Induksi Mutasi Fisik terhadap Kemampuan Adaptasi Brokoli (Brassica oleracea var. italica) di Dataran Rendah.

INDUKSI MUTASI FISIK TERHADAP KEMAMPUAN ADAPTASI
BROKOLI (Brassica oleracea var. italica) DI DATARAN RENDAH

DYRA HARYANTI

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Induksi Mutasi Fisik
terhadap Kemampuan Adaptasi Brokoli (Brassica oleracea var. italica) di
Dataran Rendah adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing
dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun.
Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun
tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan
dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut

Pertanian Bogor.
Bogor, Agustus 2015
Dyra Haryanti
NIM A24110128

2

ABSTRAK
DYRA HARYANTI. Induksi Mutasi Fisik terhadap Kemampuan Adaptasi
Brokoli (Brassica oleracea var. italica) di Dataran Rendah. Dibimbing oleh
SOBIR.
Brokoli (Brassica oleracea var. italica) merupakan sayuran yang
mengandung banyak manfaat dan berfungsi mengurangi risiko kanker. Sayuran
ini berasal dari daerah subtropik dan hanya cocok ditanam di dataran tinggi pada
wilayah tropis. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh dosis
iradiasi sinar gamma terhadap keragaman genetik brokoli di dataran rendah.
Penelitian dilaksanakan di Pasirkuda, Bogor (207 m dpl) pada November 2014
sampai April 2015. Rancangan yang digunakan adalah rancangan kelompok
lengkap teracak 2 faktor. Faktor tersebut adalah 4 genotipe, yaitu F1 Lucky dan
F1 Mujur (genotipe dataran tinggi), F1 Green Magic dan F1 Marathon (genotipe

dataran rendah) dengan 5 taraf dosis iradiasi (0, 100, 150, 200, 250 Gy). Hasil
penelitian menunjukkan nilai LD50 iradiasi sinar gamma pada brokoli (B. oleracea
var. italica) genotipe Lucky, Mujur, dan umum adalah sebesar 191.023 Gy,
84.595 Gy, dan 206.796 Gy. Mutasi meningkatkan persentase pembungaan
brokoli sebesar 90.41 %. Mutasi menyebabkan adanya variasi keragaan kualitatif
dan kuantitatif pada brokoli. Keragaman terjadi antarpopulasi dan antarindividu
hasil iradiasi. Karakter diameter kepala bunga memiliki korelasi positif terhadap
diameter batang dan waktu layak panen memiliki korelasi positif terhadap waktu
berbunga.
Kata kunci : keragaman, kualitas, LD50, pembungaan, sinar gamma

ABSTRACT
DYRA HARYANTI. Physical Mutation Induction on Adaptation Capabilities
Broccoli (Brassica oleracea var. italica) in Lowlands. Supervised by SOBIR.
Broccoli (Brassica oleracea var. italica) is a vegetable that contains
numerous benefits and serves to reduce the risk of cancer. These vegetables come
from subtropical regions and only suitable to be planted in tropical highlands.
This study was aimed to identify the effect of gamma-ray irradiation dose to the
genetic diversity of broccoli in the lowlands. Research conducted at Pasirkuda
experimental station, Bogor (207 m asl) in November 2014 until April 2015. This

research used randomized complete block design 2 factors. These factors are
genotype and level of irradiation dose, consisting of 4 genotype, i.e F1 Lucky and
F1 Mujur (genotype highland), F1 Green Magic and F1 Marathon (genotype
lowland) with level irradiation dose (0, 100, 150, 200, 250 Gy). The results
elucidated LD50 values of gamma irradiation on broccoli (B. oleracea var. italica)
genotype Lucky, Mujur, and general amounted 191.023 Gy, Gy 84.595 and
206.796 Gy. Mutations also can increase the percentage of broccoli flowering that
is 90.41%. Mutations affected the performance of qualitative and quantitative
variation on broccoli. Diversity occurs between population and irradiated
individuals. Diameter of flower heads trait have a positive correlation to the
diameter of the rod and a proper harvest time has a positive correlation to the time
of flowering.
Keywords: diversity, flowering, gamma-ray, LD50, quality

3

INDUKSI MUTASI FISIK TERHADAP KEMAMPUAN ADAPTASI
BROKOLI (Brassica oleracea var. italica) DI DATARAN RENDAH

DYRA HARYANTI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Pertanian
pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2015

4

6

7

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu wa ta’ala atas
segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang
dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan November 2014 ini ialah
mutasi pada brokoli, dengan judul Induksi Mutasi Fisik terhadap Kemampuan
Adaptasi Brokoli (Brassica oleracea var. italica) di Dataran Rendah.
Terima kasih penulis sampaikan kepada :
1. Umi Tati Surtiati, Bapak H. Mohammad Tohir (alm), Bambang, Riduan,
Dewi, dan Fauzi (kakak) tercinta atas segala doa, semangat, dan kasih
sayangnya
2. Prof Dr Ir Sobir, MS selaku dosen pembimbing skripsi dan pembimbing
akademik yang telah mendampingi, memberikan pengarahan, bimbingan,
dan saran selama proses penyelesaian skripsi sehingga penulis terus
mempunyai semangat dan motivasi tinggi
3. Siti Marwiyah, SP, MSi dan Anggi Nindita, SP, MSi selaku dosen penguji
yang telah dengan sangat baik hati meluluskan ujian penulis di atas banyak
kekurangan selama proses sidang
4. Bapak Baisuni, Bapak Toto, dan Bapak Enjay dari Kebun Percobaan Pusat
Kajian Hortikultura Tropika (PKHT) Pasirkuda serta Pak Prayitno dari
Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR), Badan Tenaga
Nuklir Nasional (BATAN) yang telah berbaik hati membatu selama

penelitian ini berlangsung
5. Dina Fitriana, rekan penelitian, atas kerjasama, bertukar wawasan, dan
dorongannya selama penelitian berlangsung
6. Teman-teman program sinergi S1-S2 Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
2014, Dandelion 48, Hanna, Karmila, Dhienar, Widya, Iqbal, Fira, Runni,
Nawang, Yessi, Ernie, dan Indah yang telah membantu, memberikan
semangat, dan dorongan selama perkuliahan dan penelitian.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, Agustus 2015
Dyra Haryanti

8

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang

Tujuan Penelitian
Hipotesis Penelitian
TINJAUAN PUSTAKA
Brokoli (Brassica oleracea var. italica)
Syarat Tumbuh Brokoli (Brassica oleracea var. italica)
Mutasi Fisik dengan Sinar Gamma
METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Bahan dan Alat
Metode Percobaan
Pelaksanaan Percobaan
Pengamatan
Analisis Data
HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Percobaan
Analisis LD50
Karakter Kualitatif
Karakter Kuantitatif
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan

Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
RIWAYAT HIDUP

viii
viii
viii
1
1
2
2
2
2
3
3
4
4
4
4

5
6
8
8
8
11
12
14
22
22
23
23
27
32

9

DAFTAR TABEL
1
2

3
4
5

Persentase tanaman hidup saat persemaian dan transplanting
Persentase tanaman berbunga pada brokoli
Persentase tanaman hidup saat 4 MSS pada setiap dosis iradiasi
Nilai LD50 tanaman brokoli (B. oleracea var. italica)
Penyebaran beberapa karakter kualitatif penting brokoli pada setiap
individu tanaman

