Giberelin ditemukan pertama kali di Jepang. Giberelin dalam bahasa Inggris disebut gibberellin atau asam giberelat atau gibberellic acid dan bila disingkat disebut GA.
Giberelin pertama kali dikenalkan pada tahun 1926 oleh seorang ilmuwan asal Jepang bernama Eiichi Kurosawa dan beliau meneliti tentang penyakit padi yang disebut "bakanae".
Hormon ini pertama kali diisolasi pada tahun 1935 oleh Teijiro Yabuta dari strain cendawan Gibberella fujikuroi. Isolat ini lalu dinamai gibberellin.
Pada tahun 1939 Teijiro Yabuta dan Hayashi berhasil mengisolasi crystalline material yang berfungsi menstimulasi pertumbuhan pada akar kecambah.
Dalam kurun waktu 11 tahun yaitu pada tahun 1951, Stodola dkk melakukan penelitian terhadap substansi ini serta menghasilkan "Gibberelline A" dan "Gibberelline X".
Kemudian penelitian selanjutnya menghasilkan GA1, GA2, dan GA3.
Pada waktu yang sama Laboratory of the Imperial Chemical Industries di Inggris juga melakukan penelitian dan menghasilkan 1 hormon yaitu hormon GA3.
Oleh sebab itu zat tersebut diberi nama Gibberellin acid dan telah disepakati oleh para peneliti, sehingga semakin terkenal hingga sekarang.
Giberelin acid adalah kelompok dari semua anggota hormon dan memiliki fungsi serupa atau berkaitan dengan bioassay GA1.
Giberelin acid terdapat di sepanjang hidup tumbuhan serta diketahui mengatur perkecambahan, pemanjangan batang, pemicuan pembungaan, perkembangan kepala sari (anther), perkembangan biji dan pertumbuhan perikarp. Kemudian fitohormon ini juga berperan dalam proses terhadap rangsangan melalui fisiologis yang terkait dengan mekanisme biosintesisnya.
Giberelin ditemukan dalam dua fase utama yang meliputi giberelin aktif (GA bioaktif) dan giberelin nonaktif. Giberelin yang aktif secara biologis (GA bioaktif) berfungsi mengontrol beragam aspek pertumbuhan, perkembangan tanaman, perkecambahan biji, pertumbuhan batang atau cabang, perluasan daun serta pembungaan dan pengembangan benih.
Setelah giberelin di temukan pertama kali hingga tahun 2008. Maka telah ada 100 lebih jenis hormon giberelin yang berhasil ditemukan.
Keberhasilan tersebut diidentifikasi dari beberapa jenis tumbuhan serta hanya sedikit hormon yang mirip dengan Giberelin Acid (GA1) dan Giberelin Acid (GA4), kemudian diduga berfungsi sebagai hormon bioaktif.
Penemuan gibberellin dialam.
Di dalam alam telah ditemukan lebih dari sepuluh buah jenis gibberellin. Menurut Mac Millan dan Takashashi (1968), Kang (1970) dan Weaver (1972), gibberellin ada yang diketemukan dalam jamur Gibberella Fujikuroi, ada yang diketemukan pada tanaman tinggi dan ada juga yang diketemukan pada keduanya.
Jenis gibberellin yang diketemukan pada jamur yaitu ; GA1, GA2, GA3, GA4, GA7, GA9, s.d GA16, GA24, GA25, GA36. Sedangkan jenis gibberellin yang diketemukan pada tanaman derajat tinggi yaitu ; GA1, s.d GA9, GA13, GA17, s.d GA23, GA26, s.d GA35. Dan yang terakhir yaitu gibberellin yang diketemukan pada jamur dan tanaman derajat tinggi yaitu ; GA1, s.d GA4, GA7, GA9, dan GA13.
Gibberellin ; GA1 s.d GA5, GA7 s.d GA9, GA19, GA20, GA26, GA27, dan GA29 diketemukan pada Pharbitis nil, GA1, GA5, GA8, GA9, GA13, diketemukan pada umbi tulip, kemudian GA3, GA4, GA7, diketemukan pada anggur, GA18, GA19, GA20, diketemukan pada pucuk bambu, GA3, GA4, GA7, dijumpai pada biji apel, selanjutnya GA21, dan GA22, dijumpai pada sword bean. Pada tanaman lain yaitu : Lipinus lutens (GA18, GA23, GA28), pada pucuk tanaman jeruk dan biji mentimun diketemukan GA1, tebu (GA5), pisang (GA7), kacang, jagung, barley wheat diketemukan GA1. Adapun pada tanaman Phaseolus coclirecus diketemukan ; GA1, GA3 s.d GA6, GA8, GA13, GA17, dan GA20. Kemudian pada Rudbeckia bicolor diketemukan ; GA1, GA4, GA7, s.d GA9. Dan yang terakhir yaitu pada Calonyction aculeatum diketemukan : GA30, GA31, GA33, dan GA34. Hasil penelitian Meizger dan Zeivaart (1980) menunjukan bahwa pada pucuk bayam (spinach) didapatkan gibberellin ; GA53, GA44, GA19, GA17, GA20, dan GA29,.
