MAKALAH
(Mata Kuliah Fisiologi Tumbuhan)



Oleh :
Eko Oganda Putra 0643024017
Nurleni kurniawati 0643024039
Titin sprihatin 0443024037
Ratna Noviyanti 0313024032





PENDIDIKAN BIOLOGI
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS LAMPUNG
2010



KATA PENGANTAR


Puji syukur kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayahNya lah kami dapat menyelesaikan tugas makalah ini dengan judul “Fotoperiodisme Dan Vernalisasi”. Kami menyadari bahwa makalah ini masih banyak kesalahan dan kekurangan, untuk itu kami mengharapakan kritik dan saran yang bersifat membangun demi perbaikan makalah ini.
Terima kasih penulis mengucapkan kepada ibu Neni Hasnunidah sebagai dosen mata kuliah Fisiologi Tumbuhan yang telah banyak memberikan masukan kepada penulis, kami ucapkan kepada pihak-pihak yang mendukung kami atas terselesainya makalah ini.
Akhirnya kami berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kami khususnya sebagai penulis dan bagi orang lain selaku pembaca.


Bandar Lampung, 22 Mei 2010

Penulis








I. PENDAHULUAN


I.1 Latar Belakang
Salah satu proses perkembangan yang harus tepat waktu adalah proses pembungaan. Tumbuhan tidak boleh berbunga terlalu cepat sebelum organ-organ penunjang lainnya siap, misalnya sebelm akar dan daun lengkap. Sebaliknya tumbuhan tidak boleh berbunga terlambat, sehingga buah tumbuhan tidak sempurna keburu musim dingin dating. Kejadian tersebut penting artinya bagi tumbuhan yang hidup di daerah 4 musim, sehingga mereka harus benar-benar dapat memanfaatkan saat yang tepat untuk melakukan perkembangaan nya. Tmbuhan semusim (annual plant) harus memanfaatkan waktu diantara musim dingin. Tumbuhan dua musim (biennial plant) pada musim pertama menghasilkan organ-organ persediaan makanan di dalam tanah, dan pada musim berikutnya melakukan pertumbuhan yang di akhiri dengan pembungaan. Tumbuhan menahun (perennial plant) akan menghentikan pertumbuhan dan perkembangan (dorman) pada musim dingin, berbunga pada musim berikutnya agar cukup waktu bagi buah untuk berkembang dan matang sebelum atau di awal musim gugur.

Faktor lingkungan merupakan faktor yang sangat erat berhubungan kehidupan tanaman, yang akan mempengaruhi proses-proses fisiologi dalam tanaman. Semua proses fisiologi akan dipengaruhi oleh suhu dan beberapa proses akan tergantung dari cahaya. Penyinaran cahaya terhadap tanaman merupakan salah satu faktor eksternal yaitu faktor dari luar yang mempengaruhi pembungaan (Natania, 2008).

Kejadian musiman sangat penting dalam siklus kehidupan sebagian besar tumbuhan. Perkecambahan biji, pembungaan, permulaan dan pengakhiran dormansi tunas merupakan contoh-contoh tahapan dalam perkembangan tumbuhan yang umumnya terjadi pada waktu spesifik dalam satu tahun. Stimulus lingkungan yang paling sering digunakan oleh tumbuhan untuk mendeteksi waktu dalam satu tahun adalah fotoperiode, yaitu suatu panjang relative malam dan siang. Respons fisologis terhadap fotoperiode, seperti pembungaan, disebut fotoperiodisme (photoperiodism) (Campbell, dkk., 1999).

Penemuan fotoperiodisme merangsang banyak sekali ahli fisiologi tanaman untuk mengadakan penyelidikan tentang proses itu lebih jauh dalam usahanya untuk menentukan mekanisme aksi. Mereka segera menemukan bahwa istilah hari pendek dan hari panjang merupakan salah kaprah (misnomer). Interupsi periode hari terang dengan interval kegelapan tidak mempunyai efek mutlak pada proses pembungaan (Natania, 2008).

