View
425
Download
36
Category
Preview:
DESCRIPTION
tanaman mawar
Citation preview
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Tanaman mawar berasal dari asia tengah dan menyebar ke
belahan bumi utara(crokett, 1974). Spesies mawar yang berasal
dari belahan bumi utara mencapai 200 spesies(Hasek,1980).
Menurut Sukarno dan Nampiah(1997), mawar termasuk kedalam
sub famili rosidae yang terdiri atas 125-200 spesies, 95 spesies
berasal dari Asia, 18 spesies berasal dari Amerika, dan sisanya
berasal dari Eropa Timur, sedangkan di Indonesia didatangkan
oleh pemerintah Belanda dari Eropa.
Poliploidi dengan kolkisin merupakan salah satu teknik peningkatan varian
genetic dan sekaligus digunakan sebagai salah satu metode pemuliaan tanaman
(Nasir, 2001 cit. Dinarti et al., 2006). Menurut Chahal and Gosal (2002),
poliploidi merupakan suatu proses penggandaan jumlah set kromosom sehingga
menghasilkan organisme yang mempunyai jumlah set kromosom berlipat (lebih
dari 2x).
Menurut Hetharie (2003), pemuliaan poliploidi dapat memperbaiki sifat
tanaman dan menambah kejaguran; tanaman poliploidi mempunyai penampilan
morfologi meliputi daun, bunga, batang, umbi lebih jagur atau vigor dibanding
tanaman diploid.
Berdasarkan uraian di atas, perlu dilakukan studi untuk mengkaji pengaruh
pemberian kolkisin terhadap penotipe dan jumlah kromosom tanaman mawar
1.2 Tujuan
Adapun tujuan dari pelaksanaan praktikum ini adalah untuk mengetahui
pengaruh pemberian kolkisin dengan berbagai konsentrasi terhadap tanaman
mawar dengan teknik induksi poliploid.
2
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman merupakan kegiatan mengubah susuna genetic
individu maupun populasi tanaman untuk suatu tujuan tertentu. Kegiatan ini
didasarkan kepada gen sebagai unit pewarisan. Gen dapat diidentifikasi melalui
penampilan fenotip tanaman seperti tinggi atau pendek, warna bunga merah atau
putih, dan lain sebagainya (Hermiati, 2004).
Tujuan utama dari program pemuliaan tanaman adalah untuk
menghasilkan kultivar tanaman baru yang unggul untuk semua karakter biologi
atau karakter tertentu yang diinginkan dikaitkan dengan segi ekonomi dan
estetika.
Perluasan variabilitas genetik dalam pemuliaan tanaman merupakan
prinsip yang penting untuk memperoleh karakter-karakter yang diinginkan, baik
karakter morfologi, warna (tanaman, bunga, buah), hasil, kandungan protein dan
karakter-karakter lainnya yang memiliki nilai ekonomi, estetika, dan gizi yang
tinggi. Dengan variabilitas , genetic yang luas, maka seleksi melalui penampilan
fenotipiknya akan berjalan efektif. Memperluas variabilitas genetic bisa dibuat
pada beberapa spesies tanaman dengan memanipulasi jumlah maupun struktur
kromosomnya melalui beberapa teknik khusus, antara lain dengan teknik
poliploidi, mutasi, dan persilangan interspesifik (pada spesies yang berbeda)
(Hermiati, 2004).
2.2 Poliploidi
Perubahan jumlah kromosom menyediakan sumber keragaman genetic.
Perubahan ini terjadi dengan penambahan atau pengurangan kromosom-
kromosom utuh atau set kromosom lengkap (genom). Perubahan jumlah ini dapat
merubah sifat morfologis dan fisiologisnya. Perbedaan-perbedaan ini dapat
terlihat dalam variasi fenotipe dan dapat digunakan untuk mengidentifikasi
pengaruh dari masing-masing kromosom. Penambahan jumlah kromosom dari
3
beberapa tanaman mengubah sifat morfologis atu fisiologis yang penting bagi
manusia, misalnya kenaikan hasil gandum roti (6x).
Individu-individu dalam satu spesies umumnya jumlah kromosom sama,
tetapi spesies yang berbeda dalam satu genus sering mempunyai jumlah
kromosom berbeda.