Proses Metabolisme Gibberelline;
Gibberellin adalah zat kimia yang dikelompokan kedalam terpinoid. Semua kelompok terpinoid terbentuk dari unit isoprene yang terdiri dari 5 atom karbon.
C
C - C - C
C
Unit Isoprene (5-C)
Unit-unit isoprene ini dapat bergabung sehingga menghasilkan monoterpene (C-10), Sesqueterpene (C-15), diterpene (C-20) dan triterpene (C-30).
Biosintesis gibberelline yang terdapat dalam jamur Gibberella Fujikuroi berproses dari Mevalonic acid sampai menjadi gibberellin. Di dalam proses biosintesis telah diketemukan zat penghambat (growth retardant) di dalam aktivitas ini. Beberapa contoh growth retardant yang menghambat biosintesis gibberelline pada tanaman antara lain Amo-1618 (2-isopropil-4-dimetil-kamine-5 metil phenil-4pipendine karboksilatmetil klorida) menghambat biosintesis gibberelline pada tanaman mentimun liar (Exhmocytis macrocarpa). Amo-1618 menghambat dalam proses perubahan dari Geranylgeranyl pyrophosphat ke Kaurene. Begitu pula growth retardant CCC (2-chloroethyl) trimethyl (-amonium chloride) memperlihatkan aktivitas yang sama dengan Amo-1618.
Struktur molekul dan aktivitas gibberelline;
Gibberelline merupakan suatu compound (senyawa) yang mengandung "gibban skeleton".
Menurut Weaver (1972), perbedaan utama pada gibberelline adalah:
a). beberapa gibberelline mempunyai 19 buah atom karbon dan yang lainnya mempunyai 20 buah atom karbon.
b). Grup hidroksil berada dalam posisi 3 dan 13 (ent gibberellene numbering system).
Semua gibberelline dengan 19 atom karbon adalah monocarboxylic acid yang mengandung COOH grup pada posisi 7 dan mempunyai sebuah lactonering.
Di dalam alam, dijumpai pula beberapa senyawa yang di ekstrak dari tanaman. Senyawa tersebut tidak mengandung gibberelline atau gibberellane structure tetapi termasuk ke dalam gibberelline. Dari hasil penelitian Tamura dkk, ia menemukan suatu substansi dalam jamur Helminthosporium sativum yang dinamakan "helminthosporol" yang aktif dalam perpanjangan daun pada kecambah padi dan barley. Senyawa lain yang ditemukan tanpa gibban skeleton yaitu "Steviol", namun aktivitasnya seperti gibberelline.
O H OH
CO CH2
HO H COOH H CH3 H
GA3 (gibberellic acid)
Manfaat gibberellin bagi fisiologi tumbuhan;
Gibberellin sebagai hormon tumbuh pada tanaman sangat berpengaruh pada sifat genetik (genetic dwarfism), pembuangan, penyinaran, partohenocarpy, mobilisasi karbohidrat selama perkecambahan (germination) dan aspek fisiologi kainnya. Gibberelline mempunyai peranan dalam mendukung perpanjangan sel (cell elongation), aktivitas kambium dan mendukung pembentukan RNA baru serta sintesa protein.
a. Genetic dwarfism
Genetic dwarfism adalah suatu gejala kerdil yang disebabkan oleh adanya mutasi. Gejala ini terlihat dari memendeknya internode. Terhadap Genetic dwarfism ini, gibberelline mampu merubah tanaman yang kerdil menjadi tinggi. Hal ini telah dibuktikan oleh Brian dan Hemming (1955). Dalam eksperimennya mereka telah memberi perlakuan penyemprotan gibberellic acid pada berbagai varietas kacang. Hasil dari eksperimen ini menunjukan bahwa gibberellic acid berpengaruh terhadap tanaman kacang yang kerdil dan menjadi tinggi.
Mengenai hubungannya dengan cell elengation, dikemukakan bahwa gibbberelline mendukung pengembangan dinding sel.
