Induksi Keragaman Dua Varietas Krisan (Dendranthema grandiflora Tzvelev) Dengan Iradiasi Sinar Gamma Secara In Vitro
i
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) DENGAN IRADIASI SINAR
GAMMA SECARA IN VITRO
SADEWI MAHARANI
A24060470
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
ii
RINGKASAN
SADEWI MAHARANI. Induksi Keragaman Dua Varietas Krisan
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) dengan Iradiasi Sinar Gamma secara In
Vitro. (Dibimbing oleh NURUL KHUMAIDA).
Induksi mutasi merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk
meningkatkan keragaman genetik tanaman. Induksi mutasi melalui iradiasi sinar
gamma yang dikombinasikan dengan kultur in vitro efektif untuk memperbaiki
karakter suatu spesies dan memacu keragaman genetik yang lebih tinggi dalam
waktu yang lebih singkat jika dibandingkan dengan pemuliaan konvensional
(persilangan buatan). Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh dosis
iradiasi sinar gamma terhadap krisan (Dendranthema grandiflora Tzvelev),
meningkatkan keragaman genetik serta mendapatkan mutan krisan yang memiliki
potensi untuk dikembangkan sebagai bahan pemuliaan krisan lebih lanjut.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman
Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Perlakuan iradiasi sinar gamma
dilakukan di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Iradiasi, Badan
Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Pengamatan
stomata dilaksanakan di Laboratorium Mikro Teknik, Departemen Agronomi dan
Hortikultura IPB. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga November
2010.
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor.
Faktor pertama adalah dua varietas krisan, yaitu Puspita Nusantara dan Dewi
Ratih. Faktor kedua adalah lima dosis iradiasi sinar gamma, yaitu 0 (kontrol), 20,
40, 60, dan 80 Gy. Sumber eksplan yang digunakan untuk iradiasi sinar gamma
adalah tunas pucuk krisan berumur 1 minggu setelah tanam (MST).
Keragaan eksplan yang diberi perlakuan iradiasi sinar gamma seragam
dengan rataan tinggi 1 cm, 2-3 daun, warna daun dan batang hijau, belum
bertunas, belum berakar, dan belum berkalus. Media yang digunakan untuk
perbanyakan tunas sebelum iradiasi adalah MS0, sedangkan media setelah
perlakuan iradiasi adalah MS+1 ppm BAP.
iii
Perlakuan iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata menghambat
pertumbuhan tanaman krisan in vitro. Semakin tinggi dosis iradiasi yang
diberikan, secara nyata semakin menghambat pertambahan tinggi tunas,
pembentukan daun dan tunas pada kedua varietas, kecuali jumlah akar. Jumlah
akar dipengaruhi oleh varietas krisan.
Jumlah kloroplas dipengaruhi oleh interaksi antara varietas dengan dosis
iradiasi sinar gamma, sedangkan jumlah dan ukuran stomata berupa panjang dan
lebar dipengaruhi oleh faktor tunggal dari varietas dan dosis iradiasi. Varietas
Puspita Nusantara memiliki jumlah stomata yang lebih sedikit (13.96 stomata)
dibandingkan dengan varietas Dewi Ratih (19.25 stomata), tetapi memiliki
panjang (46.14 µm) dan lebar (32.98 µm) stomata yang lebih besar jika
dibandingkan dengan varietas Dewi Ratih (37.60 dan 25.11 µm). Semakin tinggi
dosis iradiasi sinar gamma maka ukuran panjang dan lebar stomata akan
mengalami peningkatan.
Nilai LD50 planlet krisan varietas Dewi Ratih berada pada dosis 22.22 Gy,
sedangkan varietas Puspita Nusantara pada dosis 22.85 Gy. Berdasarkan
keragaman fenotipik, dosis iradiasi sinar gamma 20 Gy pada kedua varietas krisan
in vitro memiliki keragaman yang besar. Dosis 20 Gy dapat meningkatkan
keragaman (bentuk, ukuran, dan warna daun) krisan. Dosis iradiasi 20 Gy
menghasilkan 6 mutan (putatif) pada varietas Dewi Ratih dan 7 mutan (putatif)
pada varietas Puspita Nusantara. Ciri mutan yang dihasilkan adalah daun kecil dan
pinggir daun tidak bergerigi, perubahan warna batang menjadi kemerahan, kerdil,
membentuk roset, dan menghasilkan daun variegata yang potensial untuk
dikembangkan sebagai bahan pemuliaan krisan lebih lanjut.
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN (Dendranthema
grandiflora Tzvelev)
DENGAN IRADIASI SINAR GAMMA SECARA IN VITRO
The Variation Induction of Two Varieties of Chrysanthemum (Dendranthema
grandiflora Tzvelev)
with Gamma Irradiation by In Vitro
Sadewi Maharani1, Nurul Khumaida2
Mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB
2
Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB
1
Abstract
The research aims were to study the effect of gamma irradiation doses on
Chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev) and increasing the genetic
diversit. The research were conducted at IPB Tissue Culture Laboratory, BATAN
Laboratory, and IPB Micro Tehnique Laboratory, during February–November
2010. This research used completely randomized design with two factors. The first
factor is varieties of Chrysanthemum, including Dewi Ratih and Puspita
Nusantara. The second factor is five doses of gamma irradiation (0, 20, 40, 60, 80
Gy). The result showed that the interaction between varieties with doses of
gamma irradiation affected growth of plants and the number of chloroplast in
guard cell. The number and size (length and width) of stomata were influenced by
a varieties and and irradiation dose as a single factor. Increasing doses of gamma
irradiation could increase the length and width of stomata. LD50 of krisan planlets
were obtained 22.22 Gy for Dewi Ratih and 22.85 Gy for Puspita Nusantara. The
gamma radiation dose 20 Gy produced 13 potential mutant on Dewi Ratih and
Puspita Nusantara varieties. Putative mutants characteristic showed small leaves
and no serrated, reddish stems, stunted, rosette, and variegata leaves.
Keywords: Chrysanthemum, Dewi Ratih, Puspita Nusantara, gamma irradiation,
mutation
iv
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) DENGAN IRADIASI SINAR
GAMMA SECARA IN VITRO
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
SADEWI MAHARANI
A24060470
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
v
Judul
: INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema
grandiflora
Tzvelev)
IRADIASI SINAR GAMMA SECARA IN VITRO
Nama
: SADEWI MAHARANI
NIM
: A24060470
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Nurul Khumaida, MSi
NIP. 19650719 199512 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr. Ir. Agus Purwito, MSc. Agr
NIP. 19611101 198703 1 003
Tanggal lulus :
DENGAN
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Palu, Provinsi Sulawesi Tengah pada 18 April 1989.
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Agus
Munandar dan Ibu Sri Yustiaty.
Riwayat pendidikan penulis dimulai tahun 1994 di SD Negeri Inpres Palu.
Penulis melanjutkan sekolah di SD Kintelan II pada tahun 1999, Yogyakarta.
Setelah lulus tahun 2000, penulis melanjutkan studi di SMP 1 Palu hingga tahun
2003. Penulis menyelesaikan studi di SMA 1 Palu pada tahun 2006.
Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2006. Setelah satu tahun melalui Tingkat
Persiapan Bersama (TPB), tahun 2007 penulis diterima di Departemen Agronomi
dan Hortikultura, Fakultas Pertanian. Selama di IPB penulis mengikuti magang di
Indoflowers Nursery selama satu bulan.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul
“Induksi
Keragaman
Dua
Varietas
Krisan
(Dendranthema
grandiflora Tzvelev) dengan Iradiasi Sinar Gamma secara In Vitro”. Iradiasi
sinar gamma terhadap dua varietas krisan merupakan salah satu upaya untuk
meningkatkan keragaman genetik pada tanaman, khususnya tanaman hias. Variasi
yang dihasilkan akibat iradiasi diharapkan akan menghasilkan mutan krisan yang
unik dan berbeda dengan induknya sehingga akan memperkaya koleksi plasma
nutfah tanaman hias.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Nurul Khumaida, MSi sebagai pembimbing skripsi yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan proposal
penelitian, pelaksanaan penelitian, dan penulisan skripsi ini.
2. Dr. Dewi Sukma, SP, MSi dan Dr. Ir. Desta Wirnas, MSi sebagai dosen
penguji yang telah memberikan saran untuk perbaikan skripsi ini.
3. Dr. Dewi Sukma, SP. MSi sebagai pembimbing akademik yang telah memberi
arahan dan bimbingan akademik.
4. Balai Penelitian Tanaman Hias (BALITHI) atas bantuan penyediaan bahan
penelitian berupa planlet krisan varietas Dewi Ratih dan Puspita Nusantara.
5. Staf Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman dan Mikro Teknik Departemen
Agronomi dan Hortikultura atas bantuan dan kerja samanya.
6. Kedua orang tua yang selalu memberikan semangat kepada penulis dan semua
keluarga yang telah memberikan bantuan dorongan yang tulus.
7. Kukuh Roxa, Megaria, Ester Yentina, Eka Sari, Anif, dan semua rekan AGH
atas bantuan dan motivasinya.
Semoga karya ilmiah ini berguna bagi semua pihak yang membutuhkan
dan sebagai informasi untuk penelitian selanjutnya.
Bogor, April 2011
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xii
PENDAHULUAN ......................................................................................
Latar Belakang .................................................................................................
Tujuan ...............................................................................................................
Hipotesis ...........................................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Botani dan Syarat Tumbuh Tanaman Krisan...............................................
Varietas Krisan ................................................................................................
Kultur Jaringan Tanaman ...............................................................................
Induksi Mutasi pada Tanaman Hias ..............................................................
Iradiasi Sinar Gamma .....................................................................................
Stomata .............................................................................................................
Kloroplas ..........................................................................................................
4
1
3
3
4
8
9
11
12
14
15
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu ..........................................................................................
Bahan dan Alat ................................................................................................
Metode Penelitian ............................................................................................
Pelaksanaan Penelitian ...................................................................................
Pengamatan ......................................................................................................
17
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Kondisi Umum ...............................................................................................
Persentase Eksplan Bertunas, Eksplan Berakar, dan Eksplan Berkalus ..
Tinggi Tunas ....................................................................................................
Jumlah Daun ....................................................................................................
Jumlah Tunas ...................................................................................................
Jumlah Akar .....................................................................................................
LD50 pada Krisan In Vitro ..............................................................................
Keragaman Morfologi Tanaman ...................................................................
Jumlah Stomata dan Jumlah Kloroplas pada Sel Penjaga Krisan
In Vitro setelah Iradiasi Sinar Gamma .........................................................
25
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
Kesimpulan ......................................................................................................
Saran..................................................................................................................
55
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
57
LAMPIRAN ................................................................................................
61
17
17
18
19
22
25
29
30
33
36
38
41
43
50
55
56
ix
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Rekapitulasi Sidik Ragam ...............................................................
26
2.
Jumlah dan persentase eksplan bertunas, eksplan berakar, dan
eksplan berkalus pada 12 MSI ......................................................
29
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap tinggi
tunas krisan pada 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 dan 12 MSI ..........................
31
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap tinggi
tunas krisan pada 1, 2, 3, dan 4 MSI ...............................................
32
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap jumlah
daun tanaman krisan pada 2, 3, 4, 5, dan 6 MSI .............................
34
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah daun
tanaman pada 1, 7, 8, 9, 10, 11, dan 12 MSI .................................
35
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap jumlah
tunas pada 1, 2, 3, dan 12 MSI .......................................................
36
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah tunas
tanaman pada 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, dan 11 MSI ................................
38
Interaksi antara varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah akar
pada 1, 2, dan 3 MSI .......................................................................
39
10. Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah akar
tanaman krisan pada 4, 6, 8, 10, dan 12 MSI ..................................
39
11. Jumlah planlet hidup hingga 14 MSI ..............................................
41
12. Keragaman morfologi planlet krisan hasil iradiasi sinar gamma ....
43
13. Koefisien keragaman fenotipik peubah yang diamati .....................
47
14. Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah
dan ukuran stomata krisan ...............................................................
53
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
x
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Tipe Floret pada Krisan ..................................................................
5
2.
Bentuk Bunga Krisan ......................................................................
6
3.
Varietas Krisan ...............................................................................
8
4.
Alat yang Digunakan dalam Penelitian ..........................................
18
5.
Alur Kegiatan Penelitian .................................................................
24
6.
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro sebelum Perlakuan Iradiasi
(1 MSI) ............................................................................................
25
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara yang
Terkontaminasi ................................................................................
28
Keragaan Akar Krisan In Vitro Varietas (A) Puspita Nusantara
dan (B) Dewi Ratih pada Dosis 20 Gy saat 7 MSI..........................
30
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih pada
Beberapa Dosis Iradiasi saat 2 MSI ................................................
32
10. Planlet Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara saat 8 MSI .....
37
7.
8.
9.
11. LD50 Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih...................................... 41
12. LD50 Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara........................... 41
13. Morfologi Daun Planlet Krisan In Vitro Varietas Puspita
Nusantara (PN) dan Dewi Ratih (DR) pada Dosis 0 Gy dan
20 Gy saat 12 MSI ...........................................................................
44
14. Mutan (putatif) Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih pada
Dosis 20 Gy .....................................................................................
45
15. Mutan (putatif) Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara
pada dosis 80 Gy .............................................................................
46
16. Ukuran Daun Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara pada
Dosis 0 Gy saat 4 MSI.....................................................................
46
17. Warna Kalus Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara
saat 3 MSI........................................................................................
