Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio Beberapa Varietas Kedelai (Glycine Max L. Merr) pada Berbagai Konsentrasi NaCl
Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio Beberapa Varietas Kedelai
(Glycine max L. Merr) pada Berbagai Konsentrasi NaCl
The Root Ultra Structure Morphology of Soybean Embryos Culture
to Different NaCl Concentrations
Khairunnisa Lubis
Pengajar di Dept. Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian USU
Diterima 11 Februari 2005 / Disetujui 27 Agustus 2005
Abstract
This research was aimed to know the effect of NaCl concentration toward root morphology
and ultra structure changes, the differences of root morphology and ultra structure between the
soybean variety that evaluated resistance and non-resistance to salinity, and to know level of
tolerance to salinity from each variety. The observation on ultra structure for stele and cortex
parenchym radius showed that the radius of stele and cortex parenchym Wilis, Jaya Wijaya and
Tidar increased at the higher NaCl concentration, whereas the radius of stele and cortex parenchym
Kipas Putih and Lokon decreased at the higher NaCl concentration.
Keywords: morphology, root ultrastructure, resistance, salinity.
Abstrak
Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi NaCl terhadap
perubahan morfologi dan ultra struktur jaringan akar yang menyertainya, mengetahui
perbedaan morfologi dan ultra struktur jaringan akar antara varietas yang dinilai tahan dan
tidak tahan terhadap salinitas, selain itu juga untuk mengetahui tingkat toleransi terhadap
salinitas pada masing-masing varietas kedelai. Pengamatan ultrastruktur terhadap ukuran jarijari parenkim korteks akar dan stele menunjukkan bahwa pada varietas Willis, Jaya Wijaya
dan Tidar yang dinilai lebih toleran, terjadi peningkatan ukuran jari-jari parenkim dan stele
pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi, sementara pada varietas Kipas Putih dan Lokon
yang dinilai lebih peka sebaliknya terjadi penurunan ukuran jari-jari parenkim korteks dan
stele pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi.
Kata kunci: morfologi, ultrastruktur akar, ketahanan, salinitas.
Pendahuluan
Peningkatan produksi kedelai dalam
negeri
belum
dapat
mengimbangi
kebutuhan nasional yang melonjak menjadi
2,76 juta ton tahun 1996, sedang
kemampuan produksi nasional baru
mencapai 2 juta ton. Sehingga Indonesia
diperkirakan masih mengimpor sekitar
760.000 ton kedelai (Oeliem, 1997).
Perluasan areal mengarah pada
penggunaan lahan bermasalah antara lain
pada lahan rawa dan pantai mulai dilakukan
mengingat perkembangan pertanian makin
dibatasi oleh makin berkurangnya lahan
yang baik karena pertambahan penduduk
dan
perkembangan
sektor
industri
(Pramono dan Zen, 1993).
Penelitian
bioteknologi
pada
tanaman kedelai memiliki potensi yang
cukup besar untuk mendapat kultivar
kedelai yang tahan terhadap cekaman
lingkungan tertentu, antara lain masalah
salinitas. Untuk kepentingan seleksi dan
pengembangan ketahanan varietas terhadap
salinitas, informasi tentang perubahan
struktur dan morfologi sel dan jaringan
terhadap stres garam sangat dibutuhkan.
Menurut Bintoro (1989), mekanisme
toleransi tanaman terhadap salinitas dapat
ditinjau dari 2 segi, yaitu (1) adanya
perubahan ultrasrtuktur sel dan jaringan (2)
84
Jurnal Ilmiah Pertanian KULTURA • Vol. 40 • No. 2 • September 2005
adanya perubahan aktivitas metabolisme.
Diduga perubahan-perubahan yang terjadi
pada tanaman yang tahan terhadap salinitas
akan berbeda dengan tanaman yang peka.
Informasi
tentang
perubahan
morfologi dan ultrastruktur jaringan yang
mengarah pada stres garam pada tanaman
kedelai masih sangat terbatas. Oleh karena
itu perlu diamati lebih jauh untuk
kepentingan
pengembangan
tanaman
tersebut maupun untuk kepentingan
pemuliaan tanaman
Bahan dan Metoda
Penelitian ini berlangsung dari
bulan Februari sampai Juli 1997. Penelitian
dilakukan dengan perlakuan konsentrasi
NaCl pada 5 taraf (0 g/l, 2 g/l, 4 g/l, 6 g/l, 8
g/l) dan perlakuan varietas (Willis, Kipas
Putih, Jaya Wijaya, Tidar dan Lokon).