6
7

9
10
11
12
12

Kelainan fisiologis pada brokoli akibat suhu tinggi
Rekapitulasi sidik ragam pada karakter kuantitatif pengamatan
genotipe brokoli
8 Nilai tengah pada karakter waktu berbunga, waktu layak panen, dan
panjang cabang pada dasar bunga
9 Nilai tengah, standar deviasi, dan hasil uji t-student pada karakter
tinggi tanaman, tinggi sampai apex, lebar tanaman, dan diameter
batang
10 Nilai tengah, standar deviasi, dan hasil uji t-student pada karakter
panjang daun, panjang petiol, lebar daun, dan kandungan klorofil
11 Nilai tengah, standar deviasi, dan hasil uji t-student pada karakter
jumlah kepala bunga, diameter kepala bunga, dan panjang cabang
pada dasar kepala bunga
12 Nilai tengah, standar deviasi, dan hasil uji t-student pada karakter
waktu berbunga dan waktu layak panen

13
15

13

22

Koefisien korelasi antarkarakter kuantitatif

16
17

18
20

21

DAFTAR GAMBAR
1

2

Hama dan penyakit yang menyerang brokoli (Brassica oleracea var.
italica) saat di lahan. (A) cendawan, (B) ulat daun kubis (Plutella
xylostella), (C) ulat krop kubis (Crocidolomia binotalis), (D) busuk
basah (Erwinia carotovora pv. carotovora)
Kelainan fisiologis yang terjadi pada brokoli (Brassica oleracea var.
italica) akibat suhu tinggi. (A) adanya daun pada kepala bunga, (B)
bentuk yang tidak beraturan, (C) terbukanya sepal, (D) kecoklatan
dan tidak meratanya kuncup bunga.

11

14

DAFTAR LAMPIRAN
1
2

27
27

4

Kode genotipe dan radiasi
Rata-rata curah hujan dan suhu (rata-rata, minimum, dan maksimum)
selama penelitian
Suhu (rata-rata, minimum, dan maksismum) pada pagi, siang, dan
malam hari selama penelitian
Persentase pembungaan yang berbeda pada setiap dosis

5

Penyebaran beberapa karakter kualitatif brokoli

29

6
7
8

Fase perkembangan kepala bunga tanaman brokoli
Keragaan kepala bunga tanaman brokoli hasil iradisi
Rincian varietas

30
30
31

3

28
28

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Brokoli (Brassica oleracea var. italica) merupakan sayuran yang
mengandung vitamin C, vitamin A, rendah kalori, fitonutrisi, dan sulforaphane
yang berfungsi mengurangi risiko kanker (Center for Nutrition, Diet and Health
2008). Komoditas sayuran ini berasal dari daerah subtropik, ditemukan di wilayah
pantai utara Spanyol, Perancis wilayah barat dan wilayah selatan serta barat daya
Inggris (Rakow 2004), dan Italia (Quiros dan Farnham 2011). Berdasarkan asal
tempatnya, brokoli hanya cocok ditanam di dataran tinggi pada wilayah tropis.
Brokoli umumnya adaptif pada ketinggian 1 000 – 2 000 m di atas permukaan laut
(m dpl) (Balitsa 2007) dengan suhu optimum pertumbuhan antara 15–22 oC (Agra
Point 2007). Induksi pembungaan pada B. oleracea membutuhkan suhu yang
relatif rendah (vernalisasi) pada akhir fase vegetatif dan produksi daun akan terus
berlanjut apabila pembentukan bunga tidak terjadi (Wien dan Wurr 1997). Suhu
rendah dibutuhkan untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tanaman
brokoli.
Luas tanam brokoli di Indonesia sekitar 49 365 745 m2 atau setara dengan 4
936.5745 ha (BPS 2013). Luas tanam sayuran ini hanya terkonsentrasi di
beberapa daerah yang umumnya dataran tinggi. Budidaya sayuran yang intensif di
dataran tinggi diduga memacu kerusakan lahan pemicu terjadinya erosi akibat
perluasan lahan yang tidak memperhatikan lingkungan. Alternatif untuk
mengatasi hal tersebut yaitu dengan memproduksi varietas baru yang adaptif pada
dataran rendah. Suhu yang tinggi akibat perubahan iklim global juga merupakan
hal yang mendasari perakitan varietas ini.
Pengembangan varietas brokoli dataran rendah saat ini telah dilakukan,
seperti pada penelitian Jaya (2009) yang menggunakan varietas dataran rendah
Green Valiant pada ketinggian 125 m dpl. Perakitan varietas brokoli yang adaptif
dataran rendah perlu dikaji lebih lanjut untuk dapat menghasilkan tanaman yang
adaptif serta mampu berproduksi tinggi. Pemuliaan tanaman diharapkan dapat
menghasilkan brokoli yang adaptif di dataran rendah. Mutasi merupakan salah
satu cara yang dapat ditempuh untuk menghasilkan berbagai variasi tanaman
dengan waktu yang relatif cepat. Mutasi juga dilakukan karena belum adanya gen
yang memberikan sifat adaptif di wilayah tropis, sehingga hal ini dilakukan untuk
mendapatkan keragaman genetik akan kemampuan tersebut yang tidak terdapat di
alam.
Menurut Kharkwal (2012) mutasi adalah teknik pembuatan varietas baru
dengan merubah komposisi atau susunan gen (alel). Mutasi memberikan variasi
untuk evolusi spesies, perubahan pada spesies tidak hanya penting untuk adaptasi
dengan lingkungan tetapi juga dimanfaatkan dalam perbaikan tanaman (Forster
dan Shu 2012). Mutasi dapat terjadi secara alami namun peluangnya sangat kecil,
karena itu dilakukan mutasi buatan dengan induksi mutasi fisik atau kimia. Mutasi
fisik dilakukan melalui iradiasi sinar gamma.
Mutasi fisik melalui iradiasi gamma lebih sering digunakan karena
mempunyai daya tembus yang lebih tinggi, sehingga peluang terjadinya mutasi
akan lebih besar (Aisyah 2013). Teknik iradiasi berpengaruh terhadap

1

2

radiosensitivitas tanaman. Tingkat radiosensitivitas suatu tanaman terhadap
iradiasi sinar gamma dapat diketahui dengan Lethal Dosage (LD50). Menurut
Kodym et al. (2012) semakin rendah LD50 suatu tanaman, maka semakin tinggi
tingkat radiosensitivitasnya. Penelitian mengenai brokoli masih terbilang rendah
di Indonesia. Pada umumnya penelitian yang dilakukan hanyalah pengujian lanjut
dari varietas yang telah ada, sedangkan pengembangan varietas brokoli masih
sangat dibutuhkan. Penelitian ini dilaksanakan untuk menghasilkan variasi
tanaman atau pengembangan varietas baru terhadap kemampuan beradaptasi
brokoli di dataran rendah. Cara yang dilakukan adalah melalui iradiasi sinar
gamma yang belum pernah diteliti sebelumnya.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi pengaruh dosis iradiasi sinar
gamma terhadap keragaman genetik brokoli pada penanaman di dataran rendah.
Hipotesis Penelitian
Hipotesis dalam penelitian ini adalah iradiasi sinar gamma meningkatkan
keragaman genetik tanaman brokoli pada penanaman di dataran rendah.