Variasi dalam jumlah kromosom ada dua tipe, yaitu:
1. Euploid (variasi dalam seluruh kromosom), yang terdiri dari : monoploid,
diploid, dan poliploid.
2. Aneuploid ( variasi dalam salah satu set kromosom ), yang terdiri dari :
monosomik, disomik, nulisomik, dan polisomik.
Tanaman poliploid umumnya menunjukan kemampuan berkompetisi yang
lebih baik dibandingkan diploid. Hal ini ditunjukan dengan lebih luasnya daerah
penyebarannya, sehingga toleransinya lebih besar terhadap lingkungan yang
ekstrim. Tanaman poliploid lebih kekar daripada tanaman diploidnya, ukuran
tanaman lebih besar ( daun, batang, bunga, buah dan sel inti), kandungan protein
dan vitamin meningkat, tekanan osmotik berkurang dan masa vegetatif lebih
panjang.
Selain kelebihan-kelebihan terebut di atas, tanaman poliploid juga
memiliki beberapa kelemahan, diantaranya : (1) semi-sterilitas pada tanaman
poliploid dengan gamet yang tidak dapat hidup serta dijumpai adanya penurunan
hasil biji, (2) kemasakan lebih lambat dibandingkan dengan tipe yang
poliploidnya dengan tipe yang poliploidnya lebih rendah.
Di alam ini terdapat beberapa tanaman budidaya yang poliploid seperti
terigu, kapas, tembakau, tebu, pisang, ubi jalar, dll. Polipoid berperan dalam
penyediaan lemak, protein, dan karbohidrat dunia.
Poliploid secara umum diartikan sebagai individu yang mempunyai lebih
dari dua set kromosom (3x, 4x, 6x, dst), sedangkan pengertian lain adalah
individu atau populasi yang mempunyai materi genetik yang lebih banyak yang
tercermin pada peningkatan jumlah kromosom jika dibandingkan dengan
tetuanya. Pada Angiospermae 30% atau 35% spesies merupakan poliploid dan
hampir 75% Graminae merupakan poliploid.
4
Poliploid dapat berupa :
1. Autopoliploid, yaitu suatu organisme yang mempunyai lebih dari satu pasang
kromosom, pasangan benang kromosomnya homolog. Autopoliploid dapat
timbul dengan cara sbb:
a. Kegagalan mitosis selama megasporogenesis
b. “Non-disjungction” yaitu kegagalan kromosom untuk memisah pada
anaphase, sehingga gamet fungsional menerima dua set kromosom (sama
seperti somatik)
c. Mutasi somatic yaitu penggandaan jumah kromosom diikuti dengan
pembelahan mitosis dan pembentukan jaringan poliploid yang dapat
berkembang menjadi batang atau cabang poliploid.
d. Penggunaan colchicine (alkaloid dari Aulumn crocus, Cochicum
autumnale) pada titik tumbuh dari tanaman akan mencegah pembentukan
benang-benang gelondong dan mencegah pemisahan kromosom pada
anaphase mitosis menyebabkan penggandaan kromosom tanpa
pembentukan dinding sel (Gambar 1).
Gambar 1. Pengaruh Kolkisin pada Pembelahan Mitosis
(Sumber : Schulz-Schaeffer, Jurgen, 1980)
2. Allopoliploid, yaitu satu organisme yang mempunyai lebih dari satu pasanag
kromosom pada sel-sel somatisnya, dan pasangan kromosom ini terdiri dari
benang-benang kromosom yang tidak homolog.
5
Allopoliploid timbul di alam dari hibridisasi antara dua spesies atau genus,
menghasilkan keturunan yang steril karena ada beberapa kromosom yang tidak
mempunyai homolognya. Hal ini menyebabkan proses meiosis tidak normal dan
gamet tidak mampu hidup. Kadang–kadang terjadi penggandaan somatik dan
menghasilkan rangkaian kromosom yang dapat bermeiosis normal.
2.3 Teknik Induksi Poliploid
Induksi poliploid mempersingkat daur alami dari proses pembelahan inti.
