Pembentukan biji pada tumbuhan

Dahulu pada saat kecil saya pernah berpikir jika saya menelan biji buah maka, tubuh saya akhirnya akan menumbuhkan tanaman di dalam perut kita. Itu adalah salah satu dari banyak hal yang membuat kita takut, jadi sebelum makan sepotong semangka kita akan dengan hati-hati membuang setiap bijinya.

Mungkin gagasan buah tanpa biji masuk ke pikiran peneliti karena alasan yang sama. Mungkin ketakutan anaknya akan tanaman yang tumbuh di perutnya membuatnya kesal hingga dia memutuskan untuk mulai menanam buah tanpa biji, tapi juga hanya karena alasan kepraktisan dalam memakan buah semangka

Buah tanpa biji telah ada sejak lama. Mereka secara alami hadir di alam dan juga dapat diproduksi secara artifisial. Proses pembentukan buah tanpa biji disebut parthenocarpy dan banyak buah diketahui diproduksi melalui metode ini.

Apa itu parthenocarpy? Istilah parthenocarpy diperkenalkan oleh Noll pada tahun 1902 untuk menggambarkan buah yang diproduksi tanpa penyerbukan atau stimulasi lainnya. sebagai contoh kita ambil pisang, buah tanpa biji. Pisang yang dibudidayakan dengan parthenocarpy bersifat steril, indung telur mereka tidak menghasilkan biji dan karena itu buah yang dihasilkan tanpa biji.

Seperti yang kita ketahui, buah tidak lain adalah ovarium yang matang dari bunga tanaman. Tanaman berbunga mengandung ovarium yang mengandung satu atau lebih ovula di dalamnya. Ovula ini mengandung sel telur. Pemupukan tanaman berbeda dari pemupukan manusia. Pada tanaman, ada 2 sel sperma, berbeda dengan sel sperma tunggal pada manusia yang memasuki ovarium. Pada tanaman, satu sperma memasuki sel telur dan membentuk zigot, sedangkan sperma lainnya memasuki sel pusat untuk membentuk endosperma, yang merupakan jaringan nutrisi yang digunakan oleh embrio. Seiring waktu, ovula berkembang menjadi biji dan ovarium mulai matang, menjadi besar dan berdaging untuk akhirnya membentuk buah. Ini adalah cara alami dan paling umum dari buah.

bagian-bagian bunga

Sekarang, di parthenocarpy, buah-buahan dikembangkan tanpa pembuahan sel telur dan sperma. Parthenocarpy dapat alami atau diinduksi secara buatan untuk mengembangkan buah tanpa biji pada skala komersial.

Bagaimana buah dan sayuran tanpa biji ditanam? Hormon memainkan peranan penting dalam pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Perkembangan biji dan buah adalah proses terkait erat yang dikendalikan oleh kadar hormon. Produksi buah tanpa biji dapat ditentukan oleh pengembangan tanaman yang dapat menghasilkan buah secara independen dari penyerbukan dan pemupukan. Pada titik ini, perkembangan buah berada dalam kendali phytohormon. Hormon tanaman adalah phytohormon yang hadir dalam jumlah kecil di tanaman yang mengatur perkecambahan, metabolisme, dan pertumbuhan tanaman.

Auksin dan giberelin adalah hormon tanaman penting dan memainkan peran penting dalam pengembangan buah-buahan. Mereka phytohormon alami, tetapi juga dapat ditambahkan secara eksternal ke tanaman. Kedua hormon ini banyak digunakan untuk mengembangkan buah tanpa biji dalam skala komersial.

Tomat, yang juga dikenal dengan nama botani mereka Solanum lycopersicum L., adalah contoh buah berdaging yang paling banyak dipelajari untuk produksi buah tanpa biji. Kita sering bingung pada tomat ini termasuk buah apa sayur, tetapi secara botani benar untuk mengatakan bahwa tomat adalah buah. Ada dua jenis klasifikasi untuk buah-buahan dan sayuran yaitu untuk petani dan lainnya untuk koki. Jika yang mengatakan koki maka akan benar ketika kita mengklasifikasikan tomat sebagai sayuran. Ketika memasak, tomat dianggap sebagai sayuran, karena memiliki tekstur keras di luar, sering membutuhkan memasak, dan sebagian besar digunakan untuk pembuat gurih. Namun, tomat secara teknis buah karena setiap buah tumbuh dari bunga dan tomat tumbuh dari bunga kuning kecil di pohon anggur.

Tomat banyak dimanfaatkan untuk memahami bagaimana buah tanpa biji dikembangkan secara artifisial. Pada tahun 1936, Gustafson adalah orang pertama yang menunjukkan bahwa aplikasi zat yang mirip dengan auksin pada kepala putik tanaman tomat menyebabkan ovarium berkembang menjadi buah tanpa biji atau buah parthenocarpic. Kepala putik adalah bagian reproduksi wanita dari bunga; itu adalah bagian yang mendapat serbuk sari dari lebah atau sumber lain. Gustafson juga menemukan bahwa aplikasi serbuk sari ke luar ovarium menunjukkan hasil yang serupa, yang mengarah pada hipotesis bahwa serbuk sari mengandung hormon yang mirip dengan auksin.