Pengamatan ultrastruktur akar diamati
dengan mikrograf dan prosedur histologi
dilakukan berdasarkan Metode Paraffin.
Pengamatan pada morfologi dan
ultrastruktur jaringan akar meliputi: bentuk
dan struktur akar, jari-jari parenkim korteks
(μ), jari-jari stele (μ) yang dibandingkan
antara perelakuan dengan konsentrasi NaCl
0 g/l dengan konsentrasi NaCl tertinggi
yang
masih
menunjukkan
rata-rata
pertumbuhan akar yang baik (mikrograf)
(Kintzios, et al., 1997).
Hasil dan Pembahasan
a. Morfologi Akar
Varietas Kipas Putih (V2), Jaya Wijaya
(V3) dan Tidar (V4) secara umum sama
perkembangan
morfologi
akarnya.
Perbedaan ketiga varietas tersebut terdapat
pada jumlah akar, panjang akar dan hal-hal
lain secara kwantitatif. Pengamatan
morfologi akar secara makro 5 varietas
kedelai dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengamatan morfologi akar secara makro pada lima varietas kedelai
[NaCl]
Morfologi akar varietas Willis (V1)
0 g/l
2 g/l
4 g/l
(G0)
(G1)
(G2)
6 g/l
8 g/l
(G3)
(G4)
Morfologi akar varietas Kipas Putih (V2), Jaya Wijaya (V3), dan Tidar (V4)
[NaCl]
0 g/l
2 g/l
4 g/l
6 g/l
8 g/l
(G0)
(G1)
(G2)
(G3)
(G4)
[NaCl]
Pertumbuhan akar baik, panjang, rambut akar banyak, warna akar putih
Akar lebih pendek dari G0, rambut akar banyak, warna akar putih kekuningan
Akar lebih pendek dari G0 dan G1, rambut akar banyak, warna akar kuning kecoklatan
Akar pendek, rambut akar sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Akar pendek, rambut akar sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Morfologi akar varietas Lokon (V5)
0 g/l
2g/l
(G0)
(G1)
4 g/l
6 g/l
8 g/l
(G2)
(G3)
(G4)
85
Pertumbuhan akar baik, panjang, banyak rambut akar, warna akar putih
Akar kurus dan panjang, banyak rambut akar, warna akar putih kekuningan
Akar kurus, sedikit lebih panjang dari G0 dan G1, warna akar
putih kekuningan, rambut akar lebih sedikit dari G0 dan G1
Akar kurus, lebih pendek, warna akar kekuningan, rambut akar lebih sedikit
Akar kurus, lebih pendek dari G0 dan G1, rambut akar sedikit, warna akar kuning
Pertumbuhan akar baik, panjang, rambut akarbanyak, warna akar putih kekuningan
Pertumbuhan akar lambat, akar lebih pendek dari G0, rambut akar sedikit, warna akar putih
kekuningan
Akar lebih pendek dari G1, rambut akar sangat sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Pertumbuhan akar terhambat
Pertumbuhan akar terhambat
Khairunnisa Lubis: Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio
Beberapa Varietas Kedelai
Tabel 2. Pengamatan jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele (µ) lima varietas kedelai
Varietas
[NaCl]
Jari-jari parenkim korteks (µ)
Jari-jari stele (µ)
V1
(Willis)
0 g/l
4 g/l
8 g/l
17,00
21,96
29,92
4,90
12,00
19,07
V2
(K. Putih)
0 g/l
4 g/l
23,02
18,01
10,33
9,61
V3
(J. Wijaya)
0 g//l
4 g/l
10,13
21,73
5,06
10,27
V4
(Tidar)
0 g/l
4 g/l
36,45
50,29
19,277
20,00
V5
(Lokon)
0 g/l
4 g/l
23,61
20,60
11,57
9,56
b. Ultrastruktur Akar
Pengamatan ultra struktur akar meliputi
jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele
disajikan pada Tabel 2.
