. Induksi Mutasi Pada Tabat Barito (Ficus Deltoidea Jack) Dengan Iradiasi Sinar Gamma.

INDUKSI MUTASI PADA TABAT BARITO

(

Ficus deltoidea

_{Jack) DENGAN IRADIASI SINAR GAMMA}

DITA MAULINA FAUZIAH

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Induksi Mutasi pada Tabat Barito (Ficus deltoidea Jack) dengan Iradiasi Sinar Gamma adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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, April 2015 Dita Maulina Fauziah NIM A24100015

ABSTRAK

DITA MAULINA FAUZIAH. Induksi Mutasi pada Tabat Barito (Ficus deltoidea Jack) dengan Iradiasi Sinar Gamma. Dibimbing oleh SYARIFAH IIS AISYAH dan LATIFAH K. DARUSMAN.

Tabat barito (Ficus deltoidea Jack) merupakan tanaman obat yang memiliki banyak khasiat, diantaranya sebagai agen anti diabetes dan anti tumor. Teknik budidaya dan bioteknologi yang diuji belum mampu meningkatkan pertumbuhan tabat barito yang lambat. Penelitian ini bertujuan menentukan LD50 untuk iradiasi sinar gamma pada tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack) dan menghasilkan mutan putatif tabat barito yang berbeda secara morfologi. Percobaan ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan satu faktor berupa dosis iradiasi sinar gamma pada lima taraf yaitu 0 Gy, 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy dan 40 Gy. Nilai LD50 untuk iradiasi sinar gamma pada tabat barito (F. deltoidea Jack) adalah 47.99 Gy. Peningkatan dosis iradiasi menyebabkan penurunan persentase hidup tanaman. Secara statistik perlakuan iradiasi cenderung membuat tanaman menjadi lebih pendek, memiliki jumlah daun yang lebih sedikit dan memiliki ukuran daun yang lebih kecil dibandingkan kontrol. Mutan - mutan putatif yang lebih tinggi dari tanaman kontrol ditemukan pada dosis 10 Gy dan 30 Gy. Mutan – mutan putatif yang memiliki jumlah daun lebih banyak dari tanaman kontrol ditemukan pada dosis 10 Gy, 20 Gy dan 30 Gy. Mutan-mutan putatif yang memiliki ukuran daun lebih besar dari tanaman kontrol juga ditemukan pada dosis 10 Gy, 20 Gy dan 30 Gy. Perubahan karakter kualitatif berupa bentuk dan warna daun dari tanaman yang diradiasi cenderung tidak diekspresikan pada daun berikutnya dalam individu tanaman. Karakter kualitatif abnormal yang tampak adalah malformasi daun dan daun variegata yang paling banyak ditemukan pada tanaman dengan dosis iradiasi 30 Gy.

Kata kunci : daun variegata, LD50,malformasi, mutan putatif, tabat barito

ABSTRACT

DITA MAULINA FAUZIAH. Induced Mutation on Tabat Barito (Ficus deltoidea Jack) by Gamma Ray Irradiation. Supervised by SYARIFAH IIS AISYAH and LATIFAH K. DARUSMAN.

Tabat barito (Ficus deltoidea Jack) is a medicinal plant which has many important benefits such as anti tumor and anti diabetic agent. The recent cultivation and biotechnology techniques could not show the improvement of slow growth rate of tabat barito. This research aims to determine the LD50 and to obtain putative mutant of tabat barito which has significant morphological difference. The experiment used completely randomize design (RAL) with single factor. The factor is gamma irradiation dose which is consisted of five levels (0 Gy, 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, 40 Gy). The value of LD50 for gamma irradiation on tabat barito (F. deltoidea Jack) is 47.99 Gy. Increasing the dose of gamma irradiation level reduced plant survival rate of tabat barito. Gamma irradiation gave significant effects to quantitative traits of tabat barito compared to control

unit. Statistically, the effects are reduction of plant height, numbers of leaf and leaf size. Putative mutants which are taller compared to control are found on dose 10 Gy and 30 Gy. Putative mutants which have more numbers of leaves compared to control are found on dose 10 Gy, 20 Gy, and 30 Gy. Putative mutants which have bigger leaf size compared to control are also found on dose 10 Gy, 20 Gy, and 30 Gy. The changes of qualitative traits such as leaf shape and colour are not expressed on the following leaves which grow in individual plant. Abnormal qualitative traits which shown are leaf malformation and variegated leaves that mostly caused by dose 30 Gy.

Keyword : Ficus deltoidea, LD50, malformation, putative mutant, variegated leaves

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian

pada

Departemen Agronomi dan Hortikultura

INDUKSI MUTASI PADA TABAT BARITO

(

Ficus deltoidea

_{Jack) DENGAN IRADIASI SINAR GAMMA}

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN

INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR

2015

99)?(4%36%? 09(6%? 976%? 3? 8? .>%72? (? 1"1? 4%6%? %04? //?

/? ?

? %7?9-%1?9=%$? ? ?

&6 8:':&?2) $?

5?5? *%6? ?

/&/&1"??

1""+? 9,;6?

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Topik yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2014 sampai Juni 2014 ini adalah mutasi genetik, dengan judul Induksi Mutasi pada Tabat Barito (Ficus deltoidea Jack) dengan Iradiasi Sinar Gamma.

Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Dr Ir Syarifah Iis Aisyah, MScAgr dan Ibu Prof Dr Latifah K Darusman, MS selaku pembimbing skripsi. Selain itu, penghargaan penulis sampaikan kepada Dr Desta Wirnas, SP, MSi selaku pembimbing akademik dan Bapak Armanu dari Pusat Aplikasi Tenaga Isotop dan Radiasi Badan Tenaga Nuklir Nasional yang telah membantu dalam proses radiasi objek penelitian dan membagi pengetahuannya. Juga kepada Bapak Taufik dari Pusat Studi Biofarmaka yang telah banyak memberikan dukungan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada ayah, ibu serta seluruh keluarga dan teman atas bantuan, doa, dan kasih sayangnya.

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.

Bogor, April 2015 Dita Maulina Fauziah

DAFTAR ISI

DAFTAR TABEL xi

DAFTAR GAMBAR xi

DAFTAR LAMPIRAN xii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Tujuan Penelitian 2

Hipotesis 2

TINJAUAN PUSTAKA 2

Tabat Barito (Ficus deltoidea Jack) 2

Induksi Mutasi Fisik 3

Sinar Gamma 3

Teknik Iradiasi 4

METODE PENELITIAN 4

Lokasi dan Waktu Penelitian 4

Bahan Penelitian 5

Peralatan Penelitian 5

Prosedur Analisis Data 5

Prosedur Percobaan 6

Pengamatan Unit Percobaan 6

HASIL DAN PEMBAHASAN 7

Kondisi Umum 7

Penentuan Dosis LD50 10

Karakter Kuantitatif 12

Karakter Kualitatif 18

Pembahasan Umum 25

SIMPULAN DAN SARAN 27

Simpulan 27

Saran 27

DAFTAR PUSTAKA 28

LAMPIRAN 32

DAFTAR TABEL

1 Persentase tanaman yang hidup setelah perlakuan iradiasi sinar gamma

pada setiap dosis yang diberikan 11

2 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata pertambahan tinggi F. deltoidea Jack antara 3 MSP dan 17 MSP 14 3 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata

pertambahan jumlah daun F. deltoidea Jack antara 3 MSP dan 17 MSP

hasil transformasi log (Y+1) 16

4 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata panjang dan lebar daun F. deltoidea Jack pada 17 MSP 17 5 Unit-unit percobaan dengan kombinasi nilai panjang dan lebar daun

yang lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata tanaman kontrol 18 6 Penyebaran karakter bentuk daun yang muncul akibat perlakuan

iradiasi sinar gamma pada tiap taraf dosis iradiasi 20 7 Hasil pengamatan karakter warna daun yang muncul terhadap tanaman

F. deltoidea Jack pada tiap taraf dosis perlakuan iradiasi sinar gamma 22

DAFTAR GAMBAR

1 Kondisi tanaman F. deltoidea Jack yang dipelihara di dalam rumah kaca. a) tanaman mati akibat iradiasi, b) dan c) daun yang terserang tungau merah, d) daun yang dimakan belalang, e) tanaman yang

terserang kutu putih 8

2 Hubungan antara dosis iradiasi sinar gamma dan persentase tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack) yang hidup setelah perlakuan 11 3 Keragaan tinggi tanaman F. deltoidea Jack hasil iradiasi sinar gamma 14 4 Keragaan tinggi tanaman F. deltoidea Jack yang nilai pertambahan

tingginya lebih besar dibandingkan dengan rata - rata tanaman kontrol 15 5 Keragaan tanaman F. deltoidea Jack dengan nilai pertambahan jumlah

daun yang lebih besar dibandingkan dengan rata - rata tanaman kontrol 16 6 Keragaan bentuk daun F. deltoidea Jack hasil perlakuan iradiasi sinar

gamma. a) daun bulat dengan permukaan rata, b) daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung rata, c) daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung membelah, d) daun bulat telur sungsang, e) daun malformasi, f) daun berbentuk hati 1, g) daun berbentuk hati 2, h) daun lonjong, i) daun dengan pinggiran bergelombang dan lekukan di tengah, j) daun layang-layang (segiempat), k) daun dengan pinggiran bergelombang dan permukaan rata, l) daun mangkok, m) daun belah, n) daun kipas; ukuran daun dibandingkan dengan uang logam 500 rupiah 19 7 Keragaan warna daun F. deltoidea Jack pada tanaman hasil iradiasi

sinar gamma 23

8 Keragaan bentuk tajuk tanaman F. deltoidea Jack hasil perlakuan

DAFTAR LAMPIRAN

1 Pengukuran warna daun F. deltoidea Jack pada setiap taraf dosis

iradiasi 32

2 Data pengukuran pertambahan tinggi dari 45 tanaman F. deltoidea Jack

yang diradiasi menggunakan sinar gamma (cm) 33

3 Data pengukuran pertambahan jumlah daun dari 45 tanaman F. deltoidea Jack yang diradiasi menggunakan sinar gamma (helai) 35 4 Data pengukuran panjang daun terlebar dari 45 tanaman F. deltoidea

Jack yang diradiasi menggunakan sinar gamma (cm) 37 5 Data pengukuran lebar daun terlebar dari 45 tanaman F. deltoidea Jack

yang diradiasi menggunakan sinar gamma (cm) 39

6 Unit-unit percobaan yang memiliki nilai pertambahan tinggi lebih besar

dibandingkan dengan tanaman kontrol 41

7 Unit-unit percobaan yang memiliki nilai pertambahan jumlah daun lebih besar dibandingkan dengan tanaman kontrol 42

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Tabat barito(Ficus deltoidea Jack) merupakan tanaman perdu yang berasal dari Semenanjung Malaysia dan tersebar di kawasan Thailand, Indonesia, dan Malaysia (Lansky dan Paavilainen 2011). Menurut USDA (2007) Ficus deltoidea merupakan tanaman asli dan tersebar secara luas di sepanjang Malaysia, Thailand, Sumatra, Jawa, Kalimantan, Sulawesi dan Maluku. Tabat barito dapat dikembangbiakkan secara generatif melalui biji dengan rata-rata keberhasilan 50% serta juga melalui setek batang dan kultur in vitro. Tanaman ini juga dapat dikembangbiakkan di dalam rumah kaca (Kristina 2009). Secara tradisional, tabat barito dimanfaatkan untuk mengencangkan rahim, memperbaiki sirkulasi darah dan mengobati masalah yang berkaitan dengan siklus menstruasi (Sulaiman et al. 2008). Penelitian lain menyatakan bahwa tabat barito dapat menghambat pertumbuhan sel tumor (Darusman et al. 2003). Tabat barito juga berpotensi untuk dikembangkan sebagai obat antidiabetes (Adam et al. 2012). Daun tabat barito banyak mengandung fenol, hydroquini antifine, alkaloid, flavonoid, auron, luteiolin, anthocyanine, aglicon dan tricyne. Triterpenoid berguna sebagai anti jamur, bakteri, dan virus, sedangkan steroid berperan dalam aktivitas hormon estrogen dan progesteron (Kristina 2009). Berdasarkan hasil uji kuantitatif melalui metode isolasi spesifik, kandungan flavonoid yang terdapat pada tabat barito sebesar 16%, sedangkan triterpenoid, alkaloid dan steroid masing-masing sebesar 38.24%, 1.12% dan 2.33% (Darusman et al. 2003).

Tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack) tergolong tumbuhan obat yang langka, belum dibudidayakan, dan permintaannya terus meningkat dari tahun ke tahun. Pemanenannya masih dilakukan dengan mengambil langsung dari alam sehingga mutunya rendah dan menimbulkan resiko kepunahan karena pertumbuhannya di alam tergolong lambat (Siswoyo 1999). Beberapa perlakuan teknik budidaya dan bioteknologi yang telah diuji untuk mendorong pertumbuhan tabat barito seperti pengaturan jarak tanam dan pemberian pupuk kandang (Permana 2001), kultur in vitro (Novita 2000) serta pemberian kolkisin (Meilani 2000) belum dapat memberikan hasil yang signifikan. Induksi mutasi dengan teknik iradiasi sinar gamma merupakan salah satu cara yang berpotensi untuk mengatasi masalah tersebut dengan prinsip peningkatan keragaman genetik. Teknik ini diharapkan dapat menghasilkan mutan-mutan yang memiliki morfologi dan pertumbuhan yang lebih baik dibandingkan dengan jenis tanaman yang sudah ada. Sinar gamma menjadi pilihan mutagen fisik yang baik karena memiliki daya tembus yang tinggi dan radiasi elektromagnetik yang menghasilkan energi besar sehingga kemungkinan terjadinya perubahan susunan DNA pada kromosom juga lebih besar (Aisyah 2006a). Jika melalui prosedur ini dapat dihasilkan mutan yang memiliki penampilan morfologi dan pertumbuhan yang lebih baik, diharapkan produksi senyawa kimia berkhasiat obat dari tabat barito (F. deltoidea Jack) juga dapat ditingkatkan baik secara langsung maupun tidak langsung. Secara langsung dengan mempengaruhi proses produksi senyawa metabolit sekunder dan secara tidak langsung dengan meningkatkan jumlah daun sebagai sumber utama produk obat dari tabat barito.

2

Tujuan Penelitian

1) Menentukan LD50 untuk iradiasi sinar gamma pada tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack).

2) Menghasilkan mutan putatif tabat barito (F. deltoidea Jack) yang memiliki perbedaan secara morfologi dibandingkan dengan tanaman kontrol.

Hipotesis

1) Nilai LD50 tabat barito (F. deltoidea Jack) berada di antara kisaran taraf dosis iradiasi yang diberikan.

2) Terdapat minimal satu mutan putatif tabat barito (F. deltoidea Jack) hasil iradiasi sinar gamma yang memiliki perbedaan secara morfologi dibandingkan dengan tanaman kontrol.

TINJAUAN PUSTAKA

Tabat Barito (Ficus deltoidea _Jack)

Ficus deltoidea Jack tergolong ke dalam genus Ficus, merupakan anggota dari famili Moraceae, ordo Urticales, kelas Dicotyledone, subdivisi Angiospermae dan divisi Spermatophyta. Tabat barito merupakan tanaman dengan tinggi berkisar antara 0.5 m dan 3 m. Batangnya berbentuk bulat, berwarna coklat abu-abu, memiliki lignin dan mengeluarkan eksudat. Daunnya berbentuk seperti sendok yang rata dengan panjang daun 4-8 cm, berwarna hijau terang di bagian atas, dan berwarna merah karat hingga coklat di bagian bawah. Tanaman ini menghasilkan buah yang berbentuk bulat dengan lebar 1-1.5 cm yang berwarna kuning hingga merah jingga. Tanaman ini juga dapat dikenali dari bintik kuning emas pada permukaan atas daun dan getahnya yang seperti susu. Tabat barito diakui memiliki manfaat bagi kesehatan dan bernilai sebagai tanaman obat. Secara tradisional buahnya dikunyah untuk meringankan sakit gigi, sakit kepala dan flu. Tabat barito juga bermanfaat meredakan radang (Bunawan et al. 2014). Tanaman ini dapat meningkatkan efektivitas vitamin C dalam mengontrol nitrit oksida dan sirkulasi darah. Selain itu, kandungan senyawa kimia tabat barito diketahui dapat mengatasi cendawan Trichopyton rubrum yang biasa terdapat pada kuku, kulit dan rambut (Kristina 2009). Hasil uji fitokimia juga melaporkan bahwa selain daun, batang atau ranting tabat barito juga mengandung triterpenoid sebesar 21.08%, alkaloid dan flavonoid (Heryani et al. 2003). Manfaat lain dari tabat barito diantaranya sebagai antioksidan (Omar et al. 2011), agen anti-bakteri (Uyub et al. 2010) dan anti-kanker (Akhir et al. 2011). Berdasarkan evaluasi terhadap unsur-unsur yang bersifat racun (timah, kadmium, arsenik, merkuri) dan kontaminasi mikroba, ekstrak daun tabat barito terbukti aman untuk dikonsumsi (Shafaei et al. 2011). Tabat barito juga memiliki manfaat sebagai penangkal sinar UVB yang dapat menginduksi kerusakan kulit (Oh et al. 2011).

3

Induksi Mutasi Fisik

Mutasi merupakan sumber pokok variasi yang dapat diturunkan yang hasilnya ditunjukkan oleh keragaman genetik tanaman yang ada saat ini. Induksi mutasi melalui radiasi mampu memproduksi jutaan variasi. Mutasi gen yang terjadi secara alami (spontan) merupakan akibat dari kesalahan dalam replikasi DNA. Sebagian besar kesalahan tersebut dapat diperbaiki, namun beberapa dapat dimungkinkan berlanjut sampai ke tahap pembelahan sel selanjutnya hingga menjadi tetap di keturunan berikutnya. Mutasi mengacu pada fenomena perubahan materi genetik yang terjadi ketika urutan (sequence) nukleotida DNA kromosom berubah sehingga protein yang dihasilkan juga berubah. Mutasi dapat terjadi pada setiap bagian tanaman dan fase pertumbuhan, terutama pada bagian sel yang sel-selnya sedang aktif membelah. Selain secara alamiah, mutasi juga dapat terjadi melalui proses induksi yang dilakukan manusia dengan bantuan agen penyebab mutasi (mutagen) yang dapat dibedakan menjadi tiga jenis, yaitu mutagen fisik, mutagen kimia, dan mutagen biologis. Perlakuan menggunakan mutagen akan mengubah gen atau kromosom. Beberapa mutagen fisik yang sering digunakan oleh pemulia tanaman adalah sinar X, sinar gamma, ultraviolet dan neutron. Selain ultraviolet, radiasi dari mutagen-mutagen tersebut mengionisasi atom-atom yang mengakibatkan molekul-molekul berkelompok sepanjang jalur ion yang tertinggal karena iradiasi. Pengelompokkan yang baru seperti ini mengakibatkan perubahan kimia yang mengarah pada mutasi gen atau pada kerusakan atau pada pengaturan kembali kromosom. Oksigen sangat dibutuhkan untuk mengubah dan meningkatkan efek radiasi dalam sistem biologi. Mutasi induksi merupakan metode yang aman dan terjamin. Tidak terdapat residu radiasi yang tersisa pada tanaman setelah dilakukannya induksi mutasi (Novak dan Brunner 1992; Aisyah 2006a; Lagoda 2012).

Sinar Gamma

Mutagen fisik yang sering digunakan karena daya tembusnya lebih tinggi adalah sinar gamma. Panjang gelombang sinar gamma lebih pendek jika dibandingkan dengan sinar X sehingga radiasi elektromagnetiknya dapat menghasilkan energi yang lebih besar. Radiasi sinar gamma biasanya diperoleh dari disintegrasi radioisotop-radioisotop 137Cs atau 60Co (Aisyah 2006a). Reaktor nuklir dapat menghasilkan tingkat radiasi energi sinar gamma lebih dari 10 MeV. Daya tembusnya dapat mencapai beberapa sentimeter, masuk ke dalam jaringan yang sangat dalam dan merusak jaringan yang dilewatinya (van Harten 1998). Pengaruh iradiasi sinar gamma secara biologi didasarkan pada interaksi dengan atom atau molekul dalam sel, terutama air untuk membentuk radikal bebas (Borzouei et al. 2010). Radikal bebas dapat merusak atau memodifikasi komponen penting pada sel tanaman dan telah dilaporkan berakibat pada perubahan tanaman baik secara morfologi, anatomi, biokimia dan fisiologi tanaman, bergantung pada dosis iradiasi yang diberikan. Perubahan karakter tersebut meliputi perubahan proliferasi sel, peningkatan germinasi, pertumbuhan sel, aktivitas enzim, ketahanan terhadap cekaman lingkungan, peningkatan hasil, ukuran tanaman, waktu pembungaan, pemasakan buah, warna buah, serta

4

kompatibelnya sel pada kondisi lingkungan ekstrim sampai dengan peningkatan senyawa aktif (Kiong et al. 2008).

Mutasi induksi melalui sinar gamma yang diberikan terhadap dua kultivar Anthurium andreanum (A. andreanum ‘Mini’ dan A. andreanum ‘Holland’) menghasilkan perubahan warna daun jika dibandingkan dengan kontrolnya (Faradilla 2008). Dua spesies Philodendron (Philodendron bipinnatifidum cv. crocodile teeth dan Philodendron xanadu) yang diberikan perlakuan mutasi induksi melalui sinar gamma juga menunjukkan perubahan bentuk dan warna daun yang cukup signifikan, bahkan pada Philodendron bipinnatifidum cv. crocodile teeth frekuensi mutan yang dihasilkan mencapai 100% pada dosis iradiasi 40-100 Gy (Meliana 2008).

Teknik Iradiasi

Perlakuan iradiasi dapat dilakukan di dalam gamma chamber (GC) dengan menggunakan bahan tanam generatif (benih) atau bagian vegetatif tanaman seperti tangkai pohon dan stek pucuk. Teknik iradiasi mempengaruhi radiosensitivitas tanaman. Teknik iradiasi yang sering digunakan adalah teknik acute irradiation atau iradiasi yang tunggal, yaitu teknik pemberian dosis secara sekaligus dalam satu kali penembakan iradiasi. Selain itu juga terdapat teknik chronic irradiation, yaitu teknik iradiasi dengan cara memberikan dosis yang sangat rendah secara terus menerus dalam waktu yang relatif lama (bisa hingga beberapa bulan). Ada juga teknik fractionated irradiation (iradiasi terbagi), yaitu teknik pemberian dosis yang diaplikasikan dua kali, masing-masing setengah dosis (split dose). Alternatif teknik iradiasi yang lain adalah iradiasi berulang yang dibedakan atas intermittent irradiation dan recurrent irradiation. Intermittent irradiation merupakan iradiasi ulang yang dilakukan sekali atau beberapa kali lagi di waktu selanjutnya dengan dosis yang lebih rendah dengan jarak antar iradiasi yang tidak terlalu lama (Aisyah 2006a). Recurrent irradiation adalah perlakuan iradiasi yang dilakukan terhadap keturunan dari tanaman yang telah diradiasi pada generasi sebelumnya (Kodym et al. 2012).

