Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri Jarak Pagar (Jatropha curcas) Monoecious dan Andromonoecious
ii
MIFTAHUL JANAH. Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri
) Monoecious dan Andromonoecious. Dibimbing oleh TRIADIATI
Jarak Pagar (
dan RITA MEGIA.
) umumnya adalah tanaman monoecious. Saat ini, diketahui
Jarak pagar (
terdapat tanaman jarak pagar yang menghasilkan bunga hermaprodit, namun jumlahnya sangat
terbatas. Tanaman jarak pagar hermaprodit, termasuk tipe andromonoecious dan berpeluang
menjadi tanaman yang menyerbuk sendiri. Informasi mengenai viabilitas polen diperlukan untuk
mengetahui kemampuan polen dalam proses penyerbukan, sedangkan ciri tanaman monoecious
atau andromonoecious ditentukan salah satunya oleh enzim sehingga dapat dianalisis
perbedaannya dengan analisis isozim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas polen
bunga jantan, serta mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang membedakan tanaman
andromonoecious dan monoecious pada tanaman jarak pagar. Jarak pagar mempunyai polen
berbentuk bulat dengan ukuran yang bervariasi. Diameter polen jarak pagar berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,6 3m. Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious tinggi saat keadaan bunga jantan kuncup dan akan menurun
ketika bunga jantan sudah mekar sampai layu. Perbedaan ciri isozim jarak pagar monoecious dan
andromonoecious dapat terlihat dengan isozim esterase pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita untuk tanaman andromonoecious dan satu pita untuk
tanaman monoecious.
Kata kunci:
monoecious, andromonoecious, isozim, viabilitas polen.
Miftahul Janah. Viability of The Male Flower Pollen and Isozyme Identification of
Monoecieous and Andromonoecious Physic Nut
. Advised by TRIADIATI and
RITA MEGIA.
are generally monoecious. Today, it is known that there are
producing hermaphrodite flowers, but they are very limited. Hermaphrodite flowers of
belong to andromonoecious type. Information on pollen viability is needed to determine the
ability of pollen in the process of pollination. Plants characteristic of monoecious or
andromonoecious determined by isozymes analysis. The aims of this study were to determined the
viability of the pollen of male flower and to identify the characteristics of isozyme which
distinguish the andromonoecious and monoecieous of
plants.
has
round pollen with variety sizes. Diameter of pollen
range 5010 3m with the
average diameter of 7.6 3m. Viability levels of the pollen of male flower of andromonoecious and
monoecious of
plants are high when the flowers are closing and are low when the
flowers are blooming until they wilted. Isozyme characteristic differences of andromonoecious and
monoecious
can be seen with esterase isozyme in leaves before flowering period
(SPB) that result two bands for andromonoecious plants and single band for monoecious plants.
Keyword:
monoecious, andromonoecious, isozyme, pollen viability.
1
# $ % & "'
Pada umumnya jarak pagar (
) merupakan tanaman berumah satu
(monoeciou ) dengan bunga jantan dan betina
pada satu tanaman yang sama, tetapi pada
bunga yang berbeda (Hartati 2009). Saat ini
diketahui terdapat tanaman jarak pagar yang
menghasilkan bunga hermaprodit, namun
jumlahnya sangat terbatas. Tanaman jarak
pagar
hermaprodit,
termasuk
tipe
andromonoecious
(hanya
menghasilkan
bunga hermaprodit dan bunga jantan, tanpa
bunga betina). Pada satu karangan bunga,
jumlah bunga jantan lebih banyak
dibandingkan bunga hermaprodit, dan ukuran
bunga hermaprodit lebih besar dari bunga
jantan (Delita
2008). Tanaman jarak
pagar
hermaprodit
lebih
berpeluang
berkembang
menjadi
tanaman
yang
menyerbuk sendiri karena putik dan benang
sari terletak pada satu bunga. Tanaman yang
menyerbuk
sendiri
umumnya
akan
menghasilkan generasi berikutnya yang lebih
homogen, sedangkan tanaman menyerbuk
silang umumnya lebih heterogen. Oleh
karena itu, benih yang berasal dari satu
tanaman hermaprodit yang sama diduga akan
mewarisi sifat hermaprodit dari induknya.
Pada jarak pagar monoecious dalam satu
karangan bunga terdapat 105 bunga betina
yang dikelilingi oleh 25093 bunga jantan.
Bunga jantan mekar terlebih dahulu
sedangkan bunga betina mekar 2 sampai 6
hari setelah bunga jantan mekar (Raju &
Ezradanam 2002). Rendahnya jumlah bunga
betina merupakan salah satu faktor penyebab
rendahnya produksi buah yang dihasilkan
(Hartati 2009).
Sifat bunga yang dihasilkan pada
tanaman jarak pagar monoecious atau
andromonoecious ditentukan salah satunya
oleh enzim sehingga perbedaannya dapat
dianalisis dengan isozim. Isozim adalah
kumpulan berbagai molekul enzim yang
memiliki fungsi sama dan hampir tidak
dipengaruhi oleh lingkungan. Molekul0
molekul isozim pada elektrogram akan
tampak dalam bentuk pita0pita. Secara
genetik telah diketahui bahwa satu gen
berhubungan dengan satu rantai polipeptida.
Ini berarti satu molekul isozim atau protein
dapat dikendalikan oleh satu atau beberapa
gen (Syukriani & Kusumawati 2008).
Esterase
(EST),
oksaloasetat
glutamat transaminase
(GOT),
dan
peroksidase (PER) merupakan beberapa
isozim yang digunakan sebagai marker isozim
untuk sidik jari genotipe tertentu seperti
kelamin bunga (Culley
1999 ; Syukriani
& Kusumawati 2008).
Untuk mempelajari sifat hermaprodit
pada tanaman jarak pagar, perlu dilakukan
penelitian mengenai ciri biokimia yang
membedakan antara tanaman monoecious
dengan andromonoecious, seperti analisis
isozim. Uji viabilitas polen juga diperlukan
untuk mengetahui kemampuan polen bunga
jantan dalam proses penyerbukan. Viabilitas
polen merupakan kemampuan berkecambah
polen yang menunjukkan bahwa peluang
polen menyerbuki sel telur tinggi, serta
menghasilkan buah bermutu baik dan benih
berviabilitas tinggi (Widiastuti & Palupi
2008).
()( "
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengetahui viabilitas polen bunga jantan, dan
mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang
membedakan tanaman andromonoecious dan
monoecious pada tanaman jarak pagar (
).
&#( * " %!+ #
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan
Februari 2011 – Juni 2011 di lahan pertanian
Cibeureum, Laboratorium Mikroteknik dan
Laboratorium Terpadu Departemen Biologi,
FMIPA,
serta
Laboratorium
Biologi
Tumbuhan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) –
Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan
Masyarakat (LPPM) Institut Pertanian Bogor.
, "* "
#
Bahan yang digunakan adalah daun dan
bunga
pada
tanaman
jarak
pagar
monoecieous dan andromonoecious larutan
buffer Tris, serta pewarna esterase (EST),
malat
dehidrogenase
(MDH),
asam
phospatase (ACP), peroksidase (PER), dan
pewarna I2KI 0,2 %.
Peralatan yang digunakan adalah kaca
preparat, cawan petri, gelas piala, pisau,
pinset, pipet, elektroforesis model horizontal,
, penangas air,
ruang pendingin, alat pemotong gel, nampan
tempat pewarnaan, penggaris millimeter,
penggaris mikrometer, mikroskop majemuk,
dan mikroskop stereo Zeiss Que BI0IPB.
1
# $ % & "'
Pada umumnya jarak pagar (
) merupakan tanaman berumah satu
(monoeciou ) dengan bunga jantan dan betina
pada satu tanaman yang sama, tetapi pada
bunga yang berbeda (Hartati 2009). Saat ini
diketahui terdapat tanaman jarak pagar yang
menghasilkan bunga hermaprodit, namun
jumlahnya sangat terbatas. Tanaman jarak
pagar
hermaprodit,
termasuk
tipe
andromonoecious
(hanya
menghasilkan
bunga hermaprodit dan bunga jantan, tanpa
bunga betina). Pada satu karangan bunga,
jumlah bunga jantan lebih banyak
dibandingkan bunga hermaprodit, dan ukuran
bunga hermaprodit lebih besar dari bunga
jantan (Delita
2008). Tanaman jarak
pagar
hermaprodit
lebih
berpeluang
berkembang
menjadi
tanaman
yang
menyerbuk sendiri karena putik dan benang
sari terletak pada satu bunga. Tanaman yang
menyerbuk
sendiri
umumnya
akan
menghasilkan generasi berikutnya yang lebih
homogen, sedangkan tanaman menyerbuk
silang umumnya lebih heterogen. Oleh
karena itu, benih yang berasal dari satu
tanaman hermaprodit yang sama diduga akan
mewarisi sifat hermaprodit dari induknya.
Pada jarak pagar monoecious dalam satu
karangan bunga terdapat 105 bunga betina
yang dikelilingi oleh 25093 bunga jantan.
Bunga jantan mekar terlebih dahulu
sedangkan bunga betina mekar 2 sampai 6
hari setelah bunga jantan mekar (Raju &
Ezradanam 2002). Rendahnya jumlah bunga
betina merupakan salah satu faktor penyebab
rendahnya produksi buah yang dihasilkan
(Hartati 2009).
Sifat bunga yang dihasilkan pada
tanaman jarak pagar monoecious atau
andromonoecious ditentukan salah satunya
oleh enzim sehingga perbedaannya dapat
dianalisis dengan isozim. Isozim adalah
kumpulan berbagai molekul enzim yang
memiliki fungsi sama dan hampir tidak
dipengaruhi oleh lingkungan. Molekul0
molekul isozim pada elektrogram akan
tampak dalam bentuk pita0pita. Secara
genetik telah diketahui bahwa satu gen
berhubungan dengan satu rantai polipeptida.
Ini berarti satu molekul isozim atau protein
dapat dikendalikan oleh satu atau beberapa
gen (Syukriani & Kusumawati 2008).
Esterase
(EST),
oksaloasetat
glutamat transaminase
(GOT),
dan
peroksidase (PER) merupakan beberapa
isozim yang digunakan sebagai marker isozim
untuk sidik jari genotipe tertentu seperti
kelamin bunga (Culley
1999 ; Syukriani
& Kusumawati 2008).
Untuk mempelajari sifat hermaprodit
pada tanaman jarak pagar, perlu dilakukan
penelitian mengenai ciri biokimia yang
membedakan antara tanaman monoecious
dengan andromonoecious, seperti analisis
isozim. Uji viabilitas polen juga diperlukan
untuk mengetahui kemampuan polen bunga
jantan dalam proses penyerbukan. Viabilitas
polen merupakan kemampuan berkecambah
polen yang menunjukkan bahwa peluang
polen menyerbuki sel telur tinggi, serta
menghasilkan buah bermutu baik dan benih
berviabilitas tinggi (Widiastuti & Palupi
2008).
()( "
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengetahui viabilitas polen bunga jantan, dan
mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang
membedakan tanaman andromonoecious dan
monoecious pada tanaman jarak pagar (
).
&#( * " %!+ #
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan
Februari 2011 – Juni 2011 di lahan pertanian
Cibeureum, Laboratorium Mikroteknik dan
Laboratorium Terpadu Departemen Biologi,
FMIPA,
serta
Laboratorium
Biologi
Tumbuhan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) –
Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan
Masyarakat (LPPM) Institut Pertanian Bogor.
, "* "
#
Bahan yang digunakan adalah daun dan
bunga
pada
tanaman
jarak
pagar
monoecieous dan andromonoecious larutan
buffer Tris, serta pewarna esterase (EST),
malat
dehidrogenase
(MDH),
asam
phospatase (ACP), peroksidase (PER), dan
pewarna I2KI 0,2 %.
Peralatan yang digunakan adalah kaca
preparat, cawan petri, gelas piala, pisau,
pinset, pipet, elektroforesis model horizontal,
, penangas air,
ruang pendingin, alat pemotong gel, nampan
tempat pewarnaan, penggaris millimeter,
penggaris mikrometer, mikroskop majemuk,
dan mikroskop stereo Zeiss Que BI0IPB.
2
%#-*%
!+%
Sampel polen untuk uji viabilitas polen
bunga jantan diambil dari 17 bunga jantan
dari 3 tanaman jarak pagar andromonoecious
(H1, H5, H6) dan 17 bunga jantan dari 2
tanaman
jarak
pagar
monoecious.
Pengambilan bunga jantan dilakukan pada
pukul 09.00010.00 WIB. Sampel yang
digunakan untuk analisis isozim adalah daun
saat periode berbunga (PB), bunga jantan,
dan bunga betina pada tanaman jarak pagar
induk monoecious dan daun saat periode
berbunga (PB), bunga jantan, dan bunga
hermaprodit dari 3 tanaman induk jarak pagar
andromonoecious yaitu H1, H5, dan H6, serta
daun sebelum periode berbunga (SPB) dari 4
tanaman jarak pagar hasil kecambah induk
jarak pagar monoecious, H1, H5, dan H6.
Letak sampel yang dianalisis dari tanaman
jarak pagar terletak pada Lampiran 1.
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
* " ()/
1/ 0/ /# 2 +- %"
Bunga jantan, bunga betina, dan bunga
hermaprodit segar difoto dengan mikroskop
stereo untuk diamati morfologinya. Pada uji
viabilitas polen, polen dari bunga jantan
ditetesi dengan pewarna I2KI 0,2% selama
beberapa menit dan diamati di bawah
mikroskop
dengan
perbesaran
100X
(Johansen 1940). Pada setiap sampel
dilakukan 305 ulangan dengan jumlah
minimum 50 butir polen untuk masing0
masing ulangan. Butir polen yang terwarnai
hitam adalah polen yang dianggap viabel dan
dinyatakan dalam hitungan persen.
" /2/2 /2-3/!
Metode analisis isozim yang digunakan
merupakan modifikasi dari teknik Wendel dan
Weeden (1989). Tahapan kegiatan analisis
enzim terdiri atas penyimpanan bahan,
pembuatan bufer, pembuatan gel pati, ekstraksi
enzim, elektroforesis, pewarnaan, pencucian,
serta dokumentasi.