Pengaruh konsentrasi NaCl terhadap
morfologi dan ultra struktur akar
Pengaruh NaCl terhadap perubahan
morfologi dan ultra struktur bervariasi pada
masing-masing varietas. Secara visual,
umumnya
eksplan
yang
mendapat
perlakuan
konsentrasi
NaCl
tinggi,
pembentukan dan pertumbuhan akarnya
terhambat, akar menjadi lebih sedikit, kurus
dan kecil, akar menggulung dengan rambut
akar yang sedikit dan warna akar cenderung
kuning kecoklatan. Berkurangnya panjang
akar pada media salin diduga juga akibat
daya racun Cl, ketidakseimbangan unsur di
dalam tanaman serta adanya akumulasi
NaCl di sekitar akar dan di dalam akar,
seperti yang dikemukakan oleh Sepaskhah
dan Boersma (1974 dalam Bintoro, 1989).
Sehingga dapat pula dimengerti, pada
konsentrasi NaCl tinggi, pertumbuhan daun
juga kecil, menggulung dan tidak
berkembang sempurna.
Dari kelima varietas kedelai yang
diuji, eksplan varietas Willis (V1) dinilai
memiliki pertumbuhan yang paling baik,
karena pada pemberian konsentrasi NaCl
sampai 8 g/l eksplan masih mampu
membentuk
perakaran,
daun
yang
berkembang sempurna dan juga bertunas.
Pada varietas Tidar (V4), Jaya Wijaya (V3)
dan Kipas Putih (V2), konsentrasi NaCl 6
g/l sudah mulai mengakibatkan eksplan
tidak mampu bertunas dan pertumbuhan
daunnya tidak sempurna. Sedangkan pada
varietas Lokon (V5), hanya eksplan tanpa
perlakuan NaCl yang dapat tumbuh dan
berkembang sempurna. Kenyataan bahwa
salinitas menekan pertumbuhan dan
perkembangan akar tanaman, telah
dilaporkan sebelumnya oleh Tjahjoleksono
(1984 dalam Bintoro, 1989). Hal yang
sejalan juga diperoleh pada tanaman kedelai
(Alla, et al., 1998) dan pada kultur embrio
gandum (Kintzios, et al., 1997) bahwa
salinitas menyebabkan akar tanaman yang
tumbuh pada medium salin menjadi lebih
kecil dan sedikit percabangannya. Selain
itu, hasil penelitian Yahya dan Adib (1989)
menunjukkan bahwa peningkatan taraf
salinitas
mengakibatkan
menurunnya
pertumbuhan vegetatif tanaman kakao dan
juga menyebabkan gejala abnormalitas pada
daun, berupa klorosis dan nekrosis.
Pengamatan ultrastruktur terhadap
ukuran jari-jari parenkim dan jari-jari stele
varietas-varietas kedelai yang diuji, telah
menunjukkan bahwa pada varietas Willis
86
Jurnal Ilmiah Pertanian KULTURA • Vol. 40 • No. 2 • September 2005
(V1), Jaya Wijaya (V3) dan Tidar (V4) yang
dinilai lebih toleran, terjadi peningkatan
ukuran jari-jari parenkim korteks dan stele
pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi,
sementara pada varietas Kipas Putih (V2)
dan Lokon (V5) yang dinilai lebih peka
sebaliknya terjadi penurunan ukuran jarijari parenkim korteks dan stele pada
konsentrasi NaCl yang lebih tinggi. Diduga
bahwa perubahan-perubahan tersebut ada
kaitannya dengan tingkat kepekaan masingmasing varietas pada konsentrasi NaCl.
Peningkatan
ukuran
jari-jari
parenkim korteks dan stele pada varietas
yang lebih toleran terhadap NaCl, diduga
merupakan
salah
satu
mekanisme
toleransinya terhadap konsentrasi NaCl,
dimana peningkatan ukuran jari-jari
parenkim korteks dan stele mengakibatkan
semakin lebarnya jalur “caspary“, yang
berperan dalam pengaturan potensial
osmotik pada media. Sesuai dengan
pernyataan Fahn (1995), bahwa keadaan
lingkungan dapat mempengaruhi anatomi
akar dimana jalur “caspary“ jauh lebih lebar
pada tumbuhan yang hidup dalam habitat
yang teramat kering dan di rawa bergaram
dibandingkan dengan yang hidup dalam
keadaan mesofitik. Jalur “capsary“ dalam hal
ini dinyatakan mencegah difusi air
sepanjang dinding sel dan memaksa gerakan
larutan melalui protoplasma (Fahn, 1995).