TINJAUAN PUSTAKA
Brokoli (Brassica oleracea var. italica)
Brokoli (Brassica oleracea var. italica) merupakan tanaman semusim dalam
famili Brassicaceae. Komoditas sayuran ini berasal dari daerah subtropik,
ditemukan di wilayah pantai utara Spanyol, Perancis wilayah barat dan wilayah
selatan serta barat daya Inggris (Rakow 2004), dan Italia diketahui sebagai daerah
asal brokoli dan kembang kol (Quiros dan Farnham 2011). Keanekaragaman jenis
morfologi yang ada pada kerabat B. oleracea dapat berdasarkan keragaman dalam
struktur kariotipenya (Kianian and Quiros 1992). Brokoli merupakan tanaman
cole pertama yang berkembang dari spesies kubis liar, kepala bunganya terdiri
dari kuncup-kuncup bunga (Delahaut dan Newenhouse 1997). Gray (1982)
menyatakan kemungkinan brokoli telah ada sebelum kembang kol. Kembang kol
kemungkinan berasal dari brokoli karena berdasarkan fakta bahwa bentuk yang
sangat khusus dengan kemampuannya yang berkurang, curd pada kembang kol
terbentuk sebagian oleh gagalnya terbentuk meristem bunga.
B. oleracea memiliki genom CC, 2n=18 (Lysak dan Koch 2011) n=9
(Rakow 2004). Sistem self-incompatibility ditemukan pada sejumlah sayuran
penting Brassicaceae, B. oleracea merupakan salah satunya. Poehlman dan Sleper
(1995) menyatakan inkompatibilitas disebabkan pollen tube yang gagal terbentuk
atau tidak dapat membentuk panjang yang normal sehingga menyebabkan
kegagalan fertilisasi. Inkompatibiitas juga disebabkan pollen tube membentuk
normal secara lambat hingga tidak mencapai ovul, atau terjadi saat ovul telah
diserbuki oleh polen kompatibel lain. Menurut Watanabe dan Hinata (1999) selfincompatibility pada B. oleracea dikontrol oleh sistem sporofitik yang

3

dipengaruhi sejumlah besar alel (multiple allelic). Kombinasi genetik sporofitik
sistem lebih banyak dan kompleks. Hambatan pada perkecambahan polen atau
pertumbuhan pollen tube berlokasi di permukaan stigma (Poehlman dan Sleper
1995).

Syarat Tumbuh Brokoli (Brassica oleracea var. italica)
Brokoli pada umumnya ditanam pada ketinggian 1 000–2 000 m dpl, bertipe
iklim basah, dengan pH tanah antara 6–7 (Balitsa 2007). Induksi pembungaan
pada B. oleracea membutuhkan suhu yang relatif rendah (vernalisasi) pada akhir
fase vegetatif dan produksi daun akan terus berlanjut apabila pembentukan bunga
tidak terjadi (Wien dan Wurr 1997). Keluarga Brassica cukup tahan akan suhu
dingin, tanaman brokoli dapat menahan suhu 0 oC kurang dari 36 jam (Agra Point
2007). Suhu untuk pertumbuhan minimum dan maksimum brokoli adalah 0 oC
dan 29 oC, dengan suhu optimum antara 15–22 oC. Suhu tinggi (lebih besar dari
27 oC) dapat menunda kematangan dan meningkatkan pertumbuhan vegetatif,
suhu rendah (1.5–10 oC) dapat mempercepat kematangan tetapi menyebabkan
brokoli membentuk tangkai bunga.

Mutasi Fisik dengan Sinar Gamma
Menurut Kharkwal (2012) mutasi adalah proses alami dalam membuat
varietas baru dengan merubah komposisi atau susunan gen (alel). Pemuliaan
mutasi melibatkan pengembangan varietas baru dengan menghasilkan dan
memanfaatkan keragaman genetik melalui mutagenesis kimia dan fisik, kini
mutasi termasuk dalam tiga pilar dari pemuliaan modern di samping pemuliaan
rekombinan dan pemuliaan transgenik. Menurut Maluszynski (1990) karakter
morfologi seperti bobot tanaman, ukuran daun, warna bunga, cepat atau
lambatnya masak fisiologis merupakan contoh karakteristik yang mudah dinilai
dari populasi yang besar pada tanaman mutan atau hasil induksi mutasi.
Screening fenotipe tidak dilakukan sampai generasi M3, ini dikarenakan
pada beberapa fenotipe tidak terekspresi sampai tanaman menjadi homozigot dari
hasil mutasi tersebut (Forster dan Shu 2012). Seleksi karakter fenotipe pada
generasi awal mutasi tetap dibutuhkan untuk menentukan variasi yang terjadi
akibat perlakuan mutasi dan karakter yang diinginkan tetap stabil atau tidak pada
generasi selanjutnya. Menurut Lundqvist et al. (2012) studi genetik
mengungkapkan bahwa gen mengendalikan fenotipe yang terekspresi dan seleksi
fenotipe dapat dibuktikan dengan seleksi genotipe menggunakan marka molekuler.
Iradiasi fisik dengan sinar gamma merupakan salah satu alternatif termudah
dan cepat dalam menemukan variasi dari suatu varietas. Mutasi fisik melalui
iradiasi gamma mempunyai daya tembus yang lebih tinggi, sehingga peluang
terjadinya mutasi akan lebih besar (Aisyah 2013). Terdapat dua sumber dalam
radiasi sinar gamma, yaitu 60Co dan 137Cs. Sinar gamma 60Co menghasilkan
radioaktif yang lebih besar pada kuantitas yang sama dibandingkan 137Cs (Mba
dan Shu 2012). Hal ini berpengaruh pada dosis yang digunakan. Radiosensitivitas
menentukan dosis iradisi dari suatu tanaman. Radiosensitivitas bukan hanya

4

dipengaruhi jenis tanaman tapi juga oleh varietas suatu tanaman. Tingkat
radiosensitivitas suatu tanaman terhadap iradiasi sinar gamma dapat diketahui
dengan Lethal Dosage (LD50). Menurut Kodym et al. (2012) semakin rendah
LD50 suatu tanaman, maka semakin tinggi tingkat radiosensitivitasnya. Tanaman
yang memiliki kandungan air tinggi, umumnya memiliki tingkat radiosensitivitas
yang tinggi. Semakin banyak kadar oksigen dan molekul air (H2O) dalam materi
yang diiradiasi, maka akan semakin banyak pula radikal bebas yang terbentuk
sehingga tanaman menjadi lebih sensitif.

METODE PENELITIAN
Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Pusat Kajian Hortikultura
Tropika Pasirkuda (PKHT), Ciomas, Bogor pada bulan November 2014 sampai
April 2015. Lokasi terletak pada ketinggian 207 m dpl. Perlakuan iradiasi sinar
gamma dilakukan di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi
(PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan.
Bahan dan Alat
Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih brokoli
yang terdiri dari 2 genotipe dataran tinggi dan 2 genotipe dataran rendah sebagai
varietas pembanding. Genotipe brokoli dataran tinggi, terdiri atas F1 Lucky dan
F1 Mujur. Genotipe brokoli dataran rendah, terdiri atas F1 Green Magic dan F1
Marathon. Kode genotipe dan iradiasi yang diaplikasikan dapat dilihat pada
Lampiran 1. Bahan lain yang digunakan adalah pupuk kandang, pupuk Urea, SP36, ZA, KCl, furadan, insektisida, dan fungisida. Alat yang digunakan dalam
penelitian ini antara lain Gamma Chamber 4000A, atleaf+ klorofil meter, alat
pertanian konvensional, jangka sorong, mulsa plastik, tray, penggaris, meteran,
gunting, tali plastik, kamera, dan alat tulis.
Metode Percobaan
Rancangan yang digunakan adalah rancangan kelompok lengkap teracak
(RKLT) dengan 2 faktor. Faktor tersebut yaitu genotipe (faktor A) dan taraf dosis
iradiasi (faktor B), terdiri dari 4 genotipe dan 5 taraf dosis iradiasi. Genotipe yang
digunakan adalah F1 Lucky (G1), F1 Mujur (G2), F1 Green Magic (G3), dan F1
Marathon (G4). Taraf dosis iradiasi yang digunakan yaitu 0 Gy (D0), 100 Gy (D1),
150 Gy (D2), 200 Gy (D3), dan 250 Gy (D4). Genotipe yang diiradiasi adalah F1
Lucky (G1) dan F1 Mujur (G2). Perlakuan diulang sebanyak tiga kali dan masingmasing ulangan terdiri dari 25 tanaman, sehingga dalam percobaan terdapat total
36 satuan percobaan. Pengamatan dilakukan pada setiap individu tanaman hasil
mutasi dan 10 tanaman contoh pada varietas pembanding.

