Apa fungsi auksin pada tanaman?

Salah satu zat pengatur di dalam tanaman adalah auksin.
Apa fungsi auksin pada tanaman?

Auksin disintesis di meristem apical batang dan akar, primordial daun, daun mudaserta biji yang sedang tumbuh, ditransport melalui sumbu tubuh ke bagian lam dengan cara sel ke sel.

Indol asam asetat (IAA) merupakan senyawa utama auksin. Senyawa yang merupakan prekursor IAA mampu menunjukkan aktivitas auksin. Auksin sering dijumpai dalam jaringan dalam bentuk konjugasi dengan gula atau asam amino, sehingga aktivitasnya rendah meskipun kadarnya tinggi. Proses pertumbuhan yang diatur oleh auksin antara lain:

  1. pembesaran sel dan pemanjangan batang
  2. pembelahan sel pada kambium
  3. mengatur diferensiasi floem dan xilem
  4. pembentukan akar pada stek dan pembentukan akar cabang
  5. dominansi apical
  6. menunda penuaan pada daun
  7. perkembangan bunga dan buah.

Proses fisiologi yang diatur oleh auksin sering dikacaukan oleh interaksinya dengan etilen. Diketahui bahwa pada konsentrasi tinggi auksin bersifat menghambat pertumbuhan. Hal itu diduga sebagai akibat pacuan auksin pada sintesis etilen, sehingga terjadi hambatan.

Istilah auksin diberikan pada sekelompok senyawa kimia yang memiliki fungsi utama mendorong pemanjangan kuncup yang sedang berkembang. Beberapa auksindihasikan secara alami oleh tumbuhan, misalnya :

  • IAA (indoleacetic acid),
  • PAA (Phenylacetic acid),
  • 4-chloroIAA (4-chloroindole acetic acid) dan
  • IBA (indolebutyric acid) dan
  • beberapa lainnya merupakan auksin sintetik, misalnya NAA (napthalene acetic acid), 2,4 D (2,4 dichlorophenoxyacetic acid) dan MCPA (2-methyl-4 chlorophenoxyacetic acid).

Istilah auksin juga digunakan untuk zat kimia yang meningkatkan perpanjangan koleoptil; walaupun demikian, auksin pada kenyataannya mempunyai fungsi ganda pada Monocotyledoneae maupun pada Dicotyledoneae. Auksin alami yang berada di dalam tumbuhan, adalah asam indol asetat (IAA=Indol Asetic Acid), akan tetapi, beberapa senyawa lainnya, termasuk beberapa sintetisnya, mempunyai aktivitas seperti auksin.

Nama auksin digunakan khususnya terhadap IAA. Walaupun auksin merupakan hormon tumbuhan pertama yang ditemukan, namun masih banyak yang harus dipelajari tentang transduksi sinyal auksin dan tentang regulasi biosintesis auksin. Kenyataan sekarang mengemukakan bahwa auksin diproduksi dari asam amino triptopan di dalam ujung tajuk tumbuhan.

Pengaruh IAA terhadap pertumbuhan batang dan akar tanaman kacang kapri. Kecambah yang diberi perlakuan IAA menunjukkan pertambahan tinggi yang lebih besar (kanan) dari tanaman kontrol (kurva hitam). Tempat sintesis utama auksin pada tanaman yaitu di daerah meristem apikal tunas ujung. IAA yang diproduksi di tunas ujung tersebut diangkut ke bagian bawah dan berfungsi mendorong pemanjangan sel batang. IAA mendorong pemanjangan sel batang hanya pada konsentrasi tertentu yaitu 0,9 g/l. Di atas konsentrasi tersebut IAA akan menghambat pemanjangan sel batang.

Pengaruh menghambat ini kemungkinan terjadi karena konsentrasi IAA yang tinggi mengakibatkan tanaman mensintesis ZPT lain yaitu etilen yang memberikan pengaruh berlawanan dengan IAA. Berbeda dengan pertumbuhan batang, pada akar, konsentrasi IAA yang rendah (<10-5 g/l) memacu pemanjangan sel-sel akar, sedangkan konsentrasi IAA yang tinggi menghambat pemanjangan sel akar.

Sehingga dapat disimpulkan :

  1. Pemberian ZPT yang sama tetapi dengan konsentrasi yang berbeda menimbulkan pengaruh yang berbeda pada satu sel target.
  2. Pemberian ZPT dengan konsentrasi tertentu dapat memberikan pengaruh yang berbeda pada sel-sel target yang berbeda.

Gambar 1 . Transportasi Auksin Polar : Suatu Model Khemiosmosis
Sumber : Campbell dan Reece, 2002 : 809

Keterangan Gambar 1 :

  1. Pada saat auksin menemui lingkungan yang asam dari dinding sel, molekulnya akan mengikat ion hydrogen (H+) sehingga menjadi bermuatan netral.
  2. Sebagai suatu molekul netral yang berukuran relatif kecil, auksin melintas melalui membran plasma.
  3. Pada bagian sebelah dalam sel, pH lingkungan sebesar 7, menyebabkan auksin berionisasi menjadi auksin bermuatan negatif dan ion H+. Pada waktu yang singkat ini, hormon berada di dalam sel, karena membran plasma lebih permeabel terhadap ion, daripada terhadap molekul yang netral, dengan ukuran yang sama.
  4. Pemompaan proton yang dikendalikan ATP, mengatur perbedaan pH antara di sebelah dalam sel dengan di sebelah luar sel.
  5. Auksin dapat ke luar dari sel, hanya pada bagian basal sel, tempat protein karier spesifik terpasang di dalam membran (protein pembawa auksin).
  6. Pemompaan proton, berperan terhadap aliran auksin ini, dengan cara membuat suatu potensial membran (tekanan) melewati membran, yang membantu transportasi anion auksin ke luar dari sel.

