Yang dimaksud dengan Etilen adalah egulator pertumbuhan.
Gas etilen adalah hormon tanaman utama yang mempengaruhi beragam proses dalam pertumbuhan tanaman, perkembangan dan respon stres sepanjang siklus hidup tanaman. Respons terhadap etilen, seperti pematangan buah, penting bagi pertanian. Elemen molekul inti dari jalur pensinyalan etilen telah ditemukan, mengungkapkan jalur unik yang diatur secara negatif. Aplikasi praktis dari pengetahuan ini dapat mengarah pada perbaikan substansial dalam pertanian.
Apa itu hormon tumbuhan etilen?
Hidrokarbon etilena (C2H4) sederhana adalah molekul gas kecil yang sangat penting. Selain menjadi senyawa organik yang paling banyak diproduksi di dunia (digunakan dalam pembuatan berbagai produk seperti karet, plastik, cat, deterjen dan mainan), etilen adalah hormon utama dalam biologi tanaman. Molekul volatil ini memediasi banyak aspek kompleks dari pertumbuhan tanaman, perkembangan dan kelangsungan hidup sepanjang siklus hidup tanaman, termasuk perkecambahan biji, perkembangan akar, tunas dan pertumbuhan akar, pembentukan akar adventif, absisi daun dan buah, pembungaan, penentuan jenis kelamin, dan penuaan. bunga dan daun.
Etilen juga memediasi respon adaptif terhadap berbagai tekanan, seperti kekeringan, banjir, serangan patogen dan salinitas tinggi. Selama penggenangan, misalnya, etilen menginduksi pembentukan jaringan aerenkim (terdiri dari rongga berisi udara) untuk oksigenasi. Namun, etilen paling dikenal karena peran esensialnya dalam pematangan buah-buahan klimakterik, seperti tomat, pisang, pir, dan apel. Menempatkan pisang matang dalam kantong kertas yang berisi alpukat mentah, misalnya, akan mempercepat pematangan alpukat karena akumulasi etilen yang dihasilkan oleh pisang.
Mengapa etilen penting untuk pertanian?
Mengontrol respon etilen adalah usaha komersial utama karena efek luas dari etilen pada tanaman nilai agronomi dan hortikultura. Menariknya, respon terhadap etilen dapat berbahaya atau diinginkan, tergantung pada spesies, tahap perkembangan dan konsentrasi etilen. Terlalu banyak etilen, misalnya, dapat mengakibatkan pembusukan produk, seperti yang disampaikan dengan tepat oleh pepatah “satu apel yang buruk merusak seluruh tandan”. Oleh karena itu, metode yang mahal digunakan untuk mencegah pembusukan buah-buahan, sayuran, dan bunga selama pengangkutan dan penyimpanannya. Metode ini termasuk penggunaan adsorben dan scrubber untuk menghilangkan etilen eksternal, penggunaan inhibitor kimia untuk mencegah biosintesis etilen dan penggunaan inhibitor kimia (misalnya, SmartFresh) untuk mencegah transduksi sinyal etilen. Memblokir persepsi etilen selama pertumbuhan tanaman juga dapat mencegah gugurnya daun dan bunga serta menguningnya sayuran. Di sisi lain, etilena sengaja diterapkan dalam situasi di mana respons etilena diinginkan. Pematangan buah biasanya diinduksi sebelum atau sesudah panen menggunakan etilen atau ethephon, yang merupakan formulasi cair komersial etilen. Ethephon juga disemprotkan pada tanaman nanas untuk menginduksi pembungaan dan disemprotkan pada tanaman gandum untuk mencegah penginapan (membungkuk).
Bagaimana hormon etilen ditemukan?
Menariknya, penemuan etilen sebagai hormon tumbuhan muncul karena adanya etilen yang tidak disengaja di lingkungan. Pada tahun 1800-an, gas penerangan (gas batubara) banyak digunakan untuk penerangan, dan kebocorannya dari saluran gas diketahui menyebabkan kerusakan luas pada tanaman, seperti penggundulan pohon di sekitar lampu jalan. Menjelang akhir tahun 1800-an, Dimitry Neljubow mengamati bahwa bibit kacang polong yang mengalami etiolasi menunjukkan pertumbuhan yang aneh (terdiri dari epikotil yang memendek dan menebal serta pembengkokan horizontal) karena kebocoran gas iluminasi di laboratoriumnya. Neljubow menetapkan bahwa etilen adalah komponen aktif biologis dari gas yang menerangi. Temuan ini menyebabkan banyak penelitian tentang efek luas etilen. Pada tahun 1934, Richard Gane menemukan bahwa tanaman mensintesis etilen; korelasi biosintesis etilen dengan aktivitas biologis merupakan langkah besar menuju meyakinkan para peneliti bahwa gas bisa menjadi hormon tanaman. Faktanya, etilen adalah molekul sinyal gas pertama yang diidentifikasi dalam organisme apa pun.
Apakah ada yang berbeda tentang hormon gas?
Etilen berbeda dari hormon non-gas dalam beberapa hal. Etilen bergerak di dalam tanaman melalui difusi dan diperkirakan disintesis pada atau di dekat lokasi kerjanya, mirip dengan sinyal gas oksida nitrat pada mamalia. Karena etilena dapat berdifusi melintasi membran ke dalam sel-sel di dekatnya, tidak ada kebutuhan protein pengangkut untuk mengantarkan etilena ke sel target, dan, pada kenyataannya, tidak ada pengangkut seperti itu yang telah diidentifikasi, meskipun ada pengangkutan prekursor langsung ke etilen, 1-aminosiklopropana. -1-asam karboksilat (ACC). Etilen juga tidak diketahui terkonjugasi atau dipecah untuk penyimpanan atau penonaktifan; etilena hanya berdifusi menjauh dari tanaman. Sementara mengelola hormon gas lebih sederhana untuk tanaman, lebih rumit bagi para peneliti. Eksperimen etilen umumnya dilakukan di lingkungan yang tertutup, seperti ruang kedap udara, meskipun dalam beberapa situasi ini dapat dielakkan dengan memperlakukan tanaman dengan ACC dan bukan etilen.