5

Model aditif linier yang dipakai sebagai berikut:
Yijk= µ + αi + βj + (αβ)ij + Pk + εijk,
Keterangan :
Yijk
= pengamatan pada perlakuan genotipe ke-i, taraf iradiasi ke-j, dan
ulangan ke-k
µ
= rataan umum
αi
= pengaruh genotipe ke-i (i=1,2)
βj
= pengaruh perlakuan taraf iradiasi ke-j (j=1,2,3,4,5)
(αβ)ij = interaksi antara genotipe ke-i dengan taraf iradiasi ke-j
Pk
= pengaruh pengelompokan (k=1,2,3)
εijk
= galat percobaan
Pelaksanaan Percobaan
Iradiasi Sinar Gamma
Iradiasi sinar gamma dilakukan pada benih brokoli di Laboratorium Pusat
Aplikasi Teknologi Isotop dan Radiasi (PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional
(BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Sumber mutagen berupa sinar gamma
yang berasal dari alat Gamma Chamber 4000A. Benih brokoli genotipe dataran
tinggi yang digunakan, antara lain F1 Lucky dan F1 Mujur. Benih diiradiasi
dengan menggunakan 5 taraf iradiasi yaitu 0 Gy, 100 Gy, 150 Gy, 200 Gy, dan
250 Gy.
Persemaian
Tahapan budi daya yang dilakukan berdasarkan Balitsa (2007). Benih
sebelum disemai direndam dahulu dalam larutan Previkur N (1 cc L-1) selama 1
jam. Benih yang tenggelam disemai pada tray berlubang dengan media berupa
campuran tanah dengan pupuk kandang 1:1 (v/v). Benih disemai sebanyak 1 benih
per lubang tray. Tray ditutup dengan mulsa plastik selama 2–3 hari. Persemaian
dilakukan dalam greenhouse. Penyiraman dilakukan setiap hari.
Penanaman
Lahan yang dipilih lebih baik bukan merupakan bekas tanaman kubiskubisan. Lahan dibuat bedengan kemudian dibuat lubang tanam dengan jarak
tanam 60 cm x 40 cm, sesuai dengan jarak tanam rekomendasi hasil penelitian
Hossain et al. (2011). Pengapuran dilakukan apabila pH tanah kurang dari 5.5
dengan menggunakan Dolomit dengan dosis 1.5 ton ha-1 pada 3–2 minggu
sebelum tanam bersamaan dengan pengolahan lahan.
Pemeliharaan
Pemeliharaan yang dilakukan meliputi pemupukan, pengairan, penyulaman,
penyiangan, pendangiran, perempelan, pengendalian hama dan penyakit tanaman.
Pupuk yang diberikan antara lain pupuk kandang dan pupuk buatan. Pupuk
kandang berupa pupuk kandang sapi 30 ton ha-1, sedangkan pupuk buatan berupa
Urea 100 kg ha-1, SP-36 250 kg ha-1, dan KCl 200 kg ha-1. Pada setiap tanaman
diperlukan Urea 4 g + ZA 9 g, dan KCl 7 g. Pupuk kandang diberikan 1 minggu
sebelum penanaman. Setengah dosis pupuk N (Urea 2 g + ZA 4.5 g), pupuk SP-36
(9 g), dan KCl (7 g) diberikan pada tiap lubang tanam sebelum transplanting
dilakukan. Sisa pupuk N diberikan per tanaman pada saat tanaman berumur 4
minggu setelah tanam (MST). Penyiraman dilakukan setiap hari sampai brokoli

6

tumbuh normal dan sesuai kebutuhan. Penyiangan dan pendagiran dilakukan
bersamaan dengan pemupukan. Perempelan dilakukan pada cabang atau tunastunas samping, sehingga hara akan terkonsentrasi pada pembentukan bunga.
Pengandalian hama dan penyakit dilakukan dengan menggunakan pestisida
dengan benar. Tanaman brokoli umumnya berbunga sekitar 60–70 hari setelah
tanam (HST).
Pembuatan Benih
Kriteria pemanenan brokoli segar adalah saat kepala bunga masih kompak
dan padat serta kuncup yang belum mekar. Pada penelitian ini yang dilakukan
adalah pemanenan benih. Pemanenan benih dilakukan saat tanaman telah
melewati kriteria panen layak pasar (sudah melewati masak fisiologis), yaitu
bunga brokoli yang telah mekar, terbentuk biji, kemudian layu. Pembentukan biji
dilakukan dengan menyilangkan antarkuncup bunga pada satu kepala bunga.
Bunga brokoli yang telah kering dan terbentuk biji di panen dengan cara
digoyangkan secara perlahan. Pemanenan benih dilakukan hati-hati karena ukuran
benih yang sangat kecil.
Pengamatan
Pengamatan terhadap pertumbuhan tanaman brokoli terdiri atas karakter
kuntitatif dan kualitatif berdasarkan UPOV (2006) dan IBPGR (1990).
1. Pengamatan kuantitatif
a) Persentase tanaman hidup (%), jumlah tanaman hidup saat persemaian
pada 4 minggu setelah semai (MSS) dan tanaman hidup saat transplanting
pada 4 minggu setelah tanam (MST)
b) Persentase tanaman berbunga (%), diamati dari setiap individu pada
populasi tanaman
c) Tinggi tanaman (cm), diukur dari atas permukaan tanah sampai ujung daun
tertinggi

d) Tinggi tanaman sampai apex (cm), diukur dari atas permukaan tanah
sampai apex (bagian atas kepala bunga)
e) Lebar tanaman (cm), diukur dari ujung kiri hingga ujung kanan tanaman
terlebar
f) Diameter batang (mm), diukur pada batang utama tanaman terlebar
g) Panjang daun, termasuk petiol (cm) diamati pada setiap individu tanaman
h) Panjang petiol (cm), diamati pada setiap individu tanaman
i) Lebar daun (cm), diukur pada daun terlebar dari setiap individu tanaman

7

j) Kandungan klorofil (unit), diukur pada daun yang sama dengan
pengamatan daun lainnya dan diulang sebanyak 3 kali
k) Jumlah kepala bunga, diamati pada setiap individu tanaman
l) Diameter kepala bunga (cm), diukur saat tanaman mencapai diameter
kepala bunga maksimum
m) Panjang cabang pada dasar kepala bunga, selain batang utama (cm) diukur
saat tanaman mencapai diameter kepala bunga maksimum
n) Waktu berbunga (MST), diamati pada setiap individu tanaman
o) Waktu layak panen (MST) , diamati pada setiap individu tanaman.
2. Pengamatan kualitatif
a) Jumlah batang utama (kualitatif) : satu, lebih dari satu
b) Bentuk sikap daun (pada bagian awal formasi kepala bunga) : semi tegak,
mendatar, terjumbai

c) Banyak lekukan pada daun (pada keseluruhan daun tiap tanaman) : tidak
ada atau sangat sedikit, sedikit, sedang, banyak, sangat banyak
d) Warna helai daun : hijau, hijau keabuan, hijau kebiruan
e) Intensitas warna hijau pada helai daun : terang, sedang, gelap
f) Warna antosianin pada helai daun : ada, tidak ada
g) Gelombang pada tepi daun : tidak ada atau sangat lemah, lemah, sedang,
kuat, sangat kuat
h) Lekukan pada tepi helai daun : lemah, sedang, kuat
i) Lepuhan pada helai daun : tidak ada atau sangat lemah, lemah, sedang,
kuat, sangat kuat
j) Warna antosianin pada petiol : ada, tidak ada
k) Panjang petiol : sangat pendek, pendek, sedang, panjang, sangat panjang
l) Panjang cabang pada dasar bunga, selain batang utama : sangat pendek,
pendek, sedang, panjang, sangat panjang

