ga 2015

7/23/2019 GA 2015

http://slidepdf.com/reader/full/ga-2015 1/51

Dwi Setyati 2015

7/23/2019 GA 2015


DISCOVERY OF GIBBERELLINS

1. “BAKANAE” OR “FOOLISH SEEDLING” DISEASE OF RICE : plants grew

too talkk and toppled over.

2. JAPANESE SCIENTISTS (E. Kurosawa , 1926) WORKED ON THE PROBLEM

AND IDENTIFIED CAUSE: INFECTION BY FUNGUS, GIBBERELLA

FUJUKUROI.

3. MID 1950s: ACTIVE SUBSTANCE CRYTAL IZED AND IDENTIFIED IN

ENGLAND AND US: GIBBERELL IC ACID (GA3)

7/23/2019 GA 2015


“Foolish seedling disease” in rice

Figure: Rice plants; the large, yellow one exhibits the "Bakanae disease"caused by G. fujikuroi .

7/23/2019 GA 2015


Gibberellins

Gibberellins are named after the fungus Gibberella fujikuroi which causes rice plants to grow abnormallytall. synthesized in apical portions of stems and roots

important effects on stem elongation in some cases, hastens seed germination

Jenis GA yang ditemukan di jamur : GA1, GA2, GA3, GA4,GA7, GA8 sd GA16, GA24, GA25

In the 1950s, researchers discovered that plants also makegibberellins and have identified more than 100 different naturalgibberellins.

7/23/2019 GA 2015


Karakteristik GA

Gibberellin tersusun atas kerangkakarbon : gibbane yang memiliki sifat biologi menyerupai asam gibberelin.

Gibberellin yang berbeda memilikistruktur karakteristik sbb :

1. Semua gibberellin memiliki kerangkakarbon gibbane.2. Gibberellin adalah asam di alam, di mana

jumlah dan lokasi gugus COOH bervariasiantar gibberellin, semus GA memiliki 19karbon dan 1 gugus COOH yang terletak

pada karbon ke 7. Di samping itu ada yang memiliki 20 karbon dengan gugusCOOH yang berada pada posisi 4, 7 dan10

http://www.plant-hormones.info/gibberellins.htm





7/23/2019 GA 2015


Karakteristik GA

Gibberellin tersusun atas kerangkakarbon : gibbane yang memiliki sifat biologi menyerupai asam gibberelin.

Gibberellin yang berbeda memilikistruktur karakteristik sbb :

3. Letak posisi OH juga berbeda-beda , adakalanya ada sebuah OH dan adakalanyatidak. Jika ada OH pada posisi 3 atau 13,misal gibberellin jamur pada posisi 3sedang pada tanaman tinggi posisi 13.

4. Ring A tidak jenuh, ketidakjenuhan ini

berbeda antar gibberellin.






7/23/2019 GA 2015


http://www.biologie.uni-hamburg.de/b-online/e31/31d.htm







7/23/2019 GA 2015


HO

CH3

HCOOH

H

CO

O

OH

CH2

Gibberellin A 1 or GA 1

7/23/2019 GA 2015


7/23/2019 GA 2015


GIBBERELLIN BIOSYNTHESIS ANDMETABOLISM

1. GIBBERELLINS ARE SYNTHESIZED VIA THE TERPENOIDPATHWAY.

2. BASED ON ISOPRENE UNITS:

3. BIOLOGICAL ISOPRENE UNIT = ISOPENTENYL DIPHOSPHATE

7/23/2019 GA 2015


Biosintesis GA

Sintesis GA dimulai dari asam asetat, tiga molekulasam asetat mengadakan pengikatan bersamamembentuk molekul asam mevalonat.

Dari asam mevalonat membentuk rantai lurus danmembentuk ikatan dengan pirofosfat membentukisopentanil pirofosfat merupakan senyawa 5 karbon.Empat molekul diantaranya mengalami kondensasimembentuk diterpene yang disebut geranil-geranil

pirofosfat (senyawa dengan 20 karbon) yangkemudian membentuk senyawa siklis (ring-nyamenutup) menghasilkan kaurene yang dikatalisis olehenzim kaurene sintetase dalam 2 tahap :

7/23/2019 GA 2015


Biosintesis GA

a. Geranil-geranil pirofosfat dikonversi kecopalil pirofosfat yang selanjutnya dikonversi kekaurene sebagai senyawa siklik pertama. Kaurenemengalami oksidasi membentuk kaurenol,

kaurenal dan asam kaurenoat. b. Asam kaurenoat mengalami serentetan

reaksi dan menghasilkan gibberellin. Mekanismedan enzim yang terlibat dalam reaksipembentukan gibberellin belumlah diketahui

dengan jelas.