Perlakuan kejutan suhu (rendah atau tinggi) dapat melipatgandakan jumlah
kromosom, pucuk yang keluar dari penyatuan batang bawah dan okulasi pada
sambungan, kadang-kadang poliploid, demikian pula dengan pucuk baru yang
keluar dari tanaman yang dipotong dari pucuknya. Induksi poliploid dengan
menggunakan kolkisin merupakan teknik yang paling efektif. Bahan ini mudah
digunakan karena larut dalam air dan memproduksi sel-sel poliploid yang sangat
tinggi pada beberapa spesies tanaman. Kolkisin dapat diaplikasikan dengan
berbagai cara, antara lain dengan menempelkan kapas yang sudah diberi kolkisin
pada mata tunas, perendaman bagian tumbuh-tumbuhan dan dialirkan perlahan-
lahan melalui tabung kecil yang ditancapkan terbalik pada bagian tanaman.
Teknik perendaman biji pada larutan kolkisin menyebabkan terbentuknya
tanaman baru dengan jumlah kromosom yang telah mengganda. Apabila kolkisin
ini diberikan pada mata tunas seperti pada bunga mawar, akan memperlihatkan
efek perubahan hanya pada cabang yang diberikan perlakuan, sedangkan bagian
tanaman yang lain akan tetap normal. Jumlah kromosom biasanya akan
mengganda dengan perlakuan kolkisin pada mata tunas.
Setiap spesies mempunyai tanggap yang berbeda terhadap konsentrasi
kolkisin yang digunakan dan lamanya perlakuan untuk mengubah komposisi
kromosom. Perlakuan kolkisin biasanya mengakibatkan perbedaan tingkat ploidi
dalam jaringan. Konsentrasi kolkisin, lama perendaman, vigor tanaman, genotype
dan kondisi pertumbuhan berperan penting di dalam keberhasilan perlakuan.
Beberapa karakter penting dipengaruhi oleh penggandaan kromosom, misalnya
ketahanan terhadap penyakit menjadi meningkat.
6
Konsentrasi kolkisin yang digunakan biasanya antara 0,001-0,1 persen.
Bagian tanaman yang diberi perlakuan dapat berupa biji, jaringan meristem atau
stek batang (ditempat pemotongan). Tidak semua bagian biji/tanaman yang diberi
perlakuan menghasilkan poliploid, sehingga harus dilakukan seleksi.
Pengamatan pada tanaman poliploid dapat dilakukan melalui dua teknik
pengamatan, yaitu melalui pengamatan fenotipik secara makroskopik dan secara
mikroskopik, yaitu pengamatan jumlah kromosom, bentuk dan besar stomata,
serta bentuk dan besar polen.
Selain itu, kriteria seleksi yang juga umum digunakan adalah:
1. Ukuran daun yang lebih besar
Luas daun
Ukuran stomatanya lebih besar 10%-30% secara linier (gambar 2). Pada
dikotil berdaun lebar, dalam hal ini diwakili oleh tanaman kedelai, stomata
tersebar secara acak. Pada monokotil, diwakili oleh jagung, dengan cirri
daun sempit memanjang, stomata tersusun dalam baris-baris teratur sejajar
dengan panjang daun (pada umumnya stomata lebih banyak terdapat pada
epidermis sebelah bawah daun daripada sebelah atas dan pada banyak
jenis tumbuhan, epidermis sebelah atas tidak terdapat stomata sama
sekali).
2. Ukuran polen yang lebih besar dibandingkan dengan diploidnya.
Gambar 2. Perbandingan stomata pada monokotil diploid (A), tetraploid (B) dan
oktaploid (C).
(Sumber : Schulz-Schaeffer, Jurgen, 1980)
A B C
7
2.4 Morfologi Bunga Mawar
Tanaman mawar berasal dari asia tengah dan menyebar ke
belahan bumi utara(crokett, 1974). Spesies mawar yang berasal
dari belahan bumi utara mencapai 200 spesies(Hasek,1980).
Menurut Sukarno dan Nampiah(1997), mawar termasuk kedalam
sub famili rosidae yang terdiri atas 125-200 spesies, 95 spesies
berasal dari Asia, 18 spesies berasal dari Amerika, dan sisanya
berasal dari Eropa Timur, sedangkan di Indonesia didatangkan
oleh pemerintah Belanda dari Eropa.