8

m)
n)
o)
p)
q)
r)
s)
t)
u)

Ukuran kepala bunga : sangat kecil, kecil, sedang, besar, sangat besar
Warna kepala bunga : krem, hijau, hijau keabuan, hijau kebiruan, violet
Intensitas warna pada kepala bunga : terang, sedang, gelap
Warna antosianin pada kepala bunga : ada, tidak ada
Intensitas warna antosianin pada kepala bunga : sangat lemah, lemah,
sedang, kuat, sangat kuat,
Tonjolan pada kepala bunga : halus, sedang, kasar
Tekstur kepala bunga : sangat halus, halus, sedang, kasar, sangat kasar
Kerapatan kepala bunga : lepas, sedang, rapat
Daun kecil pada kepala bunga : ada, tidak ada.
Analisis Data

Analisis data yang dilakukan adalah analisis LD50 dengan menggunakan
data presentase tanaman hidup pada 4 MST; uji F, jika perlakuan berpengaruh
nyata maka dilakukan uji lanjut menggunakan DMRT (Duncan’s Multiple Range
Test) pada taraf 5%; dan uji t-student. Perangkat lunak yang digunakan, yaitu
Curve Expert 1.3 (analisis LD50); Microsoft Excel 2007 (rekapitulasi data),
Statistical Tool for Agricultural Research (STAR) versi 2.0.1 (uji F, uji lanjut, dan
uji t-student).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Kondisi Umum Percobaan
Kondisi selama persemaian menunjukkan bahwa benih dataran tinggi yang
diberi perlakuan iradiasi memiliki tingkat perkecambahan lebih tinggi
dibandingkan tanaman tanpa iradiasi atau kontrol (Tabel 1). Rendahnya tingkat
perkecambahan benih kontrol disebabkan oleh suhu yang lebih tinggi dari batas
optimum perkecambahan, sedangkan rendahnya tingkat perkecambahan benih
iradiasi disebabkan oleh pengaruh mutasi. Suhu pada greenhouse yang digunakan
sebagai tempat persemaian berkisar 30 oC, suhu ini lebih tinggi dibandingkan
suhu optimum yang dibutuhkan untuk perkecambahan. Suhu optimum
perkecambahan brokoli adalah antara 21 oC dan 24 oC (Delahaut dan Newenhouse
1997), 29 oC (Agra Point 2007). Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa mutasi
dapat meningkatkan daya berkecambah benih. Menurut Forster dan Shu (2012)
ekspresi gen mutan dipengaruhi oleh asal genetik dan lingkungan tertentu,
ekspresi gen dapat berubah dari asal genetiknya dan keragaan bersifat maju
(forward) atau mundur (reverse).

9

Tanaman brokoli pada saat persemaian memiliki pertumbuhan yang tidak
seragam akibat faktor lingkungan (suhu) dan genetik (asal genetik dan mutasi),
sehingga benih dipindah tanam saat berumur 5 MSS. Persentase tanaman hidup
setelah transplanting menunjukkan nilai yang rendah dan mengalami penurunan
dari persentase tanaman hidup saat persemaian (Tabel 1). Hal yang menyebabkan
penurunan jumlah tanaman hidup saat telah ditanam di lahan adalah tanaman
mengalami stress akibat suhu tinggi dan serangan cendawan. Brokoli memerlukan
suhu optimum untuk pertumbuhan antara 15–22 oC (Agra Point 2007), sedangkan
rata-rata suhu selama pertumbuhan brokoli di lapang selama bulan Januari hingga
Maret adalah ±25 oC (BMKG 2015) (Lampiran 2). Suhu tinggi mengakibatkan
tanaman mengalami kekeringan dan hujan (kelembapan tinggi) membuat tanaman
mudah terserang cendawan. Pengendalian serangan cendawan dengan
penyemprotan fungisida berbahan aktif mankozeb.
Tabel 1 Persentase tanaman hidup saat persemaian dan transplanting
Dosis iradiasi
0 Gy
100 Gy
150 Gy
200 Gy
250 Gy

Tanaman hidup (%)
Persemaian
44.00

Transplanting
42.37

62.67
54.00
50.67
51.33

51.38
30.74
51.15
42.81

Hama yang menyerang brokoli saat persemaian adalah belalang (Oxya sp.),
pengendalian dilakukan secara kimiawi dengan insektisida berbahan aktif
prefonofos. Hama yang menyerang tanaman brokoli saat di lahan yaitu belalang
(Oxya sp.), ulat daun kubis (Plutella xylostella), dan ulat krop kubis
(Crocidolomia binotalis). Hama yang ditemukan pada tanaman brokoli
merupakan hama utama yang menyerang sebagian besar tanaman Brassicaceae.
Serangan larva P. xylostella mempunyai ciri ditinggalkannya lapisan epidermis
bagian atas, larva hanya memakan permukaan bawah daun (Balitsa 2005).
Serangan hama P. xylostella pada brokoli ini menyebabkan beberapa tanaman
mengalami kerusakan berat, tertinggal tulang-tulang daun dan mati. Hama C.
binotalis menyerang brokoli dengan bergerombol pada permukaan bawah daun
dan menyerang pucuk tanaman hingga menghancurkan titik tumbuh (Balitsa
2005). Dominansi hama C. binotalis meningkat seiring dengan penurunan hama P.
xylostella. Hama ini menyerang saat tanaman mulai memasuki masa
penginduksian bunga atau transisi dari fase vegetatif ke generatif. Pengendalian
hama dilakukan secara mekanis dan kimiawi menggunakan insektisida berbahan
aktif deltrametrin. Pengendalian hama dilakukan secara intensif dengan mekanis
dan penyemprotan setiap minggu setelah hama mulai menyerang.
Perubahan fase vegetatif ke generatif pada brokoli ditandai dengan
pembungaan yang dapat diinduksi melalui vernalisasi. Menurut Wien dan Wurr
(1997) brokoli memiliki suhu respon yang sama dengan kembang kol (tidak
mengalami vernalisasi dibawah 9 atau diatas 2 oC) dengan batasan suhu tertinggi
formasi kepala bunga yang lebih tinggi. Batasan optimum brokoli dapat berbunga
adalah suhu kisaran 22 oC, akan tetapi ini pun belum dapat dipastikan (Tan 1999).
Pembungaan terjadi pertama kali pada 8 MST (bulan Februari) dengan kisaran