METODE PENELITIAN

Lokasi dan Waktu Penelitian

Penelitian dilaksanakan di rumah kaca Kebun Percobaan Cikabayan Institut Pertanian Bogor, Dramaga, Bogor, pada bulan Februari 2014 hingga Juni 2014. Perlakuan iradiasi sinar gamma dilakukan di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi (PAIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan.

5

Bahan Penelitian

Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah setek batang tiga ruas dari tabat barito (Ficus deltoidea Jack) dengan panjang ± 10 cm yang telah berumur 1.5 bulan yang diperoleh dari suatu nursery di kota Bogor. Setek tersebut ditumbuhkan pada media campuran sekam dan pupuk kandang di dalam polibag. Bahan-bahan lain yang digunakan dalam penelitian ini yaitu tanah, kompos, pupuk kandang, pupuk NPK, insektisida, akarisida dan polibag berukuran 10 cm × 10 cm.

Peralatan Penelitian

Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini antara lain Mini Royal Horticulture Colour Chart (mini RHCC), alat-alat pertanian, alat tulis, label, kamera dan alat penunjang lainnya. Iradiasi sinar gamma dilakukan di dalam irradiator panorama serbaguna (IRPASENA) dengan sumber iradiasi 60Co.

Prosedur Analisis Data

Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan satu faktor yang mengacu pada Mattjik dan Sumertajaya (2006). Faktor percobaan yang diberikan berupa dosis iradiasi sinar gamma yang terdiri dari lima taraf yaitu 0 Gy (kontrol), 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, dan 40 Gy. Setiap taraf perlakuan terdiri dari 3 ulangan sehingga terdapat 15 satuan percobaan. Setiap satuan percobaan terdiri dari 3 tanaman sehingga terdapat 45 tanaman percobaan.

Model linear yang digunakan adalah :

Yij =µ + τi + εij

Keterangan :

Yij = nilai pengamatan pada taraf dosis iradiasi sinar gamma ke-i ulangan ke-j µ = rataan umum

i = pengaruh taraf dosis iradiasi sinar gamma ke-i

εijk = pengaruh acak pada taraf dosis iradiasi sinar gamma ke-i ulangan ke-j Data yang diperoleh kemudian dianalisis ragamnya menggunakan uji F pada taraf 5%. Perlakuan yang menunjukkan pengaruh nyata terhadap hasil pengamatan, dianalisis uji lanjut dengan menggunakan uji rentang berganda duncan (DMRT) pada taraf 5% menggunakan perangkat lunak SAS (Statistical Analysis System) V9. Penentuan dosis LD50 menggunakan perangkat lunak Curve-Fit Expert yang mengacu pada penelitian yang dilakukan oleh Marthin (2014). Nilai LD50 ditentukan berdasarkan persentasi tanaman hidup pada tiap taraf dosis iradiasi. Mutan putatif ditentukan dengan membandingkan nilai setiap individu tanaman pada tiap karakter pengamatan dengan rata–rata tanaman kontrol.

6

Prosedur Percobaan

Prosedur percobaan terdiri atas beberapa tahap sebagai berikut :

1. Persiapan bahan

Tahapan ini meliputi persiapan bahan tanam, media tanam, dan lokasi percobaan. Bagian rumah kaca yang digunakan sebagai lokasi percobaan adalah bagian yang memperoleh sinar matahari yang seragam tanpa naungan dan cukup luasnya untuk menempatkan tanaman-tanaman percobaan. Media tanam yang disiapkan berupa campuran tanah, pupuk kandang dan kompos dengan rasio perbandingan 1 : 1 : 1.

2. Perlakuan iradiasi stek batang dengan iradiasi sinar gamma

Setek batang F. deltoidea Jack yang telah berakar kemudian diberi perlakuan iradiasi dengan menggunakan iradiator panorama serbaguna (IRPASENA) bersama dengan polibag dan media tanamnya. Iradiasi sinar gamma diberikan dengan teknik iradiasi acute. Iradiasi dilakukan di Pusat Aplikasi Isotop dan Radiasi (PAIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Tanaman yang merupakan unit kontrol juga dibawa ke BATAN agar tetap memperoleh perlakuan yang sama.

3. Pindah tanam, pemberian label dan pemeliharaan

Setek yang telah menerima perlakuan iradiasi dipindah tanam ke polibag dengan media tanam baru yang telah disiapkan sebelumnya. Hal ini dilakukan untuk menghindarkan pengaruh media tanam sebelumnya yang turut menerima perlakuan iradiasi sinar gamma. Setiap individu tanaman pada tiap taraf dosis iradiasi diberi nomor 1 hingga 9 berurutan sesuai ulangan. Penyiraman dan pemupukan dilakukan secara teratur menyesuaikan dengan kondisi lingkungan dan kondisi tanaman. Aplikasi insektisida dan akarisida dilakukan sesuai dengan gejala yang muncul pada tanaman. Dosis dan frekuensi aplikasi dilakukan mengikuti anjuran pemakaian bahan.

Pengamatan Unit Percobaan

Semua individu tanaman yang ada merupakan tanaman contoh (unit amatan). Pengamatan dilakukan pada dua minggu setelah perlakuan (MSP). Observasi yang pertama kali dilakukan terkait jumlah dan gejala kematian tanaman akibat perlakuan iradiasi sinar gamma. Observasi tersebut dilakukan untuk menentukan nilai LD50 dari iradiasi sinar gamma pada tabat barito (F. deltoidea Jack) dan dilakukan hingga akhir pengamatan. Sisa tanaman yang tetap hidup kemudian terus diamati setiap minggu untuk menentukan keragaman-keragaman baru secara morfologi. Pengamatan karakter morfologi dilakukan selama 4 bulan yang terdiri atas pengamatan karakter kuantitatif dan kualitatif. Karakter kuantitatif diamati setiap minggu, sedangkan karakter kualitatif diamati di akhir periode pengamatan. Pengamatan karakter morfologi yang dilakukan mengacu pada Wulan (2007).

7

A.Karakter Kuantitatif

1) Persentase tanaman hidup tiap dosis iradiasi (%), dihitung berdasarkan jumlah tanaman yang hidup dibagi jumlah total tanaman untuk masing-masing dosis radiasi

2) Tinggi tanaman (cm), diukur dari bagian buku pertama batang di atas tanah hingga titik tumbuh di bagian pucuk

3) Jumlah daun per tanaman (helai), dihitung jumlah seluruh daun yang tumbuh pada tiap tanaman di setiap waktu pengamatan

4) Ukuran daun terlebar yang meliputi panjang dan lebar daun (cm) dari daun paling lebar dalam satu individu tanaman

B.Karakter Kualitatif

1) Keragaan daun yang meliputi bentuk dan warna daun. Warna daun diamati dengan bantuan Mini Royal Horticulture Colour Chart (mini RHCC). Keragaan bentuk daun diamati berdasarkan karakter permukaan, tepi, ujung, dan tulang daun. Pengamatan dilakukan pada daun-daun tua dengan membandingkan terhadap tanaman kontrol.

2) Keragaan morfologi khusus pada mutan putatif yang dihasilkan setelah iradiasi.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Kondisi Umum

Kondisi umum menggambarkan keadaan seluruh tanaman tabat barito (Ficus deltoidea Jack) yang termasuk ke dalam unit percobaan selama dipelihara dan diobservasi di dalam rumah kaca kebun percobaan Cikabayan. Respon tanaman dipengaruhi baik secara terpisah atau bersama oleh faktor biotik dan abiotik selain faktor perlakuan. Faktor biotik dapat berasal dari tanaman itu sendiri maupun organisme yang hidup pada lingkungan yang sama dengan tanaman. Faktor abiotik berupa kondisi lingkungan seperti suhu dan kelembaban serta teknik budidaya yang dikendalikan oleh manusia. Faktor biotik dan abiotik yang mempengaruhi tanaman selama percobaan akan sangat mempengaruhi hasil penelitian dan tingkat pencapaian tujuan penelitian.

Tabat barito umumnya tumbuh sebagai tanaman epifit dan terkadang terestrial di habitat aslinya. Tanaman ini banyak ditemukan di hutan hujan tropis dengan ketinggian berkisar 450-2400 mdpl (Sastrapraja dan Afriasmi 1984). Karakteristik habitat yang diperlukan bagi pertumbuhan tabat barito adalah kebutuhan sinar matahari yang cukup, ketersediaan unsur hara serta kelembaban dan suhu udara yang rata-rata tinggi. Toleransi tabat barito terhadap suhu dan kelembaban udara cukup luas (eurythermal dan euryhumidity) (Suharnantono 1992). Pernyataan Suharnantono tersebut dibuktikan dengan kondisi tanaman tabat barito yang relatif dapat tumbuh dengan baik selama penelitian berlangsung, terutama tanaman kontrol. Tanaman dipelihara di dalam rumah kaca dengan suhu rata-rata 41-50˚C. Suhu yang tinggi tersebut tidak mengganggu pertumbuhan tanaman. Tidak tampak gejala kerusakan tanaman akibat suhu yang tinggi. Unsur

8

hara yang dibutuhkan oleh tanaman diperoleh dari media tanam dan suplai air yang teratur.

Tabat barito (F. deltoidea Jack) dapat berkembang biak melalui biji, setek batang dan kultur in vitro (Kristina 2009). Bahan tanam yang diberi perlakuan iradiasi pada penelitian ini merupakan setek batang tiga ruas yang berumur sekitar 1.5 bulan. Setek sebelumnya ditumbuhkan dalam polibag dengan media tanam sekam dan pupuk kandang. Setek batang tersebut disertai 1-2 daun dari tanaman induk dan telah memiliki satu tunas baru yang tumbuh. Tunas tersebut belum berdiferensiasi dan menjadi target utama iradiasi. Jumlah tanaman percobaan yang hidup di akhir pengamatan adalah 36 dari total 45 tanaman atau sebesar 80%. Kematian tanaman seluruhnya disebabkan oleh perlakuan iradiasi sebab seluruh tanaman kontrol yang tidak menerima perlakuan iradiasi tidak ada yang mengalami kematian. Selain itu, tidak ditemukan gejala penyakit maupun hama atau defisiensi faktor tumbuh pada tanaman percobaan yang mati. Gejala kematian yang tampak juga sama di antara setek-setek yang mati tersebut. Daun dari tanaman induk dan tunas mengering kemudian rontok. Batang dan akar juga mengering hingga akhirnya stek mati. Marthin (2014) juga melaporkan bahwa perlakuan iradiasi pada dosis tertentu menyebabkan banyak tanaman Coleus sp. yang mati kering. Tanaman yang mati akibat iradiasi akan terlihat mengering namun kondisinya masih tegak, sedangkan tanaman yang mati akibat serangan penyakit akan cenderung roboh.

Secara umum perlakuan iradiasi menyebabkan pertumbuhan tanaman yang bervariasi. Karakter kuantitatif pertumbuhan tanaman yang diamati adalah tinggi tanaman dan jumlah daun serta panjang dan lebar daun. Tinggi tanaman dan jumlah daun secara visual bervariasi antar perlakuan dan kontrol. Perlakuan iradiasi cenderung membuat tanaman menjadi lebih pendek. Terdapat tanaman yang jumlah daunnya menjadi lebih banyak dan ada pula yang daunnya menjadi lebih sedikit dibandingkan dengan kontrol. Bentuk dan jumlah percabangan yang bukan karakter pengamatan, secara visual juga menunjukkan kenampakan yang bervariasi antar perlakuan dan kontrol. Terdapat tanaman yang memproduksi cabang lebih banyak dan lebih panjang dibandingkan dengan kontrol. Variasi ukuran, bentuk, dan warna daun juga tampak antar perlakuan dan kontrol.