Tomat tanpa biji

Dalam istilah yang lebih sederhana, hormon yang ada dalam serbuk sari bergerak ke ovarium, yang pada gilirannya berkembang menjadi buah dengan biji. Namun, jikakita menerapkan hormon secara eksternal pada kepal putik bunga, indung telur akan terpicu karena sumber hormon eksternal. Ovarium tidak membedakan antara stimulasi serbuk sari alami dan stimulasi hormon eksternal. Buah yang dihasilkan terbentuk tanpa penyerbukan alami, tetapi tidak tanpa hormon apa pun dan karenanya merupakan buah tanpa biji yang normal.

Dalam satu percobaan, buah-buahan tanpa biji secara genetik diproduksi dengan menggunakan gen yang mensintesis auksin dari bakteri Pseudomonas syringae pv. Savastanoi. Gen ini berada di bawah kendali promotor spesifik-ovule atau plasenta dari gen DefH9 Antirrhinum majus, tanaman berbunga. Promotor adalah wilayah DNA tempat transkripsi gen dimulai. Ini pada dasarnya mempromosikan awal ekspresi gen. Setelah mempelajari jaringan yang dikumpulkan dari tanaman, ditemukan bahwa ada auksin yang signifikan disintesis selama pengembangan buah. Gen tersebut berhasil membantu produksi varietas tomat, mentimun, terong parthenocarpic dan raspberry.

Timun Tanpa Biji

Gibberelin (GA) adalah kelas hormon tanaman lain yang diketahui memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan buah. Terlihat bahwa tomat yang hanya diinduksi dengan giberelin lebih kecil dari tomat yang disemai; ini menunjukkan bahwa giberelin saja tidak cukup untuk pengembangan buah secara holistik. Auksin dan giberelin diketahui memiliki efek sinergis pada perkembangan buah dan sayuran, seperti pada tomat dan kacang polong. Terlihat bahwa penambahan giberelin dapat meningkatkan konsentrasi auksin di ovarium dari bunga yang tidak dicabut.

Buah tanpa biji telah diproduksi dengan memanipulasi genetik pensinyalan GA. Satu set protein yang disebut protein SlDELLA adalah regulator negatif dari jalur GA. Menipisnya protein ini memungkinkan tanaman untuk mengatasi hambatan pertumbuhan yang biasanya ditegakkan di ovarium selama tahap bunga mekar.

Bunga mati adalah tahap ketika bunga siap dibuahi. Selama tahap bunga mekar, ovarium bunga belum matang dan kekurangan ovula, sehingga mereka tetap ditahan dalam pertumbuhannya. Penyerbukan menginduksi perkembangan ovarium dan kantung embrio. Jika sumber hormon eksternal ditambahkan selama tahap ini, bunga akan dibuahi karena stimulasi dan ovarium mulai matang dan mulai membentuk buah tanpa biji. Penipisan protein SlDELLA memungkinkan sintesis GA terjadi, bahkan tanpa adanya penyerbukan, memungkinkan ovarium berkembang menjadi buah tanpa biji.

Semangka Tanpa Biji

Manipulasi genetika bukan satu-satunya cara untuk mendapatkan buah tanpa biji; perubahan jumlah ploidi tanaman juga dapat mencapai tujuan yang sama. Angka Ploidy mengacu pada jumlah set kromosom homolog yang hadir dalam genom sel atau organisme. Semangka tanpa biji diproduksi melalui prosedur ini dengan bantuan tanaman triploid. Satu kromosom ekstra tidak dapat berpasangan secara merata, yang membatasi tahap pembelahan sel dan pemisahan kromosom yang tepat menjadi sel anak. Hasilnya adalah mutasi dan menghasilkan semangka tanpa biji.

Baik itu buah-buahan atau sayuran, produk-produk tanpa biji ini disebabkan oleh stimulasi hormon atau mengubah jumlah ploidi mereka.

Kesimpulan

Ada banyak alasan mengapa varietas tanpa biji penting. Tanpa biji dapat meningkatkan kualitas dan rasa buah, terutama saat bijinya keras atau rasanya tidak enak. Ada pengurangan tekstur yang luar biasa dan pencegahan kecoklatan ketika terong dikembangkan tanpa biji. Umur simpan buah juga dapat ditingkatkan karena tidak adanya benih, yang menambah kelangsungan komersialnya.

Buah tanpa biji mungkin bernilai tinggi di pasaran, tetapi tidak mudah diproduksi, mengingat berbagai faktor yang terlibat dalam produksinya. Saat memproduksi buah tanpa biji, harus diperhatikan bahwa tidak ada perubahan dalam sifat vegetatif atau reproduksi tanaman. Hal lain yang menjadi perhatian adalah jumlah hormon yang ditambahkan. Biasanya, hormon hadir dalam konsentrasi yang sangat kecil, sehingga setiap peningkatan yang signifikan dalam jumlah mereka dapat menyebabkan kelainan fenotipik lainnya.

Pengetahuan kita tentang bagaimana hormon tanaman mempengaruhi perkembangan buah masih dalam tahap penelitian. Dengan studi lebih lanjut, kita mungkin dapat memanfaatkan ini untuk menghasilkan lebih banyak buah tanpa biji yang layak secara komersial. Ini memberi kita beberapa tahun lagi untuk bercerita dan mengganggu saudara kecil kita tentang bahaya semangka yang tumbuh dari biji di perut mereka!

Pembentukan biji pada tumbuhan

Artikel Terkait