10

suhu rata-rata pagi hari 22.89 oC dan pada bulan ini juga brokoli menerima
induksi suhu minimum sebesar 20 oC (BMKG 2015). Suhu selama penelitian
dapat dilihat pada Lampiran 2 dan Lampiran 3. Hal ini menunjukkan bahwa
tanaman brokoli masih menerima suhu rendah meskipun lama penginduksian
rendah dan tanaman brokoli memiliki sensitivitas yang tinggi.
Induksi pembungaan hanya efektif apabila tanaman telah melewati masa
vegetatif yang dapat diamati dari banyaknya daun terbentuk pada batang utama
sebelum apex berubah menjadi struktur reproduktif (Wien dan Wurr 1997).
Transisi dari vegetatif ke generatif pada morfologi brokoli berpengaruh terhadap
jumlah daun dan umur tanaman (Tan 1999). Tanaman brokoli pada penelitian ini
telah memiliki keragaan yang ideal untuk mengalami masa transisi. Tanaman
brokoli telah memiliki ±17 helai jumlah daun saat tanaman berumur 3 MST.
Inisiasi pembungaan brokoli terjadi pada tanaman yang berumur 2.5–5 MST
dengan jumlah daun sejati 11–22 helai daun (Gauss dan Taylor 1969) dan
memiliki 17 helai daun (Wien dan Wurr 1997).
Tanaman brokoli baik genotipe hasil iradiasi dan kontrol sama-sama
mengalami pembungaan. Hal ini menunjukkan brokoli cenderung untuk berbunga
meskipun terinduksi suhu rendah yang tidak lama dengan keragaan tanaman telah
ideal untuk mengalami masa transisi. Selain faktor lingkungan yang
mempengaruhi, faktor genetik juga merupakan hal terpenting dalam pembungaan
brokoli. Menurut Fujime (1988) masa reseptif induksi pembungaan dipengaruhi
oleh perbedaan genetik antarkultivar. Tabel 2 menunjukkan tanaman hasil iradiasi
berhasil mengalami pembungaan lebih tinggi dibandingkan kontrol dan
pembanding sebesar 90.41% (iradiasi), 78.57% (kontrol), 83.95% (pembanding).
Hal ini menunjukkan mutasi meningkatkan persentase pembungaan brokoli di
dataran rendah. Individu tanaman hasil iradiasi memiliki respon yang berbeda,
perbedaan dilihat dari persentase pembungaan yang berbeda pada setiap dosis
yang diberikan (Lampiran 4). Mutasi menyebabkan perubahan atau variasi genetik
yang bersifat acak pada pada beberapa lokus atau gen dari keseluruhan genom
(Forster dan Shu 2012).
Tabel 2 Persentase tanaman berbunga pada brokoli
Perlakuan
Genotipe iradiasi
Genotipe kontrol
Genotipe pembanding

Persentase berbunga (%)
90.41
78.57
83.95

Penyakit yang menyerang tanaman brokoli setelah mengalami pembungaan
yaitu busuk basah yang disebabkan oleh bakteri Erwinia carotovora pv.
carotovora (Jones) Dye. Penyakit pada brokoli ini diperparah oleh curah hujan
dan kelembapan yang tinggi. Curah hujan rata-rata saat pembentukan formasi
kepala bunga adalah 374 mm bulan-1 (BMKG 2015), hujan terjadi pada sore hari
dengan intensitas yang tinggi. Bagian tanaman yang terinfeksi pada brokoli adalah
batang dan kepala bunga. Infeksi umumnya terjadi melalui luka atau lentisel dan
bagian yang terinfeksi, jika kelembapan tinggi jaringan tampak basah berwarna
kecoklatan dan membusuk hingga mengeluarkan bau khas menusuk hidung akibat
adanya serangan bakteri sekunder (Balitsa 2005). Penyakit busuk basah ini
menyebabkan kegagalan tanaman dalam menghasilkan benih.

11

A

B

C

D

Gambar 1 Hama dan penyakit yang menyerang brokoli (Brassica oleracea var.
italica) saat di lahan. (A) cendawan, (B) ulat daun kubis (Plutella
xylostella), (C) ulat krop kubis (Crocidolomia binotalis), (D) busuk
basah (Erwinia carotovora pv. carotovora).
Analisis LD50
LD50 merupakan dosis yang menghasilkan kematian atau pengurangan 50%
dalam perkecambahan benih atau viabilitas suatu tanaman (Kodym et al. 2012).
Persentase kematian ataupun jumlah hidup suatu tanaman yang diberikan dosis
iradiasi menjadi indikator dalam penentuan LD50 suatu tanaman. Penggunaan
persentase hidup atau mampu berkecambah dibutuhkan untuk mengetahui nilai
LD50. Penentuan LD50 pada penelitian ini berdasarkan genotipe brokoli dataran
tinggi yang diiradasi untuk dapat mampu beradaptasi di dataran rendah. Dosis
iradiasi kontrol (0 Gy) tidak dicantumkan karena benih menunjukkan jumlah
tanaman hidup lebih sedikit dibandingkan dengan genotipe yang mengalami
iradiasi. Genotipe Lucky menunjukkan terjadinya peningkatan persentase hidup
pada dosis tertinggi 250 Gy, sebaliknya genotipe Mujur terus mengalami
penurunan (Tabel 3). Hal ini menunjukkan bahwa genotipe Mujur lebih sensitif
terhadap iradiasi sinar gamma dibandingkan genotipe Lucky.
Tabel 3 Persentase tanaman hidup saat 4 MSS pada setiap dosis iradiasi
Dosis iradiasi
100 Gy
150 Gy
200 Gy
250 Gy

Tanaman hidup (%)
Genotipe Mujur
Genotipe Lucky (G1)
(G2)
76.00
49.33
66.67
41.33
60.00
41.33
76.00
26.67

Rata-rata
62.67
54.00
50.67
51.33

Hubungan dosis iradiasi dengan persentase hidup tanaman genotipe Lucky,
Mujur, dan umum mengikuti tipe regresi kuadratik dengan persamaan garis, nilai s,
dan r pada Tabel 4. Semakin besar nilai r dan semakin kecil nilai s menunjukkan
bahwa kecenderungan kurva semakin baik dan hasil akurat. Nilai LD50 pada
tanaman brokoli (B. oleracea var. italica) genotipe Lucky, Mujur, dan umum
berturut-turut adalah sebesar 191.023 Gy, 84.595 Gy, dan 206.796 Gy. Iradiasi
pada genotipe Mujur melebihi nilai LD50 pada seluruh dosis yang diberikan,
sedangkan pada genotipe Lucky hanya dosis 200 Gy dan 250 Gy yang melebihi

12

nilai LD50. Hasil LD50 ini dapat menjadi referensi tanaman brokoli (B. oleracea
var. italica) yang belum diketahui sebelumnya.
Tabel 4 Nilai LD50 tanaman brokoli (B. oleracea var. italica)
Genotipe
Lucky
Mujur
Umum

Kurva
Kuadratik
Kuadratik
Kuadratik

Persamaan
y=141.6595-0.89989x+0.002533x2
y=45.143+0.09714x-0.000666x2
y=93.3975-0.40125x+0.000933x2

r
0.94
0.95
0.99

s
4.47
5.07
0.30

LD50
191.023
84.595
206.796

Karakter Kualitatif
Karakter kualitatif merupakan karakter yang dikendalikan oleh gen
sederhana (satu atau dua gen) dan tidak atau sedikit sekali dipengaruhi lingkungan
(Syukur et al. 2012). Tujuan utama dalam penelitian ini adalah menghasilkan
mutan yang memiliki fenotipe sesuai dengan keinginan pasar. Pengamatan
kualitatif terdiri atas 21 karakter yang diamati, terdapat 6 karakter yang
memberikan pengaruh terhadap kualitas brokoli (Tabel 5). Penyebaran beberapa
karakter kualitatif lainnya berdasarkan modus terdapat pada Lampiran 5. Karakter
yang menunjukkan suatu tanaman masuk dalam kategori kualitas pasar adalah
jumlah batang utama satu, ukuran kepala bunga sedang dan besar, warna kepala
bunga hijau, tonjolan halus, kerapatan pada kepala bunga, dan tidak adanya daun
kecil pada kepala bunga.
Tabel 5 Penyebaran beberapa karakter kualitatif penting brokoli pada setiap
individu tanaman
Karakter
Jumlah batang
utama
Ukuran kepala
bunga

