A. PEMBUNGAAN

Proses pembungaan mengandung sejumlah tahap penting, yang semuanya harus berhasil dilangsungkan untuk memperoleh hasil akhir yaitu biji. Proses pembungaan tanaman terutama pada tanaman tahunan adalah sangat kompleks. Secara fisiologis proses pembungaan ini masih sulit dimengerti, hal ini disebabkan kurangnya informasi yang tersedia. Dalam perkembangannya, proses pembungaan ini meliputi beberapa tahap dan semua tahap harus dilalui dengan baik agar dapat menghasilkan panen tinggi.

Tahapan dari pembungaan meliputi:

1. Induksi bunga (evokasi) Adalah tahap pertama dari proses pembungaan, yaitu suatu tahap ketika meristem vegetatif diprogram untuk mulai berubah menjadi meristem reproduktif,terjadi di dalam sel,dapat dideteksi secara kimiawi dari peningkatan sintesis asam nukleat dan protein, yang dibutuhkan dalam pembelahan dan diferensiasi sel.

2. Inisiasi bunga adalah tahap ketika perubahan morfologis menjadi bentuk kuncup reproduktif mulai dapat terdeteksi secara makroskopis untuk pertama kalinya. Transisi dari tunas vegetatif menjadi kuncup reproduktif ini dapat dideteksi dari perubahan bentuk maupun ukuran kuncup, serta proses-proses selanjutnya yang mulai membentuk organ-organ reproduktif.
Tanaman keras ternyata mempunyai periode inisiasi dan pembungaan yang sangat beragam.Pada umumnya periode antara inisiasi dan pembungaan berkaitan dengan sifat tumbuhnya yang juga dipengaruhi oleh iklim. Kebanyakan tanaman tropis dan subtropis mempunyai periode inisiasi bunga dan antesis yang sangat singkat.

3. Perkembangan kuncup bunga menuju anthesis (bunga mekar)
Ditandai dengan terjadinya diferensiasi bagian-bagian bunga.
Pada tahap ini terjadi proses megasporogenesis dan mikrosporogenesis untuk penyempurnaan dan pematangan organ-organ reproduksi jantan dan betina.

4. Anthesis merupakan tahap ketika terjadi pemekaran bunga.
Biasanya anthesis terjadi bersamaan dengan masaknya organ reproduksi jantan dan betina, walaupun dalam kenyataannya tidak selalu demikian. Ada kalanya organ reproduksi, baik jantan maupun betina, masak sebelum terjadi anthesis, atau bahkan jauh setelah terjadinya anthesis.
Bunga-bunga bertipe dichogamy mencapai kemasakan organ reproduktif jantan dan be tinanya dalam waktu yang tidak bersamaan.

5. Penyerbukan dan pembuahan. Tahap ini memberikan hasil terbentuknya buah muda.

6. Perkembangan buah muda menuju kemasakan buah dan biji.Tahap ini diawali dengan pembesaran bakal buah (ovarium),yang diikuti oleh perkembangan cadangan makanan (endosperm),dan selanjutnya terjadi perkembangan embrio. Pembesaran buah merupakan efek dari pembelahan dan pembes aran sel, yang meliputi tiga tahap:
- Tahap pertama : Terjadi peningkatan penebalan pada pericarp oleh adanya pembelahan sel.
- Tahap kedua : Terjadi pembentukan dan pembesaran vesikel berair (juice vesicle); biasanya terjadi pada buah-buah fleshy.
- Tahap ketiga : Tahap pematangan, biasanya terjadi pengkerutan jaringan dan pengerasan endocarp pada buah-buah dry.


B. PENYERBUKAN

Penyerbukan atau polinasi adalah transfer serbuk sari/polen ke kepala putik (stigma). Kejadian ini merupakan tahap awal dari proses reproduksi.
Penyerbukan merupakan :
- pengangkutan serbuk sari (pollen) dari kepala sari (anthera) ke putik (pistillum).
- peristiwa jatuhnya serbuk sari (pollen) di atas kepala putik (stigma).
Bunga merupakan alat reproduksi yang kelak menghasilkan buah dan biji. Di dalam biji ini terdapat calon tumbuhannya (lembaga). Terjadi buah dan biji serta calon tumbuhan baru tersebut karena adanya penyerbukan dan pembuahan. Penyerbukan merupakan jatuhnya serbuk sari pada kepala putik (untuk golongan tumbuhan berbiji tertutup) atau jatuhnya serbuk sari langsung pada bakal biji (untuk tumbuhan berbiji telanjang).
Aada beberapa hal yang perlu diperhatikan agar proses polinasi berjalan lancar dengan hasil optimal, antara lain :

1. Sistem penyilangan (breeding system) dan variasi jenis kelamin yang menentukan perlunya penyerbukan silang.

2. Saat penyebaran serbuk sari, reseptimatis stigma induk bunga, seluruh tanaman/ pohon yang dikaitkan dengan aktivitas harian serta musiman vektor penyebuk.

