1

MEKANISME GENETIKA

MOLEKULAR

PERKEMBANGAN TUMBUHAN

Endang Semiarti

Lab Kultur Jaringan Tumbuhan

Fakultas Biologi UGM

SEL BERSIFAT AUTONOM

Sel tumbuhan bersifat totipotenDi dalam menjalankan metabolismenya sel mengadakan regulasi genetik untuk switch ON/OFF suatu gen atau sekelompok gen di dalam genomnya.Ekspresi suatu gen umumnya diinduksi atau dipicu oleh faktor intrinsik maupun ekstrinsik, kimiawi maupun fisik. Adanya perlukaan pada jaringan sehat akan memicu respon gen-gen penghasil protein penutup luka, sehingga terjadi pembelahan sel terus menerus.

Eucaryotic genome

Cell: a smallest unit of life

Eucaryotic

cell:

Animal

cell

Plant cell

2

Kultur Jaringan

Tanaman

Sel bersifat Autonom::Teori Totipotensi

Bioteknologi Tanaman/Pertanian

Mikropropagasi/

kloning

Eksplan

Medium

Plantlet

Protoplas

regenerasi

Teknik Dasar Kultur Jaringan Tanaman

Kultur Meristem

KULTUR PROTOPLASPemuliaan Tanaman

Konvensional•Persilangan

Moderen

Kultur

Jaringan

Rekayasa

Genetik

Tanaman

Transgenik

Klon

Tanaman

•Manipulasi

Genom tanaman

• Transfer gen asing

ke genom tanaman

•Mikropropagasi

•Fusi protoplas

•Suspensi sel

•Mikrospora

3

Pertumbuhan tunas dalam kultur jaringan : 1. Melalui kalus

2. Secara langsung

Tahapan Pertumbuhan

Tanaman

Selama siklus hidupnya, setiap tanaman mengalami 3 tahapan: Fase Embrio, Vegetatif dan Reproduktif. Fase embrio meliputi tahapan perkembangan embrio (embriogenesis). Fase vegetatif adalah masa pembentukan organ vegetatif: daun, batang dan akar ( juvenil - remaja), sedangkan fase reproduktif dimulai dari tahapan dewasa sampai berbunga.

SIKLUS HIDUP TUMBUHANSifat Tanaman ditentukan oleh gen.

Gen terdapat di dalam Kromosom

EKSPRESI GEN PADA BERBAGAI MACAM ORGAN TANAMAN

Kontrol Pertumbuhan Tanaman

Secara genetik setiap tahapan pertumbuhan tanaman dikontrol oleh sekelompok gen yangsaling berinteraksi bekerja bersama-sama menjalankan tugas tertentu (poligenik) menjaga pola pertumbuhan tanaman selalu tetap.Terjadi regulasi genetik di dalam kontrol /koordinasi pertumbuhan tanaman secara selular maupun individu.

4

Regulasi Genetik

Kontrol Koordinasi

Pertumbuhan pada

Tanaman

Cell division &

Differentiation

In Plant

Embryogenesis

Gen-gen yang terekspresi pada

fase embrio

Pola

Pertumbuhan

Tanaman

mengikuti 2

macam axis

Cell Fate in maize

5

Organisasi SAM

Setiap sel mempunyai “nasib” tertentu

(Cell Fate) Regulasi Genetik pada SAM

Komunikasi antar Sel melalui Plasmodesmata Interaksi Gen pada SAM

6

Pool Mutants

Mutasi pada Arabi-dopsis

Mutasi clavata1pada SAM

Homeodomain

pada Hewan

Polar Auxin Transport PINHEAD1 (PIN1) Protein adalah pembawa auxin ke basal sel

7

ABC MODEL: Regulasi genetik dalam pembentukan organ bunga

Perkembangan Tanaman Anggrek Phalaenopsis

PerkembanganBunga

Perkembangan Ovulum

Perkembangan Biji

PerkembanganProtocorm

Perkembangan

tanaman juvenil

Perkembangan

tanaman dewasa

Fertilisasi

Pembentukan Tunas

Fase VegetatifFase Generatif

Pembentukan bunga

Em

brio

ge

ne

sis

3 bulan 3-4 bulan

3-6 bulan6-9 bulan6-9 bulan

REFERENSI

Ottoline Leyser and Stephen Day (2003). Mechanisms in Plant

Development. Blackwell Publ.Co.

Stephen H. Howell (1998). Molecular Genetics of Plant

Development. Cambridge Univ. Press.