Gambar 1 Kondisi tanaman F. deltoidea Jack yang dipelihara dalam rumah kaca. a) tanaman mati akibat iradiasi, b) dan c) daun yang terserang tungau merah, d) daun yang dimakan belalang, e) tanaman yang terserang kutu putih

Selama penelitian berlangsung, tidak muncul gejala penyakit yang menyerang tanaman percobaan. Namun terdapat beberapa hama yang mengganggu dan merugikan tanaman. Hama tersebut antara lain belalang

9 (Valanga nigricornis), kutu putih (Pseudococcus lilacinus), tungau merah (Tetranichus telaris) dan ulat jengkal (Hyposidra talaca).

Belalang dan ulat jengkal mulai muncul ketika tanaman F. deltoidea Jack mulai intensif memunculkan daun-daun baru. Ulat jengkal memakan daun hingga tersisa tulang-tulang daunnya saja. Hal ini menyebabkan jumlah daun tanaman yang terserang menjadi berkurang. Namun jumlah ulat jengkal yang muncul tidak banyak dan dapat segera dikendalikan dengan manual menggunakan tangan secara langsung. Ulat jengkal yang ditemukan pada pertanaman merupakan larva dari imago ngengat H. talaca yang aktif pada malam hari dan meletakkan telurnya pada permukaan batang atau cabang pohon. Larva mulai menyerang sejak mulai menetas, terutama pada daun yang muda. Daun nampak berlubang-lubang dan pada serangan yang berat dapat menjadi gundul sehingga mengganggu fotosintesis dan menghambat pertumbuhan (Dendang et al. 2007). Belalang (V. nigricornis) merupakan hama polifag yang memiliki banyak kisaran inang. Cakupan inang yang luas dan kemampuan berkembang biak yang tinggi membuat hama ini dapat berkembang dengan cepat (Zulfahmi 2013). Hama belalang diduga muncul dari pertanaman bibit kelapa sawit yang tumbuh subur di dalam area rumah kaca. Sifat belalang yang polifag (memakan banyak jenis tumbuhan) membuat hama ini dengan mudah berpindah ke inang baru yaitu F. deltoidea Jack. Kondisi rumah kaca yang berlubang juga menjadi faktor pendukung mobilitas hama belalang dari luar bangunan rumah kaca.

Kutu putih dan tungau merah menyerang ketika tanaman telah memiliki daun yang cukup banyak. Kedua jenis hama ini pertama kali menyerang dan paling banyak intensitas serangannya pada tanaman yang tajuknya rimbun. Tajuk yang rimbun ini terbentuk karena jumlah daun dan percabangan yang banyak serta ukuran tanaman yang lebih pendek. Hama-hama ini kemudian menyebar ke tanaman lain karena terlambat diidentifikasi. Kutu putih (P. licasinus) diidentifikasi dalam keadaan bergerombol pada batang utama tanaman. Kutu putih dapat menimbulkan kerusakan secara langsung dengan mengisap cairan tanaman yang dapat menyebabkan terhambatnya pertumbuhan tanaman serta menimbulkan kerontokan buah muda. Kutu putih juga menghasilkan embun madu sebagai tempat hidup cendawan jelaga (Ditlinhorti 2013).

Tungau merah menyerang dalam jumlah yang besar dan penyebarannya cukup cepat. Tungau merah ini banyak terdapat pada permukaan daun bagian bawah. Tungau merah mengisap cairan tanaman dengan stilet yang panjang. Akibatnya kandungan klorofil di daun berkurang dan menyebabkan bintik-bintik putih atau kuning. Serangan berat tungau merah akan menghasilkan anyaman benang-benang halus di permukaan daun. Daun juga menjadi kering dan gugur. Saat kerapatan populasi tungau tinggi, tungau akan pindah dari ujung daun ke puncak tanaman dan berkumpul menggunakan benang sutra membentuk massa seperti bola (Srinivasan 2009). Hama ini sulit dikendalikan karena setelah pengendalian secara kimia beberapa kali keberadaannya masih terlihat meski jumlahnya sedikit berkurang. Pengendalian kimia dilakukan dengan aplikasi insektisida yang berbahan aktif deltarametrin dengan konsentrasi 0.5 mlL-1 dan akarisida berbahan aktif dicofol dengan konsentrasi 1-2 mlL-1. Aplikasi pestisida dilakukan melalui penyemprotan ke seluruh bagian tanaman.

Beberapa jenis gulma juga terlihat tumbuh di sekitar individu tanaman di dalam polibag. Gulma tersebut antara lain Axonopus compressus, Eleusin indica,

10

Marsilea crenata, Phylanthus urinaria, Amaranthus sp. dan Acalypa indica. Jenis-jenis gulma ini muncul dalam jumlah yang sedikit dan tidak mengganggu tanaman karena segera dikendalikan secara manual dengan menggunakan tangan. Gulma ini diduga tumbuh dari biji yang terbawa oleh media tanam baik kompos maupun tanah.

Penentuan Dosis LD50

Tujuan pertama dari penelitian ini adalah menentukan LD50 untuk iradiasi sinar gamma pada tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack). Lethal Dose 50 (LD50) merupakan nilai dosis iradiasi sinar gamma yang menyebabkan tanaman mati 50% setelah perlakuan. LD50 juga dapat dipertimbangkan sebagai dosis ketika frekuensi mutasi paling tinggi terjadi. Kemampuan tanaman yang diradiasi untuk menghasilkan variasi maksimal dengan jumlah mutan tidak diinginkan yang minimal umumnya dapat dicapai pada nilai LD50 ini (Albokari et al. 2012). Hal inilah yang menjadikan penentuan dosis LD50 penting untuk dilakukan dalam setiap eksperimen mutasi induksi. Mutasi merupakan fenomena perubahan materi genetik yang terjadi ketika urutan nukleotida DNA kromosom berubah sehingga protein yang dihasilkan juga berubah (Aisyah 2006a). Prinsip dari pemuliaan melalui induksi mutasi adalah peningkatan keragaman tanaman melalui perubahan materi genetik yang terjadi secara acak. Semakin tinggi keragaman tanaman yang muncul, semakin banyak materi yang dapat diseleksi oleh pemulia tanaman sesuai dengan kriteria yang diinginkan sehingga peluang untuk memperoleh jenis tanaman yang diharapkan menjadi lebih besar.

Sejauh ini belum ada publikasi ilmiah mengenai penentuan dosis LD50 pada tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack). Penentuan dosis LD50 pada F. deltoidea Jack melalui induksi mutasi dengan iradiasi sinar gamma dapat menjadikan perlakuan ini lebih efisien dan efektif di masa yang akan datang. Ficus carica (buah tin) merupakan anggota genus Ficus yang telah banyak diteliti terkait induksi mutasi khususnya melalui iradiasi sinar gamma. Ozen et al. (2011) menyatakan bahwa nilai LD50 untuk iradiasi sinar gamma terhadap tunas dari F. carica kultivar Sarilop, Sari Zeybek, Bursa Siyah, Beyaz Orak, dan Siyah Orak berturut-turut adalah 50.7 Gy, 25.3 Gy, 25.3 Gy, 10.0 Gy, dan 10.0 Gy. Tingkat dosis ini kemudian menjadi dasar penentuan taraf-taraf dosis yang diberikan pada penelitian ini dengan dasar kekerabatan yang dekat dalam taksonomi antara kedua tanaman tersebut. Perbedaan morfologi tanaman juga menjadi pertimbangan dalam penentuan dosis karena radiosensitivitas bervariasi antar kultivar tanaman, jenis bahan yang menerima iradiasi, jenis iradiasi, dan teknik iradiasi (Aisyah 2006b). Nilai LD50 dari Ficus benjamina kultivar ‘greenish-variegated’ yang diradiasi sinar gamma dengan teknik acute adalah 60 Gy. Kisaran dosis iradiasi yang digunakan adalah 0 Gy, 20 Gy, 40 Gy, dan 60 Gy. Peningkatan dosis iradiasi cenderung menurunkan tinggi tanaman dan lebar kanopi (Sreeboonraung 2007).

Nilai LD50 ditentukan dengan menghitung persentase tanaman hidup pada masing-masing taraf dosis yang diberikan (0 Gy, 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, 40 Gy). Kemudian tiap-tiap nilai tersebut diplotkan ke dalam kurva dengan bantuan aplikasi Curve-Fit Expert. Nilai LD50 diproyeksikan dengan menetapkan persentase tanaman hidup sebesar 50% pada sumbu Y.

11 Tabel 1 Persentase tanaman yang hidup setelah perlakuan iradiasi sinar gamma

pada setiap dosis yang diberikan

Dosis Iradiasi (Gy) Tanaman Hidup (%)

0 100.00

10 100.00

20 77.78

30 66.67

40 55.56

Seluruh tanaman kontrol (0 Gy) dan tanaman yang mendapatkan perlakuan iradiasi sinar gamma dengan dosis 10 Gy mampu bertahan hidup setelah perlakuan. Kematian tanaman setelah perlakuan mulai terjadi pada tingkat dosis 20 Gy, terus meningkat jumlahnya seiring bertambahnya dosis ke tingkat 30 Gy dan 40 Gy. Jumlah tanaman yang mati pada taraf dosis 20 Gy, 30 Gy, dan 40 Gy berturut-turut adalah 2, 3, dan 4 dari total 9 tanaman yang diberi perlakuan pada tiap dosisnya. Kejadian kematian tanaman mulai diamati pada 2 MSP hingga 17 MSP karena respon tanaman yang berbeda-beda akibat sifat acak dari pengaruh iradiasi sinar gamma.

S = 1.79177 856 r = 0. 99898347

Dosis Iradiasi (Gy)

P e r se n ta se H id u p T a n a m a n ( % )

0.0 7.3 14. 7 22. 0 29. 3 36. 7 44. 0 51. 1

2 60. 0

0 68. 8

9 77. 7

8 86. 6

7 95. 5

6 104.

44

Gambar 2 Hubungan antara dosis iradiasi sinar gamma dan persentase tanaman tabat barito (Ficus deltoidea Jack) yang hidup setelah perlakuan Tabel 1 menunjukkan kecenderungan bahwa semakin tinggi dosis iradiasi sinar gamma yang diberikan, maka persentase tanaman yang hidup setelah

12

perlakuan semakin rendah. Hasil ini sejalan dengan penelitian yang dilakukan oleh Royani et al. (2012) pada tanaman sambiloto yang menyatakan bahwa semakin tinggi dosis iradiasi yang diberikan semakin rendah germinasi biji yang tumbuh. Peningkatan dosis iradiasi kemungkinan dapat menyebabkan peningkatan kerusakan kromosom yang berakibat pada rendahnya kemampuan germinasi dan pengurangan daya hidup serta pertumbuhan tanaman (Kiong et al. 2008). Kurva pada Gambar 2 menggambarkan sebaran persentase hidup tanaman terhadap perlakuan yang mengikuti fungsi Rational Function dengan persamaan garis dan pada nilai y = 50 %, nilai x = 47.99 Gy. Nilai x tersebut merupakan dosis LD50 yang diproyeksikan untuk tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack). Fungsi ini merupakan fungsi terbaik dari aplikasi Curve-Fit Expert dengan galat baku (s) = 1.7918 dan koefisien korelasi (r) = 0.9989. Fungsi dipilih dengan kriteria nilai galat baku yang paling rendah dan koefisien korelasi paling tinggi.