3. Vektor yang berperan dalam penyerbukan.

4. Pengaruh cuaca terhadap sinkronisasi pembungaan, penyebaran serbuk sari, serta aktivitas vektor.
Penyerbukan dapat dibedakan menjadi :
a) Penyerbukan tertutup (kleistogami) terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama. Dapat disebabkan oleh :
• Putik dan serbuk sari masak sebelum terjadinya anthesis (bunga mekar)
• Konstruksi bunga menghalangi terjadinya penyerbukan silang (dari luar), misalnya pada bunga dengan kelopak besar dan menutup. Contoh : familia Papilionaceae.
b) Penyerbukan terbuka (kasmogami) terjadi jika putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda. Hal ini dapat terjadi jika putik dan serbuk sari masak setelah terjadinya anthesis (bunga mekar)
Beberapa tipe penyerbukan terbuka yang mungkin terjadi:
Ø Autogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang sama.
Ø Geitonogamie: putik diserbuki oleh serbuk sari dari bunga yang berbeda, dalam pohon yg sama.
Ø Allogamie (Silang): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg sejenis.
Ø Xenogamie (asing): putik diserbuki oleh serbuk sari dari tanaman lain yg tidak sejenis.
Beberapa tipe bunga yang memungkinkan terjadinya penyerbukan terbuka:
• Dikogami. Putik dan benang sari masak dalam waktu yang tidak bersamaan.
• Protandri : benang sari lebih dahulu masak daripada putik
• Protogini : putik lebih dahulu masak daripada benang sari.
• Herkogami
Bunga yang berbentuk sedemikian rupa hingga penyerbukan sendiri tidak dapat terjadi. Misal Panili yang memiliki kepala putik yang tertutup selaput (rostellum).
• Heterostili
Bunga memiliki tangkai putik (stylus) dan tangkai sari (filamentum) yg tidak sama panjangnya
• tangkai putik pendek (microstylus) dan tangkai sari panjang
•tangkai putik panjang (macrostylus) dan tangkai sari pendek
Tanaman yang mempunyai nilai strategis yang sangat penting, pada umumnya, tidak mempunyai masalah dalam penyerbukan, misalnya tanaman pangan (Padi,Jagung,Palawija dan kedelai). Pada umumnya tanaman tersebut bersifat self fertile, artinya menghasilkan tepung sari yang subur demikian juga putiknya. Jenis bunga tanaman pangan seperti padi, kedelai da kacang hijau adalah sempurna, yaitu dalam sekuntum bunga terdapat bunga jantan (stamen) dan bunga betina (pistil). Hal tersebut memungkinkan terjadinya penyerbukan sendiri (self pollination). Di sisi lain, sekelompok tanaman yang pada umumnya tanaman buah-buahan tahunan bersifat self infertile. Ketidaksuburan tepung sari maupun ketidaknormalan putik menyebabkan permasalahan dalam proses penyerbukan maupun pembuahannya.
Pada proses penyerbukan, apabila bunga dalam suatu tanaman memiliki tepung sari yang tidak subur maka bunga tersebut memerlukan tepung sari lain yang subur. Ada juga tanaman yang mempunyai bunga sempurna,namun susunan morfologi bunga tidak memungkinkan terjadinya self pollination, misalnya terpisahnya bunga jantan dan bunga betina (salak dan kurma) atau halangan fisik lainnya Dengan demikian, jenis tanaman tersebut memerlukan polinator baik yang alami seperti angin, serangga, atau hewan mamalia maupun manusia untuk memindahkan tepung sari dari kepala sari ke kepala putiknya.


C. PEMBUAHAN

Pembuahan pada tumbuhan adalah proses meleburnya (menyatunya) inti sperma dan ovum yang terjadi di dasar putik untuk membentuk embrio tumbuhan. Dalam tumbuhan tingkat tinggi dikenal 2 macam pembuahan yaitu pembuahan tunggal dan pembuahan ganda. Pembuahan tunggal terjadi pada gymnospermae (tumbuhan berbiji terbuka) sedangkan pembuahan ganda akan terjadi pada angiospermae (tumbuhan berbiji tertutup).
Angiospermae mengalami pembuahan ganda untuk membentuk embrio dan cadangan makanan (endosperma). Disebut pembuahan ganda karena memang terjadi dua kali proses pembuahan yaitu:

§ Peleburan inti generatif 1 dengan ovum (sel telur) membentuk zigot yang akan berkembang menjadi embrio.