Warna kepala
bunga
Tonjolan pada
kepala bunga

Kerapatan
kepala bunga

Adanya daun
kecil pada
kepala bunga
a

Skoring
kualitatif
satu
lebih dari satu
sangat kecil
kecil
sedang
besar
sangat besar
krem
hijau
halus
sedang
kasar
lepas
sedang
rapat
ada
tidak ada

Genotipea
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0;
G2D0; G3; G4
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4)
G1(D1,D3,D4); G4
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G2D0; G3
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4)
G1 (D2,D3,D4); G2 (D1,D2)
G1 (D1,D3,D4), G2 (D2.D3,D4)
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0;
G2D0; G3; G4
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0;
G2D0; G3; G4
G1 (D1,D3); G2 (D1,D2,D3,D4)
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2)
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4)
G1 (D1,D4); G2 (D1,D2,D3); G4
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0;
G2D0; G3
G1 (D1,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G4
G1 (D1,D2,D3,D4); G2 (D1,D2,D3,D4); G1D0;
G2D0; G3

G1: Lucky, G2: Mujur, G3: Green Magic, G4: Marathon, D0: 0 Gy, D1: 100 Gy, D2: 150 Gy, D3:
200 Gy, D4: 250 Gy.

13

Hasil penelitian menunjukkan bahwa individu hasil iradiasi menyebar pada
berbagai karakter yang berbeda dari genotipe kontrol maupun genotipe
pembandingnya. Keragaman hasil mutasi ini juga ditemukan pada penelitian
Sobrizal (2007) yang menunjukkan keseluruhan galur mutan yang dimati pada
padi memiliki keragaman yang tinggi dan hasil marka molekuler pun
memperlihatkan polimorfisme pada keseluruhan galur dengan membawa gen yang
berbeda. Genotipe iradiasi menunjukkan karakter yang lebih baik dibandingkan
genotipe pembanding Marathon. Karakter kualitatif yang lebih baik terdapat pada
ukuran kepala bunga, kerapatan kepala bunga, dan tidak adanya daun kecil pada
kepala bunga.
Brokoli mengalami fase perkembangan kepala bunga dari mulai
terbentuknya kepala bunga, fase layak panen, dan fase terjadinya kelainan
fisiologis (Lampiran 6). Pada penelitian ini, fase pembentukan benih tidak terjadi.
Suhu yang tinggi selama pembentukan kepala bunga menyebabkan tanaman
mengalami kelainan fisiologis, suhu rata-rata siang hari diatas 27 oC (BMKG
2015). Kepala bunga varietas iklim panas umumnya kuntum bunga membuka
lebih awal, sehingga cepat menjadi tidak kompak atau terpisah-pisah (Tan 1999).
Kelainan fisiologis pada tanaman hasil iradiasi terjadi pada 11 dan 12 MST (8 dan
9 minggu setelah fase vegetatif). Kelainan fisiologis terjadi lebih lama
dibandingkan penelitian Heather et al. (1992) yang mengalami kelainan fisiologis
setelah 7 minggu diberi perlakuan suhu tinggi setelah akhir fase vegetatif. Radiasi
mempengaruhi sifat fisik, kimia, dan fase biologis terutama materi genetik
(Lagoda 2012).
Tabel 6 Kelainan fisiologis pada brokoli akibat suhu tinggi
Perlakuan
Genotipe iradiasi
G1D1
G1D2
G1D3
G1D4
G2D1
G2D2
G2D3
G2D4
Genotipe kontrol
G1D0
G2D0
Genotipe pembanding
G3
G4

Kelainan fisiologis
bentuk yang tidak beraturan
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal, kecoklatan
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal
bentuk yang tidak beraturan
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal, adanya daun
pada kepala bunga
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal
bentuk yang tidak beraturan, adanya daun pada kepala bunga
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal, tidak
meratanya kuncup bunga, kecoklatan
bentuk yang tidak beraturan, kecoklatan
bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal, adanya daun
pada kepala bunga, kecoklatan

Menurut Tan (1999) kunci dalam menentukan komponen kualitas dari
brokoli adalah ukuran kepala bunga, cabang bunga, ukuran kuncup bunga, dan
kelainan fisiologis (physiological disorders). Kelainan fisiologis yang dapat
mempengaruhi kualitas pasar tanaman brokoli berdasarkan karakter kualitatif
yang diamati, yaitu adanya daun kecil pada kepala bunga, kerapatan bunga yang

14

lepas, dan tonjolan kepala bunga kasar. Kelainan fisiologis pada kepala bunga
yang terjadi adalah bentuk yang tidak beraturan, terbukanya sepal, adanya daun
pada kepala bunga, tidak meratanya kuncup bunga, dan kecoklatan (Tabel 6 dan
Gambar 2).
Stres dapat menyebabkan brokoli mengalami prematur dengan membentuk
tangkai bunga (Agra Point 2007). Adaptasi terhadap suhu tinggi pada beberapa
kultivar menyebabkan terbentuknya kepala bunga yang berdaun (Wien dan Wurr
1997). Suhu tinggi juga menyebabkan tanaman menghasilkan pembengkakan atau
terbukanya sepal pada kuncup bunga yang menyebabkan tidak meratanya kepala
bunga (Heather et al. 1992). Suhu tinggi menyebabkan keragaan kepala bunga
yang tidak merata, disebabkan oleh kuncup bunga yang lebih besar (Farnham dan
Bjorkman 2011) dan atau kuncup ukuran normal pada bagian luar dan kecil pada
bagian tengah (Bjorkman dan Pearson 1997).

A

B

C

D

Gambar 2 Kelainan fisiologis yang terjadi pada brokoli (Brassica oleracea var.
italica) akibat suhu tinggi. (A) adanya daun pada kepala bunga, (B)
bentuk yang tidak beraturan, (C) terbukanya sepal, (D) kecoklatan dan
tidak meratanya kuncup bunga.
Karakter Kuantitatif
Analisis ragam
Karakter kuantitatif merupakan sifat atau karakter yang dapat diukur,
dipengaruhi oleh banyak gen, dan dipengaruhi oleh lingkungan (Falconer 1964).
Tanaman hasil mutasi disebut mutan putatif. Mutan putatif merupakan individu
yang diduga mutan yang belum dapat disebut mutan karena karakter khas yang
terlihat bergantung pada faktor genotipe dan lingkungan (Forster dan Shu 2012).
Uji statistik F dilakukan pada faktor genotipe dan faktor dosis iradiasi tanpa
melibatkan pembanding. Hasil uji F tanaman brokoli (B. oleracea var. italica)
pada Tabel 7 menunjukkan bahwa pemberian perlakuan berbagai genotipe dan
dosis iradiasi sinar gamma tidak berpengaruh nyata hampir pada seluruh karakter
kuantitatif yang diujikan, kecuali panjang cabang pada dasar kepala bunga, waktu
berbunga, dan waktu panen. Hal ini menunjukkan bahwa tidak adanya perbedaan
secara signifikan yang terukur pada brokoli baik hasil iradiasi dan kontrol pada
karakter tinggi tanaman, tinggi tanaman sampai apex, lebar tanaman, diameter
batang, panjang daun, panjang petiol, lebar daun, kandungan klorofil, jumlah

