Pembentukan dan Perkembangan Bunga, Development of The Flower.

Pembentukan  bunga  merupakan  salah  satu  proses  perkembangan  yang  jelas. terlihat  pada  tumbuhan  tinggi.  Sebelum  meristem  bunga  (floral  meristem)  mampu. melakukan diferensiasi menjadi bagian-bagian bunga, tumbuhan harus mencapai fase vegetatif  tertentu  (maturity  &  ripeness  to  flower)  dan  berubah  ke  fase  reproduktif. Proses  perubahan  ini  disebut  floral  evocation.  Lama  fase  pertumbuhan  vegetatif tergantung  pada  spesies.  Tiap  tumbuhan  memerlukan  waktu  yang  berbeda  untuk mencapai  fase  siap  berbunga.  Apabila  fase  itu  tercapai,  tumbuhan  tertentu  langsung membentuk bunga tanpa memerlukan induksi lingkungan, sedangkan pada tumbuhan lain memerlukan kondisi lingkungan tertentu agar mampu membentuk bunga. 

Dalam  transisi  ke  arah  pembungaan  melibatkan  perubahan  dalam  pola morfogenesis  dan  diferensiasi  sel  pada  meristem  apikal  pucuk.  Dalam  proses  ini dihasilkan floral organ (sepala, petala, stamen dan karpela). Proses pembungaan padadasarnya merupakan interaksi dari pengaruh dua faktor utama, yaitu faktor internal dan eksternal.  Faktor  ekternal  meliputi  panjang  hari  dan  temperatur,  sedangkan  faktor internal  meliputi  ritme  endogen,  dan  hormon.  Interaksi  antara  faktor  internal  dan eksternal  memungkinkan  tanaman  menyelaraskan  perkembangannya  sehingga tumbuhan  dapat  menentukan  waktu  yang  tepat  untuk  pembungaan  (timing  of flowering).

Tahap - Tahap Pembentukan Bunga. 

Pembentukan  bunga  merupakan  transisi  dari  fase  vegetatif  ke  fase  reproduktif. Pembungaan dimulai dengan perubahan biokimia tertentu yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan,  yang  mengubah  primordia  vegetatif  menjadi  primordia  reproduktif. Perubahan  itu  terjadi  sebagai  akibat  dari  perubahan  pengaturan  metabolisme  terkait dengan adanya sintesis enzim atau aktivasi enzim yang semula tidak aktif.  Proses ini diikuti  dengan  sintesis  DNA  dan  RNA  yang  diperlukan  untuk  mitosis  cepat  pada meristem.  Juga  mungkin  menghilangkan  hambatan  aktivitas  DNA  yang  diperlukan untuk  sintesis  enzim  untuk  pembungaan.  

Tahap-tahap  pembentukan  bunga  dapat dijelaskan sebagai berikut: 

1. Induksi bunga (evokasi).

Evokasi merupakan tahap pertama dari proses pembentukan bunga, yaitu suatu tahap  ketika  meristem  vegetatif  diprogram  untuk  mulai  berubah  menjadi  meristem reproduktif.  Induksi  pembentukan  bunga  berkaitan  dengan  faktor  genetik  dan  nutrisi. Faktor  genetik  melibatkan  aktivasi  flowering  genes  secara  bertahap  pada  waktu pertumbuhan  vegetatif  maksimum.    Faktor  nutrisi  karena  untuk  berbunga  diperlukan alokasi  asimilat  ke  bagian  apikal  untuk  memasuki  fase  reproduktif.  Bahan  organik sebagai  sumber  energi  dan  bahan  penyusun  senyawa  yang  berguna  dalam  proses reproduktif.  Induksi  bunga  dapat  dideteksi  secara  kimiawi  dari  peningkatan  sintesis asam nukleat dan protein, yang dibutuhkan dalam pembelahan dan diferensiasi sel. 

