Perkecambahan

Perkecambahan atau germinasi (bahasa Inggris:germination) merupakan tahap awal perkembangan suatu tumbuhan, khususnya tumbuhan berbiji. Dalam tahap ini, embrio di dalam biji yang semula berada pada kondisi dorman mengalami sejumlah perubahan fisiologis yang menyebabkan ia berkembang menjadi tumbuhan muda. Tumbuhan muda ini dikenal sebagai kecambah.

Proses perkecambahan

Perkecambahan diawali dengan penyerapan air dari lingkungan sekitar biji, baik tanah, udara, maupun media lainnya. Perubahan yang teramati adalah membesarnya ukuran biji yang disebut tahap imbibisi (berarti "minum"). Biji menyerap air dari lingkungan sekelilingnya, baik dari tanah maupun udara (dalam bentuk embun atau uap air. Efek yang terjadi adalah membesarnya ukuran biji karena sel-sel embrio membesar) dan biji melunak. Proses ini murni fisik.

Kehadiran air di dalam sel mengaktifkan sejumlah enzim perkecambahan awal. Fitohormon asam absisat menurun kadarnya, sementara giberelin meningkat. Berdasarkan kajian ekspresi gen pada tumbuhan model Arabidopsis thaliana diketahui bahwa pada perkecambahan lokus-lokus yang mengatur pemasakan embrio, seperti ABSCISIC ACID INSENSITIVE 3 (ABI3), FUSCA 3 (FUS3), dan LEAFY COTYLEDON 1 (LEC1) menurun perannya (downregulated) dan sebaliknya lokus-lokus yang mendorong perkecambahan meningkat perannya (upregulated), seperti GIBBERELIC ACID 1 (GA1), GA2, GA3, GAI, ERA1, PKL, SPY, dan SLY. Diketahui pula bahwa dalam proses perkecambahan yang normal sekelompok faktor transkripsi yang mengatur auksin (disebut Auxin Response Factors, ARFs) diredam oleh miRNA.^[1]

Perubahan pengendalian ini merangsang pembelahan sel di bagian yang aktif melakukan mitosis, seperti di bagian ujung radikula. Akibatnya ukuran radikula makin besar dan kulit atau cangkang biji terdesak dari dalam, yang pada akhirnya pecah. Pada tahap ini diperlukan prasyarat bahwa cangkang biji cukup lunak bagi embrio untuk dipecah.

Tahapan proses perkecambahan

Fase perkecambahan adalah tahap awal pertumbuhan tanaman yang dimulai dari kondisi dorman hingga menjadi tumbuhan muda (kecambah). Proses ini meliputi tiga tahap utama: imbibisi (penyerapan air), aktivasi metabolisme (pembentukan enzim dan respirasi), dan pemanjangan sel (pertumbuhan radikula dan plumula). Perkecambahan dapat dibagi lagi menjadi beberapa fase visual, seperti munculnya radikula, terangkatnya hipokotil, dan munculnya daun pertama.

Tahapan utama proses perkecambahan

Imbibisi: Biji menyerap air dari lingkungan sekitar, yang membuat kulit biji melunak dan embrio mulai aktif.
Pembentukan enzim dan respirasi: Air memicu hormon giberelin di dalam biji untuk mengaktifkan enzim, seperti amilase. Enzim ini memecah cadangan makanan menjadi glukosa untuk energi. Pada tahap ini, respirasi seluler meningkat pesat untuk menyediakan energi bagi pertumbuhan.
Pemanjangan sel radikula: Radikula (akar embrio) mulai tumbuh ke bawah untuk menyerap air dan nutrisi dari tanah.

Fase visual perkecambahan

Munculnya radikula: Akar embrionik pertama kali muncul dari kulit biji.
Munculnya hipokotil (pada perkecambahan epigeal): Batang di bawah kotiledon (hipokotil) memanjang, menarik kotiledon ke atas permukaan tanah.
Terangkatnya kotiledon: Kotiledon terangkat ke atas dan keluar dari tanah.
Terbukanya daun pertama: Kotiledon membuka dan daun pertama (plumula) mulai muncul dan tumbuh. Setelah berada di permukaan tanah, kotiledon pada tipe epigeal mungkin akan gugur atau tetap berfungsi. Daun sejati pertama tumbuh dan mulai melakukan fotosintesis, membuat bibit menjadi mandiri dalam memproduksi makanannya sendiri.

Singkatnya, fase primordial adalah saat munculnya radikula sebagai tahap paling awal dari perkecambahan yang memungkinkan biji untuk tumbuh dan mendapatkan air serta nutrisi dari lingkungan sekitar.

Tipe perkecambahan

Berdasarkan posisi kotiledon dalam proses perkecambahan dikenal perkecambahan hipogeal dan epigeal. Hipogeal adalah pertumbuhan memanjang dari epikotil yang meyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas tanah. Kotiledon relatif tetap posisinya. Contoh tipe ini terjadi pada kacang kapri dan jagung. Pada epigeal hipokotillah yang tumbuh memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Perkecambahan tipe ini misalnya terjadi pada kacang hijau dan jarak. Pengetahuan tentang hal ini dipakai oleh para ahli agronomi untuk memperkirakan kedalaman tanam.

Perkecambahan epigeal: Hipokotil memanjang, membawa kotiledon (seperti pada kacang-kacangan dan bunga matahari) keluar dari tanah. Contoh tanaman dengan perkecambahan epigeal adalah kacang buncis (Phaseolus vulgaris), kacang hijau, kedelai, kapas, pepaya, dan labu,
Perkecambahan hipogeal: Epikotil memanjang, menjaga kotiledon tetap berada di bawah tanah (seperti pada jagung dan padi). Contoh perkecambahan hipogeal adalah pada tumbuhan seperti jagung, padi, gandum, kelapa, kacang polong, kacang tanah, dan mangga.

Lihat pula

Referensi dan catatan kaki

↑ Li et al. (2007). Repression of AUXIN RESPONSE FACTOR10 by microRNA 160 is critical for seed germination and post-germination stages. The Plant Journal 52:133-146.

Wikibooks memiliki informasi lebih lanjut di:

Perkecambahan

Sowing Seeds A survey of seed sowing techniques.
Seed Germination: Theory and Practice, Norman C. Deno, 139 Lenor Dr., State College PA 16801, USA. An extensive study of the germination rates of a huge variety of seeds under different experimental conditions, including temperature variation and chemical environment.
Germination time-lapse ~1 minuite HD video of mung bean seeds germinating over 10 days. Hosted on YouTube.