KAJIAN PENGARUH PEMBERIAN SITOKININ TERHADAP PERTUMBUHAN TANAMAN Zaki Ismail Fahmi (PBT Ahli Pertama) Balai Besar Perbenihan dan Proteksi Tanaman Perkebunan Surabaya I. Pendahuluan Konsep zat pengatur tumbuh diawali dengan konsep hormon tanaman. Hormon tanaman adalah senyawa-senyawa organik tanaman yang dalam konsentrasi yang rendah mempengaruhi proses-proses fisiologis. Prosesproses fisiologis ini terutama tentang proses pertumbuhan, differensiasi dan perkembangan tanaman. Proses-proses lain seperti pembukaan stomata, translokasi dan serapan hara dipengaruhi oleh hormon tanaman. Hormon tanaman kadang-kadang juga dikenal dengan fitohormon, tetapi istilah ini lebih jarang digunakan. Dengan berkembangnya pengetahuan biokimia dan dengan majunya industri kimia maka ditemukan banyak senyawa-senyawa yang mempunyai pengaruh fisiologis yang serupa dengan hormon tanaman. Senyawa senyawa sintetik ini pada umumnya dikenal dengan nama zat pengatur tumbuh (ZPT) / (Plant Growth Regulator). Tentang senyawa hormon dan zat pengatur tumbuh, Intan (2008) mencirikannya sebagai berikut : 1. Fitohormon atau hormon tanaman adalah senyawa organik bukan nutrisi yang aktif dalam jumlah kecil (< 1µM) yang disintesis pada bagian tertentu, pada umumnya ditanslokasikan kebagian lain tanaman dimana senyawa tersebut, menghasilkan suatu tanggapan secara biokimia, fisiologis dan morfologis. 2. Zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik bukan nutrisi yang dalam konsentrasi rendah (< 1µM) mendorong, menghambat, atau secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan tanaman. 3. Inhibitor adalah senyawa organik yang menghambat pertumbuhan secara umum dan tidak ada selang konsentrasi yang dapat mendorong pertumbuhan. Ahli biologi tumbuhan telah mengidentifikasikan 5 tipe utama golongan ZPT yaitu auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, dan etilen. Tiap kelompok menghasilkan beberapa pengaruh yaitu kelima kelompok ZPT mempengaruhi pertumbuhan, namun hanya 4 dari 5 kelompok ZPT yang mempengaruhi perkembangan tumbuhan dalam hal differesiasi sel. ZPT tersebut yaitu auksin, giberelin, sitokinin, dan asam absisat. Tulisan ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh pemberian sitokinin terhadap pertumbuhan tanaman. Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 1
II. Sitokinin 2.1. Apa itu Sitokinin? Penemuan sitokinin telah diketahui sebagai suatu zat yang larut dari bagian tanaman, mengandung bahan yang penting untuk merangsang pembelahan sel dalam kultur sel yang diisolasi dari bagian tanaman. F. Skoog menemukan zat yang memberikan efek demikian dari DNA hewan yang kemudian diketahui sebagai 6-furpuril-aminopurin yang selanjutnya disebut kinetin. Senyawa sintetik yang lain seperti 6-benzilaaminopurin diketahui memberikan efek sama dengan kinetin dan diberi nama kinin. Hormon dan senyawa-senyawa yang memberikan pengaruh terhadap pembelahan sel, sekarang disebut sitokinin (Anonim 1, 2013). Sitokinin alami dihasilkan pada jaringan yang tumbuh aktif terutama pada akar, embrio dan buah. Sitokinin yang diproduksi di akar selanjutnya diangkut oleh xilem menuju sel-sel target pada batang (Intan, 2008). Zat pengatur tumbuh yang termasuk golongan sitokinin yaitu kineatin, zeatin, ribosil dan bensil aminopurin (BAP), 2-iP, Thidiazuron (Hendaryono dan Wijayani, 1994 dalam Shiddiqi, et al., 2013). Beberapa macam sitokinin merupakan sitokinin alami (misal : kinetin, zeatin) dan beberapa lainnya sitokinin sintetik yaitu BAP (6-benzilaminopurin) dan 2-iP (Intan, 2008). Sitokinin yang sering digunakan dalam kultur jaringan adalah BAP dan Kinetin (George dan Sherrington, 1984 dalam Nurjanah, 2009). BAP adalah sitokinin yang sering digunakan karena paling efektif untuk merangsang pembentukan tunas, lebih stabil dan tahan terhadap oksidasi serta paling murah diantara sitokinin lainnya (Bhojwani dan Razdan, 1983 dalam Nurjanah, 2009). 