Pada tumbuhan tingkat tinggi dikenal dengan 2 macam pembuahan yakni pembuahan tunggal dan pembuahan ganda. Pembuahan tunggal ini terjadi pada gymnospermae (tumbuhan berbiji terbuka) sedangkan untuk pembuahan ganda akan terjadi pada angiospermae (tumbuhan berbiji tertutup).
A. Pembuahan Tunggal
Pembuahan tunggal terjadi pada tumbuhan Gymnospermae atau tumbuhan berbiji terbuka. Berikut adalah urutan/langkah pembuahannya:
1. Pembuahan tunggal diawali dengan peristiwa menempelnya serbuk sari pada lubang bakal biji yang mengandung tetes-tetes penyerbukan.
2. Serbuk sari selanjutnya membentuk buluh serbuk sari yang berkembang dari sel vegetatif di dalam serbuk sari.
3. Buluh serbuk sari tumbuh mengarah ke arkegonium melalui mikrofil.
4. Sementara itu, sel generatif akan membelah menjadi sel dislokator (tangkai sel) dan sel spermatogen (sel tubuh),
5. Sel spermatogen akan membelah menjadi dua, yang satu berukuran besar dan yang satunya berukuran kecil.
6. Pada saat mencapai sel telur, sel dislokator dan sel sperma kecil melebur (degenerasi)
7. Sel sperma besar bersatu dengan sel telur menghasilkan zigot yang akan tumbuh menjadi embrio atau lembaga.
Dapatkan tips dan video tutorial Kunjungi Channel klik disini
Contoh Pembuahan tunggal adalah pada tumbuhan pinus. Tumbuhan ini memiliki struktur reproduksi yang disebut konus karena pinus tidak menghasilkan bunga. Konus terdiri atas dua jenis, konus jantan dan konus betina yang terdapat pada pohon yang sama.
Konus betina lebih bersisik dan lebih besar dibandingkan dengan konus jantan. Konus jantan menghasilkan mikrospora yang akan berkembang menjadi sebuk sari (gametofit jantan) dan konus betina menghasilkan megaspora yang akan tumbuh menjadi gametofit betina.
Proses penyerbukan dibantu oleh angin, serbuk sari akan jatuh pada konus betina dan ditarik masuk ke dalam bakal biji. Serbuk sari akan membentuk tabung serbuk sari yang berfungsi membuka jalan menuju sel telur. Sel sperma dari serbuk sari akan membuahi sel telur dan terjadi pembuahan menghasilkan zigot. Pembuahan pada pinus disebut sebagai pembuahan tunggal karena hanya terjadi pembuahan untuk menghasilkan zigot. Sedangkan pembuahan ganda pada angiospermae terjadi dua macam pembuahan dengan hasil zigot dan endosperma.
Zigot akan berkembang menjadi embrio yang masih terdapat di dalam gametofit betina. Gametofit betina menyediakan persediaan makanan bagi embrio pinus. Biji tumbuhan pinus terdiri atas embrio yang terletak dalam jaringan gametofit betina yang dibungkus oleh selaput biji. Selain itu, biji pinus memiliki struktur mirip sayap agar biji pinus mudah diterbangkan oleh angin sehingga dapat tumbuh di tempat yang jauh dari induknya.
Yang unik dari tumbuhan pinus adalah bahwa proses pembuahan pembuahan terjadi lebih dari satu tahun setelah proses penyerbukan. Hal ini didukung dengan struktur konus yang keras dan tidak cepat busuk sehingga bisa bertahan sangat lama, berbeda dengan bunga yang angiospermae yang hanya dapat bertahan selama beberapa hari saja.
2. Pembuahan Ganda
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).
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.
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.
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.
Teknologi Benih 