Menurut van Oberbeek (1966) penggunaan gibberelline akan mendukung pembentukan enzym protolictic yang akan membebaskan tryptophan sebagai asal bentuk dari auxin. Hal ini berarti bahwa kehadiran gibberelline tersebut akan meningkatkan kandungan auxin.
Mekanisme lain menerangkan bahwa gibberelline akan menstimulasi cell elengation, karena adanya hidrolisa pati yang dihasilkan dari gibberelline, akan mendukung terbentuknya a amilase. Sebagai akibat dari proses tersebut, maka konsentrasi gula meningkat yang mengakibatkan tekanan osmotik di dalam sel menjadi nai, sehingga ada kecenderungan sel tersebut berkembang.
b. Pembungaan (flowering)
Gibbereline sebagai salah satu hormon tumbuh pada tanaman, mempunyai peranan dalam pembungaan. Penelitian yang dilakukan Henny (1981) pada bungan spothiphyllum Mauna loa. Dengan memberikan perlakuan GA3 dengan dosis: 250, 500 dan 1000 mg/l.
c. Parthenocarpy dan fruit set
Seperti auxin, gibberelline pun berpengaruh terhadap Parthenocarpy. Hasil penelitian menunjukan bahwa gibberellic acid (GA3) lebih efektif dalam terjadinya Parthenocarpy dibanding dengan auxin yang dilakukan pada blueberry. Hasil eksperimen lain menunjukan pula bahwa GA3 dapat meningkatkan tandan buah (fruit set) dan hasil.
d. Peranan Gibberellin dalam pematangan buah (fruit ripening)
Pematangan (ripening) adalah suatu proses fisiologis, yaitu terjadinya perubahan dari kondisi yang tidak menguntungkan ke suatu kondisi yang menguntungkan, ditandai dengan perubahan tekstur, warna, rasa dan aroma.
Dalam proses pematangan ini, gibberelline mempunyai peran penting yaitu mampu mengundurkan pematangan (repening) dan pemasakan (maturing) suatu jenis buah.
Dari hasil penelitian menunjukan aplikasi gibberelline pada buah tomat dapat memperlambat pematangan buah, sedangkan gibberellic acid yang diterapkan pada buah pisang matang, ternyata pemasakannya dapat ditunda.
e. Mobilisasi bahan makanan selama fase perkecambahan (germination)
Biji cerealia terdiri dari embrio dan endosperm. Didalam endosperm terdapat masa pati (starch) yang dikelilingi oleh suatu lapisan "aleuron".. sedangkan embrio itu sendiri merupakan suatu bagian hidup yang suatu saat akan menjadi dewasa. Pertumbuhan embrio selama perkecambahan bergantung pada persiapan bahan makanan yang berada di dalam endosperm. Untuk keperluan kelangsungan hidup embrio maka terjadilah penguraian secara enzimatik yaitu terjadi perubahanpati menjadi gula yang selanjutnya ditranslokasikan ke embrio sebagai sumber energi untuk pertumbuhannya.
Dari hasil penelitian menunjukan bahwa gibberelline berperan penting dalam proses aktivitas amilase. Hal ini telah dibuktikan dengan menggunakan GA yang mengakibatkan aktivitas amilase miningkat.
Aktivitas enzym a amilase dan protease di dalam endosperm juga didukung oleh GA melalui de novo synthesis. Hal ini ada hubungannya dengan terbentuknya DNA baru yang kemudian menghasilkan RNA.
f. Stimulasi aktivitas cambium dan perkembangan xylem.
Gibberelline mempunyai peranan dalam aktivitas kambium dan perkembangn xylem. Aplikasi GA3 dengan konsentrasi 100, 250, dan 500 ppm mendukung terjadinya diferensiasi xylem pada pucuk olive. Begitu pula dengan mengadakan aplikasi GA3 + IAA dengan konsentrasi masing-masing 250 dan 500 ppm, maka terjadi pengaruh sinergis pada xylem. Sedangkan aplikasi auxin saja tidak memberi pengaruh pada tanaman.
g. Dormansi
Dormansi adalah masa istirahat bagi suatu organ tanaman atau biji. Menurut Copeland (1976), dormansi adalah kemampuan biji untuk mengundurkan fase perkecambahannya hingga saat dan tempat itu menguntungkan untuk tumbuh.
