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

PerkembanganPerkembangan bakalbakal tunas tunas bungabunga

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

Floral development of papaya

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

SiklusSiklus bungabunga--buahbuah

Ovule Ovule --ovaryovary

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

avocado-apokat

breadfruit, jackfruit, chempedak

Perubahan PTT ATT nangka

rambutan

sirsak

durian, aril ripening

guava-jambu biji

langsat

langsat fruit development

mangosteen

longan-lengkeng

mango-mangga

pineapple-nenas

Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD

papaya-pepaya

passiflora-markisa

litchi-leci

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

Courtesy: Suketi K,Poerwanto R, Sujiprihati S , Sobir, Widodo WD

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?