%!0( # " (.%$
Bufer gel dibuat dari L0Histidin monohidrat
1,048 g yang dilarutkan dengan aquades sampai
volume 1 liter dan diatur hingga pH 6,0 dengan
menambahkan Tris 0,2 g. Bufer elektroda dibuat
dengan melarutkan 10,5507 g asam sitrat
monohidrat dan 18,1650 g Tris hidroksimetil
aminometan ke dalam aquades hingga volume
1liter dengan pH 6,0.
Bufer ekstrak sebanyak 40 ml dibuat dengan
melarutkan L0asam askorbat 0,07045 g, L0sistein
0,1939 g, Triton0X0100 0,12 ml, PVP040 0,02 g,
dan 0,54 g Na2HPO4.2H2O pH diatur sampai 7.
Bufer ekstrak berfungsi untuk membantu
menghancurkan sel tanpa menimbulkan panas
pada ekstrak dan perubahan warna terhadap daun
yang di ekstrak.
%!0( # " %
#/
Gel dibuat dari pati kentang dengan kadar
13%. Pati kentang dan bufer gel dimasukkan ke
dalam labu didih, lalu dikocok merata, dan
dimasak dalam penangas air pada suhu 100°C,
sambil diputar agar larutan pati masak merata.
Gelembung udara yang ada dalam larutan
dibuang dengan menggunakan pompa vakum.
Larutan selanjutnya dituangkan ke cetakan gel
yang sudah dilapisi parafin. Gel kemudian
didinginkan, ditutup plastik film, dan dibiarkan
selama satu malam.
&2#$ &2/ "3/!
Sampel tanaman sebanyak 2 g, bufer ekstrak
0,5 ml, dan pasir kuarsa digiling dengan mortar
yang dialasi nampan berisi es. Untuk
pemindahan sampel ke dalam cetakan gel dila0
kukan dengan cara menyerap ekstrak sampel
dengan kertas saring, kemudian dimasukkan ke
dalam gel. Pada salah satu lubang yang paling
pinggir disisipkan kertas saring yang telah diberi
cairan
sebagai indikator
mobilitas elektroforesis.
%&$-.-$%2/2
Gel yang telah siap kemudian dibuat
lubang/sumur sebagai tempat sampel. Kertas
saring yang mengandung sampel disisipkan ke
dalam sumur. Cetakan gel lalu dimasukkan ke
dalam sistem reservoar elektroforesis yang
berisi
bufer
elektroda.
Elektroforesis
dilakukan dalam ruang pendingin. Waktu yang
dibutuhkan untuk elektroforesis adalah 30
menit dengan tegangan awal 100 volt, dan di
elektroforesis tetap pada 200 volt selama 304
jam.
%4 $" "
Setelah elektroforesis selesai kemudian
gel diangkat. Bagian ujung gel dipotong
sebagai penanda agar urutan sampel tidak
terbalik. Gel dibelah horizontal dengan
ketebalan 1,503 mm lalu dipindahkan ke
nampan. Gel lalu direndam dalam tiap larutan
pewarna untuk isozim PER, ACP, MDH, dan
EST dengan komposisi yang berbeda
(Lampiran 2) dan ditutup.
3
%"5(5/ " * " *-&(!%"# 2/
Setelah pewarnaan selesai, gel dicuci
dengan air mengalir sampai bersih. Gel
dipindahkan ke plastik transparan, diletakkan
diatas lampu pengamatan, kemudian pola pita
yang tampak digambar pada plastik
transparan, dan difoto.
"#%$+$%# 2/ +- +/# /2-3/!
Pita0pita yang tampak pada plastik
transparan diukur jarak pergerakan pita dari titik
awal. Selanjutnya dihitung nilai Rf (
) untuk membuat pola
pita pada tiap isozim. Nilai Rf dihitung dengan
rumus:
Rf = Jarak pergerakan pita dari tempat awal
Jarak pergerakan warna pelacak dari awal
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
menghasilkan bunga majemuk
tak terbatas (
) yang
terbentuk di terminal cabang. Bunga
majemuk menghasilkan bunga betina atau
bunga hermaprodit yang dikelilingi oleh
sekelompok bunga jantan. Tanaman jarak
pagar menghasilkan bunga jantan dengan
jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan
dengan bunga betina (tanaman monoecious)
ataupun bunga hermaprodit (tanaman
andromonoecious). Bunga jantan, bunga
betina, dan bunga hermaprodit masing0
masing memiliki lima sepal dan lima petal
dengan rambut0rambut halus dan berwarna
hijau (Gambar 1). Jumlah benang sari pada
bunga jantan dan bunga hermaprodit adalah
10 buah. Benang sari pada bunga jantan
tersusun dalam dua lingkaran yaitu lingkaran
luar dan lingkaran dalam dengan masing0
masing lingkaran terdapat lima buah benang
sari dan berdekatan satu sama lain (Gambar
1A dan 1B). Letak kepala sari dan kepala
putik pada bunga hermaprodit saling
berdekatan,
bahkan
terkadang
saling
menempel (Gambar 1E dan 1F). Kepala putik
pada bunga betina (Gambar 1C dan 1D)
maupun bunga hermaprodit (Gambar 1E dan
1F) memiliki tiga lobus dan dikelilingi oleh
lima kelenjar nektar.
Bunga betina berukuran relatif lebih
besar dari bunga jantan. Bunga hermaprodit
memiliki struktur mirip bunga betina namun
ukurannya lebih besar dari bunga betina dan
memiliki 10 stamen yang yang tersusun
melingkar (Gambar 1). Waktu mekar bunga
hermaprodit dalam 1 infloresen bervariasi.
Pada
andromonocious umumnya
bunga jantan mekar lebih dahulu dari bunga
hermaprodit. Hal yang serupa juga terlihat
pada
monoecious.
St
E
F
St
S
O
O
S
P
gl
Se
Gambar 1 Morfologi bunga
. (A) dan
(B) bunga jantan, (C) dan (D)
bunga betina, (E) dan (F) bunga
hermaprodit; (s) stamen, (p) petal,
(se) sepal, (o) ovul, (gl) kelenjar
nektar, (st) stigma.
%"#(&6 (&($ "6 * " 1/ 0/ /# 2 +- %"
merupakan anggota famili
Euphorbiaceae yang mempunyai bentuk
polen yang bulat dengan ukuran yang
bervariasi. Polen
memiliki diameter
berkisar 5010 3m dengan rataan diameter
sebesar 7,63 3m.
Uji pewarnaan I2KI
mewarnai pati yang terdapat pada polen.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing butir polen berbeda bergantung
jumlah pati yang dikandungnya. Dari hasil
pengamatan terdapat empat perbedaan
intensitas warna yaitu hitam, abu0abu, coklat,
dan tidak berwarna/putih. Butir polen yang
hitam dan bulat utuh merupakan butir polen
yang viabel, sedangkan yang berwana abu0
abu, coklat, dan tidak berwarna/putih dengan
bentuk polen bulat utuh maupun tidak adalah
butir polen yang tidak viabel (Gambar 2).
b
a
Gambar 2 Bentuk, warna, dan variasi ukuran
polen
perbesaran 400X.
(a) polen viabel, (b) polen aviabel.
3
%"5(5/ " * " *-&(!%"# 2/
Setelah pewarnaan selesai, gel dicuci
dengan air mengalir sampai bersih. Gel
dipindahkan ke plastik transparan, diletakkan
diatas lampu pengamatan, kemudian pola pita
yang tampak digambar pada plastik
transparan, dan difoto.
"#%$+$%# 2/ +- +/# /2-3/!
Pita0pita yang tampak pada plastik
transparan diukur jarak pergerakan pita dari titik
awal. Selanjutnya dihitung nilai Rf (
) untuk membuat pola
pita pada tiap isozim. Nilai Rf dihitung dengan
rumus:
Rf = Jarak pergerakan pita dari tempat awal
Jarak pergerakan warna pelacak dari awal
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
menghasilkan bunga majemuk
tak terbatas (
) yang
terbentuk di terminal cabang. Bunga
majemuk menghasilkan bunga betina atau
bunga hermaprodit yang dikelilingi oleh
sekelompok bunga jantan. Tanaman jarak
pagar menghasilkan bunga jantan dengan
jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan
dengan bunga betina (tanaman monoecious)
ataupun bunga hermaprodit (tanaman
andromonoecious). Bunga jantan, bunga
betina, dan bunga hermaprodit masing0
masing memiliki lima sepal dan lima petal
dengan rambut0rambut halus dan berwarna
hijau (Gambar 1). Jumlah benang sari pada
bunga jantan dan bunga hermaprodit adalah
10 buah. Benang sari pada bunga jantan
tersusun dalam dua lingkaran yaitu lingkaran
luar dan lingkaran dalam dengan masing0
masing lingkaran terdapat lima buah benang
sari dan berdekatan satu sama lain (Gambar
1A dan 1B). Letak kepala sari dan kepala
putik pada bunga hermaprodit saling
berdekatan,
bahkan
terkadang
saling
menempel (Gambar 1E dan 1F). Kepala putik
pada bunga betina (Gambar 1C dan 1D)
maupun bunga hermaprodit (Gambar 1E dan
1F) memiliki tiga lobus dan dikelilingi oleh
lima kelenjar nektar.
Bunga betina berukuran relatif lebih
besar dari bunga jantan. Bunga hermaprodit
memiliki struktur mirip bunga betina namun
ukurannya lebih besar dari bunga betina dan
memiliki 10 stamen yang yang tersusun
melingkar (Gambar 1). Waktu mekar bunga
hermaprodit dalam 1 infloresen bervariasi.
Pada
andromonocious umumnya
bunga jantan mekar lebih dahulu dari bunga
hermaprodit. Hal yang serupa juga terlihat
pada
monoecious.
St
E
F
St
S
O
O
S
P
gl
Se
Gambar 1 Morfologi bunga
. (A) dan
(B) bunga jantan, (C) dan (D)
bunga betina, (E) dan (F) bunga
hermaprodit; (s) stamen, (p) petal,
(se) sepal, (o) ovul, (gl) kelenjar
nektar, (st) stigma.
%"#(&6 (&($ "6 * " 1/ 0/ /# 2 +- %"
merupakan anggota famili
Euphorbiaceae yang mempunyai bentuk
polen yang bulat dengan ukuran yang
bervariasi. Polen
memiliki diameter
berkisar 5010 3m dengan rataan diameter
sebesar 7,63 3m.
Uji pewarnaan I2KI
mewarnai pati yang terdapat pada polen.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing butir polen berbeda bergantung
jumlah pati yang dikandungnya. Dari hasil
pengamatan terdapat empat perbedaan
intensitas warna yaitu hitam, abu0abu, coklat,
dan tidak berwarna/putih. Butir polen yang
hitam dan bulat utuh merupakan butir polen
yang viabel, sedangkan yang berwana abu0
abu, coklat, dan tidak berwarna/putih dengan
bentuk polen bulat utuh maupun tidak adalah
butir polen yang tidak viabel (Gambar 2).
b
a
Gambar 2 Bentuk, warna, dan variasi ukuran
polen
perbesaran 400X.
(a) polen viabel, (b) polen aviabel.
4
Pada Tabel 1 dapat terlihat bahwa
viabilitas polen bunga jantan
monoecious tertinggi saat bunga dalam
keadaan kuncup (94,13%) dan semakin
menurun saat bunga sudah mekar dan layu.
Penurunan viabilitas polen bunga jantan
mekar juga terjadi pada bunga jantan
andromonoecious. Polen dalam
jumlah banyak dapat ditemukan pada kondisi
bunga jantan kuncup dan mekar pada hari ke0
22 sejak inisiasi bunga. Perbedaannya, saat
kuncup polen belum keluar dari tabung polen,
sedangkan pada bunga jantan yang mekar
pada hari ke022 polen sudah keluar dari
tabung polen dan siap menyerbuki stigma
(Gambar 3B dan 3G). Selain jumlah polen
yang melimpah, jumlah polen yang viabel
pada kondisi tersebut juga memiliki viabilitas
yang tinggi yaitu >90% baik pada
monoecious maupun andromonoecious.
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
Gambar 3 Karakter bunga/warna kepala sari bunga jantan
andromonoecious (A0E) dan
monoecious (F0J) dengan perbesaran 10X. (A) dan (F) hari ke021, (B) dan (G) hari ke022, (C) dan
(H) hari ke023, (D) dan (I) hari ke024, (E) dan (J) hari ke025.
Tabel 1 Viabilitas polen bunga jantan pada tanaman andromonoecious dan monoecieous
Karakter bunga / warna
Umur bunga
Viabilitas polen bunga jantan (%)
kepala sari
(hari ke0)
Andromonoecious
Monoecious
Kuncup
20021
95,74 ± 2,03
94,13 ± 2,45
kuning cerah
22
91,16 ± 1,56
91,85 ± 2,08
Kuning0putih
23
89,54 ± 1,07
83,01 ± 1,37
Putih0coklat
24
84,51 ± 2,09
60,26 ± 5,19
Coklat0hitam
25
76,82 ± 3,71
50,10 ± 5,33
Data menunjukkan nilai rataan ± standar deviasi (SD) ; umur bunga terhitung sejak inisiasi bunga.
" /2/2 2-3/!
Pada zimogram dapat terlihat bahwa
isozim PER, EST, ACP, dan MDH masing0
masing menunjukkan adanya perbedaan
jumlah pita. Pada isozim ACP jumlah pita
yang dihasilkan sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita. Tidak
munculnya pita juga ditemukan pada isozim
EST, namun jumlah sampel yang tidak
menghasilkan pita lebih sedikit yaitu hanya
pada sumur 12 yang berisi ekstrak daun jarak
pagar monoecious saat periode berbunga
(PB) (Gambar 4).
Dari empat isozim yaitu PER, EST,
ACP, dan MDH, perbedaan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious dapat
terlihat dengan menggunakan isozim EST.
Perbedaan ini terlihat pada sumur 13016.
Sumur 13015 adalah sumur yang berisi
ekstrak daun jarak pagar andromonoecious
H1, H5, dan H6 sebelum periode berbunga
(SPB) yang masing0masing menghasilkan 2
pita, sedangkan sumur 16 adalah sumur yang
berisi ekstrak daun jarak pagar monoecious
sebelum periode berbunga (SPB) yang
menghasilkan 1 pita. Sampel lain yang diuji
dengan isozim PER, EST, ACP, dan MDH
menunjukkan adanya variasi pola pita. Semua
pita pada zimogram PER, EST, MDH, dan
ACP terlihat ada yang tebal dan tipis
(Gambar 4).