Induksi  pembentukan  bunga juga  tergantung  pada  lingkungan  meskipun bentuk bunga  dan  morfogenesisnya  diatur  secara  endogen  (developmental  homeostasis). Pembentukan bunga merupakan tahap penting dalam perkembangan tanaman. Bunga dibentuk  karena  ujung  batang  vegetatif  selain  membentuk  daun,  mikro  dan megasporofil,  juga  struktur  perhiasan  bunga.  Transisi  dari  fase  vegetatif  ke  fase reproduktif seiring dengan perubahan karakteristik pada meristem apikal. 
 
2. inisiasi bunga.

Pada  tahap  inisiasi  bunga,  perubahan  morfologis  menjadi  bentuk  kuncup reproduktif  mulai  dapat  terdeteksi  secara  makroskopis.  Transisi  dari  tunas  vegetatif menjadi kuncup reproduktif ini dapat dideteksi dari perubahan bentuk maupun  ukuran kuncup,  serta  proses-proses  selanjutnya  yang  mulai  membentuk  organ-organ reproduktif. 

3. Perkembangan kuncup bunga menuju anthesis.

Tahap  ini  ditandai  dengan  terjadinya  diferensiasi  bagian-bagian  bunga.  Pada tahap  ini  terjadi  proses  mikrosporogenesis  (perkembangan  polen)  dan megasporogenesis  (perkembangan  kantong  embrio  dan  ovulum)  dan  untuk penyempurnaan dan pematangan organ-organ reproduksi jantan dan betina.

a. Mikrosporogenesis (perkembangan polen).

Perkembangan  mikrospora  merupakan  awal  dimulainya  generasi  gametofit jantan.  Seperti  pada  tanaman  lainnya,  yang  bertanggung  jawab  dalam  pembentukan mikrospora adalah mikrosporangium.  Ada 4 tahapan utama perkembangan mikrospora pada tanaman monokotil yaitu sel induk mikrospora, tetrad, uninukleat, dan binukleat. 

Perkembangan mikrospora pada dasarnya merupakan proses meiosis, dari satu sel  induk  mikrospora  menjadi  empat  sel  anakan  mikrospora  (tetrad).  Mikrospora dewasa  atau  setelah  lepas  dari  tetrad  disebut  sebagai  butir  serbuk  sari.  Setiap mikrospora  dan  mikrospora  tetrad  dibungkus  oleh  dinding  kalose.  Inti  dari  setiap mikrospora  tetrad  belum  kelihatan  dengan  jelas,  karena  tidak  berada  ditengah, melainkan berada ditengah-tengah keseluruhan tetrad. Ukuran tetrad saat ini setengah dari ukuran mikrospora maksimum. Perkembangan  selanjutnya  adalah  terlepasnya  tetrad  menjadi  empat mikrospora bebas. Proses ini dikatalisis oleh enzim 1,3 β-glucanase. Setiap mikrospora berbentuk  segitiga  dan  umumnya  inti  secara  perlahan-lahan  bergerak  ke  tengah mikrospora dan dinding mikrospora menebal. Ini merupakan awal dari tahap mikrospora uninukleat.  Pada  tahap  uninukleat  akhir  mikrospora  siap  melakukan  pembelahan mitosis yang pertama. Pembelahan mitosis pertama ini mengakhiri periode mikrospora. 

