Pertumbuhan Pertumbuhan dan dan Perkembangan Perkembangan Buah Buah Tanaman Tanaman Buah Buah 10 10 Oktober Oktober 2012 2012 Ketty Ketty Suketi Suketi Winarso Winarso D. D. Widodo Widodo
PertumbuhanPertumbuhan dandanPerkembanganPerkembangan BuahBuah
TanamanTanaman BuahBuah10 10 OktoberOktober 20122012
KettyKetty SuketiSuketiWinarsoWinarso D. D. WidodoWidodo
PengertianPengertian BuahBuahPengertianPengertian HortikulturHortikultur::HasilHasil perkembanganperkembangan daundaunbuahbuah ((karpelkarpel) ) dandan bagianbagian--bagianbagian pendukungnyapendukungnya yang yang menjadimenjadi bagianbagian dapatdapatdimakandimakan ((edible partedible part))
PengertianPengertian BotaniBotani::BuahBuah adalahadalah bakalbakalbuahbuah ((ovariovari) yang ) yang tumbuhtumbuh dewasadewasasebagaisebagai hasilhasil daridariprosesproses pembuahanpembuahan((fertilisasifertilisasi))
http://classes.hortla.wsu.edu/hort310/hort%20310%20-%20documents/Fruit%20Growth%20&%20Development.pdf
KerontokanKerontokan bungabunga
AlamiAlami bungabunga bertahanbertahan 40 40 –– 80 %80 %EfisiensiEfisiensi penyerbukanpenyerbukan alamialami 40 %40 %
KerontokanKerontokan bungabunga tinggitinggi ( 60 ( 60 –– 65 %) 65 %) karenakarena tidaktidak adaada polinatorpolinator atauatau tingkattingkatkemasakankemasakan putikputik tidaktidak bersamaanbersamaan dengandenganbenangbenang sari (sari (temporal separationtemporal separation))
KomponenKomponen bungabunga
KelopakKelopak bungabunga / / sepal / calyxsepal / calyxMahkotaMahkota bungabunga / / petal / corollapetal / corollaPutikPutik / pistil : stigma, / pistil : stigma, stilusstilus, ovary, , ovary, ovulovulBenangBenang sari / stamen sari / stamen : anther, filament: anther, filament
Flower bud developmental stageFlower bud developmental stage
Vegetative stageVegetative stageDome stageDome stageEpicalyxEpicalyx initialsinitialsCalyx initialsCalyx initialsPetal Petal –– stamen stamen primordiaprimordia appearappearCarpel Carpel –– stamen differentiatingstamen differentiatingCarpel Carpel –– stamen developmentstamen developmentAnthesisAnthesis
Perkembangan tunas bunga tanamantahunan (Lamp et al. , 2001)
Pre reproduktif (pembentukan bud scale)Transisi ke reproduktif (ukuran meristembertambah)Inisiasi bunga (floral apex menjadi elongate, membentuk kubah melebar, ada bractea)Inisiasi sepal (5 primodia sepal)Inisiasi petalInisiasi stamen (di floral apex)Transisi atau inisiasi bakal carpelAnthesis
FaseFase pembungaanpembungaan (Lang, 1952)(Lang, 1952)
InduksiInduksi atauatau inisiasiinisiasi bungabunga, , diferensiasidiferensiasifisiologifisiologi primordiaprimordia bungabungaPenyusunanPenyusunan atauatau organisasiorganisasi bungabunga, , diferensiasidiferensiasi individuindividu bgnbgn -- bgnbgn bungabungaPerkembanganPerkembangan dandan pematanganpematangan bungabunga, , diferensiasidiferensiasi jaringanjaringan organ organ betinabetina ((ovariovari) ) dandan jantanjantan ((tepungtepung sari)sari)AntesisAntesis atauatau bungabunga mekarmekar
Diameter serbuk sari kategori pepaya kecil, sedang, besar(Perbesaran 400X, Skala: 0-2 = 30 µm)
IPB 3
IPB 4
IPB 1 IPB 5
IPB 9
IPB 10
IPB 2
IPB 7
IPB 8
Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD
Perbandingan panjang tabung serbuk sari kategori pepaya kecil , sedang, besar (Perbesaran 100x)
IPB 1
0.5 Jam 1 Jam
IPB 4
IPB 3
50 µm
IPB 5
0.5 Jam 1 Jam
IPB 10
IPB 9
50 µm
IPB 2
1 Jam0.5 Jam
IPB 8
IPB 7
50 µm
PengendalianPengendalian penyerbukanpenyerbukan pepayapepaya
Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD
PengendalianPengendalian penyerbukanpenyerbukan pepayapepaya
Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD
PermasalahanPermasalahan PembentukanPembentukanBuahBuah
StrukturStruktur bungabunga dandan kelengkapannyakelengkapannyaKeberadaanKeberadaan binatangbinatang penyerbukpenyerbuk ((polinatorpolinatorbiotikbiotik : : seranggaserangga, , burungburung, , honeybeehoneybee, , bats)bats)KeberadaanKeberadaan faktorfaktor penyerbukpenyerbuk lain lain ((polinatorpolinator abiotikabiotik : : anginangin))TingkatTingkat penyerbukanpenyerbukanInkompatibilitasInkompatibilitasIklimIklim
Fruit Development PhasesFruit Development Phases((GillaspyGillaspy et alet al., 1993)., 1993)
Ovary development, fertilization and fruit Ovary development, fertilization and fruit setsetCell division, seed formation and early Cell division, seed formation and early embryo developmentembryo developmentCell expansion and embryo maturationCell expansion and embryo maturation
GillaspyGillaspy, G., , G., H.BenH.Ben--David and W. David and W. GruissemGruissem. 1993. . 1993. Fruits: A developmental perspective. The Plant Fruits: A developmental perspective. The Plant Cell 5 : 1439 Cell 5 : 1439 –– 1451.1451.
KerontokanKerontokan buahbuahKB 1 : KB 1 : duadua mingguminggu setelahsetelah antesisantesis, yang , yang rontokrontok adalahadalah bunga2 yang bunga2 yang tidaktidakmengalamimengalami penyerbukanpenyerbukanKB 2 : KB 2 : duadua bulanbulan pertamapertama setelahsetelah antesisantesis, , karenakarena : : embrioembrio abnormal abnormal atauatau embrioembriogugurgugur ((embrioembrio sudahsudah berkembangberkembang tapitapijaringanjaringan mengeringmengering shgshg taktak adaadatranslokasitranslokasi nutrisinutrisi))KB 3 : KB 3 : sebelumsebelum panenpanen, , buahbuah mendekatimendekatiukuranukuran normal normal tapitapi belumbelum matangmatang. . KeterbatasanKeterbatasan nutrisinutrisi daridari tanamantanaman indukinduk..
Pertumbuhan awal buah pra fertilisasi: Dipicu oleh hormon yang diproduksi olehpollen
Pertumbuhan buah pasca fertilisasi: Diatur/distimulir oleh hormon-2 yang disintesis oleh biji muda yang ditranslokasikan ke dinding buah
tanpa endosperm embrio gagal tumbuh dan sebaliknya, tanpa embrio, endosperm tidak berkembang
seedlessseeded
Kandungan hormon endogendan status nutrisi dalambuah muda
Courtesy: Widodo WD
Pt
Embrio
EndospermPTT
Degenerated
Developed
Streptomisin (SM); Spektinomisin (SE); Aquadest
?Courtesy: Widodo WD
4
10
16
22
1 2 3 4 5 6 7 8
Minggu setelah mekar penuh
Dia
mete
r buah (
mm
)
SM-200
SE-200
Control
Pengaruh antibiotika terhadap diameter buah
SM SE
control
-3 -3 +5 HSA-6 -6 +5 HSA
Courtesy: Widodo WD
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 5 7 9 11 14Day(s) after anthesis
Ovu
le w
idth
(mm
)
Control SM 200 TC 80GM 60 SE 200
Effect of antibiotics on ovule width
Courtesy: Widodo WD
Ovule at 7 days after anthesis (Widodo, W. D. 2000. Seedlessness Induction by Antibiotics and Its Mechanism in Grapes.Doctoral Thesis, The Graduate School of Natural Science and Technology, Okayama University, Japan.)
a. normal b. early degenerated c. late degenerated
IntegumentNucellus
Endosperm
Embryo
Courtesy: Widodo WD
GA3
0
5
10
15
20
25
3 4 5 6 7 8
Weeks after Full Bloom
Ber
ry d
iam
eter
(mm
)
control 1 ppm, 10 dAB5 ppm, 10 dAB 5 ppm, 15 dAB10 ppm, 5 dAB 10 ppm, 10 dAB
Effect of GA3 on berry growth of seedless berry induced by streptomycin Courtesy: Widodo WD
CPPU
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
3 4 5 6 7 8
Weeks after Full Bloom
Ber
ry d
iam
eter
(mm
)
control 5 ppm, 10 dAB10 ppm, 5 dAB 10 ppm, 10 dAB10 ppm, 15 dAB 15 ppm, 10 dAB
Effect of CPPU (forchlorfenuron) berry growth of seedless berry induced by streptomycin
Courtesy: Widodo WD
GA
CPPU
GACPPU
GA: A= 5 ppm, 10 dAA D= 5ppm , 15 dAA B= 10 ppm, 5 dAA E= 10 ppm, 10 dAAC= 1 ppm, 10 dAA
CPPU: A= 10 ppm, 5 dAA D= 10 ppm, 10 dAAB= 10 ppm, 15 dAA E= 15 ppm, 10 dAAC= 5 ppm, 10 dAA
Courtesy: Widodo WD
a.Pola pertumbuhan:
• Single: nenas, pisang, apokad, kurma, stroberi, jeruk, mangga, pepaya
• Double: umumnya buah batu (kecuali mangga danalmond), anggur, fig, kesemek
• Triple sigmoid: ???
Pola Pertumbuhan
b.Sigmoid:
• Stadia I: setelah anthesis, volume dan bobot perikarp sertabiji ↑, pembelahan sel pada perikarp (berhenti padapertengahan Stadia I) diikuti pembesaran sel, Endokarp danbiji hampir maksimum, nucelus dan integument tumbuhdengan cepat, Embrio mulai tumbuh.
• Stadia II: Pertumbuhan buah melambat, endokarp mengeras, embrio berkembang cepat, stadia peralihan dari pertambahanjumlah sel serta ukuran sel ↑
• Stadia III: pertumbuhan ↑ lagi, sel-sel mesokarp membesar, ruang antar sel pada daging buah ↑, diakhiri denganpematangan buah
Pola Pertumbuhan
• Volume (tidak selalu tepat) karena adanya ronggaseperti pada pepaya, penguapan, perubahan bobotjenis.
• Diameter, tetapi polar dan equatorial, tidak selaluproporsional antara keduanya.
• Bobot ???
Mengukur Pertumbuhan Buah
Pertumbuhan panjang dan diameter buah pepaya
Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD
0
5
10
15
20
25
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Umur Buah (Minggu)
Panj
ang/
Dia
met
er B
uah
(cm
)
P1 = 60 g SP-36/tan P2 = 120 g SP-36/tan P3 = 180 g SP-36/tan P4 = 240 g SP-36/tan
P1 = 60 g SP-36/tan P2 = 120 g SP-36/tan P3 = 180 g SP-36/tan P4 = 240 g SP-36/tan
Panjang Buah
Diameter Buah
Pertumbuhan panjang dan diameter buah pepayapada beberapa dosis pemupukan SP-36
Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD
Pertumbuhan Buah
a. Faktor endogen :
- jumlah sel per buah, - nisbah daun/buah (jeruk 25:1 , peach dan apel 50:1 –70:1)
- suplai cadangan makanan, - waktu pematangan buah, - pembentukan dan distribusi biji (partenokarpi, dipengaruhi hormon biji yaitu auksin) Produksi auksin, sitokinin dan giberelin yang sintetiknyadapat menginduksi fruit set dan perkembangan buahtanpa fertilisasi.
b. Faktor Lingkungan
• Suhu, daerah hangat lebih cepat matang,• Heat unit /sekapan panas : jumlah akumulasi panas harian
Penyakit fisiologis oleh panas : rekah, menghitam, terdapatkantung air.
Pertumbuhan Buah
• Stress air• Angin, menyebabkan transpirasi dan respirasi meningkat• Cahaya menyebabkan sun burning, pada dahan ternaungi
buahnya lebih kecil
INDEKS KEMATANGANMembantu growers menentukan saat layakpanen yang dari "kematangan produk"
Kematangan tingkat keadaan komoditasmencapai tahap perkembangan yang cukupyang setelah panen dan penangananpascapanen mutunya paling tidak mencapai "penerimaan minimal" (minimal acceptable) oleh konsumen akhir
INDEKS KEMATANGANTujuan teknis: mengurangi kerusakan dan kehilangan panen
Banyak indeks kematangan digunakan untukproduk hortikultura (buah, sayur, ornamental)
Beberapa metode umum mencakuppengukuran: padatan terlarut, rasio padatanterlarut/kandungan asam, kandungan pati, kekerasan (firmness), kandungan juice, warna, bobot kering, kandungan minyak (lemak).
INDEKS KEMATANGAN
1. Padatan terlarut: buah pada umumnya PT meningkat menjelang matang besaranini sering dipadu dengan kandungan asamdan kekerasan, Kandungan asam: titrasi gravimetri, nilaikesetaraan bergantung kandungan asammayor dalam buah
2. Kandungan pati menurun menjelangmatang
Indeks Kematangan3. Kekerasan: pnetrometer, dapat berdasar
waktu penembusan atau waktu tertentudengan beban (ukuran jarum) berbeda
4. Kandungan juice biasa digunakan untuk"citrus" (terutama jenis Lemon)
5. Warna: untuk buah-buahan tropika sulit!
6. Bobot kering (jarang untuk produksayuran dan buah-buahan) kecualiapokat (kandungan lemak terhadap bobotkering)
Tugas-ditulis tangan di A4setiap regu praktikum
Gillaspy G, Ben-David H, Gruissem W. 1993. Fruits: A developmental prespective. The Plant Cell 5:1439-1451.
Pelajari naskah di atas dan buat resume sehingga anda dapat menjawabpertanyaan berikutnya :Apa yang dimaksud dengan pertumbuhandan perkembangan buah?