7/23/2019 GA 2015

http://slidepdf.com/reader/full/ga-2015 13/51http://biologi.uio.no/plfys/haa/plfys/hormon/gibberellin.htm

7/23/2019 GA 2015


http://biologi.uio.no/plfys/haa/plfys/hormon/gibberellin.htm

7/23/2019 GA 2015


Gibberellin Biosynthesis Pathway

Glyceraldehydephosphate

GeranylgeranylPyrophosphate

CopalylPyrophosphate

ent -KaureneGA 12-aldehydeGA 12GA 53

GA 44 GA 19 GA 20 GA 29

GA 1 GA 8

7/23/2019 GA 2015


Dwarf pea

Apply Gibberellic Acid(GA 3) or GA 1

Plant becomestall

GA effects

Causes tallness.

7/23/2019 GA 2015


• Tallness is specifically attributable to GA 1.

• Dwarf plants synthesize only small amounts of GA 1.

• nana (very dwarf) plants have a block in GA synthesisprior to GA 12-aldehyde.

• Many dwarfs have a block between GA 20 and GA 1 (GA 1is 3b-OH GA 20) (le allele in peas).

7/23/2019 GA 2015


Mendel’s

tall pea

Mendel’s

dwarf pea

Gregor Mendel

7/23/2019 GA 2015


Gibberellins and Tallness in Peas

1956 - Gibberellin-like substances found in pea shoots

by bioassay (Radley).

No relationship between the total gibberellin content

and tallness was found to exist. 1982 - Gibberellins in pea shoots identified by gas

chromatography / mass spectrometry (Davies et al.).

1984 - Demonstrated that tallness in peas is regulated by one particular biologically-active gibberellin,

namely GA 1 (Ingram et al.).

7/23/2019 GA 2015


7/23/2019 GA 2015


GA 1, THE BIOLOGICALLY ACTIVE GIBBERELLIN, IS SYNTHESIZEDFROM GA 20

7/23/2019 GA 2015


https://reader009.{domain}/reader009/html5/0318/5aade66375e4b/5aade6

http://www.science.org.au/sats2004/images/helliwell5.jpg


7/23/2019 GA 2015





7/23/2019 GA 2015


METABOLISME GA

Gibberellin disintesis di pucuk tunas, pucuk akar dan biji yang berkecambah.

Pada pucuk tunas terutama pada primordia daun danprimordia tunas.

Produksi GA pada primordia daun mencapai puncak pada

saat berlangsung pembelahan sel dan selanjutnya semakinmenurun.

Gibberellin ada di tanaman dalam 3 bentuk :- gibberellin bebas- gibberellin konjugate (terikat dengan senyawa tertentu yang telah teridentifikasi)- dan gibberellin terikat (dalam ikatan dengan substansi yang belum teridentifikasi).

7/23/2019 GA 2015


http://bh.knu.ac.kr/~sdsong/images/Gibberellin%20Kinds.gif



7/23/2019 GA 2015


LOCATIONS

OF SOMEMUTANTGENES THATBLOCK GABIOSYNTHETI

C PATHWAYIN PEA

7/23/2019 GA 2015


Phenotypes andgenotypes of peas with different

gibberellin levels

7/23/2019 GA 2015


METABOLISME GA

Bentuk konjugat dan terikat lebih polar sehinggalebih mudah larut daripada gibberellin bebas. 13 bentuk konjugate telah teridentifikasi dan di luar

itu ada 10 berupa gibberellin glukosida yang satudiantaranya ada dalam biji.

Aplikasi gibberellin secara eksternal segeradikonversi ke bentuk glukosida dalam tanaman,

gibberellin konjugate ini meningkat denganaplikasi glukosa secara eksternal.

7/23/2019 GA 2015


METABOLISME GA

GA3 glukosida merupakan bentuk GA yang disimpandalam biji yang tua .

Gibberellin bebas yang aktif dihasilkan dengan caramenghidrolisis gibberellin konjugate oleh enzim

glukosidase selama perkecambahan biji. Inaktivasi GA :

- Gibberellin inaktif, bila terikat dengan substansi lain yang belum diketahui, misal protein dan baru aktif bilaproteinnya dihidrolisis oleh protease.

- Inaktivasi lain dengan cara mengkonversi ke bentuk asamallogibberellik dan asam gibberellenik.

7/23/2019 GA 2015


TRANSPORT GA

Transport gibberellin tidak seperti auksin, GA ditransportsecara pasif dan sistemik. Keberadaan gibberellin dapatdideteksi di xylem dan di floem.

Kecepatan pergerakan gibberellin di xylem seirama

dengan transpirasi daun dan di floem sebagaimanatransport fotosintat.

Gibberellin juga dapat bergerak dari xylem ke floem atausebaliknya melewati berkas pembuluh. Tidak seperti padatanaman yang utuh transport gibberellin pada potongan

akar, hipokotil, petiole dan umbi kentang ke arah basipetaldalam waktu yang singkat.