Jumlah kromosom dasar mawar adalah n=7, mawar
modern umumnya mempunyai jumlah kromosom 14 atau
28(Crokett, 1974), kurang dari 50% dari spesies yang ada adalah
diploid, tiga spesies triploid, 46 spesies tetraploid,24 spesies
pentaploid, 22 spesies hexaploid, dan 2 spesies oktaploid.
(Stewart,1969).
Mawar mempunyai dua daun majemuk dengan tiga, lima,
atau tujuh anak daun. Tiap anak daun tersusun berhadapan dan
tiap pasangan anakan daun duhubungkan oleh rachis. Tipe daun
merupakan tipe daun lengkap, yakni mempunyai helai daun,
tangkai daun, dan daun penumpu(Taylor, 1961). Letak daun
pada tangkai bunga adalah berselang dan pada setiap tangkai
daun terdapat titik tumbuh yang akan berkembang menjadi
cabang atau tunas bunga. Tanaman mawar berakar tunggang
dengan akar cabang seperti serat dan akar rambut yang
menyerupai benang. Bakal bunga terbungkus oleh kelopak
bunga(sepala) yang terdiri atas empat sepalum, umumnya
sepala tersebut berwarna hijau. (Kartapradja 1995).
Menurut Taylor(1961), bagian organ reproduktif pada
mawar adalah putik di bagian tengah dan benang sari di
sekelilingnya, keduanya terlindung didalam petal. Organ
8
reproduktif jantan terdiri atas kepala sari yang didalamnya
terdapat pollen dan tangkai sari, sedangkan organ reproduktif
betina terdiri atas stigma yang akan menangkap pollen, stilus
dengan tabung pollennya yang akan berkembang dan akan
membawa pollen untuk pembuahan sel telur dalam ovari.
Kedudukan benang sari sama tinggi atau lebih tinggi daripada
putik, dengan periode matangnya putik bersamaan dengan
matangnya benang sari, keadaan tersebut memungkinkan
mawar dapat menyerbuk sendiri(Darliah 1995).
BAB III
BAHAN DAN METODE
3.1 Alat
Adapun alat yang digunakan untuk kegiatan praktikum induksi poliploid
ini, diantaranya :
1. Cotton bud digunakan untuk mengambil dan mengaplikasikan larutan kolkisin
ke bakal tunas mawar.
2. Plastik Bening digunakan untuk isolasi tanaman yang telah diberi perlakuan.
3. Label digunakan untuk menandai tanaman yang diberi perlakuan dan tanaman
sebagai control.
4. Sarung tangan digunakan untuk menjaga supaya tidak terjadi kontak langsung
dengan larutan kolkisin.
5. Gunting digunakan untuk memangkas batang dan daun yang tidak dipakai.
3.2 Bahan
Adapun bahan tanaman yang digunakan sebagai objek praktikum (bahan
pengamatan) adalah tanaman mawar dari berbagai varietas yang berbeda. Induksi
poliploid dilakukan menggunakan larutan colchisine 0.05%, 0.15%, dan 0.1%.
3.3 Prosedur Kerja
Prosedur kerja dalam praktikum ini adalah melalui tahapan-tahapan
sebagai berikut:
9
1. Menyiapkan tanaman mawar yang akan diberi perlakuan dan tanaman mawar
yang akan dijadikan kontrol.
2. Memilih bakal tunas yang masih kecil pada ketiak antara batang dan tangkai
daun.
3. Memangkas batang dan daun yang tidak dipakai.
4. Memberikan label pada tanaman yang akan diberi perlakuan colchisine.
5. Mencelupkan kapas (cotton bud) ke dalam tiga konsentrasi larutan colchisine
yang berbeda masing-masing 0.05%, 0.15%, dan 0.1%.
6. Meletakkan masing-masing kapas jenuh colchisine tersebut tepat di atas bakal
tunas mawar yang telah dipilih.
7. Menutup tanaman yang sudah diberi perlakuan dengan kantong plastik bening,
kemudian bagian bawahnya diikat dengan tali rapia.