Secara umum terjadinya dormansi adalah disebabkan oleh faktor luar dan faktor dalam. Faktor yang menyebabkan dormansi pada biji adalah sbb:
1. tidak sempurnanya embrio (rudimentery embriyo)
2. embrio yang belum matang secara fisikologis (physiological immature embriyo)
3. kulit biji yang tebal (tahan terhadap gerakan mekanis)
4. kulit biji impermeable ( impermeable seed coat)
5. adanya zat penghambat (inhibitor) untuk perkecambahan (presence of germination inhibitors).
Fase yang terjadi dalam dorminasi biji, menurut Amen (1968) ada empat fase yang harus dilalui :
1. fase induksi, ditandai dengan terjadinya penurunan jumlah hormon (hormon level)
2. fase tertundanya metabolisme (a period of partial metabolic arrest)
3. fase bertahannya embrio untuk berkecambah karena faktor lingkungan yang tidak menguntungkan.
4. Perkecambahan (germination), ditandai dengan meningkatnya hormon dan aktivitas enzym.
Peranan hormon tumbuh di dalam biji yang mengalami dorminasi telah dibahas oleh warner (1967) yang mengatakan bahwa GA3 dapat menstimulasi sintesis ribonukleas, amilase dan protoase di dalam endospem biji barley.
Sejak hormon ini ditemukan dalam penelitian mengenai gangguan pada tanaman padi. Padi yang tidak kuat tidak dan menahan dirinya sendiri, karena ukuranya terlalu panjang, jika dibandingkan dengan batang padi normal. Penyabab utama kondisi ini adalah jamur Gibberella fujikuroi
Gibberelin adalah senyawa aktif yang diambil dari jamur gibberella fujikuroi tersebut. Isolasi dari jamur tersebut jika di semprotkan ke tanaman lain akan membantu proses pertumbuhan. Pada saat ini telah diketahui Giberellin juga terdapat pada tanaman angiospermae, gymnospermae, paku-pakuan, lumut, serta beberapa jenis ganggang dan bakteri. berikut terdapat beberapa fungsi ulasan giberelin secara singkat.
1. Membuat Buah Tanpa Biji (Seedless)
Pemberian giberelin bermanfaat dalam proses parhenocarpy dan fruit set. Parthenocsrpy adalah proses tidak terbentuknya biji dalam buah. Karena itu pemberian giberelin bermanfaat dalam proses rekayasa untuk menghasilkan buah yang tak berbiji. Pemberian giberelin juga bermanfaat dalam meningkatkan jumlah tandan buah (fruit set) dan meningkatkan hasil buah. Pemberian giberelin juga dapat menyebabkan buah yang telah di panen tidak cepat busuk, sehingga lebih tahan lama.
2. Mengatasi Kekerdilan Akibat Mutasi (Gnetic Dwafism)
Giberelin merupakan hormon yang mampu merangsang pertumbuhan secara sinergi, baik bagian batang, akar, maupun daun. Di dunia pertanian, manfaat giberelin yang terpenting adalah mengatasi masalah genetic dwafism atau kekerdilan pada tanaman. Genetic dwafism adalah suatu gejala yang di sebabkan oleh adanya mutasi. Dengan pemberian giberelin, tanaman yang tadinya tumbuh kerdil dapat kembali tumbuh normal. Hasil penelitian menunjukan pemberian giberelic acid pada tanaman kacang menyebabkan tanaman yang kerdil menjadi tinggi.
3. Mempercepat Proses Pembungaan
Giberelin berfungsi untuk mempercepat proses pembungaan. Giberelin dapat memenuhi kebutuhan bunga beberapa jenis tanaman pada musim dingin ketika potosintesis kurang dan memacu taanaman agar berbunga lebih awal.
4. Mempercepat Proses Pertumbuhan
Pemberian giberelin pada fase perkecambahan (Germination) sangat menguntungkan . Giberelin membantu proses anzimatik untuk mengubah pati menjadi gula yang selanjutnya di translokasi ke embrio. Gula akan di gunakan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan, sehingga pertumbuhan embrio berlangsung cepat.
Pemberian GA3 dapat meningkatkan aktivitas kambium dan perkembangan xilem sehingga aktivitas pertumbuhan berjalan lancar dan cepat. Pemberian Giberelin pada tanaman kacang-kacangan akan memacu pertumbuhan dan mempercepat perambatan. Begitu juga pada tanaman semangka, mentimun air, dan mentimun yang di semprot giberelin mengalami perpanjangan batang yang sangat cepat.
