bahwa etilen dapat mendukung terjadinya absisi pada daun, namun menurut Rodriquez (1932), zat tersebut dapat mendukung proses pembungaan pada tanaman nanas. Penelitian lain telah membuktikan tentang adanya kerja sama antara auksin dan etilen dalam pembengkakan (swelling) dan perakaran dengan cara mengaplikasikan auksin pada jaringan setelah etilen berperan. Hasil penelitian menunjukan bahwa kehadiran auksin dapat menstimulasi produksi etilen.

Hormon Gas Etilen adalah hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan tanaman aktif dalam proses pematangan buah. Aplikasi mengandung ethephon, maka kinerja sintetis ethylen berjalan optimal sehingga tujuan agar buah cepat masak bisa tercapai. (misalnya: Etephon, Protephon) merk dagang antara lain: Prothephon 480SL. Gas Etilen banyak ditemukan pada buah yang sudah tua. Etilen juga merupakan hormon tumbuh yang diproduksi dari hasil metabolisme normal dalam tanaman. Etilen berperan dalam pematangan buah dan kerontokan daun. Etilen disebut juga ethene (Winarno, 2007). Senyawa etilen pada tumbuhan ditemukan dalam fase gas, sehingga disebut juga gas etilen. Gas etilen tidak berwarna dan mudah menguap (Yatim, 2007).

2.2.            Fungsi Gas Etilen

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

1. Mengakhiri masa dormansi
2. Merangsang pertumbuhan akar dan batang
3. Pembentukan akar adventif
4. Merangsang absisi buah dan daun
5. Merangsang induksi bunga Bromiliad
6. Induksi sel kelamin betina pada bunga
7. Merangsang pemekaran bunga
8. Bersama auksin gas etilen dapat memacu perbungaan mangga dan nenas.
9. Dengan giberelin, gas etilen dapat mengatur perbandingan bunga jantan dan bunga betina pada tumbuhan berumah satu.

                         

2.3.Peranan Etilen Dalam Fisiologi Tanaman

Gas etilen memiliki pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan, di antaranya sebagai berikut :

1.      Pematangan buah. Para pedagang sering menyimpan buah dalam wadah yang diberi gas CO2 pada saat pengiriman agar buah lebih lama matang dan matang setelah sampai tujuan. Terkadang pedagang memeram buah matang dengan buah yang baru agar cepat matang.

2.      Gas etilen menghambat perbungaan pada banyak tumbuhan. Akan tetapi, pada beberapa jenis tumbuhan, gas etilen merangsang perbungaan. Contohnya pada pohon mangga dan nanas.

3.      Merangsang absisi (pengguguran daun).

4.      Bersama giberelin menentukan ekspresi organ kelamin tumbuhan, contohnya pada mentimun.

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

1.      Mendukung respirasi climacteric dan pematangan buah

2.      Mendukung epinasti

3.      Menghambat perpanjangan batang (elengation growth) dan akar pada beberapa species tanaman walaupun ethylene ini dapat menstimulasi perpanjangan batang, coleoptyle dan mesocotyle pada tanaman tertentu, misalnya colletriche dan padi.

4.      Menstimulasi perkecambahan

5.      Menstimulasi pertumbuhan secara isodiametrical lebih besar dibandingkan dengan pertumbuhan secara longitudinal

6.      Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar

7.      Mendukung terjadinya abscission pada daun

8.       Mendukung proses pembungaan pada nanas

9.      Mendukung adanya flower fading dalam persarian anggrek

10.  Menghambat transportasi auxin secara basipetal dan lateral

11.  Mekanisme timbal balik secara teratur dengan adanya auxin yaitu konsentrasi auxin yang tinggi menyebabkan terbentuknya ethylene. Tetapi kehadiran ethylene menyebabkan rendahnya konsentrasi auxin di dalam jaringan. Hubungannya dengan konsentrasi auxin, hormon tumbuh ini menentukan pembentukan protein yang diperlukan dalam aktifitas pertumbuhan, sedangkan rendahnya konsentrasi auxin, akan mendukung protein yang akan mengkatalisasi sintesis ethylene dan precursor.

2.4.            Biosintesis Etilen

Biosintesis ethylen terjadi di dalam jaringan tanaman yaitu terjadi perubahan dari senyawa awal asam amino methionine atas bantuan cahaya dan FMN ( Flavin Mono Nucleotida ) menjadi methionil. Senyawa tersebut mengalami perubahan atas bantuan cahaya dan FMN menjadi ethylen, methyl disulphide dan formic acid.