Perubahan
ultrastruktur
yang
sejalan, yaitu meningkatnya jari-jari
parenkim korteks dan lapisan parenkim
korteks, telah diperoleh pula pada
penelitian kultur embrio gandum pada
konsentrasi NaCl 9 g/l (Kintzios, et al.,
1997).
Kesimpulan
Setiap
Varietas
mempunyai
sensitifitas
yang
berbeda
terhadap
pemberian NaCl. Varietas Wilis mampu
bertoleransi pada tingkat konsentrasi NaCl
Sampai 8 g/l. Varietas Tidar, Jaya Wijaya
dan Kipas Putih hanya mampu bertoleransi
pada tingkat konsentrasi NaCl sekitar 4-6
87
g/l, sedangkan Lokon tidak mampu
bertoleransi pada kondisi medium bergaram.
Konsentrasi
NaCl
juga
mempengaruhi perubahan marfologi akar
dan ultra struktur jaringan. Panjang akar
dan jumlah akar menurun dengan
meningkatnya
konsentrasi
NaCl.
Perubahan ultrastruktur bervariasi antar
varietas, dimana peningkatan konsentrasi
NaCl sampai 8 g/l menyebabkan ukuran
jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele
varietas Wilis lebih besar dibanding
kontrol, peningkatan konsentrasi parenkim
NaCl sampai 4 g/l menyebabkan ukuran
jari-jari parenkim korteks dan stele varietas
Jaya Wijaya dan Tidar lebih besar
dibanding kontrol sedangkan pada varietas
Kipas putih dan Lokon terjadi penurunan
ukuran jari-jari parenkim korteks dan stele
pada peningkatan konsentrasi NaCl.
Varietas Wilis dinilai memiliki daya
toleransi yang lebih tinggi, disusul Jaya
Wijaya dan Tidar.
Saran
Untuk mengetahui lebih lanjut
perbedaan-perbedaan yang terjadi antar
varietas toleran dan tidak toleran perlu
diamati
lebih
jauh
proses-proses
metabolisme yang berlangsung, dan penting
untuk meneliti biokimia dari setiap genotip
agar diketahui tolak ukur biokimia yang
mungkin dan mudah untuk meneliti daya
tahan kegaraman bagi tanaman kedelai
Indikasi munculnya plantlet yang
tahan
kadar
NaCl
tinggi
perlu
ditindaklanjuti dengan proses aklimatisasi
dan pengujian di lahan salin, serta
pembuktian secara biokemis dan sitologis
lebih lanjut.
Daftar Pustaka
Alla, M.H.A, T.D. Vuong and J.E. Harper.
1998. Genotype differences in
dinitrogen fixation response to NaCl
stress in intact and grafted Soybean.
Crop Science 38: 72-77.
Khairunnisa Lubis: Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio
Beberapa Varietas Kedelai
Bintoro, 1989. Toleransi tanaman jagung
terhadap salinitas. Disertasi Doktor,
Fakultas Pasca Sarjana, IPB, Bogor.
hlm 10-12; 122-126.
Fahn,
A. 1995. Anatomi tumbuhan.
Diterjemahkan oleh Ahmad Sudiarto
dkk. Edisi ketiga, Gadjah Mada
University Press. hlm 441-473.
Kintzios, S.E., M. Barberaki, G. Aivalakis, J.
Drossopoulus and C.D Holevas.
1997. In vitro morphogenetic
responses of mature wheat embryos to
different NaCl concentrations and
growth regulator treatments. Plant
Breeding 116: 113-118.
Oeliem, T.M.H. 1997. Perakitan varietas
kedelai unggul berumur genjah.
Pidato pengukuhan jabatan guru
besar tetap dalam Ilmu Pemuliaan
Tanaman pada Fakultas Pertanian
USU. Universitas Sumatera Utara,
Medan. hlm 12-14.
Pramono, E. dan L. Zen. 1993. Pemilihan
sifat daya tahan kegaraman beberapa
genotip kedelai (Glycine max L,
Merr). melalui uji perkembangan
benih. Prosiding Seminar Penelitian
Pertanian BKS-Barat. Palembang.
hlm 84-88.
Yahya, S. dan M. Adib. 1989. Uji toleransi
terhadap salinitas bibit beberapa
varietas kakao (Theobroma cacao L.).
Bul. Agr. 20(3):39-42.
