Transformasi fitokrom

Pigmen yang menyerap cahaya merah pada tumbuhan disebut fitokrom. Fitokrom

terdapat dalam dua bentuk yaitu Pr dan Pfr. Pr berperan dalam menyerap cahaya merah

sedangkan Pfr berperan dalam menyerap cahaya merah-jauh. Kedua bentuk pigmen tersebut

hanya berbeda pada dua posisi atom hidrogennya. Sintesis awal fitokrom adalah dalam bentuk Pr

akan tetapi ketika Pr menyerap cahaya merah, Pr terkonversi menjadi bentuk Pfr. Pfr akan

menyerap cahaya merah-jauh untuk untuk kembali membentuk molekul Pr yang stabil. Karena

Pr bersifat lebih stabil dibanding Pfr. Prf akan kembali menjadi Pr dalam gelap dan juga

cenderung terurai secara spontan atau sebagai akibat penghancuran oleh enzim. Pada siang hari

cahaya merah cenderung dominan dibanding malam hari sehingga fitokrom terdapat dalam

bentuk Pfr dalam suasana terang, sementara pada malam hari kadar Pfr rendah. Rasio kedua

bentuk pigmen tersebut menyebabkan tumbuhan dapat membedakan antara siang dan malam

(Fried dan Hademenos, 2005).

Gambar 1. Struktur Pr

Gambar 2. Struktur Pfr

Pengaruh Interupsi Periode Gelap Harian dengan Cahaya red dan Far-Red Pada Inisiasi Bunga

Cahaya sangat berpengaruh pada saat pembungaan tanaman. Kualitas cahaya

memberikan pengaruh berbeda terhadap proses-proses fisiologi tanaman. Spesies atau berbagai

jenis tanaman juga mempunyai tanggapan yang berbeda-beda pada setiap kualitas cahaya.

Distribusi panjang gelombang berbeda dari pagi sampai sore. Panjang gelombang pendek terjadi

pada pagi hari, semakin sore panjang gelombang panjang bertambah. Oleh karena itu proses

fotosintesis paling efektif adalah sesudah siang hari. Sebagian besar kajian fotoperiodisme

menekankan pada proses pembungaan. Proses pembungaan tanaman merupakan keberhasilan

dalam pembentukan biji (Stirling, et al.,2002).

Pembungaan pada tanaman dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu: fotoperiode, fitokrom dan

ritme/jam biologi tumbuhan. Fitokrom bereperan penting dalam tumbuhan pada panjang hari.

Cahaya matahari yang diserap oleh fitokrom ialah spektrum cahaya merah yang menyebabkan

molekulnya berwarna biru atau hijau kebiruan. Fitokrom ditemukan pada pengaruh panjang

gelombang cahaya yang berbeda terhadap pembentukan bunga baik pada tanaman hari pendek

dan hari panjang (Sutoyo, 2011).

Gambar 3. Pengaruh cahaya merah dan merah-jauh pada inisiasi bunga

Gambar 3 menunjukkan efek pembentukan bunga pada tanaman hari pendek dan hari

panjang yang menerima kilatan cahaya selama periode gelap kritisnya. Huruf R merupakan

cahaya merah (red) yang memiliki panjang gelombang (λ) = 660 nm yang diketahui sebagai

panjang gelombang yang paling efektif untuk penginterupsian periode gelap. Sedangkan FR

merupakan cahaya merah jauh (far-red) dengan λ= 730 nm dalam mempengaruhi pembentukan

bunga. Perlakuan terhadap bunga meliputi penambahan cahaya merah (R), penambahan cahaya

merah (R) kemudian cahaya merah jauh (FR), penambahan cahaya merah (R) kemudian cahaya

merah jauh (FR) dilanjutkan dengan cahaya merah (R). Terakhir, penambahan cahaya merah (R)

kemudian cahaya merah jauh (FR) dilanjutkan dengan cahaya merah (R) lalu cahaya merah jauh

(FR).

Sebenarnya tidaklah berpengaruh banyak kilatan cahaya yang diberikan, tetapi hanya

kilatan cahaya terakhirlah yang akan mempengaruhi respon pembungaan terhadap panjang hari,

urutan pemberian : R-FR-R memberikan hasil yang sama dengan R saja, dan urutan pemberian:

R-FR-R-FR menghasilkan pengaruh yang sama dengan R-FR. Ada 2 macam bentuk fitokrom

yaitu fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah (disingkat dengan Pr) dan yang mengabsorpsi

cahaya merah jauh (disingkat dengan Pfr). Apabila Pr mengabsorpsi cahaya merah maka Pr akan

berubah menjadi Pfr, dan apabila Pfr mengabsorpsi cahaya merah jauh maka akan berubah

kembali menjadi Pr. Diketahui bahwa Pfr berubah menjadi Pr dalam keadaan gelap. Setiap hari

perubahan bentuk dari Pfr menjadi Pr terjadi pada waktu gelap. Pada saat matahari terbit

fitokrom berubah dari bentuk Pr menjadi Pfr. Perubahan bentuk fitokrom ini ialah faktor yang

mengontrol jam biologi tumbuhan untuk dapat mengukur waktu antara permulaan perubahan Pfr

menjadi Pr pada saat matahari tenggelam dan perubahan Pr menjadi Pfr pada saat matahari terbit

(Sutoyo, 2011).

Kedua bentuk photoreseptor (Pr dan Pfr) bisa berkonversi satu sama lain tergantung jenis

sinar yang diterimanya. Bila tanaman menerima lebih banyak sinar merah, maka Pr akan

terkonversi menjadi Pfr dan menyebabkan jumlah Pfr bertambah, begitu pula sebaliknya.

Konversi Pr menjadi Pfr dapat terjadi bila tanaman berada pada fase gelap. Dan bila jumlah Pfr

lebih banyak dari Pr pada selang waktu tertentu, maka pertumbuhan apikal (apical dominace)

akan terhenti dan tanaman terinduksi (evocation) berubah ke fase generatif (De Jong, 1981).

References :

Fried, George H. and George J. Hademenos. 2005. Schaum’s Outlines of Theory and Problems

of Biology 2nd Edition, diterjemahkan oleh Damaring Tyas. New York: McGraw-Hill

Stirling, K. J., et.al. 2002. Effect of Photoperiod on Flower Bud Initiation and Development in

Myoga (Zingiber MiogaRoscoe). Scientia Horticulturae. Vol. 95. Issue 3. Pages 261-268

De Jong, J. D. 1981. Flower Initiation of Chrysanthemum Seedlings Grown Continuously in

Short Days at Four Levels of Irradiance. Scientia Horticulturae, Vol. 14. Issue 3. Pages

277-284

Sutoyo. 2011. Fotoperiode dan Pembungaan Tanaman. Buana Sains Vol 11. No 2: 137-144