PERCAMBAHAN: STRUKTUR BENIH, PROSES, JENIS - BIOLOGI - 2026

The percambahan adalah proses di mana kandungan embrio dalam biji tumbuhan Spermatofit membangun menghasilkan sebuah kilang baru, dan mempunyai ciri-ciri yang bertopi akar keluar testa atau seedcoat.

Di kerajaan tanaman, spermatofit adalah kelompok tanaman yang dikenal sebagai "tanaman yang lebih tinggi", yang memiliki ciri yang menentukan pengeluaran biji sebagai hasil dari pembiakan seksual mereka, dari mana ia berasal dari namanya, karena "sperma" dalam bahasa Yunani biji.

Percambahan tumbuhan dikotilon (Sumber: MAKY.OREL melalui Wikimedia Commons)

Kumpulan spermatofit terdiri dari tanaman berbunga atau angiosperma dan tanaman bukan berbunga atau gymnosperma, yang menghasilkan biji yang tertutup dalam struktur yang disebut "ovari" atau biji telanjang, masing-masing.

Percambahan biji benih, apa pun jenisnya, dapat difahami sebagai rangkaian langkah berturut-turut yang membuat benih tenang atau tidak aktif, dengan kandungan air yang rendah, menunjukkan peningkatan dalam aktiviti metabolik amnya dan memulai pembentukan anak benih dari embrio di dalam.

Momen tepat di mana percambahan berakhir dan pertumbuhan bermula sangat sukar untuk ditentukan, kerana percambahan secara spesifik didefinisikan sebagai pecah penutup mani yang, dengan sendirinya, sudah menjadi hasil pertumbuhan (pembelahan sel dan pemanjangan) .

Terdapat pelbagai faktor yang mempengaruhi proses percambahan, banyak di antaranya endogen (daya maju, tahap perkembangan embrio, dll.) Dan eksogen (ketersediaan air, suhu dan komposisi atmosfera, misalnya).

Struktur benih

Tanaman angiosperma memiliki biji dengan struktur yang relatif sederhana, karena terdiri dari embrio (produk persenyawaan ovum oleh biji serbuk sari) yang dikelilingi oleh penutup yang dikenal sebagai "kantung embrio", yang juga berasal dari proses persenyawaan.

Lapisan biji benih dikenali sebagai testa dan merupakan produk pengembangan integumen dalaman ovula. Embrio memakan zat di mana ia direndam, endosperma, yang juga dapat menjadi tisu asas pada tanaman dengan kotiledon.

Cotyledon adalah daun primer yang dapat memenuhi fungsi pemakanan bagi embrio dan dapat merawat fotosintesis anak benih yang terbentuk ketika benih bercambah.

Jumlah bahan rizab sangat berubah-ubah di antara benih, terutama mengenai komposisi protein, lemak dan karbohidrat yang dimilikinya. Walau bagaimanapun, bahan penyimpanan utama dalam biji, pada tahap yang lebih besar atau lebih rendah, biasanya pati.

Embrio adalah struktur asas benih. Ia dapat dilihat sebagai "tanaman miniatur" dan terdiri dari radikel, plumule atau epicotyl (di atas tempat kotiledon berada), satu atau lebih kotiledon, dan hipokotil (di bawah kotiledon).

Dari radikel akarnya kemudian terbentuk, yang merupakan bahagian bawah tanah tumbuhan; epikotil kemudian akan menjadi paksi utama batang, di bahagian udara; sedangkan hipokotil adalah bahagian embrio yang menyatukan radikel dengan plumule atau epicotyl, iaitu menyatukan batang dengan akar di tumbuhan dewasa.

Penting untuk diperhatikan bahawa terdapat kepelbagaian benih di alam, terutama berkaitan dengan ukuran, bentuk, warna dan struktur umum, tidak termasuk ciri-ciri fisiologi intrinsiknya.

Proses (peringkat)

Semua biji matang berada dalam keadaan yang dikenali sebagai pendiam, di mana struktur penyebaran ini dapat bertahan dalam jangka masa yang panjang di mana keadaan baik yang diperlukan untuk percambahan tidak ada.

Ketenangan benih dibalikkan dengan adanya air, komposisi dan suhu atmosfera yang sesuai (tentu saja bergantung pada jenis benih).

Percambahan, setelah ketenangan berlalu, merangkumi proses yang biasa dalam fisiologi tumbuhan:

- pernafasan

- penyerapan air

- penukaran "makanan" menjadi bahan larut

- sintesis enzim dan hormon

- metabolisme nitrogen dan fosforus

- peralihan karbohidrat, hormon, air dan mineral ke arah meristem dan

- pembentukan tisu.