Akhir-akhir ini zat tumbuh etilen hasil sintetis (buatan manusia) banyak yang beredar dan diperdagangkan bebas dalam bentuk larutan adalah Ethrel atau 2-Cepa. Ethrel inilah yang dalam praktek sehari-hari banyak digunakan oleh petani-petani melon di Jawa Timur, khususnya karesidenan Madiun untuk mempercepat proses pemasakan buah melon. Ethrel adalah zat tumbuh 2-Chloro sthyl phosphonic acid (2-Cepa ) dengan rumus bangun pada skema 3Pada pH di bawah 3,5 molekulnya stabil, tetapi pada pH di atas 3,5 akan mengalami disintegrasi membebaskan gas etilen, khlorida dan ion fosfat. Karena sitoplasma tanaman pHnya lebih tinggi daripada 4,1 maka apabila 2-Cepa masuk ke dalam jaringan tanaman akan membebaskan etylen. Kecepatan disintegrasi dan kadar etylen bertambah dengan kenaikan pH. Sudah diketahui bahwa untuk mempercepat proses pemasakan buah dipakai karbit yang juga mengeluarkan gas etylen tetapi jika dibandingkan dengan penggunaan ethrel atau 2-Cepa ternyata bahwa penggunaan ethrel atau 2-Cepa lebih baik pengaruhnya daripada karbit baik dari segi waktu, warna, aroma dan cara penggunaannya pada buah yang telah masak.

2.5.            Produksi dan Aktifitas Etilen

Pembentukan ethylene dalam jaringan-jaringan tanaman dapat dirangsang oleh adanya kerusakan-kerusakan mekanis dan infeksi. Oleh karena itu adanya kerusakan mekanis pada buah-buahan yang baik di pohon maupun setelah dipanen akan dapat mempercepat pematangannya. Penggunaan sinar-sinar radioaktif dapat merangsang produksi ethylene. Pada buah Peach yang disinari dengan sinar gama 600 krad ternyata dapat mempercepat pembentukan ethylene apabila dibeika pada saat pra klimakterik, tetapi penggunaan sinar radioaktif tersebut pada saat klimakterik dapat menghambat produksi ethylene.

Produksi ethylene juga dipengaruhi oleh faktor suhu dan oksigen. Suhu rendah maupun suhu tinggi dapat menekan produk si ethylene. Pada kadar oksigen di bawah sekitar 2 % tidak terbentuk ethylene, karena oksigen sangat diperlukan. Oleh karena itu suhu rendah dan oksigen renah dipergunakan dalam praktek penyimpanan buah-buahan, karena akan dapat memperpanjang daya simpan dari buah-buahan tersebut. Aktifitas ethylene dalam pematangan buah akan menurun dengan turunnya suhu, misalnya pada Apel yang disimpan pada suhu 30 C, penggunaan ethylene dengan konsentrasi tinggi tidak memberikan pengaruh yang jelas baik pada proses pematangan maupun pernafasan. Pada suhu optimal untuk produksi dan aktifitas ethylene pada buah tomat dan apel adalah 320 C, untuk buah-buahan yang lain suhunya lebih rendah.

Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan. Produksi etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan. Etilen dibentuk dari metionin melalui 3 proses :

1. ATP merupakan komponen penting dalam sintesis etilen. ATP dan air akan membuat metionin kehilangan 3 gugus fosfat.

2.      Asam 1-aminosiklopropana-1-karboksilat sintase (ACC-sintase) kemudian memfasilitasi produksi ACC dan SAM (S-adenosil metionin).

3.       Oksigen dibutuhkan untuk mengoksidasi ACC dan memproduksi etilen. Reaksi ini dikatalisasi menggunakan enzim pembentuk etilen.

2.6.            Faktor Yang Mempengaruhi Aktifitas Gas Etilen

Adapun yang mempengaruhi aktifitas etilen yaitu :

1.      Suhu. Suhu tinggi (>35⁰C) tidak terjadi pembentukan etilen. Suhu optimum pembentukan etilen (tomat,apel) 32⁰C, sedangkan untuk buah-buahan yang lain lebih rendah.

2.      Luka mekanis dan infeksi. Buah pecah, memar, dimakan dan jadi sarang ulat

3.      Sinar radioaktif

4.      Adanya O₂ dan CO₂. Bila O₂ diturunkan dan CO₂ dinaikkan maka proses pematangan terhambat. Dan bila keadaan anaerob tidak terjadi pembentukan etilen

5.      Interaksi dengan hormon auxin. Apabila konsentrasi auxin meningkat maka etilen juga akan meningkat

6.      Tingkat kematangan

2.7.            Hubungan Etilen Dengan Respirasi

Pematangan buah-buahan biasanya juga dipercepat dengan menggunakan karbit atau kalsium karbida. Karbit yang terkena uap air akan menghasilkan gas asetilen yang memiliki struktur kimia mirip dengan etilen alami, zat yang membuat proses pematangan di kulit buah. Proses fermentasi berlangsung serentak sehingga terjadi pematangan merata. Proses pembentukan ethilen dari karbit adalah sebagai berikut :

CaC2 + 2 H2O → C2H2 + Ca(OH)2.