Karakter Kuantitatif

Tujuan kedua dari penelitian ini adalah menghasilkan mutan putatif tabat barito (F. deltoidea Jack) yang memiliki perbedaan secara morfologi dibandingkan dengan tanaman kontrol. Mutan merupakan individu-individu yang membawa faktor mutasi yang dapat dibuktikan menggunakan teknik molekuler atau diidentifikasi menggunakan alat pengujian fenotipe. Mutan-mutan yang berbeda dapat dibangkitkan melalui eksperimen mutagenesis. Mutan putatif adalah tanaman hasil perlakuan mutagenesis, contohnya iradiasi, yang diduga menjadi mutan. Mutan putatif belum dapat disebut sebagai mutan yang sebenarnya karena karakter khas yang tampak pada mutan tersebut bergantung pada faktor genotipe dan lingkungan. Banyak mutan putatif dengan karakter kuantitatif seperti waktu tumbuh, produktivitas, kualitas dan ketahanan terhadap penyakit ternyata terbukti bukan mutan pada tahap konfirmasi (Forster dan Shu 2012). Penentuan mutan putatif pada generasi tanaman awal yang diradiasi (M1V1) tidak dimaksudkan untuk melakukan proses seleksi yang sebenarnya karena seleksi umumnya dilakukan pada generasi kedua (M1V2) yang populasinya memiliki keragaman paling besar (Suprasanna dan Nakagawa 2012). Penentuan ini dilakukan untuk melihat potensi awal dari morfologi tanaman yang diharapkan dari tanaman yang memperoleh perlakuan iradiasi sinar gamma. Mutan putatif yang diharapkan pada penelitian kali ini adalah mutan putatif tabat barito yang pertumbuhannya lebih baik dibandingkan dengan tanaman kontrol. Karakter morfologi kuantitatif yang merepresentasikan pertumbuhan yang lebih baik adalah pertambahan tinggi, pertambahan jumlah daun serta panjang dan lebar daun. Nilai dari masing-masing karakter kuantitatif diharapkan lebih besar pada mutan putatif yang diperoleh nantinya dibandingkan dengan kontrol. Hal ini terkait dengan kendala pengembangan tanaman berupa pertumbuhan tanaman yang lambat, mutu yang rendah dan resiko kepunahan akibat pemanenan terus-menerus dari alam. Selain itu, senyawa berkhasiat yang dimiliki tabat barito seperti flavonoid dan tripertenoid terkandung pada bagian daun, batang, dan ranting (Heryani et al. 2003). Peningkatan tinggi tanaman, jumlah dan luas daun secara tidak langsung dapat meningkatkan kandungan senyawa berkhasiat dari tabat barito.

13 Tabat barito (F. deltoidea Jack) dapat dikembangbiakkan secara vegetatif maupun generatif, walaupun keberhasilannya lebih rendah pada metode generatif. Penelitian induksi mutasi dengan iradiasi gamma kali ini memperlakukan tabat barito sebagai tanaman yang diperbanyak secara vegetatif karena bahan iradiasi dan rencana propagasi selanjutnya menggunakan stek batang. Keturunan dari suatu tanaman tunggal atau sekelompok tanaman hasil perbanyakan vegetatif dikenal sebagai klon. Setiap klon yang terseleksi mempunyai peluang untuk digunakan langsung sebagai klon komersial, termasuk klon tanaman yang diperoleh melalui perlakuan iradiasi sinar gamma. Hal ini didasarkan pada pemahaman bahwa konstitusi genetik suatu klon tidak akan berubah sejalan dengan regenerasi pembiakan vegetatif. Tidak ada segregasi gen yang terjadi pada keturunannya bila perbanyakan dilakukan melalui metode perbanyakan vegetatif. Jadi bila terdapat konstitusi genetik yang baru pada suatu tanaman akibat mutasi, keragaman tanaman yang dihasilkan oleh fenomena mutasi tersebut dapat diturunkan pada generasi selanjutnya yang diperoleh dari perbanyakan vegetatif. Kecuali bila ada faktor selain genetik yang mempengaruhi. Pengujian klon-klon pada pemuliaan tanaman membiak vegetatif didasarkan pada penampilan tanaman tunggal karena setiap keturunan dari klon terseleksi akan memiliki konstitusi genetik yang sama dengan tetuanya sehingga heritabilitas karakternya sangat tinggi (Syukur et al. 2012). Begitu pula pada populasi tanaman tabat barito yang memperoleh perlakuan iradiasi sinar gamma. Penentuan mutan putatif tabat barito didasarkan pada penampilan tiap tanaman yang dibandingkan dengan rata-rata tanaman kontrol untuk setiap karakter yang diamati.

Namun, karakter kuantitatif dikendalikan oleh banyak gen dan sangat dipengaruhi oleh lingkungan. Permasalahan yang cukup sulit adalah seberapa jauh suatu karakter disebabkan faktor genetik sebagai akibat aksi gen dan seberapa jauh disebabkan oleh lingkungan. Perlu diuji konsistensi karakter mutan putatif yang terpilih nantinya pada generasi selanjutnya dan pada kondisi lingkungan yang berbeda.

Pertambahan Tinggi Tanaman Tabat Barito (F. deltoidea _Jack)

Hasil uji statistik F pada taraf 5% menunjukkan bahwa pemberian perlakuan berbagai taraf dosis iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata terhadap rata-rata pertambahan tinggi tanaman F. deltoidea Jack. Hasil uji lanjut DMRT pada taraf 5% menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil yang signifikan antar beberapa perlakuan dan kontrol (0 Gy). Perlakuan iradiasi sinar gamma pada setek batang F. deltoidea Jack secara umum menghambat pertambahan tinggi tanaman (Tabel 2). Tanaman yang diberi perlakuan iradiasi sinar gamma menjadi lebih pendek dibandingkan kontrol berdasarkan nilai tengah tiap perlakuan yang ditunjukkan. Tanaman Philodendron bipinnatifidum juga memberikan tanggap yang sama terhadap perlakuan iradiasi. Pertumbuhan tinggi tanaman yang diradiasi lebih lambat dari pertambahan tinggi tanaman kontrol. Semakin tinggi dosis iradiasi maka tinggi tanaman semakin berkurang kecuali pada dosis 10 Gy yang justru menginduksi pertumbuhan tinggi tanaman (Meliana 2008). Penelitian yang dilakukan oleh Royani et al. (2012) terhadap tanaman sambiloto memberikan hasil yang sebaliknya. Iradiasi dapat meningkatkan tinggi tanaman dan jumlah nodus sambiloto dibandingkan dengan kontrol pada generasi M1V0.

14

Tabel 2 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata pertambahan tinggi F. deltoidea Jack antara 3 MSP dan 17 MSP

Dosis (Gy) Rata-rata Pertambahan Tinggi (cm) Ragam ( 2)

0 25.37±1.01a 39.93

10 20.27±2.95b 34.35

20 19.03±1.64b 13.55

30 23.11±3.25ab 14.35

40 9.22±3.22c 44.42

Keterangan : Nilai tengah yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut DMRT pada taraf 5%

Levitt (1980) menyatakan bahwa perlakuan iradiasi dapat mempengaruhi aktivitas hormon tumbuh tanaman seperti hormon auksin. Iradiasi sinar gamma dapat menyebabkan pengkerdilan tanaman karena dapat menghambat aktivitas pembelahan dan perpanjangan sel-sel meristem, termasuk sel-sel meristem pucuk tanaman (Grosch dan Hopwood 1979). Sekilas tampak kecenderungan bahwa semakin tinggi dosis radiasi maka tanaman tabat barito cenderung tumbuh lebih pendek. Keragaan tanaman hasil perlakuan iradiasi sinar gamma ditunjukkan oleh Gambar 3. Perlakuan dosis iradiasi sinar gamma pada taraf 40 Gy secara signifikan menghasilkan nilai pertambahan tinggi yang paling kecil dibandingkan kontrol dan perlakuan lain. Nilai rata-rata pertambahan tinggi menurun secara signifikan terhadap kontrol ketika tanaman mulai diberi perlakuan iradiasi pada dosis 10 Gy dan 20 Gy. Nilai rata-rata pertambahan tinggi pada dosis 20 Gy lebih kecil dibandingkan dengan dosis 10 Gy walaupun tidak berbeda secara signifikan. Namun kecenderungan tersebut tidak terbukti karena hasil yang ditunjukkan oleh perlakuan taraf dosis 30 Gy yang nilai rata-ratanya tidak berbeda secara signifikan dengan kontrol dengan kondisi tingkat dosis yang lebih tinggi dibandingkan taraf dosis 10 Gy dan 20 Gy. Hal tersebut diduga disebabkan oleh sifat acak dari mutasi. Mutasi induksi secara fisik maupun kimia terjadi secara acak pada seluruh genom dan pada lokus atau gen manapun (Forster dan Shu 2012).

Gambar 3 Keragaan tinggi tanaman F. deltoidea Jack hasil iradiasi sinar gamma

Teknik pemuliaan tanaman dengan induksi mutasi dimaksudkan untuk meningkatkan keragaman tanaman sehingga diperoleh materi seleksi yang lebih banyak. Berdasarkan perhitungan nilai ragam populasi tanaman pada masing-masing taraf dosis iradiasi, perlakuan dosis 40 Gy menghasilkan keragaman tanaman paling besar di antara taraf dosis lainnya pada karakter pertambahan

15 tinggi tanaman. Walpole (1995) menyatakan bahwa semakin besar nilai ragam ( 2) suatu gugus data, maka keragamannya juga semakin besar.

Terdapat 5 tanaman mutan putatif tabat barito yang memiliki nilai pertambahan tinggi lebih besar dibandingkan dengan rata-rata pertambahan tinggi tanaman kontrol. Tanaman 4 dan 5 pada dosis iradiasi 10 Gy memiliki nilai pertambahan tinggi sebesar 27.3 cm dan 29.9 cm. Tanaman 1, 3, dan 4 pada dosis iradiasi 30 Gy memiliki nilai pertambahan tinggi berturut-turut sebesar 27.4 cm, 25.7 cm, dan 28.3 cm. Keragaan tanaman yang memiliki nilai pertambahan tinggi lebih besar dibandingkan dengan rata-rata pertambahan tinggi tanaman kontrol dapat diamati pada Gambar 4. Semakin tinggi tanaman diharapkan daun yang dihasilkan juga akan semakin banyak. Selain itu tanaman yang lebih tinggi akan lebih banyak menghasilkan bahan tanam berupa setek dan bahan baku obat alami karena adanya senyawa berkhasiat yang ada pada batang.

Gambar 4 Keragaan tinggi tanaman F. deltoidea Jack yang nilai pertambahan tingginya lebih besar dibandingkan rata-rata tanaman kontrol

Pertambahan Jumlah Daun Tanaman Tabat Barito (F. deltoidea _Jack)

Hasil uji statistik F pada taraf 5% menunjukkan bahwa pemberian perlakuan berbagai taraf dosis iradiasi sinar gamma tidak berpengaruh nyata terhadap rata-rata pertambahan jumlah daun tanaman F. deltoidea Jack. Namun hasil tersebut dianggap kurang sahih karena nilai koefisien keragaman (KK) yang cukup tinggi yaitu 29.34%. Menurut Mattjik dan Sumertajaya (2006) nilai KK untuk bidang pertanian yang dianggap wajar adalah 20-25%. Nilai KK yang terlalu besar mencerminkan bahwa unit-unit percobaan yang digunakan tidak homogen. Jika nilai KK lebih besar dari batas kewajaran sebaiknya data ditransformasi sebelum melakukan analisis. Melalui transformasi diharapkan kestabilan ragam akan terpenuhi sehingga proses pengujian dapat mendekati kesahihan. Data rata-rata pertambahan jumlah daun setiap ulangan perlakuan kemudian ditransformasi menggunakan transformasi log (Y+1).

Hasil uji F pada taraf 5% terhadap data yang telah ditransformasi kemudian menyatakan bahwa perlakuan taraf dosis iradiasi sinar gamma memberikan pengaruh nyata terhadap rata-rata pertambahan jumlah daun antara 3 MSP dan 17 MSP. Hasil uji lanjut DMRT pada taraf 5% yang ditunjukkan oleh Tabel 3 kemudian menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil yang signifikan antara perlakuan taraf dosis 40 Gy dan kontrol (0 Gy).