Walau bagaimanapun, ahli fisiologi tumbuhan telah menentukan tiga peringkat tertentu iaitu: ketidakseimbangan, pemanjangan sel dan peningkatan jumlah sel (pembelahan sel), yang terakhir bergantung pada kejadian genetik dan molekul yang berbeza.

Keghairahan

Kandungan air dalam biji matang sangat rendah, yang menyokong kelesuan metabolisme tisu di dalamnya. Oleh itu, langkah pertama dalam percambahan biji benih adalah penyerapan air, yang dikenali sebagai penyerapan.

Ketidakseimbangan memulihkan turgor sel-sel embrio, yang sebelumnya disusun plasmolisis kerana ukuran kecil vakuola mereka yang hampir kosong.

Pada jam pertama peringkat ini, tidak ada perubahan kimia yang diamati pada biji, serta jenis aktiviti yang berkaitan dengan pemanjangan atau pemanjangan dinding sel, dll.

Tidak lama kemudian, penghidratan tisu (dalam keadaan atmosfera dan suhu yang baik), membolehkan pengaktifan organel dan enzim selular, terutamanya mitokondria. Pengaktifan ini juga mendorong sintesis hormon dan protein, yang diperlukan untuk kejadian berikutnya.

Pemanjangan dan peningkatan bilangan sel (pembahagian)

Setelah beberapa jam ketidakseimbangan (bergantung pada tahap pengeringan biji), pemanjangan sel-sel yang tergolong dalam radikel dapat dihargai, yang memungkinkan struktur ini memanjang dan muncul dari permukaan yang menutupinya.

Pembahagian sel pertama berlaku dalam meristem akar, tepat pada masa radikel "memecahkan" tisu yang menutupinya. Pada masa ini, beberapa perubahan sitologi diperhatikan, seperti penampilan inti setiap sel yang lebih menonjol.

Tahap percambahan biji A. thaliana (Sumber: Alena Kravchenko melalui Wikimedia Commons)

Lapisan benih atau testa dilintasi atau dipecahkan oleh akar utama, yang diwakili oleh radikel, setelah itu sumbu hipokotilon meneruskan proses pemanjangan. Kotiledon tetap berada di dalam testa selama proses ini, tanpa mengira jenis percambahan.

Semasa proses ini berlaku, pemakanan sel-sel embrio bergantung kepada aktiviti enzim yang bertanggungjawab untuk penurunan karbohidrat dan lemak simpanan dalam endosperma dan / atau kotiledon, aktiviti yang bergantung sepenuhnya pada proses imbibisi sebelumnya.

Jenis percambahan

Jenis percambahan telah ditentukan mengikut nasib kotiledon ketika anak benih terbentuk dari embrio. Dua jenis yang paling terkenal adalah percambahan epigeal dan percambahan hipogeal.

Diagram proses percambahan biji kacang (Sumber: Germination.svg: * Perkecambahan.png: Kat1992 karya derivatif: Karya Begoonderivatif: Begoon via Wikimedia commons)

Percambahan epigeal

Ia berlaku di banyak tanaman berkayu, termasuk gymnosperma, dan dicirikan oleh kotiledon yang muncul dari tanah sebagai "didorong" oleh epikotil yang memanjang.

Percambahan hipogeal

Ia berlaku ketika kotiledon tetap berada di bahagian bawah tanah, sementara itu epikotil tumbuh tegak dan daun fotosintetik berkembang darinya. Adalah biasa bagi banyak spesies tanaman, contohnya pokok maple, chestnut dan getah.

Rujukan

1. Bewley, JD (1997). Percambahan dan dormansi benih. Sel tumbuhan, 9 (7), 1055.
2. Copeland, LO, & McDonald, MF (2012). Prinsip sains dan teknologi benih. Springer Science & Business Media.
3. Nabors, MW (2004). Pengenalan botani (No. 580 N117i). Pearson.
4. Srivastava, LM (2002). Percambahan biji benih, mobilisasi cadangan makanan, dan dormansi benih. Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan: Hormon dan Alam Sekitar. Akhbar Akademik: Cambridge, MA, 447-471.
5. Taiz, L., Zeiger, E., Møller, IM, & Murphy, A. (2015). Fisiologi dan perkembangan tumbuhan.
6. Toole, EH, Hendricks, SB, Borthwick, HA, & Toole, VK (1956). Fisiologi percambahan biji benih. Kajian tahunan fisiologi tumbuhan, 7 (1), 299-324.
7. Tuan, PA, Sun, M., Nguyen, TN, Park, S., & Ayele, BT (2019). Mekanisme molekul percambahan biji benih. In Grouted Grains (hlm. 1-24). Akhbar Antarabangsa AACC.