49
18. Struktur Stomata Krisan In Vitro Kontrol Varietas
Puspita Nusantara ............................................................................
50
19. Stomata Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih ................................
51
xi
20. Stomata Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara......................
51
21. Jumlah Kloroplas Krisan In Vitro ...................................................
52
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1. Komposisi Media Murashige-Skoog (MS) .....................................
62
2. Sidik Ragam Tinggi Tunas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
63
3. Sidik Ragam Jumlah Daun Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
64
4. Sidik Ragam Jumlah Tunas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
65
5. Sidik Ragam Jumlah Akar Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
66
6. Sidik Ragam Jumlah Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
7. Sidik Ragam Jumlah Kloroplas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
8. Sidik Ragam Panjang Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
9. Sidik Ragam Lebar Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Krisan (Dendranthema grandiflora Tzvelev) atau dikenal juga dengan
seruni merupakan salah satu jenis tanaman hias populer yang digunakan sebagai
bunga potong dan tanaman pot. Tanaman ini mempunyai bentuk mahkota yang
beragam dan warna bunga yang bervariasi. Selain digunakan sebagai tanaman
hias, krisan juga berpotensi digunakan sebagai tanaman obat tradisional.
Krisan adalah komoditas penting dalam perdagangan tanaman hias dunia.
Tanaman ini merupakan tanaman subtropis, namun telah banyak dikembangkan di
daerah tropis, salah satunya di Indonesia. Daerah sentra produsen krisan di
Indonesia antara lain Cipanas, Cisarua, Batu, Nangkojajar, Sukabumi, Lembang,
Bandungan, dan Brastagi. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), produksi
tanaman krisan di Indonesia terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun
untuk memenuhi permintaan konsumen yang juga semakin meningkat.
Tahun 2007 produksi krisan sebesar 63 716 256 tangkai dan terus meningkat
hingga mencapai 107 847 072 tangkai pada tahun 2009.
Salah satu faktor yang mempengaruhi tingginya permintaan konsumen
terhadap tanaman hias adalah keragaman bentuk dan warna bunga. Hal ini
menuntut para pemulia tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru yang
mempunyai bentuk serta warna bunga yang lebih beraneka ragam. Varietas baru
tersebut dapat diperoleh secara konvensional melalui persilangan buatan, namun
membutuhkan waktu yang cukup lama sehingga dilakukan induksi mutasi sebagai
salah satu upaya untuk menginduksi keragaman genetik tanaman dalam waktu
yang lebih singkat. Induksi mutasi bertujuan untuk memperoleh krisan yang unik,
baik bentuk maupun warna bunga karena selain kualitas dan mutu, tanaman hias
akan bernilai ekonomis tinggi apabila memiliki keunikan tersendiri.
Mutasi adalah suatu perubahan baik terhadap gen tunggal, sejumlah gen
atau terhadap susunan kromosom yang bersifat mewaris (Poespodarsono, 1988).
Induksi mutasi dapat dilakukan dengan penggunaan mutagen fisik, mutagen kimia
2
atau mutagen biologis. Perlakuan induksi mutasi dengan menggunakan mutagen
fisik lebih efektif daripada menggunakan mutagen kimia.
Kultur jaringan (in vitro) merupakan suatu teknik menumbuhkan organ,
jaringan, dan sel tanaman pada lingkungan aseptik dengan menggunakan media
buatan untuk berkembang menjadi tanaman sempurna. Induksi mutasi melalui
kultur in vitro efektif untuk membantu pemuliaan baik pada tanaman yang
diperbanyak secara vegetatif maupun secara generatif karena dapat memperbaiki
karakter suatu spesies dan memacu keragaman genetik yang lebih tinggi.
Perubahan karakter dan perubahan genetik dapat terjadi pada fase sel maupun
kalus pada tahap kultur in vitro karena adanya sel-sel yang mengalami mutasi.
Salah satu faktor penting yang berpengaruh terhadap keberhasilan kultur
jaringan adalah keseimbangan antara zat pengatur tumbuh. Zat pengatur tumbuh
(ZPT) adalah senyawa organik bukan hara yang dalam jumlah sedikit (
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) DENGAN IRADIASI SINAR
GAMMA SECARA IN VITRO
SADEWI MAHARANI
A24060470
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
ii
RINGKASAN
SADEWI MAHARANI. Induksi Keragaman Dua Varietas Krisan
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) dengan Iradiasi Sinar Gamma secara In
Vitro. (Dibimbing oleh NURUL KHUMAIDA).
Induksi mutasi merupakan salah satu upaya yang dapat dilakukan untuk
meningkatkan keragaman genetik tanaman. Induksi mutasi melalui iradiasi sinar
gamma yang dikombinasikan dengan kultur in vitro efektif untuk memperbaiki
karakter suatu spesies dan memacu keragaman genetik yang lebih tinggi dalam
waktu yang lebih singkat jika dibandingkan dengan pemuliaan konvensional
(persilangan buatan). Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari pengaruh dosis
iradiasi sinar gamma terhadap krisan (Dendranthema grandiflora Tzvelev),
meningkatkan keragaman genetik serta mendapatkan mutan krisan yang memiliki
potensi untuk dikembangkan sebagai bahan pemuliaan krisan lebih lanjut.
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman
Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB. Perlakuan iradiasi sinar gamma
dilakukan di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Iradiasi, Badan
Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Pengamatan
stomata dilaksanakan di Laboratorium Mikro Teknik, Departemen Agronomi dan
Hortikultura IPB. Penelitian dilaksanakan pada bulan Februari hingga November
2010.
Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor.
Faktor pertama adalah dua varietas krisan, yaitu Puspita Nusantara dan Dewi
Ratih. Faktor kedua adalah lima dosis iradiasi sinar gamma, yaitu 0 (kontrol), 20,
40, 60, dan 80 Gy. Sumber eksplan yang digunakan untuk iradiasi sinar gamma
adalah tunas pucuk krisan berumur 1 minggu setelah tanam (MST).
Keragaan eksplan yang diberi perlakuan iradiasi sinar gamma seragam
dengan rataan tinggi 1 cm, 2-3 daun, warna daun dan batang hijau, belum
bertunas, belum berakar, dan belum berkalus. Media yang digunakan untuk
perbanyakan tunas sebelum iradiasi adalah MS0, sedangkan media setelah
perlakuan iradiasi adalah MS+1 ppm BAP.
iii
Perlakuan iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata menghambat
pertumbuhan tanaman krisan in vitro. Semakin tinggi dosis iradiasi yang
diberikan, secara nyata semakin menghambat pertambahan tinggi tunas,
pembentukan daun dan tunas pada kedua varietas, kecuali jumlah akar. Jumlah
akar dipengaruhi oleh varietas krisan.
Jumlah kloroplas dipengaruhi oleh interaksi antara varietas dengan dosis
iradiasi sinar gamma, sedangkan jumlah dan ukuran stomata berupa panjang dan
lebar dipengaruhi oleh faktor tunggal dari varietas dan dosis iradiasi. Varietas
Puspita Nusantara memiliki jumlah stomata yang lebih sedikit (13.96 stomata)
dibandingkan dengan varietas Dewi Ratih (19.25 stomata), tetapi memiliki
panjang (46.14 µm) dan lebar (32.98 µm) stomata yang lebih besar jika
dibandingkan dengan varietas Dewi Ratih (37.60 dan 25.11 µm). Semakin tinggi
dosis iradiasi sinar gamma maka ukuran panjang dan lebar stomata akan
mengalami peningkatan.
Nilai LD50 planlet krisan varietas Dewi Ratih berada pada dosis 22.22 Gy,
sedangkan varietas Puspita Nusantara pada dosis 22.85 Gy. Berdasarkan
keragaman fenotipik, dosis iradiasi sinar gamma 20 Gy pada kedua varietas krisan
in vitro memiliki keragaman yang besar. Dosis 20 Gy dapat meningkatkan
keragaman (bentuk, ukuran, dan warna daun) krisan. Dosis iradiasi 20 Gy
menghasilkan 6 mutan (putatif) pada varietas Dewi Ratih dan 7 mutan (putatif)
pada varietas Puspita Nusantara. Ciri mutan yang dihasilkan adalah daun kecil dan
pinggir daun tidak bergerigi, perubahan warna batang menjadi kemerahan, kerdil,
membentuk roset, dan menghasilkan daun variegata yang potensial untuk
dikembangkan sebagai bahan pemuliaan krisan lebih lanjut.