16

Tabel 3 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata pertambahan jumlah daun F. deltoidea Jack antara 3 MSP dan 17 MSP hasil transformasi log (Y+1)

Dosis (Gy) Pertambahan Jumlah Daun (helai) Ragam ( 2)

0 36.11±6.38a 114.10

10 30.44±5.50a 101.58

20 45.17±19.5a 465.27

30 34.44±2.69a 41.00

40 18.17±2.25b 71.84

Keterangan : Nilai tengah yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut DMRT pada taraf 5%

Hasil tersebut menunjukkan bahwa perlakuan taraf dosis 40 Gy menghasilkan jumlah daun yang dibandingkan dengan tanaman kontrol. Hasil yang ditunjukkan oleh taraf dosis lainnya yaitu 10 Gy, 20 Gy, dan 30 Gy tidak berbeda secara signifikan terhadap kontrol. Perlakuan iradiasi juga memberikan pengaruh nyata terhadap jumlah daun P. bipinnatifidum (Meliana 2008). Iradiasi terhadap tanaman sambiloto (Andrographis paniculata) tidak mempengaruhi jumlah daun yang dihasilkan pada generasi (Royani et al. 2012).

Berdasarkan perbandingan nilai tengah, secara umum tanaman yang diberi perlakuan 4 taraf dosis radiasi (10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, 40 Gy) cenderung menghasilkan jumlah daun yang lebih sedikit dibandingkan dengan kontrol. Tanaman yang memiliki jumlah daun paling sedikit terdapat pada taraf dosis 40 Gy. Perbedaan terjadi pada perlakuan taraf dosis 20 Gy yang rata-rata pertambahan jumlah daunnya justru lebih besar dibandingkan kontrol. Hal tersebut menunjukkan bahwa mutasi bersifat acak. Berdasarkan perhitungan nilai ragam populasi tanaman pada masing-masing taraf dosis iradiasi, perlakuan dosis 20 Gy menghasilkan keragaman tanaman paling besar di antara taraf dosis lainnya pada karakter pertambahan jumlah daun tanaman. Jumlah daun antar individu tanaman sangat bervariasi.

Gambar 5 Keragaan tanaman F. deltoidea Jack dengan nilai pertambahan jumlah daun yang lebih besar dibandingkan dengan rata- rata tanaman kontrol Terdapat 10 tanaman mutan putatif tabat barito yang memiliki nilai pertambahan jumlah daun lebih besar dibandingkan dengan rata-rata tanaman kontrol. Tanaman 6 dan 7 yang diradiasi dengan dosis 10 Gy memiliki jumlah daun sebanyak 43 dan 52 helai. Tanaman 1, 2, 4, 6, dan 9 pada taraf dosis iradiasi

17 20 Gy memiliki jumlah daun sebanyak 83, 42, 45, 53, dan 41 helai. Tanaman 1, 5, dan 6 pada taraf dosis iradiasi 30 Gy memiliki jumlah daun sebanyak 39, 45 dan 37 helai. Semakin banyak daun yang dihasilkan maka fotosintesis akan semakin efektif terjadi sehingga pertumbuhan tanaman dapat berjalan dengan baik. Selain itu bahan baku obat alami dari daun tabat barito yang dimanfaatkan akan lebih banyak.

Pertambahan Panjang dan Lebar Daun Tanaman Tabat Barito (F. deltoidea

Jack)

Hasil uji statistik F pada taraf 5% menunjukkan bahwa pemberian perlakuan berbagai taraf dosis iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata terhadap rata-rata panjang dan lebar daun tanaman F. deltoidea Jackpada 17 MSP.

Tabel 4 Hasil uji lanjut pengaruh dosis iradiasi sinar gamma terhadap rata-rata panjang dan lebar daun F. deltoidea Jack pada 17 MSP

Dosis (Gy)

Rata-rata Panjang Daun (cm)

Ragam ( 2)

Rata-rata Lebar Daun (cm)

Ragam ( 2)

0 6.24±0.55a 0.451 5.76±0.35a 0.560

10 6.37±0.27a 0.191 5.97±0.28a 0.260

20 6.30±0.24a 0.536 5.50±0.41a 1.148

30 6.35±0.34a 0.036 5.70±0.15a 0.128

40 5.18±0.56b 0.802 4.10±0.72b 1.043

Keterangan : Nilai tengah yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata berdasarkan uji lanjut DMRT pada taraf 5%

Hasil uji lanjut DMRT pada taraf 5% menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil yang signifikan antara perlakuan taraf dosis 40 Gy dan kontrol (0 Gy) pada karakter panjang dan lebar daun dengan kecenderungan menurunkan panjang dan lebar daun. Hasil yang ditunjukkan oleh taraf dosis lainnya yaitu 10 Gy, 20 Gy, dan 30 Gy tidak berbeda terhadap kontrol. Berdasarkan nilai tengah, perlakuan iradiasi sinar gamma cenderung meningkatkan rata-rata panjang daun F. deltoidea Jack walaupun tidak berbeda secara signifikan pada taraf dosis 10 Gy, 20 Gy, dan 30 Gy. Sebaliknya perlakuan iradiasi sinar gamma cenderung menurunkan nilai lebar daun F. deltoidea Jack pada taraf dosis 20 Gy dan 30 Gy. Perlakuan iradiasi sinar gamma pada taraf dosis 10 Gy justru meningkatkan lebar daun F. deltoidea Jack walaupun tidak berbeda signifikan terhadap kontrol. Iradiasi sinar gamma terhadap tanaman sambiloto (Andrographis paniculata) berpengaruh sangat nyata terhadap panjang dan lebar daun dengan kecenderungan pengaruh iradiasi menurunkan panjang dan lebar daun (Royani et al. 2012). Meliana (2008) juga melaporkan bahwa perlakuan iradiasi berpengaruh nyata pada ukuran daun P. bipinnatifidum. Panjang dan lebar daun merepresentasikan ukuran luas daun. Perlakuan iradiasi sinar gamma pada taraf dosis 10 Gy menghasilkan daun dengan nilai rata-rata panjang dan lebar paling tinggi, sedangkan pada taraf dosis 40 Gy menghasilkan daun dengan nilai rata- rata panjang dan lebar paling rendah.

Berdasarkan perhitungan nilai ragam populasi tanaman pada masing-masing taraf dosis iradiasi, perlakuan dosis 40 Gy menghasilkan keragaman tanaman

18

paling besar di antara taraf dosis lainnya pada karakter panjang daun tanaman. Perlakuan dosis 20 Gy menghasilkan keragaman karakter lebar daun paling besar dibandingkan dengan perlakuan taraf dosis lainnya.

Tabel 5 menunjukkan 11 tanaman mutan putatif yang memiliki kombinasi nilai panjang dan lebar daun (luas daun) lebih besar dibandingkan dengan rata – rata panjang dan lebar daun dari tanaman kontrol. Semakin luas daun yang diperoleh, diharapkan massa daun yang dapat dipanen untuk produksi senyawa berkhasiat tabat barito yang diolah dari daun akan semakin meningkat pula. Peningkatan luas daun diharapkan juga dapat meningkatkan bidang fotosintesis yang berkaitan erat dengan pertumbuhan tanaman.

Tabel 5 Unit-unit percobaan dengan kombinasi nilai panjang dan lebar daun yang lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata tanaman kontrol

Dosis (Gy) No.Tanaman Panjang Daun (cm) Lebar Daun (cm) 10

2 6.60 6.80

5 6.10 6.30

8 6.75 7.00

9 6.20 6.80

20

1 5.90 6.40

6 5.80 6.80

7 5.85 6.50

9 6.90 7.00

30

1 6.10 6.65

4 6.35 6.30

6 5.90 6.60

Karakter Kualitatif

Mutan putatif yang memiliki perbedaan secara morfologi dibandingkan dengan tanaman kontrol juga dapat diidentifikasi melalui karakter kualitatifnya. Karakter kualitatif umumnya dikendalikan oleh gen sederhana (1 atau 2 gen) dan tidak atau sedikit sekali dipengaruhi oleh lingkungan. Prosedur yang sama dengan karakter kuantitatif terkait mutan putatif dan sifatnya juga berlaku untuk karakter kualitatif. Karakter kualitatif dari tanaman tabat barito (F. deltoidea Jack) yang diamati pada penelitian ini adalah bentuk, warna daun, dan keragaan morfologi khusus yang berbeda dari kontrol. Karakter kualitatif tersebut diamati di akhir waktu pengamatan pada 18 MSP. Karakter warna daun diamati dengan bantuan Mini Royal Horticulture Colour Chart (mini RHCC). Bentuk daun dari tanaman kontrol digunakan sebagai tolok ukur identifikasi terhadap karakter bentuk daun yang muncul dari perlakuan iradiasi sinar gamma. Pengamatan karakter kualitatif ini cenderung bersifat subjektif karena sangat mengandalkan preferensi dan keterampilan dari pengamat.

19

Gambar 6 Keragaan bentuk daun F. deltoidea Jack hasil perlakuan iradiasi sinar gamma. a) daun bulat dengan permukaan rata, b) daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung rata, c) daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung membelah, d) daun bulat telur sungsang, e) daun malformasi, f) daun berbentuk hati 1, g) daun berbentuk hati 2, h) daun lonjong, i) daun dengan pinggiran bergelombang dan lekukan di tengah, j) daun layang-layang (segiempat), k) daun dengan pinggiran bergelombang dan permukaan rata, l) daun kipas, m) daun belah, n) daun mangkok; ukuran daun dibandingkan dengan uang logam 500 rupiah

Diperoleh 14 karakter bentuk daun yang cukup signifikan berbeda satu sama lain dari pengamatan terhadap 45 tanaman percobaan pada semua taraf dosis iradiasi. Bentuk-bentuk daun tersebut disajikan pada Gambar 6, sedangkan penyebarannya pada taraf-taraf dosis iradiasi disajikan pada Tabel 6. Karakter bentuk daun merupakan kombinasi dari bentuk helaian daun, tulang daun, permukaan daun, tepi daun dan ujung daun. F. deltoidea Jack memiliki dua cabang tulang daun utama yang khas, melengkung berdekatan satu sama lain.

20

Tabel 6 Penyebaran karakter bentuk daun yang muncul akibat perlakuan iradiasi sinar gamma pada tiap taraf dosis iradiasi

Karakter Bentuk Daun Dosis (Gy)

Daun bulat dengan permukaan rata 0, 10, 20, 30, 40 Daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung rata 0, 10, 20, 30, 40 Daun bulat dengan lekukan di tengah dan ujung membelah 0, 10, 20, 30

Daun bulat telur sungsang 0, 10, 20, 30, 40

Daun malformasi 10, 30

Daun berbentuk hati 1 0, 10, 20

Daun berbentuk hati 2 10, 30

Daun dengan tepi bergelombang dan permukaan rata 20, 30, 40 Daun dengan tepi bergelombang dan lekukan di tengah 20, 30, 40

Daun layang-layang (segiempat) 20

Daun lonjong 20, 30, 40

Daun mangkok 20, 30

Daun belah 30

Daun kipas 30, 40

Tanaman kontrol menghasilkan 5 jenis variasi bentuk daun ketika dipelihara di rumah kaca. Variasi tersebut antara lain daun berbentuk bulat penuh dengan permukaan yang datar, tepi dan ujung daun rata (Gambar 6a); daun berbentuk bulat penuh dengan tepi dan ujung daun rata, berlekuk di bagian tengah daun di antara dua tulang daun utama (Gambar 6b); daun berbentuk bulat penuh dengan tepi daun rata dan lekukan di antara dua tulang daun utama namun ujung daun sedikit membelah (Gambar 6c); daun berbentuk bulat telur sungsang dengan permukaan, tepi dan ujung daun yang rata (Gambar 6d) serta daun berbentuk hati dengan belahan di ujung daun yang tidak terlalu dalam, tepi dan permukaan daun rata (Gambar 6f). Kelima variasi bentuk daun tersebut muncul pada semua taraf dosis iradiasi, kecuali daun (d) pada Gambar 6 yang tidak muncul pada dosis 40 Gy dan daun (f) pada Gambar 6 yang tidak muncul pada dosis 30 Gy dan 40 Gy.