88
(Glycine max L. Merr) pada Berbagai Konsentrasi NaCl
The Root Ultra Structure Morphology of Soybean Embryos Culture
to Different NaCl Concentrations
Khairunnisa Lubis
Pengajar di Dept. Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian USU
Diterima 11 Februari 2005 / Disetujui 27 Agustus 2005
Abstract
This research was aimed to know the effect of NaCl concentration toward root morphology
and ultra structure changes, the differences of root morphology and ultra structure between the
soybean variety that evaluated resistance and non-resistance to salinity, and to know level of
tolerance to salinity from each variety. The observation on ultra structure for stele and cortex
parenchym radius showed that the radius of stele and cortex parenchym Wilis, Jaya Wijaya and
Tidar increased at the higher NaCl concentration, whereas the radius of stele and cortex parenchym
Kipas Putih and Lokon decreased at the higher NaCl concentration.
Keywords: morphology, root ultrastructure, resistance, salinity.
Abstrak
Penelitian ini dilaksanakan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi NaCl terhadap
perubahan morfologi dan ultra struktur jaringan akar yang menyertainya, mengetahui
perbedaan morfologi dan ultra struktur jaringan akar antara varietas yang dinilai tahan dan
tidak tahan terhadap salinitas, selain itu juga untuk mengetahui tingkat toleransi terhadap
salinitas pada masing-masing varietas kedelai. Pengamatan ultrastruktur terhadap ukuran jarijari parenkim korteks akar dan stele menunjukkan bahwa pada varietas Willis, Jaya Wijaya
dan Tidar yang dinilai lebih toleran, terjadi peningkatan ukuran jari-jari parenkim dan stele
pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi, sementara pada varietas Kipas Putih dan Lokon
yang dinilai lebih peka sebaliknya terjadi penurunan ukuran jari-jari parenkim korteks dan
stele pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi.
Kata kunci: morfologi, ultrastruktur akar, ketahanan, salinitas.
Pendahuluan
Peningkatan produksi kedelai dalam
negeri
belum
dapat
mengimbangi
kebutuhan nasional yang melonjak menjadi
2,76 juta ton tahun 1996, sedang
kemampuan produksi nasional baru
mencapai 2 juta ton. Sehingga Indonesia
diperkirakan masih mengimpor sekitar
760.000 ton kedelai (Oeliem, 1997).
Perluasan areal mengarah pada
penggunaan lahan bermasalah antara lain
pada lahan rawa dan pantai mulai dilakukan
mengingat perkembangan pertanian makin
dibatasi oleh makin berkurangnya lahan
yang baik karena pertambahan penduduk
dan
perkembangan
sektor
industri
(Pramono dan Zen, 1993).
Penelitian
bioteknologi
pada
tanaman kedelai memiliki potensi yang
cukup besar untuk mendapat kultivar
kedelai yang tahan terhadap cekaman
lingkungan tertentu, antara lain masalah
salinitas. Untuk kepentingan seleksi dan
pengembangan ketahanan varietas terhadap
salinitas, informasi tentang perubahan
struktur dan morfologi sel dan jaringan
terhadap stres garam sangat dibutuhkan.
Menurut Bintoro (1989), mekanisme
toleransi tanaman terhadap salinitas dapat
ditinjau dari 2 segi, yaitu (1) adanya
perubahan ultrasrtuktur sel dan jaringan (2)
84
Jurnal Ilmiah Pertanian KULTURA • Vol. 40 • No. 2 • September 2005
adanya perubahan aktivitas metabolisme.
Diduga perubahan-perubahan yang terjadi
pada tanaman yang tahan terhadap salinitas
akan berbeda dengan tanaman yang peka.
Informasi
tentang
perubahan
morfologi dan ultrastruktur jaringan yang
mengarah pada stres garam pada tanaman
kedelai masih sangat terbatas. Oleh karena
itu perlu diamati lebih jauh untuk
kepentingan
pengembangan
tanaman
tersebut maupun untuk kepentingan
pemuliaan tanaman
Bahan dan Metoda
Penelitian ini berlangsung dari
bulan Februari sampai Juli 1997. Penelitian
dilakukan dengan perlakuan konsentrasi
NaCl pada 5 taraf (0 g/l, 2 g/l, 4 g/l, 6 g/l, 8
g/l) dan perlakuan varietas (Willis, Kipas
Putih, Jaya Wijaya, Tidar dan Lokon).
Pengamatan ultrastruktur akar diamati
dengan mikrograf dan prosedur histologi
dilakukan berdasarkan Metode Paraffin.
Pengamatan pada morfologi dan
ultrastruktur jaringan akar meliputi: bentuk
dan struktur akar, jari-jari parenkim korteks
(μ), jari-jari stele (μ) yang dibandingkan
antara perelakuan dengan konsentrasi NaCl
0 g/l dengan konsentrasi NaCl tertinggi
yang
masih
menunjukkan
rata-rata
pertumbuhan akar yang baik (mikrograf)
(Kintzios, et al., 1997).
Hasil dan Pembahasan
a. Morfologi Akar
Varietas Kipas Putih (V2), Jaya Wijaya
(V3) dan Tidar (V4) secara umum sama
perkembangan
morfologi
akarnya.
Perbedaan ketiga varietas tersebut terdapat
pada jumlah akar, panjang akar dan hal-hal
lain secara kwantitatif. Pengamatan
morfologi akar secara makro 5 varietas
kedelai dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Pengamatan morfologi akar secara makro pada lima varietas kedelai
[NaCl]
Morfologi akar varietas Willis (V1)
0 g/l
2 g/l
4 g/l
(G0)
(G1)
(G2)
6 g/l
8 g/l
(G3)
(G4)
Morfologi akar varietas Kipas Putih (V2), Jaya Wijaya (V3), dan Tidar (V4)
[NaCl]
0 g/l
2 g/l
4 g/l
6 g/l
8 g/l
(G0)
(G1)
(G2)
(G3)
(G4)
[NaCl]
Pertumbuhan akar baik, panjang, rambut akar banyak, warna akar putih
Akar lebih pendek dari G0, rambut akar banyak, warna akar putih kekuningan
Akar lebih pendek dari G0 dan G1, rambut akar banyak, warna akar kuning kecoklatan
Akar pendek, rambut akar sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Akar pendek, rambut akar sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Morfologi akar varietas Lokon (V5)
0 g/l
2g/l
(G0)
(G1)
4 g/l
6 g/l
8 g/l
(G2)
(G3)
(G4)
85
Pertumbuhan akar baik, panjang, banyak rambut akar, warna akar putih
Akar kurus dan panjang, banyak rambut akar, warna akar putih kekuningan
Akar kurus, sedikit lebih panjang dari G0 dan G1, warna akar
putih kekuningan, rambut akar lebih sedikit dari G0 dan G1
Akar kurus, lebih pendek, warna akar kekuningan, rambut akar lebih sedikit
Akar kurus, lebih pendek dari G0 dan G1, rambut akar sedikit, warna akar kuning
Pertumbuhan akar baik, panjang, rambut akarbanyak, warna akar putih kekuningan
Pertumbuhan akar lambat, akar lebih pendek dari G0, rambut akar sedikit, warna akar putih
kekuningan
Akar lebih pendek dari G1, rambut akar sangat sedikit, warna akar kuning kecoklatan
Pertumbuhan akar terhambat
Pertumbuhan akar terhambat
Khairunnisa Lubis: Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio
Beberapa Varietas Kedelai
Tabel 2. Pengamatan jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele (µ) lima varietas kedelai
Varietas
[NaCl]
Jari-jari parenkim korteks (µ)
Jari-jari stele (µ)
V1
(Willis)
0 g/l
4 g/l
8 g/l
17,00
21,96
29,92
4,90
12,00
19,07
V2
(K. Putih)
0 g/l
4 g/l
23,02
18,01
10,33
9,61
V3
(J. Wijaya)
0 g//l
4 g/l
10,13
21,73
5,06
10,27
V4
(Tidar)
0 g/l
4 g/l
36,45
50,29
19,277
20,00
V5
(Lokon)
0 g/l
4 g/l
23,61
20,60
11,57
9,56
b. Ultrastruktur Akar
Pengamatan ultra struktur akar meliputi
jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele
disajikan pada Tabel 2.