Dengan penambahan karbit pada pematangan buah menyebabkan konsentrasi ethilen menjadi meningkat. Hal tersebut menyebabkan kecepatan pematangan buah pun bertambah. Semakin besar konsentrasi gas ethilen semakin cepat pula proses stimulasi respirasi pada buah. Hal ini disebabkan karena ethilen dapat meningkatkan kegiatan-kegiatan enzim karatalase, peroksidase, dan amilase dalam buah. Selain itu, ethilen dapat menghilangkan zat-zat serupa protein yang menghambat pemasakan buah. Respirasi merupakan proses pemecahan komponen organik (zat hidrat arang, lemak dan protein) menjadi produk yang lebih sederhana dan energi. Aktivitas ini ditujukan untuk memenuhi kebutuhan energi sel agar tetap hidup.

Kecepatan respirasi merupakan indeks yang baik untuk menentukan umur simpan komoditi panenan. Intensitas respirasi merupakan ukuran kecepatan metabolisme dan seringkali digunakan sebagai indikasi umur simpan. Suatu proses respirasi yang kecepatannya tinggi biasanya dihubungkan dengan umur simpan yang pendek. Keadaan ini juga dapat menunjukkan kecepatan penurunan mutu komoditi simpanan dan nilai jual (harga). Respirasi merupakan suatu proses komplek yang dipengaruhi atau diatur oleh sejumlah faktor. Mempelajari faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi penting artinya untuk penanganan dan penyimpanan komoditi panenan.

2.8.            Dampak Gas Etilen

1.      Mempercepat senensen dan menghilangkan warna hijau pada buah seperti mentimun dan sayuran daun

2.      Mempercepat pemasakan buah selama penanganan dan penyimpanan

3.       “Russet spoting” pada selada

4.      Pembentukan rasa pahit pada wortel

5.      Pertunasan kentang

6.      Gugurnya daun (kol bunga, kubis, tanaman hias)

7.      Pengerasan pada asparagus

8.      Mempersingkat masa simpan dan mengurangi kualitas bunga

9.      Gangguan fisiologis pada tanaman umbi lapis yang berbunga

10.  Pengurangan masa simpan buah dan sayuran

BAB III

PENUTUP

3.1.       Kesimpulan

Dari pembahasan makalah ini, maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut :

1.      Hormon Gas Etilen adalah hormon yang berupa gas yang dalam kehidupan tanaman aktif dalam proses pematangan buah

2.      Fungsi utama dari gas etilen sendiri adalah berperan dalam proses pematangan buah. Tapi, selain itu ada fungsi lain dari gas etilen yaitu : mengakhiri masa dormansi, merangsang pertumbuhan akar dan batang, pembentukan akar adventif

3.      Di dalam proses fisiologis, ethylene mempunyai peranan penting. Wereing dan Phillips (1970) telah mengelompokan pengaruh ethylene dalam fisiologi tanaman sbb: mendukung respirasi climacteric dan pematangan buah, mendukung epinasti.

4.      Biosintesis ethylen terjadi di dalam jaringan tanaman yaitu terjadi perubahan dari senyawa awal asam amino methionine atas bantuan cahaya dan FMN ( Flavin Mono Nucleotida ) menjadi methionil

5.      Etilen diproduksi oleh tumbuhan tingkat tinggi dari asam amino metionin yang esensial pada seluruh jaringan tumbuhan. Produksi etilen bergantung pada tipe jaringan, spesies tumbuhan, dan tingkatan perkembangan

6.      Faktor Yang Mempengaruhi Aktifitas Gas Etilen Suhu, Luka mekanis dan infeksi, Sinar radioaktif, Adanya O₂ dan CO₂, Interaksi dengan hormon auxin, Tingkat kematangan

7.      Respirasi merupakan suatu proses komplek yang dipengaruhi atau diatur oleh sejumlah factor.

8.      Dampak etilen yaitu : Mempercepat senensen dan menghilangkan warna hijau pada buah seperti mentimun dan sayuran daun

3.2.       Saran

Kami menyadari banyaknya kekurangan dari makalah ini, sehingga kami menerima kritik dan saran baik dari mahasiswa ataupun Bapak/Ibu Dosen pengampu mata kuliah fisiologi tumbuhan, agar makalah kami ini bisa lebih baik. Terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA