Giberelin adalah salah satu kelompok hormon tanaman dan jamur yang terjadi pada biji, daun muda, dan akar. Sementara perannya dalam pengembangan jamur tidak dipahami dengan jelas, itu telah dipelajari secara ekstensif pada tumbuhan. Giberelin merupakan salah satu dari 5 kelompok utama hormon tumbuhan, yang lainnya adalah auksin, sitokinin, etilena dan asam absisat.

Giberelin pada awalnya dimurnikan dan diidentifikasi oleh para ilmuwan Jepang yang mempelajari penyakit padi jamur pada tahun 1930-an. Pada akhir dekade, mereka telah mengekstraksi giberelin dari jamur yang menyerang tanaman padi.

Setelah menerapkan larutan giberelin yang diekstraksi untuk tanaman sehat, mereka melihat itu memiliki efek yang sama. Tes lebih lanjut di Amerika Serikat pada tahun 1940-an dan 50-an mengungkapkan lebih banyak fungsi giberelin. Giberelin memiliki kemampuan untuk mengatasi dormansi dalam biji, memperpanjang panjang sel dan mendorong pembelahan, dan bahkan memiliki peran hormonal dan sinyal dalam proses buah dan penuaan.

Fungsi giberelin

Perkecambahan biji

Benih kering yang tidak aktif, dan dengan demikian sedikit atau tidak ada aktivitas metabolik dapat terjadi. Ini memungkinkan benih untuk tetap tidak aktif selama jangka waktu yang panjang. Sebagian besar benih, setelah bertahan hidup di musim dingin, terkena hujan di musim hujan. Air ini akan membuat jenuh benih, dan memungkinkan proses metabolisme untuk dilanjutkan. Giberelin adalah hormon penting dalam proses ini.

Ketika embrio mulai tumbuh, ia membutuhkan akses ke lebih banyak energi. Embrio melepaskan molekul giberelin, yang menuju lapisan aleuron, yang mengelilingi endosperm. Endosperm adalah sejumlah besar sel yang menyimpan pati, lemak, dan protein untuk embrio yang sedang berkembang. Lapisan aleuron, setelah menerima sinyal dari molekul giberelin, mulai memproduksi enzim untuk mencerna endosperm dan memberikan nutrisi pada embrio yang sedang tumbuh.

Molekul giberelin bertindak pada beberapa jalur, yang sebagian besar meningkatkan transkripsi DNA untuk gen tertentu yang menghasilkan enzim yang dibutuhkan. Lapisan aleuron melepaskan enzim amilase, yang akan mengubah molekul pati menjadi glukosa. Glukosa adalah sumber energi utama untuk embrio yang sedang tumbuh, dan belum tumbuh, sehingga tidak dapat menghasilkan glukosa melalui fotosintesis.

Molekul giberelin juga merangsang produksi dan pelepasan protease, yang dirancang untuk memecah protein menjadi asam amino, dan lipase, yang memecahkan molekul lipid seperti lemak dan minyak. Bersama-sama, enzim-enzim ini mencerna endosperm dan memungkinkan embrio tumbuh dengan cepat.

Pemanjangan Batang dan Fungsi Lain

Setelah tanaman telah tumbuh melewati permukaan tanah, endosperm sudah lama hilang. Tumbuhan sekarang harus mengandalkan fotosintesis untuk makanan. Namun, peran giberelin tidak berhenti pada benih. Giberelin bertanggung jawab untuk banyak aspek pengembangan tanaman. Selanjutnya, tanaman menghasilkan banyak bentuk molekul giberelin, yang bertindak pada bagian yang berbeda dari tanaman. Pada gambar di bawah ini, Anda dapat melihat efek spesifik dari giberelin yang diterapkan pada tanaman.

Pengaruh Giberelin

Di nomor 1, tidak ada giberelin yang diterapkan. Tanaman 2 dan 3 keduanya memiliki giberelin diterapkan, dengan tanaman 3 menerima dosis tertinggi. Giberelin di sini mendorong tanaman untuk menambah panjang ruasnya, atau jarak antara daunnya.