Tanaman yang diradiasi menggunakan sinar gamma pada taraf dosis 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy dan 40 Gy menghasilkan malformasi daun dengan 9 bentuk daun baru yang berbeda dengan variasi bentuk daun tanaman kontrol. Variasi baru yang terbentuk antara lain daun dengan bentuk yang tidak seimbang dengan permukaan, tepi dan ujung daun yang rata (Gambar 6e); daun berbentuk hati dengan belahan di ujung daun yang cukup dalam, tepi daun rata, terdapat lekukan di bagian tengah daun (Gambar 6g); daun berbentuk lonjong dengan tepi rata maupun agak bergelombang (Gambar 6h); serta daun berbentuk bulat atau agak lonjong dengan tepi daun bergelombang dan permukaan daun yang berlekuk (Gambar 6i). Variasi daun lain yang terbentuk adalah daun yang berbentuk seperti layang-layang dengan empat sisi yang rata (Gambar 6j); daun berbentuk bulat atau agak lonjong dengan tepi daun bergelombang dan permukaan daun yang rata (Gambar 6k); daun berbentuk mangkok dengan empat lekukan di permukaannya (Gambar 6l); daun yang ujung daunnya membelah sangat dalam sehingga daun hampir terbagi menjadi dua bagian dengan masing-masing bagian memiliki tulang daun utama yang becabang dan lekukan di tengahnya (Gambar 6m); dan daun yang berbentuk seperti kipas yang perbandingan lebarnya lebih besar dibandingkan panjangnya dengan tepi daun bergelombang (Gambar 6n).

21 Malformasi daun terjadi karena rusaknya atau terganggunya siklus perkembangan sel sehingga perkembangan sel menjadi tidak seimbang dan menyebabkan kelainan-kelainan bentuk daun (Grosch dan Hopwood 1979). Kondisi malformasi bentuk daun juga terjadi pada tanaman Philodendron bipinnatifidum cv. crocodile teeth yang diberi perlakuan iradiasi sinar gamma pada dosis 10 Gy (Meliana 2008). Juga pada generasi M1V1 tanaman kembang sepatu (Hibiscus rosa-sinensis) yang stek batangnya diiradiasi pada kisaran dosis 10-20 Gy. Dari satu batang tanaman Hibiscus rosa-sinensis, sebagian daun ada yang normal permukaannya dan sebagian lagi bentuknya tidak beraturan yaitu bergelombang pada semua tingkat dosis iradiasi (Dewi dan Dwiwahyuni 2013).

Variasi bentuk daun baru sudah muncul pada tanaman yang diberi iradiasi sinar gamma mulai dari taraf paling kecil yaitu 10 Gy. Jadi dengan dosis iradiasi sinar gamma yang cukup rendah, morfologi daun tanaman F. deltoidea Jack sudah dapat berubah. Taraf dosis iradiasi yang menghasilkan variasi bentuk daun paling banyak adalah taraf dosis 30 Gy dengan 12 variasi bentuk daun. Selanjutnya berturut-turut dari jumlah variasi yang paling banyak adalah taraf dosis 20 Gy dengan 10 variasi bentuk daun, kemudian taraf dosis 10 Gy dan 40 Gy dengan masing-masing 7 variasi daun. Taraf dosis 40 Gy yang merupakan taraf dosis yang paling dekat dengan nilai LD50 ternyata kurang banyak memunculkan variasi dibandingkan taraf perlakuan lainnya. Hal ini disebabkan banyaknya tanaman yang mati dan terhambatnya pertumbuhan tanaman, daun khususnya, pada taraf dosis tersebut. Variasi-variasi bentuk daun yang baru tersebut sebagian besar muncul dari tunas-tunas yang tumbuh pada bagian batang yang dekat dengan pangkal tanaman dan bagian stek batang awal yang menerima perlakuan iradiasi sinar gamma. Variasi-variasi tersebut sebagian besar tidak muncul lagi pada daun-daun yang tumbuh dari tunas batang yang baru. Semakin dekat ke ujung tajuk atau titik tumbuh, daun-daun yang muncul adalah daun yang termasuk dalam variasi bentuk daun dari tanaman kontrol, terutama daun pada Gambar 6a.

Tabel 7 menyajikan hasil pengamatan terhadap karakter warna daun yang muncul dari tanaman kontrol (0 Gy) dan tanaman yang diradiasi menggunakan sinar gamma pada taraf dosis 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, dan 40 Gy. Perlakuan iradiasi sinar gamma pada setiap taraf tersebut mampu memunculkan variasi warna daun F. deltoidea Jack. Variasi daun tersebut menghasilkan daun-daun variegata dengan beberapa kombinasi warna.

Broertjes dan van Harten (1988) melaporkan bahwa beberapa mutan variegata dari Ficus benjamina berhasil diperoleh dengan memberikan iradiasi sinar gamma dengan dosis yang bervariasi hingga 50 Gy. Terdapat dua mutan stabil yang dipatenkan dan dilepas ke pasar yaitu kultivar Golden Princess dan Golden King. Karakter utama mutan yang berhasil diimprovisasi antara lain daun variegata dengan pinggiran daun berwarna putih-kuning, pertumbuhan tanaman yang cepat dan rapat serta toleransi terhadap beberapa variasi hama dan penyakit. Perlakuan iradiasi sinar gamma pada Ficus benjamina kultivar ‘ greenish-variegated’ dan ‘blotched-variegated’ yang diradiasi secara acute dengan dosis 0 Gy, 20 Gy, 40 Gy dan 60 Gy mampu menginduksi perubahan morfologi daun berupa pola variegata daun, bentuk daun, warna daun dan ukuran daun. Diperoleh dua mutan solid dari kedua kultivar dengan perbedaan ukuran daun dan

22

pola variegata dibandingkan dengan kontrol dari perlakuan tersebut (Sreeboonraung 2007).

Tabel 7 Hasil pengamatan karakter warna daun yang muncul terhadap tanaman F. deltoidea Jack pada tiap taraf dosis perlakuan iradiasi sinar gamma

Dosis (Gy) Karakter Warna Daun yang Muncul

0 Dark Green 137 A 10

Dark Green 137 A / Dark Green 144 A / Green 137 C / Green 139 C / Light Green 138 D / Light Yellow Brown 160 B / Light Yellow Brown 163 B / Yellow Brown 163 A

20

Dark Green 137 A / Green 137 C / Green 139 C / Green 146 C / Light Green 138 D / Brown Green 153 C / Light Yellow Brown 160 B / Yellow Brown 163 A

30

Dark Green 137 A / Dark Green 144 A / Green 137 C / Green 139 C / Light Green 138 D / Light Green 142 D / Yellow Green 145 A / Light Yellow Brown 160 B / Light Yellow Brown 163 B / Yellow Brown 163 A / Yellow Brown N167 A

40

Dark Green 137 A / Dark Green 144 A / Green 137 C / Green 139 C / Light Green 138 D / Yellow Green 145 A / Brown Green 151 D / Light Yellow Brown 160 B / Light Yellow Brown 163 B / Yellow Brown 163 A

Tanaman kontrol (0 Gy) yang tidak diradiasi menggunakan sinar gamma memiliki warna daun hijau tua (dark green) dengan bintik-bintik berwarna jingga muda atau kuning kecoklatan. Variasi warna baru mulai muncul pada taraf dosis 10 Gy yang tampak dalam bentuk titik, bercak, semburat maupun warna dasar daun yang tampak pada sebagian kecil maupun sebagian besar permukaan daun. Variasi warna juga tampak dalam bentuk alur garis tebal maupun tipis dan jaring-jaring. Variasi warna daun terdiri dari dua warna, tiga warna maupun beberapa warna dengan proporsi yang berbeda-beda. Kombinasi warna tersebut terdiri dari warna hijau tua, beberapa gradasi warna hijau, hijau muda, hijau kecoklatan, coklat kuning muda, dan coklat kekuningan.

Terdapat 8 warna daun pada taraf dosis 10 Gy yang dibedakan oleh RHCC. Bentuk warna yang tampak pada taraf dosis 20 Gy, 30 Gy dan 40 Gy sama seperti yang dijelaskan pada taraf dosis 10 Gy. Kombinasi warna daun pada taraf dosis 20 Gy tidak jauh berbeda dengan taraf dosis 10 Gy. Sedikit perbedaan terletak pada gradasi warna hijau (146 C) dan tambahan warna hijau kecoklatan (153 C). Perlakuan taraf dosis 30 Gy menghasilkan karakter warna daun yang paling banyak variasinya berdasarkan identifikasi mini RHCC yaitu 11 jenis warna, diikuti oleh perlakuan taraf dosis 40 Gy dengan 11 jenis warna dan taraf dosis 20 Gy dengan 8 jenis warna. Variasi warna tambahan pada taraf dosis 30 Gy adalah warna hijau kekuningan serta tambahan gradasi warna hijau muda dan coklat kuning muda. Variasi warna tambahan pada taraf dosis 40 Gy adalah gradasi warna hijau kecoklatan, hijau kekuningan dan hijau kecoklatan.

23

Gambar 7 Keragaan warna daun Ficus deltoidea Jack pada tanaman hasil iradiasi sinar gamma

Munculnya variasi warna daun pada tanaman yang diradiasi diduga merupakan fenomena khimera. Khimera didefinisikan sebagai individu yang memiliki jaringan yang terdiri dari sel-sel dengan konstitusi genetik yang berbeda. Tanaman dikotil seperti F. deltoidea Jack memiliki pola variegata berupa tambalan-tambalan warna yang tidak beraturan. Perlakuan mutagen terhadap biji maupun tunas umumnya menghasilkan khimera tipe meriklinal yang tidak stabil pada generasi M1 atau M1V1 nya. Khimera meriklinal merujuk pada situasi ketika populasi sel yang berasal dari sel tunggal yang mengalami mutasi menyebar sebagai sektor pada lapisan jaringan tempat terjadinya mutasi. Ukuran dan

24

persistensi dari sektor tersebut bergantung pada persaingan dari jaringan yang mengalami mutasi. Khimera meriklinal dapat menghilang dari jaringan tanaman maupun berkembang menjadi khimera periklinal yang stabil (Geier 2012).

Fenomena khimera meriklinal yang terjadi pada daun-daun variegata dari F. deltoidea Jack cenderung hilang karena tidak tampak pada daun-daun selanjutnya. Variasi-variasi warna daun yang baru sebagian besar hanya muncul dari daun yang tumbuh dari tunas-tunas pada bagian batang yang dekat dengan pangkal tanaman dan bagian stek batang awal yang menerima perlakuan iradiasi sinar gamma. Variasi-variasi tersebut sebagian besar tidak muncul lagi pada daun-daun yang tumbuh dari tunas batang yang baru. Semakin dekat ke ujung tajuk atau titik tumbuh, warna daun yang muncul adalah warna hijau tua (dark green) yang dimiliki oleh daun-daun tanaman kontrol dengan bintik-bintik jingga muda. Perlakuan iradiasi terhadap F. benjamina juga menghasilkan satu mutan variegata yang karakter variegata nya tidak cukup terekspresi pada generasi selanjutnya (Broertjes dan van Harten 1988). Semburat putih pada daun P. bipinnatifidum yang diradiasi mengggunakan sinar gamma yang muncul pada 8 MSP lama kelamaan mulai berkurang dan pada akhir pengamatan tumbuh menjadi normal (Meliana 2008).