Mitosis  pertama  terjadi  secara  asimetrik,  menghasilkan  dua  inti  sel  yang  tidak  sama  besar. Yang besar adalah inti vegetatif dan yang kecil adalah inti generatif. Inti generatif letaknya  berdekatan  dengan  dinding  mikrospora.  Inti  generatif  membelah  secara mitosis  (mitosis  II)  menghasillkan  dua  inti  sperma  (gamet  jantan).  Pada  saat  ini mikrospora disebut sebagai butir polen (pollen grain) atau polen dewasa. Pada  tumbuhan  angiospermae,  pada  saat  terjadi  perkembangan  benang  sari, sel-sel  induk  mikrospora  melakukan  meiosis  dan  menghasilkan  4  mikrospora  haploid dimana  masing-masing  akan  berkembang  menjadi  butir  polen  (pollen  grain).  Polen yang masak akan dilapisi oleh beberapa lapis dinding sel, yang terdalam disebut intine dan disebelah luarnya terdapat exine. Pembentukan intine diduga berasal dari tapetum, sedangkan  exine  merupakan  produk  dari  polen.  Butir  polen  merupakan  generasi gametofit  jantan,  terdapat  sel  vegetatif  yang  merupakan  asal  pollen  tube,  serta  sel generatif yang menghasilkan sperma. Sel generatif dan sel vegetatif terbentuk sebagai hasil pembelahan sel mikrospora. Sel  generatif  ini tidak memiliki mitokondria maupun kloroplas. Sel generatif akan membelah secara mitosis untuk membentuk 2 inti sperma dan pembelahan ini umumnya terjadi setelah polinasi.

b. Megasporogenesis (perkembangan kantong embrio dan ovulum).

Pada saat ovulum berkembang, megasporosit (sel induk megaspora) terbentuk di  dalam  nuselus.  Megasporosit  membentuk  kantong  embrio  dan  melakukan pembelahan  meiosis  membentuk  4  sel  haploid.  Satu  dari  4  sel  haploid  yang  dekat dengan bagian kalaza membesar dan menjadi megaspora yang berfungsi, sedangkan 3 sel haploid yang lain akan mengalami degenerasi. Megaspora kemudian melakukan pembelahan mitosis  3  kali berturut-turut  dan  membentuk  gametofit betina  yang  terdiri dari  tujuh  sel  dengan  8  anak  inti  (nuclei)  haploid,  dan  sel  telur  terletak  pada  bagian basal kantong embrio.

4. Anthesis (Pemekaran bunga).

Anthesis merupakan tahap ketika terjadi pemekaran bunga. Biasanya anthesis terjadi  bersamaan  dengan  masaknya  organ  reproduksi  jantan  dan  betina,  walaupun dalam kenyataannya tidak selalu demikian. Ada kalanya organ reproduksi, baik jantan maupun  betina, masak  sebelum  terjadi  anthesis, atau  bahkan  jauh  setelah  terjadinya anthesis.

5. Penyerbukan (polinasi) dan pembuahan (fertilisasi).

Polinasi  merupakan  proses  transfer  polen  dari  anter  ke  kepala  putik  (stigma). Polinasi  pada  sebagian  besar  tumbuhan  angiospermae  dapat  terjadi  dengan  secara fisik (melalui angin), atau dengan bantuan hewan seperti serangga, burung, kelelawar atau  bahkan  perlu  bantuan  manusia.  Setelah  pollen  melekat  di  kepala  putik  (stigma) akan  berkecambah membentuk  buluh sari.  Buluh sari  ini berisi  sel  vegetatif  di  depan dan sel generatif dibelakangnya. Sel generatif akan menghasilkan dua sel sperma yang akan  melakukan  pembuahan  ganda.  Pembuahan  akan  terjadi  apabila  buluh  sari mampu mencapai mikrofil. Satu sel sperma membuahi sel telur membentuk zigot yang bersifat  diploid  (2n),  sedangkan  sel  sperma  lainnya  membuahi  2  inti  kutub  sehingga terbentuk  sel  triploid  (3n).  Sel  ini  akan  membelah  membentuk  jaringan  penyimpan cadangan  makanan  yang  disebut  endosperm.  Selanjutnya  endosperm  akan menyediakan  makanan  bagi  embrio  yang  berkembang  dari  zigot.  Perkembangan embrio  (embriogenesis)  melibatkan  sejumlah  perubahan  morfologi  menghasilkan struktur  embrio  dewasa  yang  tersusun  atas  aksis  embrionik  akar  dan  pucuk    dan kotiledon. 

 

Perkembangan Bunga.

