Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun (Cucumis Sativus L.) Dengan Mutagen Kolkhisin
KARYA TULI S
RESPON PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI M EN TI M UN ( Cucum is sat ivus L.) D EN GAN M UTAGEN KOLKH I SI N
OLEH : DI ANA SOFI A H, SP, MP
NI P 132231813
FAKULTAS PERTAN I AN UN I VERSI TAS SUMATERA UTARA
2007
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
1
KATA PEN GAN TAR
Syukur Alham dulillah, kam i panj atkan kehadlirat Allah SWT yang telah m em berikan rahm at dan karunia- Nya, sehingga penulis dapat m enyelesaikan karya tulis ini.
Karya t ulis ini berj udul : PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MENTI MUN ( Cucum is sat ivus L.) DENGAN MUTAGEN KOLKHI SI N.
Sem oga karya tulis ini berm anfaat bagi sem ua pihak yang m em erlukan. Kritik dan saran untuk penyem purnaan karya tulis ini sangat penulis harapkan.
Medan, Juli 2007
Pe n u l i s
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
2
DAFTAR I SI
Kat a Pengant ar .................................................................. .............. i Daftar I si ........................................................................... .............. ii Pendahuluan ...................................................................... .............. 1 Bot ani Tanam an ................................................................. .............. 2 Syarat Tum buh .................................................................. .............. 4 Mut asi Buat an .................................................................... .............. 5 Mut agen Kolkhisin............................................................... .............. 7 Poliploidi............................................................................ .............. 9 Efek konsent rasi kolkhisin t erhadap pert um buhan dan produksi m ent im un. 11 Efek lam a perendam an kolkhisin pada pert um buhan dan prod. m ent im un .. 13 Efek konsent rasi dan lam a perendam an kolkhisin pada j um lah krom osom . 14 Kesim pulan ........................................................................ .............. 15 Daft ar Pust aka
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
3
PEN DAHULUAN
Ment im un adalah salah sat u sayuran buah yang banyak dikonsum si m asyarakat I ndonesia dalam bentuk segar. Nilai gizi m entim un cukup baik karena sayuran buah ini m erupakan sum ber m ineral dan vitam in. Kandungan 100 g m entim un terdiri dari 15 kalori, 0,8 g protein, 0,19 g pati, 3 g karbohidrat, 30 m g fosfor, 0,5 m g besi, 0,02 g tianin, 0,05 g riboflavin, 14 m g asam , ( Sum pena, 2001) .
Buah m entim un dipercaya m engandung zat-zat saponin, protein, lem ak, kalsium , fosfor, besi, belerang, vit am in A, B1, dan C. Ment im un m ent ah bersifat m enurunkan panas badan, j uga m eningkat kan st am ina. Ment im un j uga m engandung asam m alonat yang berfungsi m enekan gula darah agar tidak berubah m enjadi lem ak, baik untuk m engurangi berat badan. Kandungan serat nya yang t inggi berguna unt uk m elancarkan buang air besar, m enurunkan kolesterol, dan m enetralkan racun ( Suaram erdeka, 2005) .
Pem asaran m ent im un cukup baik karena buah m ent im un dapat dij ual sebagai buah segar, yaitu untuk lalap, asinan, acar, dan bahan industri ( untuk kosm etika dan obat- obatan) ( Sum pena, 2001) .
Luas panen m ent im un di Sum at era Ut ara pada t ahun 2005 sebesar 3.591 Ha dengan produksi sebesar 44.904 ton, dan produksi rata- rata 125.06 Kw/ Ha ( BPS, 2006) . Produksi m ent im un di I ndonesia m asih sangat rendah yait u 3,5- 4,8 ton/ ha, padahal potensinya bisa m encapai 20 ton/ ha terutam a j ika m enanam m ent im un hibrida. Penanam an m ent im un dalam skala produksi yang t inggi dan int ensif belum banyak dilakukan. Pada um um nya t anam an m ent im un ditanam sebagai tanam an selingan ( Warintek, 2006).
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
4
Salah satu program pem uliaan tanam an yang dapat digunakan untuk m endapatkan kultivar atau varietas unggul adalah dengan teknik pem uliaan m ut asi. Penggunaan t eknik m ut asi pada program pem uliaan t anam an dilakukan untuk m endapatkan tanam an poliploid.
Kolkhisin m erupakan salah satu reagen untuk m utasi yang m enyebabkan terj adinya poliploid dim ana organism e m em iliki tiga set atau lebih krom osom dalam sel- selnya, sedangkan sifat um um dari tanam an poliploid ini adalah m enj adi lebih kekar, bagian tanam an lebih besar, sehingga nantinya sifat-sifat yang kurang baik akan m enj adi lebih baik, selain itu kokhisin j uga dapat m erubah susunan prot ein, vit am in, atau karbohidrat ( Sulist ianingsih, 2006) .