55
Keterangan nomor sampel:
1: bunga hermaprodit H1
2: bunga hermaprodit H5
3: bunga hermaprodit H6
4: bunga betina mono
5: bunga jantan H1
6: bunga jantan H5
7: bunga jantan H6
8: bunga jantan mono
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
daun PB H1
daun PB H5
daun PB H6
daun PB mono
daun SPB H1
daun SPB H5
daun SPB H6
daun SPB mono
Gambar 4 Zimogram pola pita empat isozim dari 16 sampel (a) PER, (b) EST, (c) ACP, (d) MDH
Jarak pagar merupakan anggota famili
Euphorbiaceae dengan jumlah bunga jantan
yang lebih banyak daripada bunga betina
(monoecious) dan bunga hermaprodit
(andromonoecious). Hal ini didukung oleh
penelitian sebelumnya yaitu perbandingan
bunga jantan dan bunga hermaprodit pada
andromonoecious adalah 14,4:1
(Asbani & Winarno 2009), sedangkan
perbandingan bunga jantan dan bunga betina
pada
monoecious sebesar 29:1
(Raju & Ezradanam 2002) dan 20:1 (Dhillon
2006). Perbedaan rasio yang dihasilkan
antara bunga jantan dengan bunga betina ini
dapat dipengaruhi oleh iklim serta kondisi
unsur hara pada populasi yang diamati
(Chang0Wei
2007).
Berdasarkan pengamatan di lapang,
bunga jantan umumnya mekar lebih dahulu
dari
bunga
betina
ataupun
bunga
hermaprodit. Hai ini sesuai dengan hasil
penelitian Raju dan Ezradanam (2002) yaitu
pada
monoecious, bunga betina
mekar 206 hari setelah bunga jantan mekar
yaitu pukul 05.50 dan 06.30, sedangkan
Dhillon
(2006) melaporkan bahwa
bunga jantan mekar pukul 07.30 dan 08.30.
Perbedaan waktu mekar tersebut dapat
dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari.
Apabila sinar matahari kurang karena kondisi
cuaca yang mendung, maka bunga akan
mekar lebih lambat (Asbani & Winarno
2009).
Polen
monoecious dan
andromonoecious memiliki bentuk bulat. Hal
yang sama dilaporkan oleh Erdtman (1972)
bahwa
polen
anggota
Euphorbiaceae
berbentuk bulat dan merupakan golongan
atau tidak memiliki lubang pori,
serta pada permukaannya terdapat tonjolon0
tonjolan. Pada uji pewarnaan, I2KI mewarnai
pati yang terdapat di dalam polen. Pati pada
setiap butir polen tersebut akan digunakan
sebagai sumber energi untuk berkecambah.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing polen berbeda bergantung jumlah pati
yang dikandungnya, sehingga diasumsikan
semakin tinggi kandungan pati dalam polen,
semakin tinggi viabilitas polen tersebut
(Pardales 1980).
Pada Tabel 1 terlihat bahwa viabilitas
polen bunga jantan
baik
monoecious maupun andromonoecious tinggi
6
saat bunga dalam keadaan kuncup dan mekar
(H022) yaitu >90%. Hasil penelitian ini sama
dengan penelitian yang dilakukan oleh
Dhillon
(2006) yang mengamati
viabilitas polen
monoecious yaitu
sebesar 98% pada bunga umur hari ke022.
Perbedaan viabilitas polen tersebut dapat
disebabkan oleh waktu pengambilan sampel
yang berbeda. Setelah bunga mekar sempurna
(hari ke022), viabilitas polen semakin
menurun hingga bunga jantan layu (hari ke0
25).
Viabilitas
polen
yang
menurun
menunjukkan bahwa jumlah polen yang
viabel juga menurun. Hal ini dapat
disebabkan oleh umur bunga yang semakin
tua dan adanya degenerasi kandungan pati
pada polen. Perbedaan viabilitas polen bunga
jantan yang cukup tinggi terlihat pada umur
bunga hari ke024 dan hari ke025. Pada waktu
tersebut viabilitas polen bunga jantan
andromonoecious lebih tinggi. Hal ini
dapat dikarenakan bunga jantan
monoecious polennya sangat berperan untuk
menyerbuki bunga betina, sedangkan pada
andromonoecious polen dapat
diperoleh dari bunga hermaprodit. Selain itu,
degenerasi kandungan pati yang terjadi pada
polen kemungkinan dapat disebabkan oleh
adanya kegiatan respirasi seluler dalam
polen.
Uji viabilitas polen bunga jantan yang
dilakukan (Tabel 1) pada penelitian ini dapat
menambah informasi mengenai keadaan yang
tepat untuk melakukan penyerbukan dengan
menggunakan polen dari bunga jantan yaitu
hari ke021 dan hari ke022 sejak inisiasi bunga
jantan. Bunga jantan pada hari ke021 dan hari
ke022 merupakan hari ketika bunga jantan
dalam keadaan memiliki kandungan pati dan
jumlah polen viabel yang tinggi sehingga
mempunyai peluang berkecambah yang
besar. Hal itu diperkuat dengan adanya
percobaan perkecambahan polen yaitu polen
yang diambil pada periode reseptif (bunga
mekar sempurna) memiliki kemampuan
berkecambah yang lebih besar daripada polen
yang diambil di luar periode reseptif (Utomo
2008).
Pada Gambar 4 terlihat bahwa dari empat
isozim yang diuji yaitu isozim PER, EST,
ACP, dan MDH hanya isozim EST yang
menunjukkan perbedaan jelas antara tanaman
monoecious dan andromonoecious
yaitu pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita
untuk tanaman andromonoecious dan satu
pita untuk tanaman monoecious, sedangkan
isozim PER, ACP, dan MDH pola pita yang
dihasilkan bervariasi. Variasi pola pita juga
ditunjukkan oleh isozim PER, EST, ACP, dan
MDH pada sampel lainnya. Variasi pola pita
pada tiap isozim ini dapat disebabkan oleh
adanya perbedaan umur tanaman, kualitas
contoh, jenis bufer ekstrak, dan bufer
elektroda yang digunakan yang erat kaitannya
dengan denaturasi enzim yang dianalisis
(Wendel & Weeden 1989). Isozim ACP pada
sampel tanaman jarak pagar yang diuji
sifatnya kurang aktif. Hal tersebut
diakibatkan pada isozim ACP pita yang
dihasilkannya sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita (Gambar
4). Tidak munculnya pita juga ditemukan
pada isozim EST, namun jumlah sampel yang
tidak menghasilkan pita jumlahnya lebih
sedikit. Menurut Wendel dan Weeden (1989)
tidak adanya aktivitas enzim (tidak muncul pita)
dapat dipengaruhi oleh bufer ekstrak yang
digunakan. Selain itu, pola pita sendiri dianggap
sebagai susunan genetik dari dari suatu jaringan
atau individu karena enzim adalah produk
langsung dari gen sehingga tidak setiap enzim
cocok untuk suatu tanaman atau jaringan.
Sifat morfologi yang membedakan antara
monoecious dan andromonoecious
seperti bunga dan buah memerlukan waktu
cukup lama sampai bisa diamati serta sulit
digunakan untuk pemeriksaan pada tingkat benih
atau bibit. Pada Gambar 4 dapat terlihat bahwa
isozim EST dapat digunakan sebagai penanda
monoecious dan andromonoecious
ketika tanaman masih dalam keadaan bibit
dengan menggunakan sampel daun.
Isozim EST, PER, dan ACP juga digunakan
oleh Syukriani dan Kusumawati (2008) sebagai
sidik jari genotipe tanaman gambir. Pita0pita
yang terlihat pada zimogram terdapat
beberapa yang tebal. Pita yang tebal ini
diduga terjadi karena pemisahan yang kurang
sempurna dari hasil elektroforesis dengan
larutan penyangga, atau terbentuknya
beberapa pita yang letaknya berdekatan
sehingga terlihat seperti satu buah pita yang
tebal.
mempunyai bentuk polen yang
bulat dengan ukuran yang bervariasi. Polen
memiliki diameter berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,63 3m.
Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan
monoecious dan andromonoecious
tinggi saat keadaan kuncup dan mekar (hari
ke022) kemudian semakin menurun hingga
6
saat bunga dalam keadaan kuncup dan mekar
(H022) yaitu >90%. Hasil penelitian ini sama
dengan penelitian yang dilakukan oleh
Dhillon
(2006) yang mengamati
viabilitas polen
monoecious yaitu
sebesar 98% pada bunga umur hari ke022.
Perbedaan viabilitas polen tersebut dapat
disebabkan oleh waktu pengambilan sampel
yang berbeda. Setelah bunga mekar sempurna
(hari ke022), viabilitas polen semakin
menurun hingga bunga jantan layu (hari ke0
25).
Viabilitas
polen
yang
menurun
menunjukkan bahwa jumlah polen yang
viabel juga menurun. Hal ini dapat
disebabkan oleh umur bunga yang semakin
tua dan adanya degenerasi kandungan pati
pada polen. Perbedaan viabilitas polen bunga
jantan yang cukup tinggi terlihat pada umur
bunga hari ke024 dan hari ke025. Pada waktu
tersebut viabilitas polen bunga jantan
andromonoecious lebih tinggi. Hal ini
dapat dikarenakan bunga jantan
monoecious polennya sangat berperan untuk
menyerbuki bunga betina, sedangkan pada
andromonoecious polen dapat
diperoleh dari bunga hermaprodit. Selain itu,
degenerasi kandungan pati yang terjadi pada
polen kemungkinan dapat disebabkan oleh
adanya kegiatan respirasi seluler dalam
polen.
Uji viabilitas polen bunga jantan yang
dilakukan (Tabel 1) pada penelitian ini dapat
menambah informasi mengenai keadaan yang
tepat untuk melakukan penyerbukan dengan
menggunakan polen dari bunga jantan yaitu
hari ke021 dan hari ke022 sejak inisiasi bunga
jantan. Bunga jantan pada hari ke021 dan hari
ke022 merupakan hari ketika bunga jantan
dalam keadaan memiliki kandungan pati dan
jumlah polen viabel yang tinggi sehingga
mempunyai peluang berkecambah yang
besar. Hal itu diperkuat dengan adanya
percobaan perkecambahan polen yaitu polen
yang diambil pada periode reseptif (bunga
mekar sempurna) memiliki kemampuan
berkecambah yang lebih besar daripada polen
yang diambil di luar periode reseptif (Utomo
2008).
Pada Gambar 4 terlihat bahwa dari empat
isozim yang diuji yaitu isozim PER, EST,
ACP, dan MDH hanya isozim EST yang
menunjukkan perbedaan jelas antara tanaman
monoecious dan andromonoecious
yaitu pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita
untuk tanaman andromonoecious dan satu
pita untuk tanaman monoecious, sedangkan
isozim PER, ACP, dan MDH pola pita yang
dihasilkan bervariasi. Variasi pola pita juga
ditunjukkan oleh isozim PER, EST, ACP, dan
MDH pada sampel lainnya. Variasi pola pita
pada tiap isozim ini dapat disebabkan oleh
adanya perbedaan umur tanaman, kualitas
contoh, jenis bufer ekstrak, dan bufer
elektroda yang digunakan yang erat kaitannya
dengan denaturasi enzim yang dianalisis
(Wendel & Weeden 1989). Isozim ACP pada
sampel tanaman jarak pagar yang diuji
sifatnya kurang aktif. Hal tersebut
diakibatkan pada isozim ACP pita yang
dihasilkannya sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita (Gambar
4). Tidak munculnya pita juga ditemukan
pada isozim EST, namun jumlah sampel yang
tidak menghasilkan pita jumlahnya lebih
sedikit. Menurut Wendel dan Weeden (1989)
tidak adanya aktivitas enzim (tidak muncul pita)
dapat dipengaruhi oleh bufer ekstrak yang
digunakan. Selain itu, pola pita sendiri dianggap
sebagai susunan genetik dari dari suatu jaringan
atau individu karena enzim adalah produk
langsung dari gen sehingga tidak setiap enzim
cocok untuk suatu tanaman atau jaringan.
Sifat morfologi yang membedakan antara
monoecious dan andromonoecious
seperti bunga dan buah memerlukan waktu
cukup lama sampai bisa diamati serta sulit
digunakan untuk pemeriksaan pada tingkat benih
atau bibit. Pada Gambar 4 dapat terlihat bahwa
isozim EST dapat digunakan sebagai penanda
monoecious dan andromonoecious
ketika tanaman masih dalam keadaan bibit
dengan menggunakan sampel daun.
Isozim EST, PER, dan ACP juga digunakan
oleh Syukriani dan Kusumawati (2008) sebagai
sidik jari genotipe tanaman gambir. Pita0pita
yang terlihat pada zimogram terdapat
beberapa yang tebal. Pita yang tebal ini
diduga terjadi karena pemisahan yang kurang
sempurna dari hasil elektroforesis dengan
larutan penyangga, atau terbentuknya
beberapa pita yang letaknya berdekatan
sehingga terlihat seperti satu buah pita yang
tebal.
mempunyai bentuk polen yang
bulat dengan ukuran yang bervariasi. Polen
memiliki diameter berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,63 3m.
Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan
monoecious dan andromonoecious
tinggi saat keadaan kuncup dan mekar (hari
ke022) kemudian semakin menurun hingga
7
bunga jantan layu (hari ke025). Perbedaan
jarak pagar monoecious dan andromonocious
dapat terlihat dengan menggunakan isozim
EST pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB).
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
untuk memastikan jumlah pita pada pita yang
tebal dan mencoba penggunaan isozim yang
lebih bervariasi serta penggunaan komposisi
bufer yang lebih sesuai untuk tanaman jarak
pagar.
Asbani N, Winarno D. 2009. Bioekologi
Penyerbukan dan Pembuahan pada Jarak
Pagar Andromonoecious.
31
(1): 12018.
Chang0Wei L, Kun L, You C, Yong0Yu S.