2.2. Fungsi Hormon Sitokinin Ahli biologi tumbuhan menemukan bahwa sitokinin dapat meningkatkan pembelahan, pertumbuhan dan perkembangan kultur sel tanaman. Menurut Intan (2008); dan Mahadi (2011), sitokinin mempunyai beberapa fungsi, antara lain : a) Memacu pembelahan sel dalam jaringan meristematik. b) Merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam meristem. c) Mendorong pertumbuhan tunas samping, dominasi apikal dan perluasan daun. d) Menunda penuaan daun. e) Merangsang pembentukan pucuk dan mampu memecah masa istirahat biji (breaking dormancy) serta merangsang pertumbuhan embrio. f) Pada beberapa spesies tumbuhan, peningkatan pembukaan stomata Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 2
g) Etioplas diubah menjadi kloroplas melalui stimulasi sintesis klorofil. h) Sintesis pembentukan protein akan meningkat dengan pemberian sitokinin 2.3. Mekanisme Kerja Sitokinin Pengaruh sitokinin dipengaruhi oleh konsentrasi auksin. Adanya meristem apikal, maka auksin menekan pertumbuhan tunas aksilar. Meristem apikal dibuang, konsentrasi sitokinin meningkat, merangsang pertumbuhan tunas aksilar. Sitokinin berperan dalam menghambat pertumbuhan akar melalui peningkatan konsentrasi etilen. Sitokinin menghambat pembentukan akar lateral melalui pengaruhnya pada sel periskel dan memblok program pengembangan pembentukan akar lateral (Santoso, 2013). Berikut uraian mengenai mekanisme kerja sitokinin (Arnita, 2008) : a. Pengaturan Pembelahan Sel dan Differensiasi Sel Bekerja bersama-sama dengan auksin, sitokinin menstimulasi pembelahan sel dan mempengaruhi lintasan differensiasi. Efek sitokinin terhadap pertumbuhan sel di dalam kultur jaringan, memberikan petunjuk tentang bagaimana jenis ZPT ini berfungsi di dalam tumbuhan. Ketika satu potongan jaringan parenkhim batang dikulturkan tanpa memakai sitokinin, maka sel tersebut tumbuh menjadi besar tetapi tidak membelah. Sitokinin secara mandiri tidak mempunyai efek, tetapi apabila sitokinin diberikan bersama-sama dengan auksin maka sel tersebut dapat membelah. b. Pengaturan Dominansi Apikal Sitokinin, auksin, dan faktor lainnya berinteraksi dalam mengontrol dominansi apikal. Hipotesis yang menerangkan regulasi hormonal pada dominansi apikal, yaitu penghambatan secara langsung, menyatakan bahwa sitokinin dan auksin bekerja secara antagonistis dalam mengatur pertumbuhan tunas aksilar. Sitokinin masuk melalui akar ke dalam sistem tajuk tanaman, akan melawan kerja auksin, dengan mengisyaratkan tunas aksilar untuk mulai tumbuh. Jadi rasio sitokinin dan auksin merupakan faktor kritis dalam mengontrol pertumbuhan tunas aksilar. c. Efek Anti Penuaan Sitokinin dapat menahan penuaan beberapan organ tumbuhan dengan menghambat pemecahan protein, dengan menstimulasi RNA dan sintesis protein, dengan memobilisasi nutrien dari jaringan di sekitarnya. Proses penuaan terjadi karena penguraian protein menjadi asam amino oleh enzim protease, RNA-ase dan DNA-ase. Adanya sitokinin maka kerja enzim-enzim tersebut akan dihambat sehingga umur protein menjadi lebih panjang. Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 3
Salisburry and Ross (1995) dalam Arnita (2008) menyatakan sitokinin mampu memperlambat penuaan daun dengan cara mempertahankan keutuhan membran tonoplas. Bila tidak, protease dari vakuola akan merembes ke sitoplasma dan menghidrolisis protein larut serta membran kloroplas dan mitokondria. Apabila daun yang dibuang dari suatu tumbuhan dicelupkan ke dalam larutan sitokinin, maka daun itu akan tetap hijau lebih lama daripada biasanya. Sitokinin juga memperlambat deteriorasi daun pada tumbuhan utuh. III. Aplikasi Sitokinin Pada Bidang Pertanian Pada metode kultur jaringan, penggunaan auksin dan sitokinin sudah banyak digunakan. Menurut Gunawan (1987) dalam Intan (2008) menyatakan bahwa jika konsentrasi auksin lebih besar daripada sitokinin maka kalus akan tumbuh, dan bila konsentrasi sitokinin lebih besar dibandingkan auksin maka tunas akan tumbuh. Handayani (1999), melakukan penelitian mengenai pengaruh sitokinin dan triakontanol terhadap pertumbuhan sambungan manggis. Sitokinin 2 ppm cenderung nyata meningkatkan jumlah pecah tunas, pertambahan tinggi dan jumlah daun, namun cenderung menghambat pertambahan luas daun. Sedangkan pada pertambahan diameter batang perlakuan tersebut tidak berpengaruh. Setelah berumur 4 tahun, tanaman yang diberikan sitokinin 2 ppm masih menunjukkan tinggi tanaman dan jumlah daun yang lebih baik dibandingkan dengan tanaman lain. Pada penelitin yang dilakukan oleh Riyadi dan Tirtoboma (2004) terhadap embrio somatik kopi arabika, diperoleh hasil induksi terbaik untuk varietas Kartika-1 secara langsung dari kultur daun muda diperoleh pada media MS standar yang diberi 4 mg/l 2,4-D dan dikombinasikan dengan 0,1 mg/l kinetin yang dapat menginduksi seluruh eksplan dalam waktu empat minggu setelah kultur. Penggandaan embrio somatik kopi arabika terbaik diperoleh pada perlakuan 2 mg/l 2,4-D yang dikombinasikan dengan 0,1 mg/l kinetin yang dapat menghasilkan embrio somatik terbanyak dalam waktu enam minggu setelah subkultur. Sugiharto et al., (2007), menyatakan bahwa pada kultur invitro tanaman nilam (Pogostemon cablin Benth.) pemberian sitokinin BAP 1 ppm pada media MS menunjukkan perkembangan yang baik yaitu bisa terbentuk planlet yang sempurna yang sudah memiliki akar, batang dan daun. Pada penelitian yang dilakukan oleh Manurung (2007) pada kultur invitro buah Makasar, pemberian sitokinin BAP dan auksin 2,4-D dengan Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 4
berbagai taraf konsentrasi telah memberikan respon yang berbeda terhadap pertumbuhan eksplan biji buah makasar. Semakin tinggi konsentrasi BAP maupun 2,4 D maka semakin tinggi pula prosentase pembentukan kalus. BAP 1,5 mg/l merupakan konsentrasi yang optimum dalam pertumbuhan biji buah makasar secara invitro untuk tujuan perbanyakan. Pada tanaman Pule pandak, pemberian pupuk organik 5 ton/ha meningkatkan pertumbuhan (jumlah daun), dan hasil (jumlah cabang akar dan diameter akar) dibanding kontrol. Pemberian sitokinin 100 ppm meningkatkan pertumbuhan (jumlah daun, luas daun, berat brangkasan, dan berat tanaman kering) dan hasil pule pandak. Terjadi interaksi antara pupuk organik dan sitokinin terhadap berat brangkasan dan berat akar pule pandak untuk umur 90 HST. Kombinasi pupuk organik 10 ton/ha dan sitokinin 100 ppm memberikan berat basah tajuk dan berat basah akar tertinggi (Arnita, 2008). Pemberian konsentrasi sitokinin BAP yang berbeda pada tunas pucuk jeruk kanci secara invitro, memberikan pengaruh yang berbeda terhadap prosentase eksplan yang mengalami multiplikasi dan saat muncul tunas. Perlakuan BAP pada konsentrasi 2,5 mg/l merupakan perlakuan terbaik terhadap prosentase eksplan yang mengalami multiplikasi saat muncul tunas. Terdapat interaksi yang nyata antara BAP 2,5 mg/l dengan NAA konsentrasi 0,5 dan 1,0 mg/l merupakan interaksi terbaik terhadap prosentase eksplan yang membentuk kalus (Rahmi et al., 2010). Penelitian mengenai pengaruh sitokinin kinetin terhadap tanaman bunga matahari telah dilakukan oleh Lutviana et al., (2011). Hasil penelitian menunjukkan pada kombinasi ZPT NAA 1 mg/l + kinetin 1 mg/l memberikan hasil terbaik dalam menginduksi terbentuknya kalus dari eksplan kotiledon tanaman Helianthus annus L. yaitu dengan rata-rata berat basah kalus tertinggi sebesar 0,76620 ± 0,38226 gram. IV. Penutup Secara umum sitokinin mempengaruhi