§ Peleburan inti generatif 2 dengan inti kandung lembaga sekunder membentuk endosperma (cadangan makanan).

Baca juga Bagian-Bagian Bunga Angiospermae.

Pembuahan akan diawali terlebih dahulu oleh proses penyerbukan, yaitu jatuhnya serbuk sari pada kepala putik. Inti sel dalam serbuk sari akan membelah membentuk inti vegetatif, inti generatif 1, dan inti generatif 2. Setelah beberapa saat, serbuk sari akan berkecambah membentuk tabung serbuk sari sebagai jalan menuju kantung embrio. Kantung embrio terdapat pada dasar putik dan merupakan tempat terjadinya pembuahan. Inti sel serbuk sari nantinya akan berjalan di sepanjang tabung serbuk sari untuk mencapai kantung embrio tersebut.



Pembentukan tabung (buluh) serbuk sari


Inti vegetatif akan berjalan di depan inti generatif karena berperan sebagai penunjuk jalan bagi kedua inti generatif tersebut. Setelah sampai di kantung embrio, inti generatif 1 akan membuahi ovum membentuk zigot dan inti generatif 2 akan membuahi inti kandung lembaga sekunder membentuk endosperma.

Sel telur yang bersifat haploid (n) akan dibuahi inti generatif 1 yang bersifat haploid (n) sehingga akan menghasilkan zigot yang bersifat diploid (2n). Inti kandung lembaga sekunder akan dibuahi oleh inti generatif 2 sehingga terbentuk endosperma. Endosperma bersifat triploid (3n) karena merupakan penyatuan 2 inti kandung lembaga sekunder dan inti generatif 2 yang masing-masing bersifat haploid.



Proses pembuahan ganda

Zigot nantinya akan berkembang menjadi embrio calon individu baru, sedangkan endosperma merupakan cadangan makanan bagi perkembangan embrio. Endosperma akan digunakan sebagai sumber makanan pertama pada proses perkecambahan biji.

Pembuahan ganda hanya terjadi pada angiospermae, sedangkan pada gymnospermae terjadi proses yang berbeda yang disebut pembuahan tunggal. Gymnospermae hanya mengalami pembuahan tunggal sehingga tidak menghasilkan endosperma sebagai cadangan makanan.


D. PROSES PEMBENTUKAN BUAH

Buah (fruktus) adalah organ pada tumbuhan berbunga yang merupakan perkembangan lanjutan dari bakal buah (ovarium).Buah terbentuk setelah terjadi setelah terjadi peristiwa penyerbukan. Jika penyerbukan berhasil, dimana serbuk sari berhasil mencapai bakal buah. Maka akan terbentuk buah dan biji. Buah biasanya membungkus dan melindungi biji. Aneka rupa dan bentuk buah tidak terlepas kaitannya dengan fungsi utama buah, yakni sebagai pemencar biji tumbuhan.

Buah merupakan perkembangan dinding bakal buah dan terkadang juga bagian-bagian bunga yang lain, Buah mengandung biji.

Buah pada tumbuhan umumnya dapat dibedakan dalam dua golongan, yaitu:

Buah semu atau buah tertutup, yaitu jika buah terbentuk dari bakal buah beserta bagian-bagian lain pada bunga itu yang menjadi bagian utama buah ini (lebih besar, lebih menarik, dan merupakan bagian buah yang bermanfaat, serta dapat dimakan), sedang buah yang sesungguhnya seringkali tersembunyi.

Buah sungguh atau buah telanjang, yaitu jika buah yang terbentuk dari bakal buah, dan jika ada bagian bunga lainnya yang masih tinggal bagian ini tidak merupakan bagian buah yang penting (tidak berarti).