1.2 Tujuan

Tujuan dari makalah ini adalah agar

a. Mahasiswa mampu menjelaskan konsep dasar dan istilah jam biologi.
b. Mahasiswa mampu menjelaskan mekanisme kerja jam biologi
c. Mahasiswa mampu menjelaskan mekanisme fotoperiodisme
d. Mahasiswa mampu menjelaskan peran fitokrom dalam fotoperiodisme
e. Mahasiswa mampu menguraikan mekanisme vernalisasi

















II. ISI


C. FOTOPERIODISME

Fotoperodisme adalah respon tumbuhan terhadap lamanya penyinaran ( panjang pendeknya hari) yang dapat merangsang pembungaan. Garner dan Alard (1920) menyebutkan Maryland Mammoth adalah tumbuhan hari Pendek (short day plant), karena tumbhan ini nyatanya memerlukan suatu periode terang yang lebih pendek di banding dengan panjang siang hari yang kritis untuk pemrbungaan. Krisan, poinsettia, dan beberapa varietas kacang kedelai merupakan contoh tumbuhan hari pendek yang pada mumnya berbunga pada akhir musim panas, musim gugur, atau musim dingin. Kelompok lain yang bergantung pada fotoperiode hanya akan berbunga ketika periode terang lebih lama beberapa jam. Tumbuhan hari panjang (long day plant) ini umumnya berbunga pada akhir musim semi atau awal musim panas. Bayam, misalnya, ketika panjang siang hari 14 jam ata lebih lama. Lobak, dam selada, iris, dan banyak varietas sereal lain merupakan tumbuhan hari panjang. Perbungaan pada kelompok ke tiga, yaitu tumbuhan hari netral, tidak dipengaruhi oleh fotoperiode. Tomat, padi, dan dandelion adalah contoh tmbuhan hari netral (day neutral plant) yang berbunga ketika mereka mencapai tahapan pematangan tertentu, tanpa memperdlikan panjang siang hari pada waktu itu.
Panjang malam kritis. Pada tahun 1940-an peneliti menemkan bahwa sesungguhnya panjang malamlah, bukan panjang siang hari, yang mengotrol perbungaan dan respons lainnya terhadap fotoperiode. Banyak saintis ini bekerja dengan cocklebur, yaitu suatu tmbuhan hari pendek yang berbunga hanya ketika panjang siang hari 16 jam ata lebih pendek (dan panjangnya malam paling tidak 8 jam). Jika bagian siang hari fotoperiode disela dengan pemaparan singkat terhadap kegelapan, tidak ada pengaruh pada perbungaan. Namun, jika bagian malam atau periode gelap dari fotoperiode disela dengan beberapa menit penerangan cahaya redup, tumbuhan tersebut tidak akan berbunga.
GAMBAR
Coklebur memerlukan paling tidak 8 jam kegelapan secar terus menerus supaya dapat berbunga. Tumbuhan hari pendek sesungguhnya adalah tumbuhan malam panjang, tetapi istilah yang lebih kuno tersebut tertanam kuat dalam jargon fisiologi tumbuhan. Tmbuhan hari panjang sesungguhnya tumbuhan malam pendek ; apabila ditanam pada fotoperiode malam panjang yang biasanya tidak menginduksi perbungaan, tmbuhan hari panjang akan berbunga jika periode kegelapan terus menerus diperpendek selama beberapa menit dengan pemberian cahaya.
Dengan demikian, respon fotoperiode tergantung pada suatu panjang malam kritis. Tumbuhan hari pendek akan berbunga jika durasi malam hari lebih lama di banding dengan panjang kritis (8 jam untuk cocklebur); tumbuhan hari panjang akan berbunga ketika malam hari lebih pendek disbanding dengan panjang malam kritis. Industry penanaman bunga telah menerapkan pengatahuan ini untuk menghasilkan bunga diluar musimnya. Chrythemum misalnya adalah tumbuhan hari pendek yang biasanya berbunga pada musim gugur, tetapi perbungaannya dapat ditunda sampai hari ibu (amerika serikat, red) pada bulan mei dengan cara menyela setiap malam panjang dengan seberkas cahaya, yang mengubah satu malam panjangmenjadi malam pendek.