pertumbuhan, pengaturan pembelahan sel, dan pemanjangan sel. Konsentrasi sitokinin dan auksin yang seimbang merupakan hal yang sangat penting dalam pertumbuhan tanaman. ZPT sitokinin memiliki interaksi dengan auksin dengan perbandingan tertentu. Interaksi antagonis antara auksin dan sitokinin merupakan salah satu peranan dalam mengatur derajat pertumbuhan akar dan tunas. Penggunaan zat pengatur tumbuh dengan konsentrasi yang tepat akan menaikkan hasil, sedangkan pada konsentrasi yang tinggi dapat menghambat pertumbuhan, meracuni bahkan mematikan tanaman. Keberhasilan aplikasi zat pengatur tumbuh ditentukan oleh beberapa faktor, Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 5
diantaranya adalah konsentrasi yang digunakan harus tepat, metode pemberian pada tanaman, waktu pemberian yang tepat, dan kombinasi ZPT yang digunakan. Perlu adanya uji coba aplikasi sitokinin dengan konsentrasi di luar taraf perlakuan dengan teknik aplikasi yang lebih efektif untuk mendapatkan pertumbuhan dan hasil tanaman komoditas perkebunan. DAFTAR PUSTAKA Anonim 1. 2013. Hormon Tumbuhan (Auksin, Giberelin, Sitokinin, Etilen, Asam Absisat). http://zonabawah.blogspot.com. Diakses Pada Tanggal 6 Nopember 2013. Arnita, R. 2008. Pengaruh Konsentrasi Sitokinin dan Takaran Pupuk Organik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Pule Pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. Ex Kurz). Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Sebelas Maret. Surakarta. Handayani, I. 1999. Pengaruh Konsentrasi Sitokinin dan Triakontanol Pada Pertumbuhan Manggis (Garcinia mangostana L.) Hasil Penyambungan. Skripsi. Jurusan Budidaya Pertanian. Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. 53 hal. Intan, R, D, A. 2008. Peranan dan Fungsi fitohormon Bagi Pertumbuhan Tanaman. Makalah. Fakultas Pertanian. Universitas Pajajaran. 43 hal. Kurniati, L, F. Pengaruh Konsentrasi Zat Pengatur Tumbuh NAA dan BAP Terhadap Pertumbuhan Biji Dendrobium capra J. J. Smith Secara Invitro. Lutviana, A, Y Sri Wulan M, dan Edy S, W, U. 2012. Pengaruh Zat Pengatur Tumbuh dan NaCl terhadap Pertumbuhan Kalus Kotiledon Tanaman Bunga Matahari (Helianthus annus L.). Mahadi, I. 2011. Pematahan Dormansi Biji kenerak (Goniothalamus umbrosusu) Menggunakan hormon 2,4-D dan BAP Secara Mikropropagasi. Sagu. Maret 2011. Vol.10 No.1:20-23. Manurung, L, Y, S. 2007. Pengaruh Auksin (2,4-D) dan Sitokinin (BAP ) Dalam Kultur Invitro Buah Makasar (Brucea javanica (L.) Merr.). Departemen Konservasi Sumberdaya Hutan dan Ekowisata. Fakultas Kehutanan. Institut Pertanian Bogor. Nurjanah, E. 2009. Pengaruh Kombinasi NaCl dan ZPT IBA Pada Media MS Terhadap Pertumbuhan Galur Mutan Padi Secara Invitro. Skripsi. Prodi Biologi. Fakultas Islam Negeri Syarif Hidayatullah. Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 6
Rahmi, I, Irfan, S, Tamsil B. 2010. Pengaruh Pemberian Beberapa Konsentrasi BAP dan NAA Terhadap Multiplikasi Tunas Pucuk Jeruk Kanci (Citrus sp.) Secara In Vitro. Jerami Volume 3 No. 3, September-Desember. Hal 210-219. Riyadi, I dan Tirtoboma. 2004. Pengaruh 2,4-D terhadap Induksi Embrio Somatik Kopi Arabika. Buletin Plasma Nutfah Vol.10 No.2.hal 42-49. Santoso, B, B. 2013. Zat Pengatur Tumbuh Dalam Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. Universitas Sam Ratulangi. Shiddiqi, U, A, Murniati, Sukemi, I, S. 2013. Pengaruh Pemberian Zat Pengatur Tumbuh Terhadap Pertumbuhan Bibit Stum Mata Tidur Tanaman. Fakultas Pertanian Universitas Riau. Sugiharto, B, Triastuti, R, Mukkhiissul, F. 2007. Propagasi Tanaman Nilam (Pogostemon cablin Benth.) Secara In Vitro Dengan Kombinasi Sitokinin dan Auksin 2,4 D. MIPA, Vol. 17 No. 1 Januari 2007 : 39-47. Kajian Pengaruh Pemberian Sitokinin Terhadap Pertumbuhan Tanaman -------------------------------------- 7