15

kepala bunga, dan diameter kepala bunga. Hasil ini membuktikan bahwa tanaman
hasil iradiasi dan kontrol memiliki keragaan yang hampir mirip atau homogen.
Pengelompokan pada hasil uji F berpengaruh nyata pada kandungan klorofil,
jumlah kepala bunga, dan waktu layak panen. Pengelompokan yang digunakan
menunjukkan bahwa lingkungan bersifat heterogen. Faktor lingkungan memiliki
peran terhadap hasil (fenotipe) disamping faktor genetik. Interaksi antara genotipe
dengan dosis iradiasi berpengaruh nyata pada karakter panjang cabang dasar
kepala bunga, waktu berbunga, dan waktu layak panen.
Tabel 7 Rekapitulasi sidik ragam pada karakter kuantitatif pengamatan genotipe
brokoli
Karakter
Tinggi tanaman (cm)
Tinggi sampai apex
(cm)
Lebar tanaman (cm)
Diameter batang (mm)
Panjang daun (cm)
Panjang petiol (cm)
Lebar daun (cm)
Kandungan klorofil
(unit)
Jumlah kepala bunga
Diameter kepala bunga
(cm)
Panjang cabang dasar
kepala bunga (cm)
Waktu berbunga (MST)
Waktu layak panen
(MST)

KT
Kelompok
1.10tn

KT
Genotipe
0.07tn

KT
Dosis
38.14tn

KT
Interaksi
8.39tn

KK
(%)
13.48

12.95tn

61.46tn

23.16tn

51.06tn

12.37

tn

27.18
16.66tn
2.42tn
0.35tn
4.85tn

tn

222.69
4.47tn
2.32tn
2.42tn
0.98tn

tn

35.38
11.70tn
26.86tn
4.22tn
1.14tn

tn

17.31
15.94tn
18.89tn
2.83tn
1.54tn

15.47
13.67
13.32
14.17
13.68

40.24**

2.40tn

1.90tn

2.76tn

1.71

*

tn

tn

tn

29.14

1.05

0.03

0.19

0.77tn

0.60tn

8.35tn

19.06tn

25.36

1.65tn

0.05tn

3.83tn

14.35 *

28.88

tn

tn

tn

*

7.49

1.25 *

4.75

1.14

0.41

0.59

1.51 *

0.05tn

0.46tn

0.48

2.01

KT: kuadrat tengah; KK: koefisien keragaman; **berpengaruh sangat nyata pada taraf 5%;
*berpengaruh nyata pada taraf 5%; tntidak berpengaruh nyata pada taraf 5%

Uji lanjut menggunakan DMRT pada taraf 5% berdasarkan genotipe dari
nilai terkecil ke terbesar (Tabel 8). Nilai yang rendah pada karakter waktu
berbunga dan waktu layak panen menunjukkan tanaman berumur genjah. Nilai
karakter panjang cabang pada dasar kepala bunga berhubungan dengan kualitas
tanaman. Semakin tinggi nilai karakter panjang cabang pada dasar kepala bunga
menunjukkan bahwa kepala bunga brokoli (B. oleracea var. italica) yang
dihasilkan semakin tidak beraturan, terpisah, dan tidak kompak.
Hasil uji lanjut karakter waktu berbunga menunjukkan hasil yang sama
dengan waktu layak panen. Genotipe Lucky pada dosis 100 Gy, 200 Gy, dan 250
Gy memiliki waktu berbunga dan layak panen yang berbeda nyata lebih cepat
dibandingkan dosis lainnya. Genotipe Mujur memiliki waktu berbunga dan waktu
layak panen yang tidak berbeda nyata pada seluruh dosis iradiasi. Hasil uji lanjut
karakter panjang cabang pada dasar kepala bunga menunjukkan bahwa genotipe
Lucky pada dosis 0 Gy memiliki nilai terendah sebesar 3.65 cm, tetapi tidak
berbeda nyata dengan dosis 100 Gy, 150 Gy, dan 200 Gy. Genotipe Mujur
memiliki nilai yang tidak berbeda nyata pada seluruh dosis iradiasi, kecuali dosis
0 Gy yang memiliki nilai tertinggi sebesar 9.57 cm.

16

Tabel 8 Nilai tengah pada karakter waktu berbunga, waktu layak panen, dan
panjang cabang pada dasar bunga
Perlakuan
0 Gy
100 Gy
150 Gy
200 Gy
250 Gy

Waktu berbunga
(MST)
Lucky
Mujur
ab
9.92
8.86b
a
9.07
9.97b
b
11.24
8.83b
8.84a
9.22b
a
9.42
10.17b

Waktu layak panen
(MST)
Lucky
Mujur
ab
11.42
10.59b
a
10.65
11.07b
b
12.27
10.58b
10.17a
10.95b
a
10.84
11.67b

Panjang cabang dasar
kepala bunga (cm)
Lucky
Mujur
a
3.65
9.57b
ab
5.36
2.75a
ab
4.72
5.57a
5.70ab
4.47a
b
7.85
4.34a

a

Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada
taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).

Karakter Pertumbuhan
Karakter kuantitatif brokoli pada penelitian ini dibagi menjadi tiga bagian
yaitu karakter pertumbuhan, karakter hasil, dan karakter waktu panen. Karakter
pertumbuhan terdiri atas tinggi tanaman, tinggi tanaman sampai apex, lebar
tanaman, diameter batang, panjang daun, panjang petiol, lebar daun, dan
kandungan klorofil. Uji t-student digunakan untuk membandingkan nilai tengah
suatu populasi (Walpole 1988). Nilai yang berbeda nyata pada uji t-student
mengindikasikan adanya perbedaan antarpopulasi yang dibandingkan, sehingga
populasi bersifat heterogen.
Berdasarkan Tabel 9 pada karakter kuantitatif tinggi tanaman, tinggi
tanaman sampai apex, lebar tanaman, dan diameter batang menunjukkan bahwa
masing-masing karakter tersebut memiliki hasil yang berbeda. Hasil uji t-student
pada karakter tinggi tanaman menunjukkan seluruh genotipe hasil iradiasi
memiliki hasil yang berbeda nyata terhadap genotipe pembanding Marathon,
kecuali pada genotipe Lucky dosis 100 Gy yang menunjukkan hasil berbeda nyata
dengan genotipe kontrol. Genotipe iradiasi Lucky dosis 250 Gy memiliki nilai
tengah tertinggi (65.16±9.78) cm, sedangkan genotipe iradiasi Lucky dosis 200
Gy memiliki nilai tengah terendah (58.92±9.67) cm. Nilai tengah karakter tinggi
tanaman pada penelitian ini memiliki hasil yang relatif tinggi jika dibandingkan
dengan penelitian Karima et al. (2013) dan Geomuriandari (2008), yaitu sebesar
59.80 cm dan 59.70 cm. Genotipe iradiasi Lucky dosis 150 Gy memiliki nilai
standar deviasi tertinggi sebesar (59.08±12.40) cm.
Hasil uji t-student pada karakter tinggi sampai apex menunjukkan genotipe
iradiasi Mujur dosis 100 Gy dan 200 Gy berbeda nyata dengan genotipe
pembanding Marathon. Genotipe iradiasi Mujur dosis 150 Gy berbeda nyata
dengan kontrol dan pembanding Marathon. Genotipe iradiasi Lucky dosis 250 Gy
memiliki nilai tengah tertinggi sebesar (51.61±8.08) cm sedangkan genotipe
iradiasi Mujur dosis 150 Gy memiliki nilai tengah terendah sebesar (35.75±6.02)
cm. Genotipe iradiasi Lucky dosis 200 Gy memiliki nilai standar devi