2007. Floral Display and Breeding
system of
L.
! 9: 1140119.
Culley TM, Weller SG, Sakai SK, Rankin
AW. 1999. Inbreeding Depression and
Selfing Rates in A Self0Compatible,
Hermaphroditic
Species,
(Caryophllaceae).
"
86 (7): 9800
987.
Delita K, Mareza E, Kalsum U. 2008.
Korelasi
Aktivitas
Enzim
Nitrat
Reduktase dan Pertumbuhan Beberapa
Genotipe
Tanaman
Jarak
Pagar
(
Linn.)
yang
Diperlakukan dengan Zat Pengatur
Tumbuh 2,4 D. #
11: 80086.
Dhillon RS, Hooda MS, Handa AK, Ahlawat
KS, Kumar Y, Subhash, Singh N. 2006.
Clonal Propagation and Reproductive
biology of
L. !
8: 18027.
Erdtman G. 1972. $
$
% &
'
(
!
$
!). New
York: Hafner Publishing Company.
Hartati S. 2009. Info Tek Perkebunan Media
Bahan Bakar Nabati dan Perkebunan.
Bogor:
Badan
Penelitian
dan
Pengembangan Pertanian. Vol. 1. No. 1.
2009.
Johansen DA. 1940. $
* .
New York: Mc Graw0Hill Book
Company Inc.
Pardales JR. 1980. Factors Limiting Fruit and
Seed Set in Taro.
%
+
2: 1650171.
Raju S, Ezradanam V. 2002. Pollination
ecology and fruiting behaviour in a
monoecious spesies,
L.
(Euphorbiaceae).
83
(11): 139501398.
Sriprasertsak P, Burikam S, Attathom S,
Piriyasuwarong S. 1988. Determination
of Cultivar and Sex of Papaya Tissues
Derived from Tissue Culture. ,
22: 24029.
Syukriani L, Kusumawati A. 2008. Analisis
Isoenzim sebagai Penanda Biokimia
untuk
Mengkarakterisasi
Tanaman
Gambir ((Hunter Roxb).
2 (1).
Utomo BP. 2008. Fenologi Pembungaan dan
Pembuahan Jarak Pagar (
) [skripsi]. Bogor: Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Wendel JF, Weeden NF. 1989. Visualization
and Interpretation of Plant Isozymes. In
Soltis, D.E. and P.S. Soltis (Eds.).
Isozymes in Plant Biology. Dioscorides
Press, Oregon. p:5045.
Widiastuti A, Palupi ER. 2008. Viabilitas
Serbuk Sari dan Pengaruhnya terhadap
Keberhasilan Pembentukan Buah Kelapa
Sawit
(.
Jacq.)
"
9 (1): 35038.
i
7
bunga jantan layu (hari ke025). Perbedaan
jarak pagar monoecious dan andromonocious
dapat terlihat dengan menggunakan isozim
EST pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB).
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
untuk memastikan jumlah pita pada pita yang
tebal dan mencoba penggunaan isozim yang
lebih bervariasi serta penggunaan komposisi
bufer yang lebih sesuai untuk tanaman jarak
pagar.
Asbani N, Winarno D. 2009. Bioekologi
Penyerbukan dan Pembuahan pada Jarak
Pagar Andromonoecious.
31
(1): 12018.
Chang0Wei L, Kun L, You C, Yong0Yu S.
2007. Floral Display and Breeding
system of
L.
! 9: 1140119.
Culley TM, Weller SG, Sakai SK, Rankin
AW. 1999. Inbreeding Depression and
Selfing Rates in A Self0Compatible,
Hermaphroditic
Species,
(Caryophllaceae).
"
86 (7): 9800
987.
Delita K, Mareza E, Kalsum U. 2008.
Korelasi
Aktivitas
Enzim
Nitrat
Reduktase dan Pertumbuhan Beberapa
Genotipe
Tanaman
Jarak
Pagar
(
Linn.)
yang
Diperlakukan dengan Zat Pengatur
Tumbuh 2,4 D. #
11: 80086.
Dhillon RS, Hooda MS, Handa AK, Ahlawat
KS, Kumar Y, Subhash, Singh N. 2006.
Clonal Propagation and Reproductive
biology of
L. !
8: 18027.
Erdtman G. 1972. $
$
% &
'
(
!
$
!). New
York: Hafner Publishing Company.
Hartati S. 2009. Info Tek Perkebunan Media
Bahan Bakar Nabati dan Perkebunan.
Bogor:
Badan
Penelitian
dan
Pengembangan Pertanian. Vol. 1. No. 1.
2009.
Johansen DA. 1940. $
* .
New York: Mc Graw0Hill Book
Company Inc.
Pardales JR. 1980. Factors Limiting Fruit and
Seed Set in Taro.
%
+
2: 1650171.
Raju S, Ezradanam V. 2002. Pollination
ecology and fruiting behaviour in a
monoecious spesies,
L.
(Euphorbiaceae).
83
(11): 139501398.
Sriprasertsak P, Burikam S, Attathom S,
Piriyasuwarong S. 1988. Determination
of Cultivar and Sex of Papaya Tissues
Derived from Tissue Culture. ,
22: 24029.
Syukriani L, Kusumawati A. 2008. Analisis
Isoenzim sebagai Penanda Biokimia
untuk
Mengkarakterisasi
Tanaman
Gambir ((Hunter Roxb).
2 (1).
Utomo BP. 2008. Fenologi Pembungaan dan
Pembuahan Jarak Pagar (
) [skripsi]. Bogor: Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Wendel JF, Weeden NF. 1989. Visualization
and Interpretation of Plant Isozymes. In
Soltis, D.E. and P.S. Soltis (Eds.).
Isozymes in Plant Biology. Dioscorides
Press, Oregon. p:5045.
Widiastuti A, Palupi ER. 2008. Viabilitas
Serbuk Sari dan Pengaruhnya terhadap
Keberhasilan Pembentukan Buah Kelapa
Sawit
(.
Jacq.)
"
9 (1): 35038.
i
ii
MIFTAHUL JANAH. Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri
) Monoecious dan Andromonoecious. Dibimbing oleh TRIADIATI
Jarak Pagar (
dan RITA MEGIA.
) umumnya adalah tanaman monoecious. Saat ini, diketahui
Jarak pagar (
terdapat tanaman jarak pagar yang menghasilkan bunga hermaprodit, namun jumlahnya sangat
terbatas. Tanaman jarak pagar hermaprodit, termasuk tipe andromonoecious dan berpeluang
menjadi tanaman yang menyerbuk sendiri. Informasi mengenai viabilitas polen diperlukan untuk
mengetahui kemampuan polen dalam proses penyerbukan, sedangkan ciri tanaman monoecious
atau andromonoecious ditentukan salah satunya oleh enzim sehingga dapat dianalisis
perbedaannya dengan analisis isozim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas polen
bunga jantan, serta mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang membedakan tanaman
andromonoecious dan monoecious pada tanaman jarak pagar. Jarak pagar mempunyai polen
berbentuk bulat dengan ukuran yang bervariasi. Diameter polen jarak pagar berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,6 3m. Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious tinggi saat keadaan bunga jantan kuncup dan akan menurun
ketika bunga jantan sudah mekar sampai layu. Perbedaan ciri isozim jarak pagar monoecious dan
andromonoecious dapat terlihat dengan isozim esterase pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita untuk tanaman andromonoecious dan satu pita untuk
tanaman monoecious.
Kata kunci:
monoecious, andromonoecious, isozim, viabilitas polen.
Miftahul Janah. Viability of The Male Flower Pollen and Isozyme Identification of
Monoecieous and Andromonoecious Physic Nut
. Advised by TRIADIATI and
RITA MEGIA.
are generally monoecious. Today, it is known that there are
producing hermaphrodite flowers, but they are very limited. Hermaphrodite flowers of
belong to andromonoecious type. Information on pollen viability is needed to determine the
ability of pollen in the process of pollination. Plants characteristic of monoecious or
andromonoecious determined by isozymes analysis. The aims of this study were to determined the
viability of the pollen of male flower and to identify the characteristics of isozyme which
distinguish the andromonoecious and monoecieous of
plants.
has
round pollen with variety sizes. Diameter of pollen
range 5010 3m with the
average diameter of 7.6 3m. Viability levels of the pollen of male flower of andromonoecious and
monoecious of
plants are high when the flowers are closing and are low when the
flowers are blooming until they wilted. Isozyme characteristic differences of andromonoecious and
monoecious
can be seen with esterase isozyme in leaves before flowering period
(SPB) that result two bands for andromonoecious plants and single band for monoecious plants.
Keyword:
monoecious, andromonoecious, isozyme, pollen viability.
iii
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi
iv
Judul
Nama
NRP
: Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri Jarak
Pagar (
) Monoecious dan Andromonoecious
: Miftahul Janah
: G34070096
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Rita Megia, DEA
NIP 19550214 198103 2 001
Dr. Triadiati, M. Si
NIP 19600224 198603 2 001
Diketahui
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si
NIP 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus:
v
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, dan karunia0Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari 2011
sampai Juni 2011 dengan judul Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri Jarak
Pagar (
) Monoecious dan Andromonoecious.
Terima kasih penulis ucapkan kepada berbagai pihak yang telah membantu penyelesaian
karya ilmiah ini antara lain Ibu Dr. Triadiati, M.Si. dan Ibu Dr. Rita Megia, DEA atas bimbingan,
masukan, dan arahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir. Tri Heru W, M.Sc.
selaku dosen penguji atas masukan dan arahannya dan ucapan terima kasih juga penulis tujukan
kepada Bapak Dr. Alex Hartana selaku kepala Lab. Biologi Tumbuhan Pusat Penelitian Sumber
daya Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) – Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan Masyarakat
(LPPM) IPB dan Ibu Dr. Ir. Dorly, M.Si. yang telah banyak membantu selama penelitian
berlangsung. Penghargaan penulis berikan kepada Bapak Pras, Bu Retno, Bapak Edi, Bapak Jalal
yang telah membantu penulis selama di lapangan dan laboratorium. Tidak lupa kepada rekan0rekan
Biologi teruma Biologi 44 atas kebersamaannya dan sahabat0sahabat di Pondok Shinta Rana yang
selalu membantu dan menerima keluh kesah saya selama ini. Terima kasih yang tak terungkapkan
penulis ucapkan kepada orang tua saya Lilik Pranoto dan Siti Isnaini atas kasih sayang, doa,
dorongan, dan pengorbanannya selama ini, untuk adikku tersayang Nurul dan teman terdekatku
Sumaryanto atas dukungan dan bantuannya.
Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna, namun penulis
berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan selanjutnya.
Bogor, September 2011
vi
Penulis dilahirkan di Tangerang pada tanggal 16 Agustus 1989 dari bapak Lilik Pranoto
dan ibu Siti Isnaini. Penulis merupakan putri pertama dari dua bersaudara. Tahun 2007 penulis
lulus dari MA Negeri 10 Joglo, Jakarta Barat dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB
melalui jalur SPMB. Penulis memilih mayor Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam dengan minor Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi dan Manusia.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi
Dasar pada tahun 201002012, mata kuliah Alga dan Lumut, Pertumbuhan dan Perkembangan
Tumbuhan, serta Fisiologi Tumbuhan pada tahun 2011. Penulis lolos pendanaan dari DIKTI dalam
Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penelitian (PKMP) dan Kewirausahaan (PKMK), serta
program LPPM IPB tahun 2010/2011. Pada tahun 2010, penulis masuk 21 besar peserta program
Peningkatan Kapasitas Kewirausahaan Mahasiswa (PKKM) IPB dan diliput oleh majalah Flona
dalam bisnis unik yang diterbitkan pada edisi Juni 2010. Penulis juga aktif berorganisasi menjadi
anggota divisi Syiar dan Sains SERUM G 2008/2009, ketua divisi Bioworld0Himabio IPB
2009/2010, anggota divisi Biro Rohis SERUM G 2009/2010, koordinator divisi konsumsi Lomba
Cepat Tepat Biologi (LCTB), dan anggota Rohis Biologi 44. Selain itu, penulis pernah menjadi
tutor Biologi di B’Expert, dan tutor matematika dan IPA (MIPA) di KPM Bogor. Penulis memiliki
pengalaman praktik lapang antara lain di Aerowisata Catering Service (ACS) Bandara
Internasional Soekarno0Hatta bagian
(HQA) tahun 2010 dan LIPI
Cibinong bagian Herbarium tahun 2009.
vii
! "
DAFTAR TABEL ..........................................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................................................viii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................................viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................................................. 1
Tujuan ........................................................................................................................................... 1
Waktu dan Tempat ........................................................................................................................ 1
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ............................................................................................................................. 1
Metode .......................................................................................................................................... 2
Sampel....................................................................................................................................... 2
Karakter morfologi bunga dan uji viabilitas polen ................................................................... 2
Analisis isozim ......................................................................................................................... 2
Pembuatan Bufer ...................................................................................................................... 2
Pembuatan Gel Pati .................................................................................................................. 2
Elekroforesis ............................................................................................................................. 2
Pewarnaan ................................................................................................................................ 2
Pencucian dan dokumentasi...................................................................................................... 3
Interpretasi pola pita isozim ..................................................................................................... 3
HASIL
Karakter morfologi bunga ............................................................................................................. 3
Bentuk, ukuran, dan viabilitas polen............................................................................................. 3
Analisis Isozim ............................................................................................................................. 4
PEMBAHASAN ............................................................................................................................... 5
SIMPULAN DAN SARAN .............................................................................................................. 6
DAFTAR PUSTAKA ......
MIFTAHUL JANAH. Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri
) Monoecious dan Andromonoecious. Dibimbing oleh TRIADIATI
Jarak Pagar (
dan RITA MEGIA.
) umumnya adalah tanaman monoecious. Saat ini, diketahui
Jarak pagar (
terdapat tanaman jarak pagar yang menghasilkan bunga hermaprodit, namun jumlahnya sangat
terbatas. Tanaman jarak pagar hermaprodit, termasuk tipe andromonoecious dan berpeluang
menjadi tanaman yang menyerbuk sendiri. Informasi mengenai viabilitas polen diperlukan untuk
mengetahui kemampuan polen dalam proses penyerbukan, sedangkan ciri tanaman monoecious
atau andromonoecious ditentukan salah satunya oleh enzim sehingga dapat dianalisis
perbedaannya dengan analisis isozim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas polen
bunga jantan, serta mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang membedakan tanaman
andromonoecious dan monoecious pada tanaman jarak pagar. Jarak pagar mempunyai polen
berbentuk bulat dengan ukuran yang bervariasi. Diameter polen jarak pagar berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,6 3m. Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious tinggi saat keadaan bunga jantan kuncup dan akan menurun
ketika bunga jantan sudah mekar sampai layu. Perbedaan ciri isozim jarak pagar monoecious dan
andromonoecious dapat terlihat dengan isozim esterase pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita untuk tanaman andromonoecious dan satu pita untuk
tanaman monoecious.
Kata kunci:
monoecious, andromonoecious, isozim, viabilitas polen.
Miftahul Janah. Viability of The Male Flower Pollen and Isozyme Identification of
Monoecieous and Andromonoecious Physic Nut
. Advised by TRIADIATI and
RITA MEGIA.
are generally monoecious. Today, it is known that there are
producing hermaphrodite flowers, but they are very limited. Hermaphrodite flowers of
belong to andromonoecious type. Information on pollen viability is needed to determine the
ability of pollen in the process of pollination. Plants characteristic of monoecious or
andromonoecious determined by isozymes analysis. The aims of this study were to determined the
viability of the pollen of male flower and to identify the characteristics of isozyme which
distinguish the andromonoecious and monoecieous of
plants.
has
round pollen with variety sizes. Diameter of pollen
range 5010 3m with the
average diameter of 7.6 3m. Viability levels of the pollen of male flower of andromonoecious and
monoecious of
plants are high when the flowers are closing and are low when the
flowers are blooming until they wilted. Isozyme characteristic differences of andromonoecious and
monoecious
can be seen with esterase isozyme in leaves before flowering period
(SPB) that result two bands for andromonoecious plants and single band for monoecious plants.
Keyword:
monoecious, andromonoecious, isozyme, pollen viability.
1
# $ % & "'
Pada umumnya jarak pagar (
) merupakan tanaman berumah satu
(monoeciou ) dengan bunga jantan dan betina
pada satu tanaman yang sama, tetapi pada
bunga yang berbeda (Hartati 2009). Saat ini
diketahui terdapat tanaman jarak pagar yang
menghasilkan bunga hermaprodit, namun
jumlahnya sangat terbatas. Tanaman jarak
pagar
hermaprodit,
termasuk
tipe
andromonoecious
(hanya
menghasilkan
bunga hermaprodit dan bunga jantan, tanpa
bunga betina). Pada satu karangan bunga,
jumlah bunga jantan lebih banyak
dibandingkan bunga hermaprodit, dan ukuran
bunga hermaprodit lebih besar dari bunga
jantan (Delita
2008). Tanaman jarak
pagar
hermaprodit
lebih
berpeluang
berkembang
menjadi
tanaman
yang
menyerbuk sendiri karena putik dan benang
sari terletak pada satu bunga. Tanaman yang
menyerbuk
sendiri
umumnya
akan
menghasilkan generasi berikutnya yang lebih
homogen, sedangkan tanaman menyerbuk
silang umumnya lebih heterogen. Oleh
karena itu, benih yang berasal dari satu
tanaman hermaprodit yang sama diduga akan
mewarisi sifat hermaprodit dari induknya.
Pada jarak pagar monoecious dalam satu
karangan bunga terdapat 105 bunga betina
yang dikelilingi oleh 25093 bunga jantan.
Bunga jantan mekar terlebih dahulu
sedangkan bunga betina mekar 2 sampai 6
hari setelah bunga jantan mekar (Raju &
Ezradanam 2002). Rendahnya jumlah bunga
betina merupakan salah satu faktor penyebab
rendahnya produksi buah yang dihasilkan
(Hartati 2009).
Sifat bunga yang dihasilkan pada
tanaman jarak pagar monoecious atau
andromonoecious ditentukan salah satunya
oleh enzim sehingga perbedaannya dapat
dianalisis dengan isozim. Isozim adalah
kumpulan berbagai molekul enzim yang
memiliki fungsi sama dan hampir tidak
dipengaruhi oleh lingkungan. Molekul0
molekul isozim pada elektrogram akan
tampak dalam bentuk pita0pita. Secara
genetik telah diketahui bahwa satu gen
berhubungan dengan satu rantai polipeptida.
Ini berarti satu molekul isozim atau protein
dapat dikendalikan oleh satu atau beberapa
gen (Syukriani & Kusumawati 2008).
Esterase
(EST),
oksaloasetat
glutamat transaminase
(GOT),
dan
peroksidase (PER) merupakan beberapa
isozim yang digunakan sebagai marker isozim
untuk sidik jari genotipe tertentu seperti
kelamin bunga (Culley
1999 ; Syukriani
& Kusumawati 2008).
Untuk mempelajari sifat hermaprodit
pada tanaman jarak pagar, perlu dilakukan
penelitian mengenai ciri biokimia yang
membedakan antara tanaman monoecious
dengan andromonoecious, seperti analisis
isozim. Uji viabilitas polen juga diperlukan
untuk mengetahui kemampuan polen bunga
jantan dalam proses penyerbukan. Viabilitas
polen merupakan kemampuan berkecambah
polen yang menunjukkan bahwa peluang
polen menyerbuki sel telur tinggi, serta
menghasilkan buah bermutu baik dan benih
berviabilitas tinggi (Widiastuti & Palupi
2008).
()( "
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengetahui viabilitas polen bunga jantan, dan
mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang
membedakan tanaman andromonoecious dan
monoecious pada tanaman jarak pagar (
).
&#( * " %!+ #
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan
Februari 2011 – Juni 2011 di lahan pertanian
Cibeureum, Laboratorium Mikroteknik dan
Laboratorium Terpadu Departemen Biologi,
FMIPA,
serta
Laboratorium
Biologi
Tumbuhan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) –
Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan
Masyarakat (LPPM) Institut Pertanian Bogor.
, "* "
#
Bahan yang digunakan adalah daun dan
bunga
pada
tanaman
jarak
pagar
monoecieous dan andromonoecious larutan
buffer Tris, serta pewarna esterase (EST),
malat
dehidrogenase
(MDH),
asam
phospatase (ACP), peroksidase (PER), dan
pewarna I2KI 0,2 %.
Peralatan yang digunakan adalah kaca
preparat, cawan petri, gelas piala, pisau,
pinset, pipet, elektroforesis model horizontal,
, penangas air,
ruang pendingin, alat pemotong gel, nampan
tempat pewarnaan, penggaris millimeter,
penggaris mikrometer, mikroskop majemuk,
dan mikroskop stereo Zeiss Que BI0IPB.
1
# $ % & "'
Pada umumnya jarak pagar (
) merupakan tanaman berumah satu
(monoeciou ) dengan bunga jantan dan betina
pada satu tanaman yang sama, tetapi pada
bunga yang berbeda (Hartati 2009). Saat ini
diketahui terdapat tanaman jarak pagar yang
menghasilkan bunga hermaprodit, namun
jumlahnya sangat terbatas. Tanaman jarak
pagar
hermaprodit,
termasuk
tipe
andromonoecious
(hanya
menghasilkan
bunga hermaprodit dan bunga jantan, tanpa
bunga betina). Pada satu karangan bunga,
jumlah bunga jantan lebih banyak
dibandingkan bunga hermaprodit, dan ukuran
bunga hermaprodit lebih besar dari bunga
jantan (Delita
2008). Tanaman jarak
pagar
hermaprodit
lebih
berpeluang
berkembang
menjadi
tanaman
yang
menyerbuk sendiri karena putik dan benang
sari terletak pada satu bunga. Tanaman yang
menyerbuk
sendiri
umumnya
akan
menghasilkan generasi berikutnya yang lebih
homogen, sedangkan tanaman menyerbuk
silang umumnya lebih heterogen. Oleh
karena itu, benih yang berasal dari satu
tanaman hermaprodit yang sama diduga akan
mewarisi sifat hermaprodit dari induknya.
Pada jarak pagar monoecious dalam satu
karangan bunga terdapat 105 bunga betina
yang dikelilingi oleh 25093 bunga jantan.
Bunga jantan mekar terlebih dahulu
sedangkan bunga betina mekar 2 sampai 6
hari setelah bunga jantan mekar (Raju &
Ezradanam 2002). Rendahnya jumlah bunga
betina merupakan salah satu faktor penyebab
rendahnya produksi buah yang dihasilkan
(Hartati 2009).
Sifat bunga yang dihasilkan pada
tanaman jarak pagar monoecious atau
andromonoecious ditentukan salah satunya
oleh enzim sehingga perbedaannya dapat
dianalisis dengan isozim. Isozim adalah
kumpulan berbagai molekul enzim yang
memiliki fungsi sama dan hampir tidak
dipengaruhi oleh lingkungan. Molekul0
molekul isozim pada elektrogram akan
tampak dalam bentuk pita0pita. Secara
genetik telah diketahui bahwa satu gen
berhubungan dengan satu rantai polipeptida.
Ini berarti satu molekul isozim atau protein
dapat dikendalikan oleh satu atau beberapa
gen (Syukriani & Kusumawati 2008).
Esterase
(EST),
oksaloasetat
glutamat transaminase
(GOT),
dan
peroksidase (PER) merupakan beberapa
isozim yang digunakan sebagai marker isozim
untuk sidik jari genotipe tertentu seperti
kelamin bunga (Culley
1999 ; Syukriani
& Kusumawati 2008).
Untuk mempelajari sifat hermaprodit
pada tanaman jarak pagar, perlu dilakukan
penelitian mengenai ciri biokimia yang
membedakan antara tanaman monoecious
dengan andromonoecious, seperti analisis
isozim. Uji viabilitas polen juga diperlukan
untuk mengetahui kemampuan polen bunga
jantan dalam proses penyerbukan. Viabilitas
polen merupakan kemampuan berkecambah
polen yang menunjukkan bahwa peluang
polen menyerbuki sel telur tinggi, serta
menghasilkan buah bermutu baik dan benih
berviabilitas tinggi (Widiastuti & Palupi
2008).
()( "
Penelitian
ini
bertujuan
untuk
mengetahui viabilitas polen bunga jantan, dan
mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang
membedakan tanaman andromonoecious dan
monoecious pada tanaman jarak pagar (
).
&#( * " %!+ #
Penelitian ini dilaksanakan pada bulan
Februari 2011 – Juni 2011 di lahan pertanian
Cibeureum, Laboratorium Mikroteknik dan
Laboratorium Terpadu Departemen Biologi,
FMIPA,
serta
Laboratorium
Biologi
Tumbuhan, Pusat Penelitian Sumberdaya
Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) –
Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan
Masyarakat (LPPM) Institut Pertanian Bogor.
, "* "
#
Bahan yang digunakan adalah daun dan
bunga
pada
tanaman
jarak
pagar
monoecieous dan andromonoecious larutan
buffer Tris, serta pewarna esterase (EST),
malat
dehidrogenase
(MDH),
asam
phospatase (ACP), peroksidase (PER), dan
pewarna I2KI 0,2 %.
Peralatan yang digunakan adalah kaca
preparat, cawan petri, gelas piala, pisau,
pinset, pipet, elektroforesis model horizontal,
, penangas air,
ruang pendingin, alat pemotong gel, nampan
tempat pewarnaan, penggaris millimeter,
penggaris mikrometer, mikroskop majemuk,
dan mikroskop stereo Zeiss Que BI0IPB.
2
%#-*%
!+%
Sampel polen untuk uji viabilitas polen
bunga jantan diambil dari 17 bunga jantan
dari 3 tanaman jarak pagar andromonoecious
(H1, H5, H6) dan 17 bunga jantan dari 2
tanaman
jarak
pagar
monoecious.
Pengambilan bunga jantan dilakukan pada
pukul 09.00010.00 WIB. Sampel yang
digunakan untuk analisis isozim adalah daun
saat periode berbunga (PB), bunga jantan,
dan bunga betina pada tanaman jarak pagar
induk monoecious dan daun saat periode
berbunga (PB), bunga jantan, dan bunga
hermaprodit dari 3 tanaman induk jarak pagar
andromonoecious yaitu H1, H5, dan H6, serta
daun sebelum periode berbunga (SPB) dari 4
tanaman jarak pagar hasil kecambah induk
jarak pagar monoecious, H1, H5, dan H6.
Letak sampel yang dianalisis dari tanaman
jarak pagar terletak pada Lampiran 1.
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
* " ()/
1/ 0/ /# 2 +- %"
Bunga jantan, bunga betina, dan bunga
hermaprodit segar difoto dengan mikroskop
stereo untuk diamati morfologinya. Pada uji
viabilitas polen, polen dari bunga jantan
ditetesi dengan pewarna I2KI 0,2% selama
beberapa menit dan diamati di bawah
mikroskop
dengan
perbesaran
100X
(Johansen 1940). Pada setiap sampel
dilakukan 305 ulangan dengan jumlah
minimum 50 butir polen untuk masing0
masing ulangan. Butir polen yang terwarnai
hitam adalah polen yang dianggap viabel dan
dinyatakan dalam hitungan persen.
" /2/2 /2-3/!
Metode analisis isozim yang digunakan
merupakan modifikasi dari teknik Wendel dan
Weeden (1989). Tahapan kegiatan analisis
enzim terdiri atas penyimpanan bahan,
pembuatan bufer, pembuatan gel pati, ekstraksi
enzim, elektroforesis, pewarnaan, pencucian,
serta dokumentasi.
%!0( # " (.%$
Bufer gel dibuat dari L0Histidin monohidrat
1,048 g yang dilarutkan dengan aquades sampai
volume 1 liter dan diatur hingga pH 6,0 dengan
menambahkan Tris 0,2 g. Bufer elektroda dibuat
dengan melarutkan 10,5507 g asam sitrat
monohidrat dan 18,1650 g Tris hidroksimetil
aminometan ke dalam aquades hingga volume
1liter dengan pH 6,0.
Bufer ekstrak sebanyak 40 ml dibuat dengan
melarutkan L0asam askorbat 0,07045 g, L0sistein
0,1939 g, Triton0X0100 0,12 ml, PVP040 0,02 g,
dan 0,54 g Na2HPO4.2H2O pH diatur sampai 7.
Bufer ekstrak berfungsi untuk membantu
menghancurkan sel tanpa menimbulkan panas
pada ekstrak dan perubahan warna terhadap daun
yang di ekstrak.
%!0( # " %
#/
Gel dibuat dari pati kentang dengan kadar
13%. Pati kentang dan bufer gel dimasukkan ke
dalam labu didih, lalu dikocok merata, dan
dimasak dalam penangas air pada suhu 100°C,
sambil diputar agar larutan pati masak merata.
Gelembung udara yang ada dalam larutan
dibuang dengan menggunakan pompa vakum.
Larutan selanjutnya dituangkan ke cetakan gel
yang sudah dilapisi parafin. Gel kemudian
didinginkan, ditutup plastik film, dan dibiarkan
selama satu malam.
&2#$ &2/ "3/!
Sampel tanaman sebanyak 2 g, bufer ekstrak
0,5 ml, dan pasir kuarsa digiling dengan mortar
yang dialasi nampan berisi es. Untuk
pemindahan sampel ke dalam cetakan gel dila0
kukan dengan cara menyerap ekstrak sampel
dengan kertas saring, kemudian dimasukkan ke
dalam gel. Pada salah satu lubang yang paling
pinggir disisipkan kertas saring yang telah diberi
cairan
sebagai indikator
mobilitas elektroforesis.
%&$-.-$%2/2
Gel yang telah siap kemudian dibuat
lubang/sumur sebagai tempat sampel. Kertas
saring yang mengandung sampel disisipkan ke
dalam sumur. Cetakan gel lalu dimasukkan ke
dalam sistem reservoar elektroforesis yang
berisi
bufer
elektroda.
Elektroforesis
dilakukan dalam ruang pendingin. Waktu yang
dibutuhkan untuk elektroforesis adalah 30
menit dengan tegangan awal 100 volt, dan di
elektroforesis tetap pada 200 volt selama 304
jam.
%4 $" "
Setelah elektroforesis selesai kemudian
gel diangkat. Bagian ujung gel dipotong
sebagai penanda agar urutan sampel tidak
terbalik. Gel dibelah horizontal dengan
ketebalan 1,503 mm lalu dipindahkan ke
nampan. Gel lalu direndam dalam tiap larutan
pewarna untuk isozim PER, ACP, MDH, dan
EST dengan komposisi yang berbeda
(Lampiran 2) dan ditutup.
3
%"5(5/ " * " *-&(!%"# 2/
Setelah pewarnaan selesai, gel dicuci
dengan air mengalir sampai bersih. Gel
dipindahkan ke plastik transparan, diletakkan
diatas lampu pengamatan, kemudian pola pita
yang tampak digambar pada plastik
transparan, dan difoto.
"#%$+$%# 2/ +- +/# /2-3/!
Pita0pita yang tampak pada plastik
transparan diukur jarak pergerakan pita dari titik
awal. Selanjutnya dihitung nilai Rf (
) untuk membuat pola
pita pada tiap isozim. Nilai Rf dihitung dengan
rumus:
Rf = Jarak pergerakan pita dari tempat awal
Jarak pergerakan warna pelacak dari awal
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
menghasilkan bunga majemuk
tak terbatas (
) yang
terbentuk di terminal cabang. Bunga
majemuk menghasilkan bunga betina atau
bunga hermaprodit yang dikelilingi oleh
sekelompok bunga jantan. Tanaman jarak
pagar menghasilkan bunga jantan dengan
jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan
dengan bunga betina (tanaman monoecious)
ataupun bunga hermaprodit (tanaman
andromonoecious). Bunga jantan, bunga
betina, dan bunga hermaprodit masing0
masing memiliki lima sepal dan lima petal
dengan rambut0rambut halus dan berwarna
hijau (Gambar 1). Jumlah benang sari pada
bunga jantan dan bunga hermaprodit adalah
10 buah. Benang sari pada bunga jantan
tersusun dalam dua lingkaran yaitu lingkaran
luar dan lingkaran dalam dengan masing0
masing lingkaran terdapat lima buah benang
sari dan berdekatan satu sama lain (Gambar
1A dan 1B). Letak kepala sari dan kepala
putik pada bunga hermaprodit saling
berdekatan,
bahkan
terkadang
saling
menempel (Gambar 1E dan 1F). Kepala putik
pada bunga betina (Gambar 1C dan 1D)
maupun bunga hermaprodit (Gambar 1E dan
1F) memiliki tiga lobus dan dikelilingi oleh
lima kelenjar nektar.
Bunga betina berukuran relatif lebih
besar dari bunga jantan. Bunga hermaprodit
memiliki struktur mirip bunga betina namun
ukurannya lebih besar dari bunga betina dan
memiliki 10 stamen yang yang tersusun
melingkar (Gambar 1). Waktu mekar bunga
hermaprodit dalam 1 infloresen bervariasi.
Pada
andromonocious umumnya
bunga jantan mekar lebih dahulu dari bunga
hermaprodit. Hal yang serupa juga terlihat
pada
monoecious.
St
E
F
St
S
O
O
S
P
gl
Se
Gambar 1 Morfologi bunga
. (A) dan
(B) bunga jantan, (C) dan (D)
bunga betina, (E) dan (F) bunga
hermaprodit; (s) stamen, (p) petal,
(se) sepal, (o) ovul, (gl) kelenjar
nektar, (st) stigma.
%"#(&6 (&($ "6 * " 1/ 0/ /# 2 +- %"
merupakan anggota famili
Euphorbiaceae yang mempunyai bentuk
polen yang bulat dengan ukuran yang
bervariasi. Polen
memiliki diameter
berkisar 5010 3m dengan rataan diameter
sebesar 7,63 3m.
Uji pewarnaan I2KI
mewarnai pati yang terdapat pada polen.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing butir polen berbeda bergantung
jumlah pati yang dikandungnya. Dari hasil
pengamatan terdapat empat perbedaan
intensitas warna yaitu hitam, abu0abu, coklat,
dan tidak berwarna/putih. Butir polen yang
hitam dan bulat utuh merupakan butir polen
yang viabel, sedangkan yang berwana abu0
abu, coklat, dan tidak berwarna/putih dengan
bentuk polen bulat utuh maupun tidak adalah
butir polen yang tidak viabel (Gambar 2).
b
a
Gambar 2 Bentuk, warna, dan variasi ukuran
polen
perbesaran 400X.
(a) polen viabel, (b) polen aviabel.
3
%"5(5/ " * " *-&(!%"# 2/
Setelah pewarnaan selesai, gel dicuci
dengan air mengalir sampai bersih. Gel
dipindahkan ke plastik transparan, diletakkan
diatas lampu pengamatan, kemudian pola pita
yang tampak digambar pada plastik
transparan, dan difoto.
"#%$+$%# 2/ +- +/# /2-3/!
Pita0pita yang tampak pada plastik
transparan diukur jarak pergerakan pita dari titik
awal. Selanjutnya dihitung nilai Rf (
) untuk membuat pola
pita pada tiap isozim. Nilai Rf dihitung dengan
rumus:
Rf = Jarak pergerakan pita dari tempat awal
Jarak pergerakan warna pelacak dari awal
$ &#%$ !-$.- -'/ 0("'
menghasilkan bunga majemuk
tak terbatas (
) yang
terbentuk di terminal cabang. Bunga
majemuk menghasilkan bunga betina atau
bunga hermaprodit yang dikelilingi oleh
sekelompok bunga jantan. Tanaman jarak
pagar menghasilkan bunga jantan dengan
jumlah yang lebih banyak bila dibandingkan
dengan bunga betina (tanaman monoecious)
ataupun bunga hermaprodit (tanaman
andromonoecious). Bunga jantan, bunga
betina, dan bunga hermaprodit masing0
masing memiliki lima sepal dan lima petal
dengan rambut0rambut halus dan berwarna
hijau (Gambar 1). Jumlah benang sari pada
bunga jantan dan bunga hermaprodit adalah
10 buah. Benang sari pada bunga jantan
tersusun dalam dua lingkaran yaitu lingkaran
luar dan lingkaran dalam dengan masing0
masing lingkaran terdapat lima buah benang
sari dan berdekatan satu sama lain (Gambar
1A dan 1B). Letak kepala sari dan kepala
putik pada bunga hermaprodit saling
berdekatan,
bahkan
terkadang
saling
menempel (Gambar 1E dan 1F). Kepala putik
pada bunga betina (Gambar 1C dan 1D)
maupun bunga hermaprodit (Gambar 1E dan
1F) memiliki tiga lobus dan dikelilingi oleh
lima kelenjar nektar.
Bunga betina berukuran relatif lebih
besar dari bunga jantan. Bunga hermaprodit
memiliki struktur mirip bunga betina namun
ukurannya lebih besar dari bunga betina dan
memiliki 10 stamen yang yang tersusun
melingkar (Gambar 1). Waktu mekar bunga
hermaprodit dalam 1 infloresen bervariasi.
Pada
andromonocious umumnya
bunga jantan mekar lebih dahulu dari bunga
hermaprodit. Hal yang serupa juga terlihat
pada
monoecious.
St
E
F
St
S
O
O
S
P
gl
Se
Gambar 1 Morfologi bunga
. (A) dan
(B) bunga jantan, (C) dan (D)
bunga betina, (E) dan (F) bunga
hermaprodit; (s) stamen, (p) petal,
(se) sepal, (o) ovul, (gl) kelenjar
nektar, (st) stigma.
%"#(&6 (&($ "6 * " 1/ 0/ /# 2 +- %"
merupakan anggota famili
Euphorbiaceae yang mempunyai bentuk
polen yang bulat dengan ukuran yang
bervariasi. Polen
memiliki diameter
berkisar 5010 3m dengan rataan diameter
sebesar 7,63 3m.
Uji pewarnaan I2KI
mewarnai pati yang terdapat pada polen.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing butir polen berbeda bergantung
jumlah pati yang dikandungnya. Dari hasil
pengamatan terdapat empat perbedaan
intensitas warna yaitu hitam, abu0abu, coklat,
dan tidak berwarna/putih. Butir polen yang
hitam dan bulat utuh merupakan butir polen
yang viabel, sedangkan yang berwana abu0
abu, coklat, dan tidak berwarna/putih dengan
bentuk polen bulat utuh maupun tidak adalah
butir polen yang tidak viabel (Gambar 2).
b
a
Gambar 2 Bentuk, warna, dan variasi ukuran
polen
perbesaran 400X.
(a) polen viabel, (b) polen aviabel.
4
Pada Tabel 1 dapat terlihat bahwa
viabilitas polen bunga jantan
monoecious tertinggi saat bunga dalam
keadaan kuncup (94,13%) dan semakin
menurun saat bunga sudah mekar dan layu.
Penurunan viabilitas polen bunga jantan
mekar juga terjadi pada bunga jantan
andromonoecious. Polen dalam
jumlah banyak dapat ditemukan pada kondisi
bunga jantan kuncup dan mekar pada hari ke0
22 sejak inisiasi bunga. Perbedaannya, saat
kuncup polen belum keluar dari tabung polen,
sedangkan pada bunga jantan yang mekar
pada hari ke022 polen sudah keluar dari
tabung polen dan siap menyerbuki stigma
(Gambar 3B dan 3G). Selain jumlah polen
yang melimpah, jumlah polen yang viabel
pada kondisi tersebut juga memiliki viabilitas
yang tinggi yaitu >90% baik pada
monoecious maupun andromonoecious.
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
Gambar 3 Karakter bunga/warna kepala sari bunga jantan
andromonoecious (A0E) dan
monoecious (F0J) dengan perbesaran 10X. (A) dan (F) hari ke021, (B) dan (G) hari ke022, (C) dan
(H) hari ke023, (D) dan (I) hari ke024, (E) dan (J) hari ke025.
Tabel 1 Viabilitas polen bunga jantan pada tanaman andromonoecious dan monoecieous
Karakter bunga / warna
Umur bunga
Viabilitas polen bunga jantan (%)
kepala sari
(hari ke0)
Andromonoecious
Monoecious
Kuncup
20021
95,74 ± 2,03
94,13 ± 2,45
kuning cerah
22
91,16 ± 1,56
91,85 ± 2,08
Kuning0putih
23
89,54 ± 1,07
83,01 ± 1,37
Putih0coklat
24
84,51 ± 2,09
60,26 ± 5,19
Coklat0hitam
25
76,82 ± 3,71
50,10 ± 5,33
Data menunjukkan nilai rataan ± standar deviasi (SD) ; umur bunga terhitung sejak inisiasi bunga.
" /2/2 2-3/!
Pada zimogram dapat terlihat bahwa
isozim PER, EST, ACP, dan MDH masing0
masing menunjukkan adanya perbedaan
jumlah pita. Pada isozim ACP jumlah pita
yang dihasilkan sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita. Tidak
munculnya pita juga ditemukan pada isozim
EST, namun jumlah sampel yang tidak
menghasilkan pita lebih sedikit yaitu hanya
pada sumur 12 yang berisi ekstrak daun jarak
pagar monoecious saat periode berbunga
(PB) (Gambar 4).
Dari empat isozim yaitu PER, EST,
ACP, dan MDH, perbedaan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious dapat
terlihat dengan menggunakan isozim EST.
Perbedaan ini terlihat pada sumur 13016.
Sumur 13015 adalah sumur yang berisi
ekstrak daun jarak pagar andromonoecious
H1, H5, dan H6 sebelum periode berbunga
(SPB) yang masing0masing menghasilkan 2
pita, sedangkan sumur 16 adalah sumur yang
berisi ekstrak daun jarak pagar monoecious
sebelum periode berbunga (SPB) yang
menghasilkan 1 pita. Sampel lain yang diuji
dengan isozim PER, EST, ACP, dan MDH
menunjukkan adanya variasi pola pita. Semua
pita pada zimogram PER, EST, MDH, dan
ACP terlihat ada yang tebal dan tipis
(Gambar 4).
55
Keterangan nomor sampel:
1: bunga hermaprodit H1
2: bunga hermaprodit H5
3: bunga hermaprodit H6
4: bunga betina mono
5: bunga jantan H1
6: bunga jantan H5
7: bunga jantan H6
8: bunga jantan mono
9:
10:
11:
12:
13:
14:
15:
16:
daun PB H1
daun PB H5
daun PB H6
daun PB mono
daun SPB H1
daun SPB H5
daun SPB H6
daun SPB mono
Gambar 4 Zimogram pola pita empat isozim dari 16 sampel (a) PER, (b) EST, (c) ACP, (d) MDH
Jarak pagar merupakan anggota famili
Euphorbiaceae dengan jumlah bunga jantan
yang lebih banyak daripada bunga betina
(monoecious) dan bunga hermaprodit
(andromonoecious). Hal ini didukung oleh
penelitian sebelumnya yaitu perbandingan
bunga jantan dan bunga hermaprodit pada
andromonoecious adalah 14,4:1
(Asbani & Winarno 2009), sedangkan
perbandingan bunga jantan dan bunga betina
pada
monoecious sebesar 29:1
(Raju & Ezradanam 2002) dan 20:1 (Dhillon
2006). Perbedaan rasio yang dihasilkan
antara bunga jantan dengan bunga betina ini
dapat dipengaruhi oleh iklim serta kondisi
unsur hara pada populasi yang diamati
(Chang0Wei
2007).
Berdasarkan pengamatan di lapang,
bunga jantan umumnya mekar lebih dahulu
dari
bunga
betina
ataupun
bunga
hermaprodit. Hai ini sesuai dengan hasil
penelitian Raju dan Ezradanam (2002) yaitu
pada
monoecious, bunga betina
mekar 206 hari setelah bunga jantan mekar
yaitu pukul 05.50 dan 06.30, sedangkan
Dhillon
(2006) melaporkan bahwa
bunga jantan mekar pukul 07.30 dan 08.30.
Perbedaan waktu mekar tersebut dapat
dipengaruhi oleh intensitas cahaya matahari.
Apabila sinar matahari kurang karena kondisi
cuaca yang mendung, maka bunga akan
mekar lebih lambat (Asbani & Winarno
2009).
Polen
monoecious dan
andromonoecious memiliki bentuk bulat. Hal
yang sama dilaporkan oleh Erdtman (1972)
bahwa
polen
anggota
Euphorbiaceae
berbentuk bulat dan merupakan golongan
atau tidak memiliki lubang pori,
serta pada permukaannya terdapat tonjolon0
tonjolan. Pada uji pewarnaan, I2KI mewarnai
pati yang terdapat di dalam polen. Pati pada
setiap butir polen tersebut akan digunakan
sebagai sumber energi untuk berkecambah.
Intensitas warna yang dihasilkan masing0
masing polen berbeda bergantung jumlah pati
yang dikandungnya, sehingga diasumsikan
semakin tinggi kandungan pati dalam polen,
semakin tinggi viabilitas polen tersebut
(Pardales 1980).
Pada Tabel 1 terlihat bahwa viabilitas
polen bunga jantan
baik
monoecious maupun andromonoecious tinggi
6
saat bunga dalam keadaan kuncup dan mekar
(H022) yaitu >90%. Hasil penelitian ini sama
dengan penelitian yang dilakukan oleh
Dhillon
(2006) yang mengamati
viabilitas polen
monoecious yaitu
sebesar 98% pada bunga umur hari ke022.
Perbedaan viabilitas polen tersebut dapat
disebabkan oleh waktu pengambilan sampel
yang berbeda. Setelah bunga mekar sempurna
(hari ke022), viabilitas polen semakin
menurun hingga bunga jantan layu (hari ke0
25).
Viabilitas
polen
yang
menurun
menunjukkan bahwa jumlah polen yang
viabel juga menurun. Hal ini dapat
disebabkan oleh umur bunga yang semakin
tua dan adanya degenerasi kandungan pati
pada polen. Perbedaan viabilitas polen bunga
jantan yang cukup tinggi terlihat pada umur
bunga hari ke024 dan hari ke025. Pada waktu
tersebut viabilitas polen bunga jantan
andromonoecious lebih tinggi. Hal ini
dapat dikarenakan bunga jantan
monoecious polennya sangat berperan untuk
menyerbuki bunga betina, sedangkan pada
andromonoecious polen dapat
diperoleh dari bunga hermaprodit. Selain itu,
degenerasi kandungan pati yang terjadi pada
polen kemungkinan dapat disebabkan oleh
adanya kegiatan respirasi seluler dalam
polen.
Uji viabilitas polen bunga jantan yang
dilakukan (Tabel 1) pada penelitian ini dapat
menambah informasi mengenai keadaan yang
tepat untuk melakukan penyerbukan dengan
menggunakan polen dari bunga jantan yaitu
hari ke021 dan hari ke022 sejak inisiasi bunga
jantan. Bunga jantan pada hari ke021 dan hari
ke022 merupakan hari ketika bunga jantan
dalam keadaan memiliki kandungan pati dan
jumlah polen viabel yang tinggi sehingga
mempunyai peluang berkecambah yang
besar. Hal itu diperkuat dengan adanya
percobaan perkecambahan polen yaitu polen
yang diambil pada periode reseptif (bunga
mekar sempurna) memiliki kemampuan
berkecambah yang lebih besar daripada polen
yang diambil di luar periode reseptif (Utomo
2008).
Pada Gambar 4 terlihat bahwa dari empat
isozim yang diuji yaitu isozim PER, EST,
ACP, dan MDH hanya isozim EST yang
menunjukkan perbedaan jelas antara tanaman
monoecious dan andromonoecious
yaitu pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita
untuk tanaman andromonoecious dan satu
pita untuk tanaman monoecious, sedangkan
isozim PER, ACP, dan MDH pola pita yang
dihasilkan bervariasi. Variasi pola pita juga
ditunjukkan oleh isozim PER, EST, ACP, dan
MDH pada sampel lainnya. Variasi pola pita
pada tiap isozim ini dapat disebabkan oleh
adanya perbedaan umur tanaman, kualitas
contoh, jenis bufer ekstrak, dan bufer
elektroda yang digunakan yang erat kaitannya
dengan denaturasi enzim yang dianalisis
(Wendel & Weeden 1989). Isozim ACP pada
sampel tanaman jarak pagar yang diuji
sifatnya kurang aktif. Hal tersebut
diakibatkan pada isozim ACP pita yang
dihasilkannya sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita (Gambar
4). Tidak munculnya pita juga ditemukan
pada isozim EST, namun jumlah sampel yang
tidak menghasilkan pita jumlahnya lebih
sedikit. Menurut Wendel dan Weeden (1989)
tidak adanya aktivitas enzim (tidak muncul pita)
dapat dipengaruhi oleh bufer ekstrak yang
digunakan. Selain itu, pola pita sendiri dianggap
sebagai susunan genetik dari dari suatu jaringan
atau individu karena enzim adalah produk
langsung dari gen sehingga tidak setiap enzim
cocok untuk suatu tanaman atau jaringan.
Sifat morfologi yang membedakan antara
monoecious dan andromonoecious
seperti bunga dan buah memerlukan waktu
cukup lama sampai bisa diamati serta sulit
digunakan untuk pemeriksaan pada tingkat benih
atau bibit. Pada Gambar 4 dapat terlihat bahwa
isozim EST dapat digunakan sebagai penanda
monoecious dan andromonoecious
ketika tanaman masih dalam keadaan bibit
dengan menggunakan sampel daun.
Isozim EST, PER, dan ACP juga digunakan
oleh Syukriani dan Kusumawati (2008) sebagai
sidik jari genotipe tanaman gambir. Pita0pita
yang terlihat pada zimogram terdapat
beberapa yang tebal. Pita yang tebal ini
diduga terjadi karena pemisahan yang kurang
sempurna dari hasil elektroforesis dengan
larutan penyangga, atau terbentuknya
beberapa pita yang letaknya berdekatan
sehingga terlihat seperti satu buah pita yang
tebal.
mempunyai bentuk polen yang
bulat dengan ukuran yang bervariasi. Polen
memiliki diameter berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,63 3m.
Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan
monoecious dan andromonoecious
tinggi saat keadaan kuncup dan mekar (hari
ke022) kemudian semakin menurun hingga
6
saat bunga dalam keadaan kuncup dan mekar
(H022) yaitu >90%. Hasil penelitian ini sama
dengan penelitian yang dilakukan oleh
Dhillon
(2006) yang mengamati
viabilitas polen
monoecious yaitu
sebesar 98% pada bunga umur hari ke022.
Perbedaan viabilitas polen tersebut dapat
disebabkan oleh waktu pengambilan sampel
yang berbeda. Setelah bunga mekar sempurna
(hari ke022), viabilitas polen semakin
menurun hingga bunga jantan layu (hari ke0
25).
Viabilitas
polen
yang
menurun
menunjukkan bahwa jumlah polen yang
viabel juga menurun. Hal ini dapat
disebabkan oleh umur bunga yang semakin
tua dan adanya degenerasi kandungan pati
pada polen. Perbedaan viabilitas polen bunga
jantan yang cukup tinggi terlihat pada umur
bunga hari ke024 dan hari ke025. Pada waktu
tersebut viabilitas polen bunga jantan
andromonoecious lebih tinggi. Hal ini
dapat dikarenakan bunga jantan
monoecious polennya sangat berperan untuk
menyerbuki bunga betina, sedangkan pada
andromonoecious polen dapat
diperoleh dari bunga hermaprodit. Selain itu,
degenerasi kandungan pati yang terjadi pada
polen kemungkinan dapat disebabkan oleh
adanya kegiatan respirasi seluler dalam
polen.
Uji viabilitas polen bunga jantan yang
dilakukan (Tabel 1) pada penelitian ini dapat
menambah informasi mengenai keadaan yang
tepat untuk melakukan penyerbukan dengan
menggunakan polen dari bunga jantan yaitu
hari ke021 dan hari ke022 sejak inisiasi bunga
jantan. Bunga jantan pada hari ke021 dan hari
ke022 merupakan hari ketika bunga jantan
dalam keadaan memiliki kandungan pati dan
jumlah polen viabel yang tinggi sehingga
mempunyai peluang berkecambah yang
besar. Hal itu diperkuat dengan adanya
percobaan perkecambahan polen yaitu polen
yang diambil pada periode reseptif (bunga
mekar sempurna) memiliki kemampuan
berkecambah yang lebih besar daripada polen
yang diambil di luar periode reseptif (Utomo
2008).
Pada Gambar 4 terlihat bahwa dari empat
isozim yang diuji yaitu isozim PER, EST,
ACP, dan MDH hanya isozim EST yang
menunjukkan perbedaan jelas antara tanaman
monoecious dan andromonoecious
yaitu pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita
untuk tanaman andromonoecious dan satu
pita untuk tanaman monoecious, sedangkan
isozim PER, ACP, dan MDH pola pita yang
dihasilkan bervariasi. Variasi pola pita juga
ditunjukkan oleh isozim PER, EST, ACP, dan
MDH pada sampel lainnya. Variasi pola pita
pada tiap isozim ini dapat disebabkan oleh
adanya perbedaan umur tanaman, kualitas
contoh, jenis bufer ekstrak, dan bufer
elektroda yang digunakan yang erat kaitannya
dengan denaturasi enzim yang dianalisis
(Wendel & Weeden 1989). Isozim ACP pada
sampel tanaman jarak pagar yang diuji
sifatnya kurang aktif. Hal tersebut
diakibatkan pada isozim ACP pita yang
dihasilkannya sedikit dan pada beberapa
sampel tidak menghasilkan pita0pita (Gambar
4). Tidak munculnya pita juga ditemukan
pada isozim EST, namun jumlah sampel yang
tidak menghasilkan pita jumlahnya lebih
sedikit. Menurut Wendel dan Weeden (1989)
tidak adanya aktivitas enzim (tidak muncul pita)
dapat dipengaruhi oleh bufer ekstrak yang
digunakan. Selain itu, pola pita sendiri dianggap
sebagai susunan genetik dari dari suatu jaringan
atau individu karena enzim adalah produk
langsung dari gen sehingga tidak setiap enzim
cocok untuk suatu tanaman atau jaringan.
Sifat morfologi yang membedakan antara
monoecious dan andromonoecious
seperti bunga dan buah memerlukan waktu
cukup lama sampai bisa diamati serta sulit
digunakan untuk pemeriksaan pada tingkat benih
atau bibit. Pada Gambar 4 dapat terlihat bahwa
isozim EST dapat digunakan sebagai penanda
monoecious dan andromonoecious
ketika tanaman masih dalam keadaan bibit
dengan menggunakan sampel daun.
Isozim EST, PER, dan ACP juga digunakan
oleh Syukriani dan Kusumawati (2008) sebagai
sidik jari genotipe tanaman gambir. Pita0pita
yang terlihat pada zimogram terdapat
beberapa yang tebal. Pita yang tebal ini
diduga terjadi karena pemisahan yang kurang
sempurna dari hasil elektroforesis dengan
larutan penyangga, atau terbentuknya
beberapa pita yang letaknya berdekatan
sehingga terlihat seperti satu buah pita yang
tebal.
mempunyai bentuk polen yang
bulat dengan ukuran yang bervariasi. Polen
memiliki diameter berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,63 3m.
Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan
monoecious dan andromonoecious
tinggi saat keadaan kuncup dan mekar (hari
ke022) kemudian semakin menurun hingga
7
bunga jantan layu (hari ke025). Perbedaan
jarak pagar monoecious dan andromonocious
dapat terlihat dengan menggunakan isozim
EST pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB).
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
untuk memastikan jumlah pita pada pita yang
tebal dan mencoba penggunaan isozim yang
lebih bervariasi serta penggunaan komposisi
bufer yang lebih sesuai untuk tanaman jarak
pagar.
Asbani N, Winarno D. 2009. Bioekologi
Penyerbukan dan Pembuahan pada Jarak
Pagar Andromonoecious.
31
(1): 12018.
Chang0Wei L, Kun L, You C, Yong0Yu S.
2007. Floral Display and Breeding
system of
L.
! 9: 1140119.
Culley TM, Weller SG, Sakai SK, Rankin
AW. 1999. Inbreeding Depression and
Selfing Rates in A Self0Compatible,
Hermaphroditic
Species,
(Caryophllaceae).
"
86 (7): 9800
987.
Delita K, Mareza E, Kalsum U. 2008.
Korelasi
Aktivitas
Enzim
Nitrat
Reduktase dan Pertumbuhan Beberapa
Genotipe
Tanaman
Jarak
Pagar
(
Linn.)
yang
Diperlakukan dengan Zat Pengatur
Tumbuh 2,4 D. #
11: 80086.
Dhillon RS, Hooda MS, Handa AK, Ahlawat
KS, Kumar Y, Subhash, Singh N. 2006.
Clonal Propagation and Reproductive
biology of
L. !
8: 18027.
Erdtman G. 1972. $
$
% &
'
(
!
$
!). New
York: Hafner Publishing Company.
Hartati S. 2009. Info Tek Perkebunan Media
Bahan Bakar Nabati dan Perkebunan.
Bogor:
Badan
Penelitian
dan
Pengembangan Pertanian. Vol. 1. No. 1.
2009.
Johansen DA. 1940. $
* .
New York: Mc Graw0Hill Book
Company Inc.
Pardales JR. 1980. Factors Limiting Fruit and
Seed Set in Taro.
%
+
2: 1650171.
Raju S, Ezradanam V. 2002. Pollination
ecology and fruiting behaviour in a
monoecious spesies,
L.
(Euphorbiaceae).
83
(11): 139501398.
Sriprasertsak P, Burikam S, Attathom S,
Piriyasuwarong S. 1988. Determination
of Cultivar and Sex of Papaya Tissues
Derived from Tissue Culture. ,
22: 24029.
Syukriani L, Kusumawati A. 2008. Analisis
Isoenzim sebagai Penanda Biokimia
untuk
Mengkarakterisasi
Tanaman
Gambir ((Hunter Roxb).
2 (1).
Utomo BP. 2008. Fenologi Pembungaan dan
Pembuahan Jarak Pagar (
) [skripsi]. Bogor: Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Wendel JF, Weeden NF. 1989. Visualization
and Interpretation of Plant Isozymes. In
Soltis, D.E. and P.S. Soltis (Eds.).
Isozymes in Plant Biology. Dioscorides
Press, Oregon. p:5045.
Widiastuti A, Palupi ER. 2008. Viabilitas
Serbuk Sari dan Pengaruhnya terhadap
Keberhasilan Pembentukan Buah Kelapa
Sawit
(.
Jacq.)
"
9 (1): 35038.
i
7
bunga jantan layu (hari ke025). Perbedaan
jarak pagar monoecious dan andromonocious
dapat terlihat dengan menggunakan isozim
EST pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB).
Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut
untuk memastikan jumlah pita pada pita yang
tebal dan mencoba penggunaan isozim yang
lebih bervariasi serta penggunaan komposisi
bufer yang lebih sesuai untuk tanaman jarak
pagar.
Asbani N, Winarno D. 2009. Bioekologi
Penyerbukan dan Pembuahan pada Jarak
Pagar Andromonoecious.
31
(1): 12018.
Chang0Wei L, Kun L, You C, Yong0Yu S.
2007. Floral Display and Breeding
system of
L.
! 9: 1140119.
Culley TM, Weller SG, Sakai SK, Rankin
AW. 1999. Inbreeding Depression and
Selfing Rates in A Self0Compatible,
Hermaphroditic
Species,
(Caryophllaceae).
"
86 (7): 9800
987.
Delita K, Mareza E, Kalsum U. 2008.
Korelasi
Aktivitas
Enzim
Nitrat
Reduktase dan Pertumbuhan Beberapa
Genotipe
Tanaman
Jarak
Pagar
(
Linn.)
yang
Diperlakukan dengan Zat Pengatur
Tumbuh 2,4 D. #
11: 80086.
Dhillon RS, Hooda MS, Handa AK, Ahlawat
KS, Kumar Y, Subhash, Singh N. 2006.
Clonal Propagation and Reproductive
biology of
L. !
8: 18027.
Erdtman G. 1972. $
$
% &
'
(
!
$
!). New
York: Hafner Publishing Company.
Hartati S. 2009. Info Tek Perkebunan Media
Bahan Bakar Nabati dan Perkebunan.
Bogor:
Badan
Penelitian
dan
Pengembangan Pertanian. Vol. 1. No. 1.
2009.
Johansen DA. 1940. $
* .
New York: Mc Graw0Hill Book
Company Inc.
Pardales JR. 1980. Factors Limiting Fruit and
Seed Set in Taro.
%
+
2: 1650171.
Raju S, Ezradanam V. 2002. Pollination
ecology and fruiting behaviour in a
monoecious spesies,
L.
(Euphorbiaceae).
83
(11): 139501398.
Sriprasertsak P, Burikam S, Attathom S,
Piriyasuwarong S. 1988. Determination
of Cultivar and Sex of Papaya Tissues
Derived from Tissue Culture. ,
22: 24029.
Syukriani L, Kusumawati A. 2008. Analisis
Isoenzim sebagai Penanda Biokimia
untuk
Mengkarakterisasi
Tanaman
Gambir ((Hunter Roxb).
2 (1).
Utomo BP. 2008. Fenologi Pembungaan dan
Pembuahan Jarak Pagar (
) [skripsi]. Bogor: Fakultas
Pertanian, Institut Pertanian Bogor.
Wendel JF, Weeden NF. 1989. Visualization
and Interpretation of Plant Isozymes. In
Soltis, D.E. and P.S. Soltis (Eds.).
Isozymes in Plant Biology. Dioscorides
Press, Oregon. p:5045.
Widiastuti A, Palupi ER. 2008. Viabilitas
Serbuk Sari dan Pengaruhnya terhadap
Keberhasilan Pembentukan Buah Kelapa
Sawit
(.
Jacq.)
"
9 (1): 35038.
i
ii
MIFTAHUL JANAH. Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri
) Monoecious dan Andromonoecious. Dibimbing oleh TRIADIATI
Jarak Pagar (
dan RITA MEGIA.
) umumnya adalah tanaman monoecious. Saat ini, diketahui
Jarak pagar (
terdapat tanaman jarak pagar yang menghasilkan bunga hermaprodit, namun jumlahnya sangat
terbatas. Tanaman jarak pagar hermaprodit, termasuk tipe andromonoecious dan berpeluang
menjadi tanaman yang menyerbuk sendiri. Informasi mengenai viabilitas polen diperlukan untuk
mengetahui kemampuan polen dalam proses penyerbukan, sedangkan ciri tanaman monoecious
atau andromonoecious ditentukan salah satunya oleh enzim sehingga dapat dianalisis
perbedaannya dengan analisis isozim. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui viabilitas polen
bunga jantan, serta mengidentifikasi isozim sebagai penciri yang membedakan tanaman
andromonoecious dan monoecious pada tanaman jarak pagar. Jarak pagar mempunyai polen
berbentuk bulat dengan ukuran yang bervariasi. Diameter polen jarak pagar berkisar 5010 3m
dengan rataan diameter sebesar 7,6 3m. Tingkat viabilitas polen pada bunga jantan jarak pagar
monoecious dan andromonoecious tinggi saat keadaan bunga jantan kuncup dan akan menurun
ketika bunga jantan sudah mekar sampai layu. Perbedaan ciri isozim jarak pagar monoecious dan
andromonoecious dapat terlihat dengan isozim esterase pada sampel daun sebelum periode
berbunga (SPB) yang menghasilkan dua pita untuk tanaman andromonoecious dan satu pita untuk
tanaman monoecious.
Kata kunci:
monoecious, andromonoecious, isozim, viabilitas polen.
Miftahul Janah. Viability of The Male Flower Pollen and Isozyme Identification of
Monoecieous and Andromonoecious Physic Nut
. Advised by TRIADIATI and
RITA MEGIA.
are generally monoecious. Today, it is known that there are
producing hermaphrodite flowers, but they are very limited. Hermaphrodite flowers of
belong to andromonoecious type. Information on pollen viability is needed to determine the
ability of pollen in the process of pollination. Plants characteristic of monoecious or
andromonoecious determined by isozymes analysis. The aims of this study were to determined the
viability of the pollen of male flower and to identify the characteristics of isozyme which
distinguish the andromonoecious and monoecieous of
plants.
has
round pollen with variety sizes. Diameter of pollen
range 5010 3m with the
average diameter of 7.6 3m. Viability levels of the pollen of male flower of andromonoecious and
monoecious of
plants are high when the flowers are closing and are low when the
flowers are blooming until they wilted. Isozyme characteristic differences of andromonoecious and
monoecious
can be seen with esterase isozyme in leaves before flowering period
(SPB) that result two bands for andromonoecious plants and single band for monoecious plants.
Keyword:
monoecious, andromonoecious, isozyme, pollen viability.
iii
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Biologi
iv
Judul
Nama
NRP
: Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri Jarak
Pagar (
) Monoecious dan Andromonoecious
: Miftahul Janah
: G34070096
Disetujui
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Dr. Rita Megia, DEA
NIP 19550214 198103 2 001
Dr. Triadiati, M. Si
NIP 19600224 198603 2 001
Diketahui
Ketua Departemen Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si
NIP 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus:
v
Puji syukur kehadirat Allah SWT atas berkat, rahmat, dan karunia0Nya sehingga penulis
dapat menyelesaikan karya ilmiah ini. Penelitian ini dilaksanakan sejak bulan Februari 2011
sampai Juni 2011 dengan judul Viabilitas Polen Bunga Jantan dan Identifikasi Isozim Penciri Jarak
Pagar (
) Monoecious dan Andromonoecious.
Terima kasih penulis ucapkan kepada berbagai pihak yang telah membantu penyelesaian
karya ilmiah ini antara lain Ibu Dr. Triadiati, M.Si. dan Ibu Dr. Rita Megia, DEA atas bimbingan,
masukan, dan arahan yang diberikan sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan
penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir. Tri Heru W, M.Sc.
selaku dosen penguji atas masukan dan arahannya dan ucapan terima kasih juga penulis tujukan
kepada Bapak Dr. Alex Hartana selaku kepala Lab. Biologi Tumbuhan Pusat Penelitian Sumber
daya Hayati dan Bioteknologi (PPSHB) – Lembaga Penelitian dan Pemberdayaan Masyarakat
(LPPM) IPB dan Ibu Dr. Ir. Dorly, M.Si. yang telah banyak membantu selama penelitian
berlangsung. Penghargaan penulis berikan kepada Bapak Pras, Bu Retno, Bapak Edi, Bapak Jalal
yang telah membantu penulis selama di lapangan dan laboratorium. Tidak lupa kepada rekan0rekan
Biologi teruma Biologi 44 atas kebersamaannya dan sahabat0sahabat di Pondok Shinta Rana yang
selalu membantu dan menerima keluh kesah saya selama ini. Terima kasih yang tak terungkapkan
penulis ucapkan kepada orang tua saya Lilik Pranoto dan Siti Isnaini atas kasih sayang, doa,
dorongan, dan pengorbanannya selama ini, untuk adikku tersayang Nurul dan teman terdekatku
Sumaryanto atas dukungan dan bantuannya.
Penulis menyadari bahwa karya ilmiah ini masih jauh dari sempurna, namun penulis
berharap semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat bagi ilmu pengetahuan selanjutnya.
Bogor, September 2011
vi
Penulis dilahirkan di Tangerang pada tanggal 16 Agustus 1989 dari bapak Lilik Pranoto
dan ibu Siti Isnaini. Penulis merupakan putri pertama dari dua bersaudara. Tahun 2007 penulis
lulus dari MA Negeri 10 Joglo, Jakarta Barat dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB
melalui jalur SPMB. Penulis memilih mayor Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam dengan minor Gizi Masyarakat, Fakultas Ekologi dan Manusia.
Selama mengikuti perkuliahan, penulis menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi
Dasar pada tahun 201002012, mata kuliah Alga dan Lumut, Pertumbuhan dan Perkembangan
Tumbuhan, serta Fisiologi Tumbuhan pada tahun 2011. Penulis lolos pendanaan dari DIKTI dalam
Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penelitian (PKMP) dan Kewirausahaan (PKMK), serta
program LPPM IPB tahun 2010/2011. Pada tahun 2010, penulis masuk 21 besar peserta program
Peningkatan Kapasitas Kewirausahaan Mahasiswa (PKKM) IPB dan diliput oleh majalah Flona
dalam bisnis unik yang diterbitkan pada edisi Juni 2010. Penulis juga aktif berorganisasi menjadi
anggota divisi Syiar dan Sains SERUM G 2008/2009, ketua divisi Bioworld0Himabio IPB
2009/2010, anggota divisi Biro Rohis SERUM G 2009/2010, koordinator divisi konsumsi Lomba
Cepat Tepat Biologi (LCTB), dan anggota Rohis Biologi 44. Selain itu, penulis pernah menjadi
tutor Biologi di B’Expert, dan tutor matematika dan IPA (MIPA) di KPM Bogor. Penulis memiliki
pengalaman praktik lapang antara lain di Aerowisata Catering Service (ACS) Bandara
Internasional Soekarno0Hatta bagian
(HQA) tahun 2010 dan LIPI
Cibinong bagian Herbarium tahun 2009.
vii
! "
DAFTAR TABEL ..........................................................................................................................viii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................................................viii
DAFTAR LAMPIRAN ..................................................................................................................viii
PENDAHULUAN
Latar Belakang .............................................................................................................................. 1
Tujuan ........................................................................................................................................... 1
Waktu dan Tempat ........................................................................................................................ 1
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat ............................................................................................................................. 1
Metode .......................................................................................................................................... 2
Sampel....................................................................................................................................... 2
Karakter morfologi bunga dan uji viabilitas polen ................................................................... 2
Analisis isozim ......................................................................................................................... 2
Pembuatan Bufer ...................................................................................................................... 2
Pembuatan Gel Pati .................................................................................................................. 2
Elekroforesis ............................................................................................................................. 2
Pewarnaan ................................................................................................................................ 2
Pencucian dan dokumentasi...................................................................................................... 3
Interpretasi pola pita isozim ..................................................................................................... 3
HASIL
Karakter morfologi bunga ............................................................................................................. 3
Bentuk, ukuran, dan viabilitas polen............................................................................................. 3
Analisis Isozim ............................................................................................................................. 4
PEMBAHASAN ............................................................................................................................... 5
SIMPULAN DAN SARAN .............................................................................................................. 6
DAFTAR PUSTAKA ......