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN (Dendranthema
grandiflora Tzvelev)
DENGAN IRADIASI SINAR GAMMA SECARA IN VITRO
The Variation Induction of Two Varieties of Chrysanthemum (Dendranthema
grandiflora Tzvelev)
with Gamma Irradiation by In Vitro
Sadewi Maharani1, Nurul Khumaida2
Mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB
2
Staf Pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura, Faperta IPB
1
Abstract
The research aims were to study the effect of gamma irradiation doses on
Chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev) and increasing the genetic
diversit. The research were conducted at IPB Tissue Culture Laboratory, BATAN
Laboratory, and IPB Micro Tehnique Laboratory, during February–November
2010. This research used completely randomized design with two factors. The first
factor is varieties of Chrysanthemum, including Dewi Ratih and Puspita
Nusantara. The second factor is five doses of gamma irradiation (0, 20, 40, 60, 80
Gy). The result showed that the interaction between varieties with doses of
gamma irradiation affected growth of plants and the number of chloroplast in
guard cell. The number and size (length and width) of stomata were influenced by
a varieties and and irradiation dose as a single factor. Increasing doses of gamma
irradiation could increase the length and width of stomata. LD50 of krisan planlets
were obtained 22.22 Gy for Dewi Ratih and 22.85 Gy for Puspita Nusantara. The
gamma radiation dose 20 Gy produced 13 potential mutant on Dewi Ratih and
Puspita Nusantara varieties. Putative mutants characteristic showed small leaves
and no serrated, reddish stems, stunted, rosette, and variegata leaves.
Keywords: Chrysanthemum, Dewi Ratih, Puspita Nusantara, gamma irradiation,
mutation
iv
INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema grandiflora Tzvelev) DENGAN IRADIASI SINAR
GAMMA SECARA IN VITRO
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
SADEWI MAHARANI
A24060470
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2011
v
Judul
: INDUKSI KERAGAMAN DUA VARIETAS KRISAN
(Dendranthema
grandiflora
Tzvelev)
IRADIASI SINAR GAMMA SECARA IN VITRO
Nama
: SADEWI MAHARANI
NIM
: A24060470
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr. Ir. Nurul Khumaida, MSi
NIP. 19650719 199512 2 001
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr. Ir. Agus Purwito, MSc. Agr
NIP. 19611101 198703 1 003
Tanggal lulus :
DENGAN
vi
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir di Palu, Provinsi Sulawesi Tengah pada 18 April 1989.
Penulis merupakan anak pertama dari dua bersaudara dari pasangan Bapak Agus
Munandar dan Ibu Sri Yustiaty.
Riwayat pendidikan penulis dimulai tahun 1994 di SD Negeri Inpres Palu.
Penulis melanjutkan sekolah di SD Kintelan II pada tahun 1999, Yogyakarta.
Setelah lulus tahun 2000, penulis melanjutkan studi di SMP 1 Palu hingga tahun
2003. Penulis menyelesaikan studi di SMA 1 Palu pada tahun 2006.
Penulis diterima di Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Undangan
Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2006. Setelah satu tahun melalui Tingkat
Persiapan Bersama (TPB), tahun 2007 penulis diterima di Departemen Agronomi
dan Hortikultura, Fakultas Pertanian. Selama di IPB penulis mengikuti magang di
Indoflowers Nursery selama satu bulan.
vii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang
berjudul
“Induksi
Keragaman
Dua
Varietas
Krisan
(Dendranthema
grandiflora Tzvelev) dengan Iradiasi Sinar Gamma secara In Vitro”. Iradiasi
sinar gamma terhadap dua varietas krisan merupakan salah satu upaya untuk
meningkatkan keragaman genetik pada tanaman, khususnya tanaman hias. Variasi
yang dihasilkan akibat iradiasi diharapkan akan menghasilkan mutan krisan yang
unik dan berbeda dengan induknya sehingga akan memperkaya koleksi plasma
nutfah tanaman hias.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada:
1. Dr. Ir. Nurul Khumaida, MSi sebagai pembimbing skripsi yang telah
memberikan bimbingan dan pengarahan selama penyusunan proposal
penelitian, pelaksanaan penelitian, dan penulisan skripsi ini.
2. Dr. Dewi Sukma, SP, MSi dan Dr. Ir. Desta Wirnas, MSi sebagai dosen
penguji yang telah memberikan saran untuk perbaikan skripsi ini.
3. Dr. Dewi Sukma, SP. MSi sebagai pembimbing akademik yang telah memberi
arahan dan bimbingan akademik.
4. Balai Penelitian Tanaman Hias (BALITHI) atas bantuan penyediaan bahan
penelitian berupa planlet krisan varietas Dewi Ratih dan Puspita Nusantara.
5. Staf Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman dan Mikro Teknik Departemen
Agronomi dan Hortikultura atas bantuan dan kerja samanya.
6. Kedua orang tua yang selalu memberikan semangat kepada penulis dan semua
keluarga yang telah memberikan bantuan dorongan yang tulus.
7. Kukuh Roxa, Megaria, Ester Yentina, Eka Sari, Anif, dan semua rekan AGH
atas bantuan dan motivasinya.
Semoga karya ilmiah ini berguna bagi semua pihak yang membutuhkan
dan sebagai informasi untuk penelitian selanjutnya.