Di banyak tanaman, pengaturan giberelin adalah proses alami yang penting yang mengatur tinggi badan mereka karena proses ini. Pada tingkat sel, giberelin mempengaruhi keseimbangan protein. Dengan demikian, ia mendorong pertumbuhan sel dan pemanjangan pada batang dan antara cabang.

Pada beberapa spesies tanaman, giberelin terlibat dalam banyak proses. Ini termasuk berbunga, berbuah, dan senescence, atau kematian alami daun dan bagian tanaman lainnya. Menariknya, banyak gen yang mengatur dan mengatur kadar gibberellin dipengaruhi oleh suhu. Jadi, ketika suhu berubah selama perubahan musiman, tanaman bereaksi terhadap hal ini ketika kadar gibberellin berubah. Ini memulai banyak proses seperti berbunga dan berbuah.

Molekul giberelin terlibat dan berinteraksi dengan hormon tanaman lainnya. Tingkat auksin, misalnya secara langsung berkaitan dengan tingkat gibberellin, dan keduanya saling melengkapi. Etilena, di sisi lain, cenderung menurunkan kadar giberelin.

Tumbuhan menggunakan hormon-hormon ini, yang merespon masukan yang berbeda, untuk menyeimbangkan dan bereaksi terhadap masukan dari lingkungan. Masukan ini memberi sinyal berbagai kondisi lingkungan, yang sangat ingin dimanfaatkan oleh tumbuhan.

Struktur giberelin

Molekul giberelin dari berbagai jenis disintesis di berbagai bagian tanaman. Saat ini, ada lebih dari 100 molekul giberelin yang dapat diidentifikasi secara unik. Molekul-molekul ini disintesis di banyak sel tanaman, tetapi cenderung terkonsentrasi di akar. Ini berbeda dengan auksin, yang cenderung berkonsentrasi pada pucuk.

Giberelin adalah diterpenoid, yang merupakan molekul yang dikenal dan terwakili dalam biokimia. Ini membentuk dasar molekul seperti Vitamin A dan Vitamin E. Terlihat di bawah ini adalah Giberelin A1, yang merupakan giberelin pertama yang diidentifikasi.

Struktur kimia gibberellin A1

Gibberellin lain memiliki struktur dasar yang sama, tetapi memiliki berbagai kelompok sisi yang melekat. Kelompok-kelompok ini mempengaruhi di mana dan bagaimana tindakan giberelin, yang bagaimana giberelin dapat memiliki begitu banyak fungsi yang berbeda dan unik dalam jaringan yang berbeda.

Penggunaan Komersial

Secara komersial, giberelin diperoleh dari jamur, bukan tanaman. Tanaman menghasilkan sedikit giberelin dan sama-sama sulit untuk tumbuh dibandingkan dengan jamur. Hasil giberelin aktif dari jamur pada tanaman dapat menyebabkan mereka berkecambah dari biji atau menambah panjang ruas. Meskipun masih belum menguntungkan secara komersial di semua tanaman, perawatan giberelin digunakan pada berbagai makanan manusia.

Anggur tanpa biji, misalnya, memiliki waktu yang lama untuk menjadi sangat besar tanpa menggunakan perawatan giberelin. Molekul-molekul giberelin biasanya disemprotkan ke tanaman merambat, di mana mereka meningkatkan jumlah air dan gula yang disimpan di setiap buah. Ini bagus untuk kebun anggur dan petani anggur, yang dapat meningkatkan hasil panen mereka secara signifikan.

Menariknya, penggunaan lain dari giberelin adalah mengeluarkannya dari tanaman. Padi semi-kerdil, spesies yang tumbuh dengan cepat dan efisien, dikembangkan dengan memilih strain dimana kode genetik untuk memproduksi molekul giberelin dihilangkan. Ini secara efektif membuat tanaman kekurangan giberelin, dan secara signifikan mengurangi tinggi badan mereka. Sementara ini mungkin tampak seperti hal yang buruk tetapi padi sebenarnya tumbuh lebih cepat dan menghasilkan jumlah beras yang sama.

Masih penggunaan giberelin lain termasuk menggunakannya pada bunga mentimun, di mana ia mendorong bunga semua-jantan. Hal ini memungkinkan petani untuk mendapatkan serbuk sari dari kultivar yang diinginkan, untuk digunakan dalam hibridisasi dengan varietas lain.