Meristem apikal pucuk yang bersifat indeterminate dapat membentuk meristem karangan  bunga  (inflorescence  meristem)  dan  meristem  bunga  (floral  meristem). Perkembangan  bunga  dimulai  dari  SAM  (shoot  apical  meristem)  atau  tunas  samping yang  masuk  ke  fase  reproduktif  dan  membentuk  meristem  karangan  bunga (inflorescence  meristem).  Meristem  karangan  bunga  dapat  bersifat  determinate  yang pada akhirnya membentuk bunga terminal, atau indeterminate. Sejumlah gen diketahui berperan dalam pengaturan perkembangan bunga. Gen TERMINAL FLOWER1 (TFL1) pada  tanaman  Arabidopsis  dapat  mempertahankan  inflorescence  meristem  tetap berada  dalam  kondisi  indeterminate,  sedangkan  gen  LEAFY  (LFY)  dan APETALA1(AP1)  berperan  dalam  fase  awal  perkembangan  bunga.  Mutasi  TFL menyebabkan  inflorescence  meristem  berdiferensiasi  menjadi  bunga,  sedangkan mutasi  LFY  dan  AP1  menyebabkan  bagian  yang  seharusnya  menjadi  bunga  tetap berupa  inflorescence  meristem.  Ekspresi  gen-gen  tersebut  dikontrol  oleh  faktor lingkungan  seperti  fotoperiode  dan  hormon.    Perlakuan  hari  panjang  dan  aplikasi giberelin akan meningkatkan ekspresi LFY, yang kemudian juga memacu ekspresi AP1. 

Bunga merupakan modifikasi dari tunas yang mendukung. Bagian-bagian bunga adalah kelopak, mahkota, benang sari dan putik. Kelopak (calyx) terdiri dari daun-daun kelopak  (sepala).  Kelopak  terdapat  pada  bagian  terluar  dari  bunga,  menyelubungi bagian  bunga  lainnya,  pada  umumnya  berwarna  hijau,  berfungsi  untuk  melindungi kuncup.  Mahkota  (corolla)  terdiri  dari  daun  mahkota  (petala),  bagian  ini  biasanya memiliki  tekstur  dan  warna  yang  menarik.  Keragaman  tekstur  dan  warna  mahkota ditujukan  untuk  menarik  perhatian  serangga  penyerbuk.  Benangsari  merupakan  alat kelamin  jantan  yang  menghasilkan  serbuk  sari  (pollen).  Putik  terbentuk  sebagai  hasil pelekatan  daun-daun  buah  (carpel).  

Putik  dapat terdiri  dari  satu  atau  beberapa  daun buah. Putik terdiri atas 3 bagian yaitu : 

• Bagian paling bawah biasanya membengkak disebut bakal  buah (ovary), yang mengandung bakal biji (ovulum), 
• Bagian tengah, berupa tangkai yang ramping disebut tangkai putik (style) dan 
• Bagian paling ujung, disebut kepala putik (stigma).

Tidak  semua  bunga  memiliki  bagian-bagian  bunga  berupa  kelopak,  mahkota, benangsari  dan  putik  secara  lengkap.  Bunga  yang  mempunyai  ke  empat  bagian tersebut  disebut  bunga  lengkap,  sebaliknya  bila  bunga  kehilangan  salah  satu  bagian tersebut  disebut  bunga  tak  lengkap.  Berdasarkan  kelengkapan  alat  kelamin  dikenal bunga  sempurna  dan  bunga  tak  sempurna.  Bunga  disebut  sempurna  apabila mengandung kedua alat  kelamin yakni benangsari dan  putik.  Bunga demikian disebut juga  bunga  biseksual.  Apabila  bunga  hanya  memiliki  benang  sari,  atau  putik  saja disebut  bunga  uniseksual  yang  tergolong  bunga  tak  sempurna.  Bunga  yang  hanya mengandung  putik  tanpa  benang  sari  disebut  bunga  betina,  sedangkan  bunga  yang memiliki benangsari tanpa putik disebut bunga jantan.