Bogor, April 2011
Penulis
viii
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR TABEL .......................................................................................
ix
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
x
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xii
PENDAHULUAN ......................................................................................
Latar Belakang .................................................................................................
Tujuan ...............................................................................................................
Hipotesis ...........................................................................................................
1
TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................
Botani dan Syarat Tumbuh Tanaman Krisan...............................................
Varietas Krisan ................................................................................................
Kultur Jaringan Tanaman ...............................................................................
Induksi Mutasi pada Tanaman Hias ..............................................................
Iradiasi Sinar Gamma .....................................................................................
Stomata .............................................................................................................
Kloroplas ..........................................................................................................
4
1
3
3
4
8
9
11
12
14
15
BAHAN DAN METODE ...........................................................................
Tempat dan Waktu ..........................................................................................
Bahan dan Alat ................................................................................................
Metode Penelitian ............................................................................................
Pelaksanaan Penelitian ...................................................................................
Pengamatan ......................................................................................................
17
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................
Kondisi Umum ...............................................................................................
Persentase Eksplan Bertunas, Eksplan Berakar, dan Eksplan Berkalus ..
Tinggi Tunas ....................................................................................................
Jumlah Daun ....................................................................................................
Jumlah Tunas ...................................................................................................
Jumlah Akar .....................................................................................................
LD50 pada Krisan In Vitro ..............................................................................
Keragaman Morfologi Tanaman ...................................................................
Jumlah Stomata dan Jumlah Kloroplas pada Sel Penjaga Krisan
In Vitro setelah Iradiasi Sinar Gamma .........................................................
25
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................
Kesimpulan ......................................................................................................
Saran..................................................................................................................
55
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
57
LAMPIRAN ................................................................................................
61
17
17
18
19
22
25
29
30
33
36
38
41
43
50
55
56
ix
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Rekapitulasi Sidik Ragam ...............................................................
26
2.
Jumlah dan persentase eksplan bertunas, eksplan berakar, dan
eksplan berkalus pada 12 MSI ......................................................
29
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap tinggi
tunas krisan pada 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 dan 12 MSI ..........................
31
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap tinggi
tunas krisan pada 1, 2, 3, dan 4 MSI ...............................................
32
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap jumlah
daun tanaman krisan pada 2, 3, 4, 5, dan 6 MSI .............................
34
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah daun
tanaman pada 1, 7, 8, 9, 10, 11, dan 12 MSI .................................
35
Interaksi antara varietas dengan dosis iradiasi terhadap jumlah
tunas pada 1, 2, 3, dan 12 MSI .......................................................
36
Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah tunas
tanaman pada 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, dan 11 MSI ................................
38
Interaksi antara varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah akar
pada 1, 2, dan 3 MSI .......................................................................
39
10. Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah akar
tanaman krisan pada 4, 6, 8, 10, dan 12 MSI ..................................
39
11. Jumlah planlet hidup hingga 14 MSI ..............................................
41
12. Keragaman morfologi planlet krisan hasil iradiasi sinar gamma ....
43
13. Koefisien keragaman fenotipik peubah yang diamati .....................
47
14. Faktor tunggal varietas dan dosis iradiasi terhadap jumlah
dan ukuran stomata krisan ...............................................................
53
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
x
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Tipe Floret pada Krisan ..................................................................
5
2.
Bentuk Bunga Krisan ......................................................................
6
3.
Varietas Krisan ...............................................................................
8
4.
Alat yang Digunakan dalam Penelitian ..........................................
18
5.
Alur Kegiatan Penelitian .................................................................
24
6.
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro sebelum Perlakuan Iradiasi
(1 MSI) ............................................................................................
25
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara yang
Terkontaminasi ................................................................................
28
Keragaan Akar Krisan In Vitro Varietas (A) Puspita Nusantara
dan (B) Dewi Ratih pada Dosis 20 Gy saat 7 MSI..........................
30
Kondisi Eksplan Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih pada
Beberapa Dosis Iradiasi saat 2 MSI ................................................
32
10. Planlet Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara saat 8 MSI .....
37
7.
8.
9.
11. LD50 Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih...................................... 41
12. LD50 Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara........................... 41
13. Morfologi Daun Planlet Krisan In Vitro Varietas Puspita
Nusantara (PN) dan Dewi Ratih (DR) pada Dosis 0 Gy dan
20 Gy saat 12 MSI ...........................................................................
44
14. Mutan (putatif) Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih pada
Dosis 20 Gy .....................................................................................
45
15. Mutan (putatif) Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara
pada dosis 80 Gy .............................................................................