###Peranan Auksin

####1. Auksin Di Dalam Perpanjangan Sel

Meristem tunas apikal adalah tempat utama sintesis auksin. Pada saat auksin bergerak dari ujung tunas ke bawah ke daerah perpanjangan sel, maka hormon auksin mengstimulasi pertumbuhan sel, mungkin dengan mengikat reseptor yang dibangun di dalam membran plasma.

Auksin akan menstimulasi pertumbuhan hanya pada kisaran konsentrasi tertentu; yaitu antara : 10-8 M sampai 10-4 M. Pada konsentrasi yang lebih tinggi; auksin akan menghambat perpanjangan sel, mungkin dengan menginduksi produksi etilen, yaitu suatu hormon yang pada umumnya berperan sebagai inhibitor pada perpanjangan sel.

Berdasarkan suatu hipotesis yang disebut hipotesis pertumbuhan asam (acid growth hypothesis), pemompaan proton membran plasma memegang peranan utama dalam respon pertumbuhan sel terhadap auksin. Di daerah perpanjangan tunas, auksin menstimulasi pemompaan proton membran plasma, dan dalam beberapa menit; auksin akan meningkatkan potensial membran (tekanan melewati membran) dan menurunkan pH di dalam dinding sel (Gambar 2).

Gambar 2 . Perpanjangan Sel sebagai Respon terhadap Auksin : Hipotesis Pertumbuhan Asam (Acid Growth Hypothesis).
Sumber : Campbell dan Reece, 2002 : 810

Pengasaman dinding sel ini, akan mengaktifkan enzim yang disebut ekspansin; yang memecahkan ikatan hidrogen antara mikrofibril sellulose, dan melonggarkan struktur dinding sel. Ekspansin dapat melemahkan integritas kertas saring yang dibuat dari sellulose murni.

Penambahan potensial membran, akan meningkatkan pengambilan ion ke dalam sel, yang menyebabkan pengambilan air secara osmosis. Pengambilan air, bersama dengan penambahan plastisitas dinding sel, memungkinkan sel untuk memanjang.

Auksin juga mengubah ekspresi gen secara cepat, yang menyebabkan sel dalam daerah perpanjangan, memproduksi protein baru, dalam jangka waktu beberapa menit. Beberapa protein, merupakan faktor transkripsi yang secara menekan ataupun mengaktifkan ekspresi gen lainnya.

Untuk pertumbuhan selanjutnya, setelah dorongan awal ini, sel akan membuat lagi sitoplasma dan bahan dinding sel. Auksin juga menstimulasi respon pertumbuhan selanjutnya.

####2. Auksin dalam Pembentukan Akar Lateral dan Akar Adventif

Auksin digunakan secara komersial di dalam perbanyakan vegetatif tumbuhan melalui stek. Suatu potongan daun, maupun potongan batang, yang diberi serbuk pengakaran yang mengandung auksin, seringkali menyebabkan terbentuknya akar adventif dekat permukaan potongan tadi.

Auksin juga terlibat di dalam pembentukan percabangan akar. Beberapa peneliti menemukan bahwa dalam mutan Arabidopsis, yang memperlihatkan perbanyakan akar lateral yang ekstrim ternyata mengandung auksin dengan konsentrasi 17 kali lipat dari konsentrasi yang normal.

####3. Auksin Sebagai Herbisida

Auksin sintetis, seperti halnya 2,4-dinitrofenol (2,4-D), digunakan secara meluas sebagai herbisida tumbuhan. Pada Monocotyledoneae, misalnya : jagung dan rumput lainnya dapat dengan cepat menginaktifkan auksin sintetik ini, tetapi pada Dicotyledoneae tidak terjadi, bahkan tanamannya mati karena terlalu banyak dosis hormonalnya. Menyemprot beberapa tumbuhan serialia ataupun padang rumput dengan 2,4-D, akan mengeliminir gulma berdaun lebar seperti dandelion.

####4. Efek Lainnya Dari Auksin

Selain untuk menstimulasi perpanjangan sel dalam pertumbuhan primer; auksin juga mempengaruhi pertumbuhan sekunder, termasuk pembelahan sel di dalam kambium pembuluh, dan dengan mempengaruhi differensiasi xylem sekunder.

Biji yang sedang berkembang mensintesis auksin, untuk dapat meningkatkan pertumbuhan buah di dalam tumbuhan. Auksin sintetik yang disemprotkan ke dalam tanaman tomat anggur akan menginduksi perkembangan buah tanpa memerlukan pollinasi. Hal ini memungkinkan untuk menghaslkan tomat tanpa biji, melalui substitusi auksin sintetik, pada auksin yang disintetis secara normal, pada biji yang sedang berkembang.