8. Tanaman mawar yang telah diberi perlakuan kolkisin dibiarkan selama 24
jam.
9. Membuka plastik dan mengambil kapas.
10. Mengamati tunas yang muncul dari bagian yang diberi perlakuan.
10
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan Praktikum
Kegiatan praktikum ini dilaksanakan pada hari Kamis, 27 April 2012 di
halaman samping Gedung Budidaya pukul 15.00 WIB. Alokasi waktu yang
diperlukan untuk praktikum ini adalah dua hari dengan ketentuan satu hari untuk
perlakuan pemberian kolkisin ke tanaman mawar, dan hari berikutnya untuk
melepas kapas yang telah diberi kolkisin dari bakal tunas mawar yang diberi
perlakuan. Selanjutnya, pengamatan dilakukan setiap dua minggu sekali.
4.2 Hasil Pengamatan
Tabel 1. Kondisi Tanaman Sebelum Perlakuan Kolkisin.
YOGI ANGGA DENNY RIYANTI YETI SUTRISNOTanaman 1 Tanaman 2 Tanaman 3 Tanaman 4 Tanaman 5 Tanaman 6
∑ daun 48 105 35 28 55 36∑ cabang 1 2 3 3 4 4
∑ duri 3 32 29 12 23 23∑ petal 5 5 5 5 5 5∑ sepal - - - 32 - -
Keterangan:
kontrol
perlakuan kolkisin 0.05%
perlakuan kolkisin 0.15%
perlakuan kolkisin 0.10%
Tabel 2. Kondisi Tanaman Setelah Perlakuan
11
YOGI ANGGA DENNY RIYANTI YETI SUTRISNOTanaman 1 Tanaman 2 Tanaman 3 Tanaman 4 Tanaman 5 Tanaman 6
∑ daun 48 105 35 5 3 5∑ cabang 1 2 3 3 4 4
∑ duri 3 32 29 2 - 2∑ petal 5 5 5 5 5 5∑ sepal - - - 32 - -
Keteranganwarna daun
sedikit keungu- unguan
Ukuran daun lebih kecil
dan terkena penyakit embun tepung
Warna daun lebih muda
(hijau muda) dan warna
batang lebih muda
perlakuan kolkisin 0.05%
perlakuan kolkisin 0.15%
perlakuan kolkisin 0.10%
Tabel 3. Gambar Tanaman Sebelum dan Setelah Perlakuan
12
Gambar Sebelum Perlakuan Gambar Setelah Perlakuan
Tanaman Kontrol 1
Tanaman Kontrol 2
Tanaman Kontrol 3
Tanaman Perlakuan Kolkisin 0,05%
13
Tanaman Perlakuan Kolkisin 0,10%
Tanaman Perlakuan Kolkisin 0,15%
4.3 Pembahasan Hasil Pengamatan
Pada praktikum ini, terdapat tiga perlakuan induksi poliplioid dengan
konsentrasi larutan kolkisin 0.05%, 0.1%, dan 0.15% terhadap tiga jenis mawar
yang berbeda. Sebagai pembanding, disiapkan pula tiga tanaman kontrol. Bagian
tanaman yang diberi perlakuan adalah bakal tunas yang masih kecil pada ketiak
antara batang dan tangkai daun. Cabang tempat mata tunas tersebut kemudian
dipangkas bagian cabang beserta daunnya yang tidak dipakai. Kolkisin
diaplikasikan dengan cara menempelkan kapas yang sudah diberi kolkisin pada
14
mata tunas selama 24 jam. Pengamatan dilakukan 2 minggu kemudian dan
parameter yang diamati adalah jumlah daun, warna daun, ukuran daun, dan
jumlah duri. Bunga tidak diamati dalam praktikum ini karena bagian tanaman
mawar yang diberi perlakuan belum menghasilkan bunga.
Pengamatan dilakukan pada cabang yang tumbuh dari mata tunas yang
diberi perlakuan kolkisin karena efek perubahan hanya akan terlihat pada cabang
yang diberi perlakuan dan jumlah kromosom biasanya akan mengganda dengan
perlakuan kolkisin pada mata tunas. Dari hasil pengamatan secara makroskopik
berdasarkan penampilan fenotipik tanamannya, terlihat bahwa setiap mawar yang
diberi perlakuan konsentrasi kolkisin yang berbeda menunjukkan respon dan
perubahan penampilan fenotip yang berbeda.