Penggunaan kolkhisin pada t anam an m ent im un diharapkan t erj adinya m utasi pada tanam an m entim un sehingga terbentuk tanam an yang poliploid dan dapat m enghasilkan buah yang lebih besar dari pada buah yang dihasilkan dari tanam an norm al sehingga produksi dapat ditingkatkan. Selain itu untuk m endapatkan kandungan gizi yang lebih tinggi pada buah m entim un.
BOTANI TANAMAN
Menurut Sharm a ( 2002) t anam an m ent im un dalam t aksonom i t anam an,
dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Plant ae
Div isio
: Sperm atophyta
Subdivisio : Angiosperm ae
Kelas
: Dicotyledonae
Or d o
: Cucurbit ales
Fam ili
: Cucurbit aceae
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
5
Ge n u s Spesies
: Cucum is : Cucum is sat ivus L.
Perakaran m ent im un m em iliki akar t unggang dan bulu- bulu akar, t et api daya t em busnya relat if dangkal, pada kedalam an sekit ar 30- 60 cm . Oleh karena itu, tanam an m entim un term asuk peka terhadap kekurangan dan kelebihan air ( Rukm ana, 1994) .
Batang m entim un berupa batang lunak dan berair (herbaceous) , berbentuk pipih, beram but halus, berbuku-buku, dan berwarna hij au segar. Bat ang ut am a dapat m enum buhkan cabang anakan. Ruas bat ang at au bukubuku batang berukuran 7-10 cm dan berdiam eter 10- 15 m m ( I m dad dan Nawangsih, 1995) .
Ment im un berdaun t unggal. Panj ang daun ant ara 7- 20 cm , panj ang tangkai daun 5- 15 cm , pinggiran daun berlekuk antara 3- 5, dengan susunan daun berselang- seling ( Sum pena, 2001) .
Bunga m entim un berbentuk terom pet dan berwarna kuning bila sudah m ekar. Ment im un t erm asuk t anam an berum ah sat u, art inya bunga j ant an dan betina letaknya terpisah, tetapi m asih dalam satu tanam an. Bunga betina m em punyai bakal buah yang m em bengkok, terletak di bawah m ahkota bunga, sedangkan pada bunga j antan tidak m em punyai bagian bakal buah yang m em bengkok ( Sum pena, 2001) .
Warna buah m entim un m uda berkisar antara hij au, hij au gelap, hij au m uda, dan hij au keputihan sam pai putih, tergantung kultivar yang diusahakan. Panj ang buah m ent im un ant ara 12- 25 cm dengan diam et er ant ara 2- 5 cm at au tergantung kultivar yang diusahakan. Bentuk- bentuk buah m entim un berkisar antara bentuk bulat panj ang (eliptical elongated) , lonj ong (oblong elipsoid) ,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
6
bundar atau bulat (globular) , dan pangkal buah m elekuk (stem en tapered) ( Sum pena, 2001) .
Bij i m entim un bentuknya pipih, kulitnya berwarna putih atau putih kekuning- kuningan sam pai coklat . Bij i ini dapat digunakan sebagai alat perbanyakan t anam an ( Rukm ana, 1994) .
Buah m ent im un siap dipet ik pada t anam an um ur sekitar 34 hari. Ukuran buah yang ideal panjang 20- 25 cm , diam eter 4 cm . Kadang- kadang pasar m enyukai ukuran t ert ent u ( lebih besar at au lebih kecil) . Pem et ikan dapat dilakukan set iap 2- 3 hari sekali ( Tanindo, 2006) .
SYARAT TUMBUH I klim
Di daerah tropis, m entim un dapat ditanam di dataran rendah sam pai t inggi karena daya adapt asi t anam an pada berbagai iklim cukup t inggi. Unt uk pertum buhan yang optim um diperlukan iklim kering, sinar m atahari yang cukup (tidak ternaungi), tem peratur 21,1 – 26,70C dan tidak banyak hujan (Warintek, 2006).
Cahaya m erupakan fakt or yang sangat pent ing unt uk pert um buhan t anam an m ent im un. Penyerapan unsur hara akan berlangsung dengan opt im al j ika pencahayaan berlangsung antara 8- 12 j am / hari. Kelem baban relatif udara ( RH) yang dikehendaki oleh t anam an m ent im un unt uk pert um buhannya ant ara 50- 85 % . Curah huj an opt im al yang diinginkan ant ara 200 – 400 m m / bulan. