Siklus hidup Angiospermae Sebagian besar siklus hidup angiospermae ada dalam fase sporofit Gametofit jantan : butir-butir polen; gametofit betina: ovulum Angiospermae mengalami fertilisasi ganda: 2 sperma membuahi sel yang berbeda dalam ovulum, menghasilkan embrio yang bersifat diploid, dan endosperm yang bersifat triploid. Embrio berkembang didalam biji, merupakan miniatur tananan, dan ada dalam kondisi dorman.

Perkembangan biji Setelah fertilisasi sel telur dan endosperm tumbuh dan berkembang menjadi embrio dan lapisan pelindung Biji kemudian berhenti tumbuh dan mengering: menjadi dorman. Biji yang masak dapat terlepas dari tanaman induk dan tersebar ke tempat yang baru. Masa dormansi biji bervariasi. Ada yang bisa mencapai 2000 th untuk beberapa jenis tanaman lotus (teratai). Ketika biji dorman jatuh di tempat yang sesuai, dormansi dapat hilang, biji menyerap air, dan terjadi perkecambahan.

Bagian-bagian biji From fertilized ovule….. The mature seed: seed coat (protection) cotyledons (seed leaves) hypocotyl (lower embryonic axis) radicle (embryonic root) epicotyl (upper embryonic axis) plummule (shoot tip) coleoptile (sheath for embryonic shoot)

Endosperm/Cotyledons: Seed Coat: Hard surface that protects the interior of a plant. Comprised of two coats Testa: outer layer Endosperm/Cotyledons: Food storage section of the seed. It supplies enough energy for the plant to grow until the leaves start to produce energy.

Biji dan nutrisi Biji yang berkembang merupakan strong sink untuk karbohidrat Mutation in corn: miniature 1 (mn1) : loss of invertase activity Shrunken 1 (sh1) and shrunken 2 (sh2) : loss of sucrose synthase and ADP glucose pyrophosporylase activity Ada banyak variasi kandungan protein, lemak dan karbohidrat yang terkandung dalam biji. pati disimpan didalam amyloplas asam-asam lemak disintesis didalam plastida macam-macam protein: albumins, globulins, prolamins

Buah Berasal dari perkembangan ovarium Buah melindungi biji dan membantu dalam penyebaran biji Pericarp (thickened wall of fruit from ovary wall) Tipe buah: •simple (1 ovary/1 flower)~ cherry, soybean •aggregate (1 flower with many carpels/ovaries)~ blackberry •multiple (inflorescence; group of flowers/ovaries) ~ pineapple

Pineapple inflorescence Fruits are classified into several types Depending on their developmental origin Carpels Flower Ovary Stamen Stigma Stamen Ovule Pea flower Raspberry flower Pineapple inflorescence Carpel (fruitlet) Each segment develops from the carpel of one flower Stigma Seed Ovary Stamen Pea fruit Raspberry fruit Pineapple fruit Simple fruit Aggregate fruit Multiple fruit

Pertumbuhan buah dan biji Perkembangan buah tergantung pada keberhasilan fertilisasi dan perkembangan biji Ada korelasi antara ukuran buah dengan jumlah biji yang berkembang (misal pada anggur, tomat, apel) Proses yang terjadi pada pemasakan buah pelunakan buah perubahan pigmen perubahan sukrosa menjadi glukosa & fruktosa respirasi klimakterik

Fig. 28-19

To ripen fruit have to be exposed and respond to naturally-produced ethylene. Ethylene stimulates synthesis of those enzymes involved in ripening.

Major Hormones Regulating Angiosperm Embryogenesis

Saat biji berkembang : GA turun, ABA meningkat Kandungan air turun Aktivitas metabolisme turun Gen-gen yang terekspresi : LEA (late embryogenesis abundance) dehydrin

Seed quiescence: A protective condition that prevents the seed from germinating until all of the environmental factors required for optimum growth are present. Seed dormancy: viable seeds fail to germinate under favourable conditions

Seed dormancy

Tipe Dormansi Dormansi Primer : dormansi pada biji yang baru saja dipanen (delays initial seed germination). Dormansi Sekunder: dormansi yang timbul akibat kondisi lingkungan yang tidak sesuai Extremes temperature prolonged darkness prolonged light, water stress, or oxygen extremes.

Penyebab Dormansi Primer Fisik : Kulit biji impermeabel (menghambat masuknya air kedalam biji) Mekanis : kulit biji keras sehingga menghambat embrio untuk tumbuh & memecah kulit biji Khemis: ada senyawa pada kulit biji yang menghambat perkecambahan

Penyebab dormansi primer Morfologi: perkembangan embrio belum sempurna saat biji terlepas dari tanaman Fisiologis : kondisi untuk perkecambahan belum terpenuhi

Contoh dormansi akibat kulit biji yang impermeabel Rhus aromatica – Fragrant Sumac The seed coat becomes impermeable to water after maturation to survive the winter. Broken when the seed coat is disrupted or dislodged by environmental factors http://www.nps.gov/.../Shrubs/Rhus-aromatica-1-RHW.jpg

Contoh dormansi akibat kulit biji yang keras Pistacia vera L., Anacardiaceae – Pistachio Nut The hard lignified shell is too thick for the radical to break through. http://www.batcon.org/batsmag/images/v19n4c.jpg

Contoh dormansi akibat senyawa kimia pada kulit biji Grevillea eriostachya – Grevillea Rumput & serealia http://florabase.calm.wa.gov.au/.../timage/2001ic1.jpg

Contoh dormansi morfologis Ranunculaceae – The Buttercup Family The seeds complete their maturation after leaving the plant Tropical families – Annonacease, Arecaceae, www.digitalnaturalhistory.com/ranunculus.jpg

Contoh dormansi fisiologis Echinacea purpurea – Purple Coneflower Purple Coneflower requires a specific temperature range to germinate. http://www.cambridge2000.com/gallery/html/P70514612e.html

Deep Dormancy Rubus spp. – Raspberry Raspberries can last in the seed bank until the soil is exposed to open sky or is disturbed. http://www.colorado.edu/.../foods/raspberry.gif

Contoh dormansi sekunder Chenopodium requires a slight chill or direct exposure to light to germinate after absorption of water. http://pharm1.pharmazie.uni-greifswald.de/systematik/7_bilder/pios/pio00252.jpg

Pematahan dormansi Pemberian temperatur yang sesuai (short period of prechilling) Isolasi embrio Aplikasi giberelin Skarifikasi After-ripening Api/kebakaran, asap Pemberian cahaya yang sesuai Pemakaian senyawa kimia : potassium nitrate, thiourea,

Biji rekalsitran dan vivipari Rekalsitran : tidak dapat disimpan lama contoh: durian, apukat Vivipari :dapat berkecambah saat masih ada pada tanaman induk

Germination: the development of a seed from a resting stage to a stage of growth.

(phytochrome/red light) Seed Germination (phytochrome/red light)

Stages of Germination

Lettuce Seed Germination shoot apex hydrolysis starch Seed Coat sugar cotyledons -amylase translation dicot growth RNA transcription Embryo DNA photoactivation phytochrome radicle apex photoreversibility red and white light stimulate germination water 660 nm Pfr Pr dark 730 nm imbibition

Seed germination in cereals

Barley Seed Germination hydrolysis starch Fruit+Seed Coat maltose Endosperm sugar exocytosis Aleurone Layer cotyledon -amylase translation Storage Protein monocot hydrolysis shoot apex RNA growth transcription Embryo Amino Acids DNA GA water radicle apex imbibition

Perkecambahan biji yang banyak mengandung lemak Asam lemak dilepas dg adanya aktivitas enzim lipooxygenase dan memasuki glioksisome Di dlm glioksisome aktivitas enzim B-oksigenase akan menghasilkan acetyl CoA, yg selanjutnya akan digunakan untuk membentuk suksinat dalam siklus glioxylate Asam suksinat akan memasuki mitokondria dan kmd kedalam siklus kreb Oxaloasetat dari siklus asam trikarboksilat kmd berperan sebagai substrat untuk sintesis sukrosa yang selanjutnya digunakan sbg energi untuk tumbuh

Seed germination epigeal (a) Foliage leaves Cotyledon Epicotyl Hypocotyl Radicle Epicotyl Seed coat Common garden bean. In common garden beans, straightening of a hook in the hypocotyl pulls the cotyledons from the soil. (a) Seed germination epigeal

Use a different method for breaking ground when they germinate Monocots Use a different method for breaking ground when they germinate _ The coleoptile pushes upward through the soil and into the air hypogeal Foliage leaves Coleoptile Radicle Maize. In maize and other grasses, the shoot grows straight up through the tube of the coleoptile. (b)

Genetically modified rice Genetically modified plants Have the potential of increasing the quality and quantity of food worldwide Ordinary rice Genetically modified rice

Germination leads to Propagation: the increase of a plant species from one generation to the next