Tunas mawar tanaman 4 yang diberi perlakuan kolkisin 0.05%
menunjukkan perubahan pada ukuran daunnya yang lebih besar dan menurunnya
jumlah duri, sedangkan warna daun tidak mengalami perbedaan yang signifikan
dengan tanaman kontrolnya.
Tunas mawar tanaman 6 yang diberi perlakuan kolkisin 0.10%
menunjukkan perubahan pada warna daunnya yang lebih muda dan menurunnya
jumlah duri, sedangkan ukuran daunnya masih terlihat sama dengan tanaman
kontrol.
Tunas mawar tanaman 5 yang diberi perlakuan kolkisin 0.15%
menunjukkan perubahan pada ukuran daunnya yang lebih kecil, dan menurunnya
jumlah daun, sedangkan warna daun masih terlihat sama dengan kontrol.
Dari ketiga tanaman dengan perlakuan berbeda tersebut, teramati bahwa
perubahan yang sama terjadi pada jumlah duri. Semua tanaman mengalami
penurunan jumlah duri. Sedangkan parameter lain seperti ukuran dan warna daun
mengalami perubahan yang bervariasi. Dapat dikatakan bahwa ketiga tanaman
yang diberi perlakuan kolkisin ini mengalami penggandaan jumlah kromosom
menjadi poliploid karena adanya perubahan pada penampilan fenotip tanaman
yang jelas teramati.
15
Perbedaan perubahan penampilan fenotip diduga disebabkan karena
respon setiap spesies tanaman berbeda-beda terhadap konsentrasi kolkisin yang
diberikan dan lamanya perlakuan untuk mengubah komposisi kromosom. Selain
itu, konsentrasi kolkisin, lama perendaman, vigor tanaman, genotype dan kondisi
pertumbuhan berperan penting di dalam keberhasilan perlakuan.
BAB V
KESIMPULAN
Adapun yang dapat kami simpulkan dari hasil pengamatan dan praktikum
yang telah dilakukakan adalah sebagai berikut.
1. Perlakuan dengan kolkisin merubah genotip tanaman mawar pada berbagai
perlakuan, itu ditunjukkan dengan terjadinya perubahan fenotip tanaman
16
mawar yang sudah diberi kolkisin dengan tanaman mawar sebelum perlakuan
dan tanaman kontrol. Yang paling berbeda nyata adalah pada jumlah duri,
sebelum perlakuan semua tanaman memiliki duri yang banyak, namun setelah
perlakuan durinya menjadi sedikit, bahkan pada perlakuan 0.15 tidak memiliki
duri sama sekali.
2. Setiap perlakuan kolkisin, mendapatkan respon yang berbeda pada setiap
tanaman. Terlihat pada perubahan warna daun tanaman mawar yang pada
setiap perlakuannya mengakibatkan daun mawar berubah, dan berbeda pada
setiap perlakuan. Pada perlakuan 0.05 warna daun menjadi sedikit keungu –
unguan, pada perlakuan 0.10 warna daun menjadi lebih muda, dan pada
perlakuan 0.15 ukuran daun menjadi lebih kecil.
17
DAFTAR PUSTAKA
Crockett, J. 1974. Roses. Time life books: New york
Crowder, L. V. 1986. Genetika Tumbuhan. Gajah Mada University Press,
Yogyakarta.
Hermiati, Nani. 2004. Diktat Dasar Pemuliaan Tanaman. Bandung: Universitas
Padjadjaran.
Kartapradja, R. 1995. Botani dan Ekologi Mawar. Balai Penelitian Tanaman Hias.
Jakarta.
Schulz-Schaeffer, Jurgen. 1980. Cytogenetics-Plants, Animals, Humans.
Springer- Verlag, New York.
Strickberger, Monroe W. 1976. Genetics 2nd ed. Macmillan Publishing Co., Inc.,
New York.
Taylor, Norman. 1961. Taylors Encyclopedia of Gardening. Alburqueque. New
Mexico
Recommended