Proses Pembentukan Buah adalah :

1. perpindahan serbuk sari dari kepala sari ke kepala putik
2. serbuk sari berkecambah dan isinya tumbuh menjadi buluh serbuk sari yang berisi sperma
3. Buluh ini terus tumbuh menembus tangkai putik menuju bakal biji, dimana terjadi persatuan antara sperma yang berasal dari serbuk sari dengan sel telur dan membentuk zigot yang bersifat diploid
4. plasmogami (bersatunya protoplasma jantan dan betina), Kariogami (bersatunya inti sel)
5. zigot mulai tumbuh menjadi embrio (lembaga)
6. dinding bakal buah (perikarp) tumbuh menjadi berdaging/ membentuk lapisan pelindung yang kering dan keras
7. kelopak bunga, mahkota, benang sari, dan putik akan gugur, atau bisa bertahan sebagian hingga buah menjadi besar


E. PROSES PEMBENTUKAN BIJI

Biji adalah bakal biji (ovulum) dari tumbuhan berbunga yang telah masak. Biji dapat terlindung oleh organ lain (buah, pada Angiospermae atau Magnoliophyta) atau tidak (padaGymnospermae). Dari sudut pandang evolusi, biji merupakan embrio atau tumbuhan kecil yang termodifikasi sehingga dapat bertahan lebih lama pada kondisi kurang sesuai untuk pertumbuhan.

Struktur Biji

Pada umumnya biji memiliki 3 struktur utama, yaitu:

1. Lembaga (embrio) adalah jaringan bakal tumbuhan dari mana tumbuhan yang baru akan berkembang manakala kondisi lingkungannya sesuai. Lembaga memiliki satu helai daun lembaga (kotiledon) pada tumbuhan berkeping satu (monokotil); 2 helai daun lembaga pada hampir semua tumbuhan berkeping 2 (dikotil); dan 2 atau lebih pada tetumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae). Selanjutnya, lembaga juga memiliki calon akar yang disebut radikula dan calon tunas yang disebut plumula. Calon batang yang terletak di atas titik perlekatan daun lembaga disebut epikotil, dan yang terletak di bawahnya disebut hipokotil.

2. Cadangan makanan untuk pertumbuhan embrio dimana hal ini diperlukan oleh tumbuhan baru ketika mulai tumbuh membesar. Bentuk nutrisi yang disimpan bervariasi tergantung pada jenis tumbuhan tersebut. Pada Angiospermae, cadangan ini bermula dari jaringan yang disebut endosperma, yang berasal dari tumbuhan induk melalui proses pembuahan ganda. Endosperma yang biasanya triploid ini kaya akan minyak nabati atau zat pati dan protein.

3. Kulit biji (testa) berkembang dari jaringan integumen yang semula mengitari ovula (bakal biji). Tatkala biji masak, kulit biji ini dapat setipis kertas atau tebal dan keras. Kulit biji berguna untuk menjaga lembaga dari kekeringan dan kerusakan mekanis.

Di samping ke-3 struktur utama biji di atas, beberapa spesies memiliki bagian tambahan pada biji yang dihasilkannya; misalnya:

§ salut biji (arilus) pada pala
§ rambut pada kapas
§ sejenis struktur yang mengandung minyak yang disebut elaiosome (misalnya pada biji jarak dan biji aneka jenis Euphorbiaceae lainnya).
Biji-biji juga acap memiliki tanda bekas tali pusat yang disebut hilum (pusar atau pusat) dan rafe(garis biji).

Proses Terbentuknya Biji:

1. Setiap bakal buah berisi satu atau lebih bakal biji (ovulum), yang masing-masing mengandung sel telur.
2. Bakal biji itu dibuahi melalui suatu proses yang diawali oleh peristiwa penyerbukan, yaitu berpindahnya serbuk sari dari kepala sari ke kepala putik.
3. Setelah serbuk sari melekat di kepala putik, serbuk sari berkecambah dan isinya tumbuh menjadi buluh serbuk sari yang berisi sperma.
4. Buluh ini terus tumbuh menembus tangkai putik menuju bakal biji, di mana terjadi persatuan antara sperma yang berasal dari serbuk sari dengan sel telur yang berdiam dalam bakal biji, membentuk zigot yang bersifat diploid.
5. Pembuahan pada tumbuhan berbunga ini melibatkan baik plasmogami, yaitu persatuan protoplasma sel telur dan sperma, dan kariogami, yakni persatuan inti sel keduanya.
6. Setelah itu, zigot yang terbentuk mulai bertumbuh menjadi embrio (lembaga), bakal biji tumbuh menjadi biji, dan dinding bakal buah, yang disebut perikarp, tumbuh menjadi berdaging (pada buah batu atau drupa) atau membentuk lapisan pelindung yang kering dan keras (pada buah geluk atau nux).
7. Sementara itu, kelopak bunga (sepal), mahkota (petal), benang sari (stamen) dan putik (pistil) akan gugur atau bisa jadi bertahan sebagian hingga buah menjadi.
8. Pembentukan buah ini terus berlangsung hingga biji menjadi masak.
Pada sebagian buah berbiji banyak, pertumbuhan daging buahnya umumnya sebanding dengan jumlah bakal biji yang terbuahi.