7/23/2019 GA 2015


EFEK FISIOLOGIS G

7/23/2019 GA 2015


Functions of Gibberellins

Active gibberellins show many physiological effects, eachdepending on the type of gibberellin present as well asthe species of plant. Some of the physiological processesstimulated by gibberellins are outlined below (Davies,

1995; Mauseth, 1991; Raven, 1992; Salisbury and Ross,1992). Stimulate stem elongation by stimulating cell division

and elongation. Stimulates bolting/flowering in response to long days.

Breaks seed dormancy in some plants which requirestratification or light to induce germination.

7/23/2019 GA 2015


Functions of Gibberellins

Stimulates enzyme production (a-amylase) ingerminating cereal grains for mobilization of seedreserves.

Induces maleness in dioecious flowers (sex expression).

Can cause parthenocarpic (seedless) fruit development. Can delay senescence in leaves and citrus fruits.

7/23/2019 GA 2015


Gibberellins

Promotes:• Germination• Stem elongation• Flowering• Fruitdevelopment• Flowers produce

seedless fruits

and plants flower

prematurely.

7/23/2019 GA 2015


Dwarf pea

Apply Gibberellic Acid(GA 3) or GA 1

Plant becomestall

GA effects

Causes tallness.

7/23/2019 GA 2015


Rice leaf sheath bioassay for gibberellin

Increasing GA 3 concentration

7/23/2019 GA 2015


Effects of Gibberellins

• Cell elongation.

• GA induces cellular division and cellular elongation; auxininduces cellular elongation alone.

• Breaking of dormancy in buds and seeds.

• Seed Germination - Especially in cereal grasses, like barley.

• Promotion of flowering.• Transport is non-polar, bidirectional producing general

responses.

7/23/2019 GA 2015


Difference: Auxin & Gibberellin

Gibberellin controls elongation in the mature regionsof trees and shrubs auxin regulates elongation in grass seedlings and herbs.

Gibberellin stimulates cell division and elongation auxin stimulates only cellular elongation. GA-stimulated elongation does not involve the cell wall

acidification characteristic of auxin-induced elongation

Plants can tolerate high levels of gibberellin but not ofauxin.

Gibberellin has little effect on roots auxin has more of an effect on roots.

7/23/2019 GA 2015


Tanaman Kerdil

• Genetis (mutasi)

• Rosset

Ketiadaan GA endogen (defisiensi GA)

GA endogen >>

7/23/2019 GA 2015


Gambar Efek giberelin? pada pembuangan

tanaman kubis

Kiri : tanaman kubis yang di tanam di luar

yang suhunya dingin.

Kanan : tanaman kubis yang ditanam

di rumah kaca yang hangat tumbuh

meninggi,

tetapi tidak berbunga jika tidak diberi

giberelin.

http://www.iel.ipb.ac.id/sac/hibah/2003/sf_tumbuhan/ZPT.html

Genetik D arfism

7/23/2019 GA 2015


Genetik Dwarfism*Gejala kerdil oleh adanya mutasi*Memendeknya internodus*GA mampu mengubah tanaman kerdil menjadi tinggi

Pertumbuhan Batang

7/23/2019 GA 2015


Pertumbuhan Batang

Tanaman yang diperlakukan dengan GA tumbuh lebih

tinggi.

Gibberellin menyebabkan perpanjangan batangdengan ciri khas sebagai berikut :

1.Perpanjangan batang bukan karena meningkatnya

pembentukan ruas dan buku, tetapi hasil dariperpanjangan internode, hal ini terbukti bahwa jumlahruas dan buku tanaman yang diperlakukan dengan GAmaupun yang tidak jumlahnya tidak berbeda.

2. Perpanjangan internode karena pembelahan sel dan

perpanjangan sel.3. Internode yang lebih muda lebih respon terhadap GAdaripada yang lebih tua.

7/23/2019 GA 2015


KINETICS OF

GA-INDUCEDELNGATIONOFDEEPWATERRICEINTERNODE

30 min

7/23/2019 GA 2015


DISTRIBUTION OF CELL DIVISION FOLLOWING GA TREATMENT OF A ROSETTE PLANT, Samolus parviflorus

KERDIL GENETIS

7/23/2019 GA 2015


https://reader009.{domain}/reader009/html5/0318/5aade66375e4b/5aade6819273d.jpg

KERDIL GENETISKerdil tanaman di sini disebabkan oleh ketiadaan gibberellin endogen

karena secara genetis terjadi blok terhadap biosintesis gibberellin oleh

mutasi



7/23/2019 GA 2015


THE CEREAL ALEURONELAYER

7/23/2019 GA 2015


ga 2015

Documents