Pengaruh konsentrasi NaCl terhadap
morfologi dan ultra struktur akar
Pengaruh NaCl terhadap perubahan
morfologi dan ultra struktur bervariasi pada
masing-masing varietas. Secara visual,
umumnya
eksplan
yang
mendapat
perlakuan
konsentrasi
NaCl
tinggi,
pembentukan dan pertumbuhan akarnya
terhambat, akar menjadi lebih sedikit, kurus
dan kecil, akar menggulung dengan rambut
akar yang sedikit dan warna akar cenderung
kuning kecoklatan. Berkurangnya panjang
akar pada media salin diduga juga akibat
daya racun Cl, ketidakseimbangan unsur di
dalam tanaman serta adanya akumulasi
NaCl di sekitar akar dan di dalam akar,
seperti yang dikemukakan oleh Sepaskhah
dan Boersma (1974 dalam Bintoro, 1989).
Sehingga dapat pula dimengerti, pada
konsentrasi NaCl tinggi, pertumbuhan daun
juga kecil, menggulung dan tidak
berkembang sempurna.
Dari kelima varietas kedelai yang
diuji, eksplan varietas Willis (V1) dinilai
memiliki pertumbuhan yang paling baik,
karena pada pemberian konsentrasi NaCl
sampai 8 g/l eksplan masih mampu
membentuk
perakaran,
daun
yang
berkembang sempurna dan juga bertunas.
Pada varietas Tidar (V4), Jaya Wijaya (V3)
dan Kipas Putih (V2), konsentrasi NaCl 6
g/l sudah mulai mengakibatkan eksplan
tidak mampu bertunas dan pertumbuhan
daunnya tidak sempurna. Sedangkan pada
varietas Lokon (V5), hanya eksplan tanpa
perlakuan NaCl yang dapat tumbuh dan
berkembang sempurna. Kenyataan bahwa
salinitas menekan pertumbuhan dan
perkembangan akar tanaman, telah
dilaporkan sebelumnya oleh Tjahjoleksono
(1984 dalam Bintoro, 1989). Hal yang
sejalan juga diperoleh pada tanaman kedelai
(Alla, et al., 1998) dan pada kultur embrio
gandum (Kintzios, et al., 1997) bahwa
salinitas menyebabkan akar tanaman yang
tumbuh pada medium salin menjadi lebih
kecil dan sedikit percabangannya. Selain
itu, hasil penelitian Yahya dan Adib (1989)
menunjukkan bahwa peningkatan taraf
salinitas
mengakibatkan
menurunnya
pertumbuhan vegetatif tanaman kakao dan
juga menyebabkan gejala abnormalitas pada
daun, berupa klorosis dan nekrosis.
Pengamatan ultrastruktur terhadap
ukuran jari-jari parenkim dan jari-jari stele
varietas-varietas kedelai yang diuji, telah
menunjukkan bahwa pada varietas Willis
86
Jurnal Ilmiah Pertanian KULTURA • Vol. 40 • No. 2 • September 2005
(V1), Jaya Wijaya (V3) dan Tidar (V4) yang
dinilai lebih toleran, terjadi peningkatan
ukuran jari-jari parenkim korteks dan stele
pada konsentrasi NaCl yang lebih tinggi,
sementara pada varietas Kipas Putih (V2)
dan Lokon (V5) yang dinilai lebih peka
sebaliknya terjadi penurunan ukuran jarijari parenkim korteks dan stele pada
konsentrasi NaCl yang lebih tinggi. Diduga
bahwa perubahan-perubahan tersebut ada
kaitannya dengan tingkat kepekaan masingmasing varietas pada konsentrasi NaCl.
Peningkatan
ukuran
jari-jari
parenkim korteks dan stele pada varietas
yang lebih toleran terhadap NaCl, diduga
merupakan
salah
satu
mekanisme
toleransinya terhadap konsentrasi NaCl,
dimana peningkatan ukuran jari-jari
parenkim korteks dan stele mengakibatkan
semakin lebarnya jalur “caspary“, yang
berperan dalam pengaturan potensial
osmotik pada media. Sesuai dengan
pernyataan Fahn (1995), bahwa keadaan
lingkungan dapat mempengaruhi anatomi
akar dimana jalur “caspary“ jauh lebih lebar
pada tumbuhan yang hidup dalam habitat
yang teramat kering dan di rawa bergaram
dibandingkan dengan yang hidup dalam
keadaan mesofitik. Jalur “capsary“ dalam hal
ini dinyatakan mencegah difusi air
sepanjang dinding sel dan memaksa gerakan
larutan melalui protoplasma (Fahn, 1995).