Sektor-sektor khimera terbentuk diduga akibat terjadinya mutasi klorofil pada sel tanaman. Mutasi klorofil juga dilaporkan terjadi pada daun kacang hijau yang warna daunnya berubah menjadi albino, hijau muda, variegata, bergaris putih dan menciptakan daun yang memiliki lapisan lilin (Sangsiri et al. 2005). Jumlah mutasi klorofil yang terinduksi dapat dijadikan sebagai indikator yang dapat diandalkan untuk mengukur kemampuan suatu varietas atau spesies tanaman untuk bermutasi. Perkembangan klorofil dikontrol oleh banyak gen yang terletak pada beberapa kromosom yang posisinya mungkin berdekatan dengan sentromer dan bagian proksimal kromosom. Pengaruh acak iradiasi sinar gamma diduga mempengaruhi gen-gen pengendali klorofil yang membuat klorofil tereliminasi pada mutan yang mengalami defisiensi klorofil (Kolar et al. 2011).

Karakter morfologi khusus yang tampak jelas pada tanaman kontrol dan yang diberi perlakuan iradiasi adalah bentuk tajuk tanaman pada 18 MSP. Terdapat 6 bentuk tajuk tanaman yang cukup berbeda satu sama lain di antara tanaman percobaan pada semua taraf iradiasi sinar gamma. Bentuk tajuk tersebut antara lain tajuk dengan tiga cabang yang salah satu cabangnya memiliki pertumbuhan lebih cepat (Gambar 8a), tajuk yang terdiri dari dua batang cabang yang tumbuh lurus dengan pertumbuhan yang sama (Gambar 8b), tajuk dengan satu cabang utama yang tumbuh lurus dan beberapa cabang kecil di sekitarnya yang membuat tajuk lebih rimbun di dekat pangkal tanaman (Gambar 8c). Bentuk tajuk lainnya adalah tajuk dengan banyak cabang pendek yang berukuran relatif sama dan daun-daun yang berukuran lebih kecil dibanding tanaman lain yang membuat tanaman terlihat menyemak dan cenderung kerdil (Gambar 8d), tajuk yang terdiri dari batang tunggal yang tumbuh lurus (Gambar 8e) dan tajuk tanaman yang pertumbuhannya terhambat dengan cabang pendek, kerdil dan daun yang sangat kecil dan sedikit (Gambar 8f). Bentuk-bentuk tajuk tersebut menyebar di semua taraf dosis iradiasi sinar gamma. Sulit ditentukan bentuk tajuk yang khas untuk setiap taraf dosis iradiasi karena keragaan bentuk tajuk tanaman cukup beragam di antara 9 tanaman percobaan di masing-masing taraf, kecuali untuk tajuk pada Gambar 8f yang hanya terdapat pada taraf dosis iradiasi 40 Gy.

25

Gambar 8 Keragaan bentuk tajuk tanaman F. deltoidea Jack hasil perlakuan iradiasi sinar gamma pada 18 MSP

Faktor lingkungan di rumah kaca diduga turut mempengaruhi kondisi tersebut, terutama suhu yang tinggi dan sinar matahari langsung. Forster dan Shu (2012) menyatakan bahwa ekspresi dari gen-gen yang mengalami mutasi dapat dipengaruhi oleh latar belakang genetik dan faktor-faktor lingkungan. Iradiasi sinar gamma pada Hibiscus rosa-sinensis di kisaran taraf dosis 10-20 Gy menghasilkan tanaman bermorfologi lebih pendek dengan internode yang lebih rapat dibandingkan kontrol (Dewi dan Dwiwahyuni 2013).

Pembahasan Umum

Karakter kualitatif berupa bentuk dan warna daun baru dari mutan-mutan putatif hasil perlakuan iradiasi pada taraf dosis iradiasi 10 Gy, 20 Gy, 30 Gy, dan 40 Gy cenderung tidak bertahan lama pada individu tanaman. Karakter bentuk dan warna daun yang berbeda dari tanaman kontrol itu hanya muncul atau tumbuh dari tunas-tunas pada setek batang awal yang diberi perlakuan iradiasi dan bagian pangkal cabang baru yang tumbuh dari setek tersebut. Karakter-karakter tersebut hilang dan tidak mucul lagi pada daun-daun baru yang tumbuh dari tunas-tunas pada batang yang mengalami pertumbuhan. Semakin dekat ke titik tumbuh tanaman (ke atas) daun-daun yang tumbuh kembali ke bentuk dan warna asal yang serupa dengan tanaman kontrol walau terdapat perbedaan ukuran yang signifikan untuk tanaman yang diradiasi pada taraf dosis 40 Gy. Kondisi tersebut diduga disebabkan oleh fenomena diplontic selection pada jaringan tanaman, yaitu kompetisi yang terjadi selama diplofase antara sel-sel somatik atau sel-sel klon yang membawa genotipe yang berbeda pada organisme yang bersifat khimera

26

(Prina et al. 2012). Saat situasi diplontic selection, jika sel-sel mutan kalah bersaing dengan sel-sel normal di sekelilingnya, maka pada perkembangan selanjutnya jaringan tanaman akan kembali tumbuh normal. Begitu juga sebaliknya, jika sel-sel normal kalah dengan sel-sel mutan di sekelilingnya, maka pada pertumbuhan selanjutnya tanaman akan tumbuh menjadi mutan sampai pada generasi berikutnya (Aisyah 2006b). Ekspresi-ekspresi yang muncul pada tanaman yang diradiasi pada generasi ini belum dapat dikatakan sebagai hasil mutasi karena menurut Kodym et al. (2012) sebagian besar efek-efek yang teramati pada generasi M1V1 bersifat fisiologis. Efek toksik mutagen dapat menyebabkan kerusakan fisiologis terhadap propagula, bagian tanaman atau tanaman secara utuh maupun kerusakan DNA yang mengarah ke penghambatan pembelahan sel, abnormalitas yang bersifat sitologis dan mutasi induksi.

Berdasarkan perbandingan nilai karakter-karakter kuantitatif terhadap rata-rata dari tanaman kontrol, tanaman bernomor 1 yang diradiasi dengan dosis 30 Gy memiliki nilai pertambahan tinggi, pertambahan jumlah daun, panjang, dan lebar daun lebih besar dibandingkan dengan kontrol (Lampiran 6 dan 7). Tanaman tersebut merupakan tanaman mutan putatif potensial dengan kombinasi karakter kuantitatif yang paling baik pada generasi M1V1 ini. Namun ekspresi karakter yang muncul pada tanaman tersebut masih dapat berubah pada generasi berikutnya karena sangat dipengaruhi oleh kombinasi gen dan lingkungan. Selain itu, seleksi tanaman umumnya dilakukan pada generasi M1V2 yang tingkat keragamannya lebih tinggi dibandingkan M1V1.

Nilai LD50 untuk iradiasi sinar gamma dengan teknik acute pada tabat barito (Ficus deltoidea Jack) ditentukan sebesar 47.99 Gy. Nilai LD50 tersebut berada di atas taraf dosis iradiasi paling tinggi yang diberikan yaitu 40 Gy. Tanaman yang mati akibat iradiasi pada dosis 40 Gy belum mencapai 50% dari total populasi tanaman pada dosis tersebut. Variasi tanaman maksimal atau frekuensi mutasi paling tinggi yang umumnya terjadi pada LD50 belum dapat dicapai menggunakan teknik iradiasi acute. Teknik iradiasi intermittent menjadi alternatif yang baik untuk memaksimumkan keragaman yang belum dapat dicapai menggunakan teknik iradiasi acute pada kisaran taraf dosis 0-40 Gy. Teknik iradiasi intermittent merupakan teknik iradiasi berulang. Setelah dilakukan iradiasi pertama, selanjutnya tanaman diradiasi sekali atau beberapa kali lagi di waktu selanjutnya dengan dosis yang lebih rendah dengan jarak antar iradiasi yang tidak terlalu lama (Aisyah 2006a). Iradiasi lanjutan harus dilakukan sebelum tanaman menyelesaikan satu siklus hidupnya. Melalui teknik ini diharapkan nilai LD50 akan tercapai sehingga variasi tanaman maksimum juga dapat dihasilkan.

Induksi mutasi pada tabat barito diharapkan dapat meningkatkan produksi senyawa berkhasiat secara langsung maupun tidak langsung. Teknik iradiasi chronic juga dapat menjadi alternatif lain ketika melakukan penelitian lanjutan, terutama untuk peningkatan produksi senyawa berkhasiat secara langsung. Teknik iradiasi chronic merupakan teknik iradiasi dengan cara memberikan dosis yang sangat rendah secara terus menerus dalam waktu beberapa bulan (Aisyah 2006a). Pemberian dosis iradiasi yang rendah secara terus menerus cenderung memberikan perubahan secara kualitatif, misalnya mempengaruhi jalur produksi metabolit sekunder sehingga peluang meningkatkan produksi metabolit sekunder yang berkhasiat menjadi lebih besar. Iradiasi secara chronic cenderung tidak menghasilkan perubahan morfologi secara signifikan seperti pada teknik iradiasi

38

Dosis Nomor Tanaman

Panjang Daun

Rata-rata Ulangan

Rata-rata Perlakuan

40 Gy

1

6.00

5.18

2 6.00

3

4 5.90

4.73 5

6 3.55

7 4.90

4.80 8

39 Lampiran 5 Data pengukuran lebar daun terlebar dari 45 tanaman F. deltoidea

Jack yang diradiasi menggunakan sinar gamma (cm) Dosis Nomor

Tanaman Lebar Daun Rata-rata Ulangan Rata-rata Perlakuan 0 Gy

1 6.40

5.75

5.76

2 5.15

3 5.70

4 5.80

6.32

5 5.90

6 7.25

7 5.60

5.22

8 4.35

9 5.70

10 Gy

1 6.20

6.15

5.97

2 6.60

3 5.65

4 5.75

5.67

5 6.10

6 5.15

7 5.35

6.10

8 6.75

9 6.20

20 Gy

1 5.90

5.40

5.50

2 4.90

3

4 5.75

5.78 5

6 5.80

7 5.85

5.32

8 3.20

9 6.90

30 Gy

1 6.10

5.88

5.70 2

3 5.65

4 6.35

5.92

5 5.50

6 5.90

7

5.30

8 5.30

40

Dosis Nomor Tanaman

Lebar Daun

Rata-rata Ulangan

Rata-rata Perlakuan

40 Gy

1

4.55

4.10

2 4.55

3

4 5.70

4.28 5

6 2.85

7 3.20

3.48 8

41 Lampiran 6 Unit-unit percobaan yang memiliki nilai pertambahan tinggi lebih

besar dibandingkan dengan tanaman kontrol

Dosis Nomor Tanaman Keragaan Tanaman

10 Gy

4

5

30 Gy

1

3

42

Lampiran 7 Unit-unit percobaan yang memiliki nilai pertambahan jumlah daun lebih besar dibandingkan dengan tanaman kontrol

Dosis Nomor

Tanaman

Keragaan Tanaman

Nomor Tanaman

Keragaan Tanaman

10 Gy 6 7

20 Gy

1 2

4 6

9

30 Gy

1 5

43

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Semarang, Jawa Tengah pada tanggal 25 Juni 1992 dari ayah Sukoco dan ibu Yuni Harsilowati. Penulis merupakan putri pertama dari dua bersaudara. Pendidikan tingkat sekolah menengah atas ditempuh di SMA Negeri 1 Pangkalan Bun, Kalimantan Tengah dan lulus pada tahun 2010. Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) pada tahun yang sama melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) dan menjadi mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian.

Tahun ajaran 2014/2015 penulis mendapatkan kepercayaan sebagai asisten praktikum mata kuliah Ilmu Tanaman Pangan. Penulis juga berkesempatan berpartisipasi dalam program KKN Internasional dari Six Universities Initiative Japan Indonesia (SUIJI) pada tahun 2012 di perfektur Ehime, Kochi dan Kagawa, Jepang. Selama menempuh pendidikan di IPB penulis merupakan pengurus dan anggota aktif Forum for Scientific Studies (FORCES) dan Himpunan Mahasiswa Agronomi (Himagron).