46
16. Ukuran Daun Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara pada
Dosis 0 Gy saat 4 MSI.....................................................................
46
17. Warna Kalus Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara
saat 3 MSI........................................................................................
49
18. Struktur Stomata Krisan In Vitro Kontrol Varietas
Puspita Nusantara ............................................................................
50
19. Stomata Krisan In Vitro Varietas Dewi Ratih ................................
51
xi
20. Stomata Krisan In Vitro Varietas Puspita Nusantara......................
51
21. Jumlah Kloroplas Krisan In Vitro ...................................................
52
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1. Komposisi Media Murashige-Skoog (MS) .....................................
62
2. Sidik Ragam Tinggi Tunas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
63
3. Sidik Ragam Jumlah Daun Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
64
4. Sidik Ragam Jumlah Tunas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
65
5. Sidik Ragam Jumlah Akar Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
66
6. Sidik Ragam Jumlah Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
7. Sidik Ragam Jumlah Kloroplas Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
8. Sidik Ragam Panjang Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
9. Sidik Ragam Lebar Stomata Krisan In Vitro Pengaruh Iradiasi
Sinar Gamma ...................................................................................
67
1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Krisan (Dendranthema grandiflora Tzvelev) atau dikenal juga dengan
seruni merupakan salah satu jenis tanaman hias populer yang digunakan sebagai
bunga potong dan tanaman pot. Tanaman ini mempunyai bentuk mahkota yang
beragam dan warna bunga yang bervariasi. Selain digunakan sebagai tanaman
hias, krisan juga berpotensi digunakan sebagai tanaman obat tradisional.
Krisan adalah komoditas penting dalam perdagangan tanaman hias dunia.
Tanaman ini merupakan tanaman subtropis, namun telah banyak dikembangkan di
daerah tropis, salah satunya di Indonesia. Daerah sentra produsen krisan di
Indonesia antara lain Cipanas, Cisarua, Batu, Nangkojajar, Sukabumi, Lembang,
Bandungan, dan Brastagi. Berdasarkan data Badan Pusat Statistik (BPS), produksi
tanaman krisan di Indonesia terus mengalami peningkatan dari tahun ke tahun
untuk memenuhi permintaan konsumen yang juga semakin meningkat.
Tahun 2007 produksi krisan sebesar 63 716 256 tangkai dan terus meningkat
hingga mencapai 107 847 072 tangkai pada tahun 2009.
Salah satu faktor yang mempengaruhi tingginya permintaan konsumen
terhadap tanaman hias adalah keragaman bentuk dan warna bunga. Hal ini
menuntut para pemulia tanaman untuk menghasilkan varietas-varietas baru yang
mempunyai bentuk serta warna bunga yang lebih beraneka ragam. Varietas baru
tersebut dapat diperoleh secara konvensional melalui persilangan buatan, namun
membutuhkan waktu yang cukup lama sehingga dilakukan induksi mutasi sebagai
salah satu upaya untuk menginduksi keragaman genetik tanaman dalam waktu
yang lebih singkat. Induksi mutasi bertujuan untuk memperoleh krisan yang unik,
baik bentuk maupun warna bunga karena selain kualitas dan mutu, tanaman hias
akan bernilai ekonomis tinggi apabila memiliki keunikan tersendiri.
Mutasi adalah suatu perubahan baik terhadap gen tunggal, sejumlah gen
atau terhadap susunan kromosom yang bersifat mewaris (Poespodarsono, 1988).
Induksi mutasi dapat dilakukan dengan penggunaan mutagen fisik, mutagen kimia
2
atau mutagen biologis. Perlakuan induksi mutasi dengan menggunakan mutagen
fisik lebih efektif daripada menggunakan mutagen kimia.
Kultur jaringan (in vitro) merupakan suatu teknik menumbuhkan organ,
jaringan, dan sel tanaman pada lingkungan aseptik dengan menggunakan media
buatan untuk berkembang menjadi tanaman sempurna. Induksi mutasi melalui
kultur in vitro efektif untuk membantu pemuliaan baik pada tanaman yang
diperbanyak secara vegetatif maupun secara generatif karena dapat memperbaiki
karakter suatu spesies dan memacu keragaman genetik yang lebih tinggi.
Perubahan karakter dan perubahan genetik dapat terjadi pada fase sel maupun
kalus pada tahap kultur in vitro karena adanya sel-sel yang mengalami mutasi.
Salah satu faktor penting yang berpengaruh terhadap keberhasilan kultur
jaringan adalah keseimbangan antara zat pengatur tumbuh. Zat pengatur tumbuh
(ZPT) adalah senyawa organik bukan hara yang dalam jumlah sedikit (