Perubahan
ultrastruktur
yang
sejalan, yaitu meningkatnya jari-jari
parenkim korteks dan lapisan parenkim
korteks, telah diperoleh pula pada
penelitian kultur embrio gandum pada
konsentrasi NaCl 9 g/l (Kintzios, et al.,
1997).
Kesimpulan
Setiap
Varietas
mempunyai
sensitifitas
yang
berbeda
terhadap
pemberian NaCl. Varietas Wilis mampu
bertoleransi pada tingkat konsentrasi NaCl
Sampai 8 g/l. Varietas Tidar, Jaya Wijaya
dan Kipas Putih hanya mampu bertoleransi
pada tingkat konsentrasi NaCl sekitar 4-6
87
g/l, sedangkan Lokon tidak mampu
bertoleransi pada kondisi medium bergaram.
Konsentrasi
NaCl
juga
mempengaruhi perubahan marfologi akar
dan ultra struktur jaringan. Panjang akar
dan jumlah akar menurun dengan
meningkatnya
konsentrasi
NaCl.
Perubahan ultrastruktur bervariasi antar
varietas, dimana peningkatan konsentrasi
NaCl sampai 8 g/l menyebabkan ukuran
jari-jari parenkim korteks dan jari-jari stele
varietas Wilis lebih besar dibanding
kontrol, peningkatan konsentrasi parenkim
NaCl sampai 4 g/l menyebabkan ukuran
jari-jari parenkim korteks dan stele varietas
Jaya Wijaya dan Tidar lebih besar
dibanding kontrol sedangkan pada varietas
Kipas putih dan Lokon terjadi penurunan
ukuran jari-jari parenkim korteks dan stele
pada peningkatan konsentrasi NaCl.
Varietas Wilis dinilai memiliki daya
toleransi yang lebih tinggi, disusul Jaya
Wijaya dan Tidar.
Saran
Untuk mengetahui lebih lanjut
perbedaan-perbedaan yang terjadi antar
varietas toleran dan tidak toleran perlu
diamati
lebih
jauh
proses-proses
metabolisme yang berlangsung, dan penting
untuk meneliti biokimia dari setiap genotip
agar diketahui tolak ukur biokimia yang
mungkin dan mudah untuk meneliti daya
tahan kegaraman bagi tanaman kedelai
Indikasi munculnya plantlet yang
tahan
kadar
NaCl
tinggi
perlu
ditindaklanjuti dengan proses aklimatisasi
dan pengujian di lahan salin, serta
pembuktian secara biokemis dan sitologis
lebih lanjut.
Daftar Pustaka
Alla, M.H.A, T.D. Vuong and J.E. Harper.
1998. Genotype differences in
dinitrogen fixation response to NaCl
stress in intact and grafted Soybean.
Crop Science 38: 72-77.
Khairunnisa Lubis: Morfologi Ultrastruktur Akar Kultur Embrio
Beberapa Varietas Kedelai
Bintoro, 1989. Toleransi tanaman jagung
terhadap salinitas. Disertasi Doktor,
Fakultas Pasca Sarjana, IPB, Bogor.
hlm 10-12; 122-126.
Fahn,
A. 1995. Anatomi tumbuhan.
Diterjemahkan oleh Ahmad Sudiarto
dkk. Edisi ketiga, Gadjah Mada
University Press. hlm 441-473.
Kintzios, S.E., M. Barberaki, G. Aivalakis, J.
Drossopoulus and C.D Holevas.
1997. In vitro morphogenetic
responses of mature wheat embryos to
different NaCl concentrations and
growth regulator treatments. Plant
Breeding 116: 113-118.
Oeliem, T.M.H. 1997. Perakitan varietas
kedelai unggul berumur genjah.
Pidato pengukuhan jabatan guru
besar tetap dalam Ilmu Pemuliaan
Tanaman pada Fakultas Pertanian
USU. Universitas Sumatera Utara,
Medan. hlm 12-14.
Pramono, E. dan L. Zen. 1993. Pemilihan
sifat daya tahan kegaraman beberapa
genotip kedelai (Glycine max L,
Merr). melalui uji perkembangan
benih. Prosiding Seminar Penelitian
Pertanian BKS-Barat. Palembang.
hlm 84-88.
Yahya, S. dan M. Adib. 1989. Uji toleransi
terhadap salinitas bibit beberapa
varietas kakao (Theobroma cacao L.).
Bul. Agr. 20(3):39-42.
88