Proses organogenesis bunga (floral organogenesis) telah banyak dipelajari dan dikontrol  oleh  sekelompok  gen  yang  dikenal  sebagai  MADS-box  genes.  Gen-gen  ini merupakan  homeotic  genes,  atau  gen-gen  yang  dapat  menentukan  formasi keseluruhan organ. Pada  tumbuhan  tiga  kategori homeotik  gen  ini  telah  berhasil  diidentifikasi  dan merupakan gen yang terlibat dalam diferensiasi bunga. Dalam model ABC ini diyakini ada  4  lingkaran  yang  menyusun  bunga  dengan  kombinasi  gen-gen  tersebut.  Gen  A (misalnya  apetala  1  atau  apetala  2)  terekspresi  di  lingkaran  1  dan  menentukan pembentukan  sepala.  Di  lingkaran  ke  dua  gen  A  dan  B  terekspresi    (misal  apetala  3 atau  pistillata)  dan  menghasilkan  pembentukan  petala.  Di  lingkaran  ke  tiga  gen  B terekspresi, tetapi ekspresi gen A diganti oleh gen C (gen A dan C saling menekan dan umumnya tidak  terekspresi secara  bersamaan).  Ekspresi  gen  B  dan  C  menghasilkan pembentukan stamen. Akhirnya pada lingkaran ke empat hanya gen C yang terekspresi dan menyebabkan pembentukan karpela atau ovarium.

• Jika  gen  A  mengalami  mutasi  (misalnya  apetala2),  ekspresi  gen  C  meluas  ke empat lingkaran dan akibatnya hanya karpela dan stamen yang terbentuk
• Jika  gen  B mengalami  mutasi maka  ekspresi  gen  A  dan  gen  C  mengakibatkan hanya terbentuk sepala dan karpela.
• Jika  gen  C  mengalami mutasi, ekspresi gen  A  meluas ke  empat    lingkaran dan hanya sepala dan petala yang terbentuk

Pada  beberapa  tumbuhan  seperti  jagung  bunga  jantan  dan  bunga  betina terdapat  pada  satu  individu,  tumbuhan  demikian  disebut  tumbuhan  berumah  satu (monoecious). Bila bunga jantan dan bunga betina terpisah pada individu yang berbeda seperti  pada  salak,  asparagus  dan  lain-lain,  disebut  tumbuhan  berumah  dua (dioecious).

Kelamin bunga dipengaruhi beberapa faktor antara lain temperatur, fotoperiode, nutrien dan hormon. Temperatur rendah pada malam hari memacu terbentuknya bunga betina  pada  ketimun  dan  bayam.  Hari  panjang  memacu  terbentuknya  bunga  jantan pada  SDPs  dan    bunga  betina  pada  LDPs.  Kadar  N  tinggi  memacu  pembentukan bunga  jantan  (misal  pada  ketimun)  atau  bunga  betina  (misal  pada  Begonia).  IAA cenderung  memacu  pembentukan  bunga  betina,  sedangkan  GA  cenderung  memacu pembentukan bunga jantan.

Diah R, M.Nasir, Sudjino, dan K. Dewi. 2009. Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Biologi UGM 97

Demikianlah pemaparan artikel yang berjudul Pembentukan dan Perkembangan Bunga, Development of The Flower. Apabila ada kekurangan ataupun kekeliruan dalam penulisan artikel ini, Berbagai Reviews mengucapkan mohon maaf yang sebesar - besarnya. Silahkan tinggalkan pesan yang bijak pada kolom komentar yang tersedia. Terima kasih sudah mengunjungi, semoga bermanfaat.

Bahan bacaan membantu tugas sekolah silahkan klik Pustaka Pengetahuan

Tutorial cara budidaya silahkan klik Baraja Farm Channel

Untuk belajar budidaya, silahkan Baraja Farm

Media sosial silahkan klik facebook.com