5. Meningkatkan Produktivitas
Di Amerika serikat, Perkebunan anggur telah menggunakan giberelin untuk meningkatkan kerenyahan dan ukuran anggur. Di Hawai, giberelin digunakan untuk meningkatkan produksi tebu. Selain itu giberelin yang disemprotkan ke tanaman seledri dapat menyebabkan tanaman bertambah panjang, bertambah renyah, produksi meningkat.
Penggunaan giberelin pada tanaman anggur tahan terhadap infeksi cendawan. Penyemprotan giberelin dilakukan sejak tanaman berbunga dan pada fase pembentukan rangkaian buah. Penyemprotan giberelin pada buah dan daun jeruk nevel bisa mencegah timbulnya gangguan pada kulit buah dan menjaga agar kulit tetap kencang selama penyimpanan.
Terdapat beberapa cara untuk meningkatkan hasil produksi pada rimpang jahe, salah satunya adalah dengan menggunakan ZPT.
Dari beberapa penelitian telah dilakukan untuk mencari hormon yang sesuai untuk meningkatkan produksititas rimpang. Hormon tanaman yang sudah terbukti bisa meningkatkan produksi rimpang jahe adalah hormone giberelin yang disemprotkan dengan konsentrasi sangat tinggi (150 ppm).
Hasil penelitian Sengupta et al. (2008) aplikasi giberelin bisa meningkatkan produksi rimpang jahe hingga 50% dari ukuran dan jumlah rimpang jahe yang tidak diberi hormon giberelin.
Dalam literaturnya Sengupta et al (2008) menyebutkan bahwa peningkatan produksi rimpang jahe dapat mencapai 69,86 ton/ha, sedangkan produksi yang tidak diberi hormon tersebut hanya mencapai 45,60 ton/ha.
Namun pemberian hormon giberelin harus diimbangi dengan ketersediaan hara/pupuk pada media tanam jahe. Produksi rimpang yang tinggi membutuhkan ketersediaan hara yang tinggi juga, salah satunya dengan aplikasi pupuk organik cair (POC Jahe).
Cara aplikasi praktek dan rujukan.
bahan-bahan;
• Hormon Giberelin (GA3) serbuk.
Cara membuat;
Masukkan 1 gr serbuk hormon giberelin ke dalam gelas kaca atau jika ada gelas beker atau erlenmeyer 1000ml.
Tambahkan 10 ml ethanol absolut (>95%) dan diaduk hingga larutan hormon larut.
Jika hormon belum larut, maka tambahkan sedikit demi sedikit etanol hingga semua hormon hingga larut sempurna.
Kemudian tambahkan air hingga volumenya mencapai 1000 ml atau 1 L. Aduk hingga semua hormon tercampur merata.
Untuk pembuatan larutan yang lebih banyak, volume etanol dan air yang digunakan dikalikan dengan berat (gr) hormon yang akan dilarutkan.
Masukkan larutan hormon ke dalam botol. Larutan hormon siap diaplikasikan ke tanaman jahe. Botol harus disimpan di tempat yang sejuk, kering, dan terhindar dari sinar matahari langsung.
Pengenceran untuk penyemprotan ke tanaman:
Ambil 150ml larutan hormon giberelin yang sudah dibuat sebelumnya.
Tambahkan dengan air bersih sebanyak 850ml hingga volumenya 1 liter.
Larutan diaduk hingga tercampur merata.
Larutan hormon giberelin siap disemprotkan ke tanaman.
Untuk volume yang lebih banyak, kalikan volume di atas dengan volume yang diinginkan. Misal, untuk satu tanki semprot 14L, volume larutan stok hormon yang diperlukan adalah 150ml x 14 = 2,1 L.
Satu rumpun jahe memerlukan kurang lebih 15-20 ml larutan hormon. Satu tangki 14L cukup untuk menyemprot 700 rumpun jahe.
Masa Penyemprotan:
Aplikasi hormon giberelin diberikan dua kali saja, yaitu pada tanaman jahe usia 90 hst dan 120 hst atau pada awal fase percabangan tiga dan fase pembesaran rimpang.
Catatan;
Aplikasi hormon giberelin tidak menjadi jaminan untuk meningkatkan hasil panen meningkat pesat. Hormon giberelin bukanlah nutrisi tanaman.
Jika pada media tanam tidak diimbangi dengan pemberian pupuk. Maka hasilnya kurang memuaskan dan optimal.
Hasil panen di atas adalah hasil penelitian. Namun pada kenyataannya hasil di lapangan bisa bervariasi, tergantung pada varietas jahe, kesuburan media, pupuk yang digunakan, teknik budidaya, iklim, hama, penyakit dll.
Semoga bermanfaat dan sukses.