Apakah ada suatu hormone perbungaan? Tunas menghasilkan bunga, tetapi mendeteksi fotoperiode. Pada banyak spesies tumbuhan hari pendek atau tumbuhan hari panjang, perbungaan cukup diinduksi dengan memaparkan sebuah daun tunggal terhadap fotoperiode yang tepat. Sesungguhnya meskipun hanya satu daun dibiarkan bertaut pada tumbuhan, fotoperiode akan tetap terdeteksi dan tunas bunga akan diindksi. Namun, jika semua daun dibuang tumbuhan akan buta terhadap fotoperiode. Pada kenyataannya, beberapa pesan untuk berbunga diangkut dari daun ke tunas bunga. Sebagian besar ahli fisiologi tumbuhan yakin bahwa tumbuhan ini adalah sebuah hormon atau perbahan konsentrasi relatif dua atau lebih hormon.
GAMBAR
Sinyal untuk bunga yang berjalan dari daun ketunas bnga kelihatannya sama pada tumbuhan hari pendek dan tumbuhan hari panjang, meskipun kedua kelompok tumbuhan tersebut berbeda dalam hal kondisi fotoperiodik yang diperlukan daun untuk mengirim sinyal tersebut.
Transmisi meristem dari pertumbuhan vegetative sampai ke perbungaan. Apapun kombinasi petunjuk lingkungan (seperti fotoperiode) dan sinyal internal (seperti hormon) yang diperlukan untk perbungaan, hasilnya adalah transmisi meristem tunas dari keadaan vegetatif menjadi satu keadaan perbungaan. Transisi ini memerlukan perubahan ekspresi gen-gen yang mengatur pembentukan pola. Gen identitas meristem yang menentukan bahwa tunas akan membentuk bunga terlebih dahulu dan bukan membentuk tunas vegetatif, harus diaktifkan (di-on-kan) terlebih dahulu. Kemudian gen identitas organ-organ bunga kelopak bunga, mahkota bunga, benang sari dan putik -diaktifkan pada daerah meristem yang tepat. Penelitian mengenai perkembangan bunga sedang berkembang pesat, yang bertujuan untuk mengidentifikasi jalur transduksi sinyal yang menghubungkan petunjuk-petunjuk seperti fotoperiode dan perubahan hormonal dengan ekspresi gen yang diperlukan untuk perbungaan.
D. FITOKROM
Fitokrom adalah reseptor cahaya, suatu pigmen yang digunakan oleh tumbuhan untuk mencerap (mendeteksi) cahaya. Sebagai sensor, ia terangsang oleh cahaya merah dan infra merah Infra merah bukanlah bagian dari cahaya tampak oleh mata manusia namun memiliki panjang gelombang yang lebih besar daripada merah.
Fitokrom ditemukan pada semua tumbuhan. Molekul yang serupa juga ditemukan pada bakteri. Tumbuhan menggunakan fitokrom untuk mengatur beberapa aspek fisiologi adaptasi terhadap lingkungan, seperti fotoperiodisme (pengaturan saat berbunga pada tumbuhan), perkecambahan, pemanjangan dan pertumbuhan kecambah (khususnya pada dikotil), morfologi daun, pemanjangan ruas batang, serta pembuatan (sintesis) klorofil.
Secara struktur kimia, bagian sensor fitokrom adalah suatu kromofor dari kelompok bilin (jadi disebut fitokromobilin), yang masih sekeluarga dengan klorofil atau hemoglobin (kesemuanya memiliki kerangka heme). Kromofor ini dilindungi atau diikat oleh apoprotein, yang juga berpengaruh terhadap kinerja bagian sensor. Kromofor dan apoprotein inilah yang bersama-sama disebut sebagai fitokrom.

Gambar struktur fitokrom
Penelitian rintisan terhadap pengaruh cahaya merah dan merah jauh terhadap pertumbuhan tumbuhan antara 1940-1960 dilakukan oleh Sterling Hendricks dan Harry Borthwick dari Pusat Penelitian Pertanian Beltsville di Maryland, dengan menggunakan spektrograf dari bahan-bahan sisa Perang Dunia Kedua. Dari hasilnya diketahui bahwa cahaya merah memacu perkecambahan dan memicu tanggap untuk pembungaan. Lebih lanjut, cahaya merah jauh berpengaruh sebaliknya terhadap pengaruh cahaya merah. Penelitian lanjutan menunjukkan bahwa bagian yang peka terhadap rangsang cahaya ini berada di daun.
Pr
Penyerapan spektrum cahaya oleh Pr dan Pfr memilki karakteristik seperti pada gambar :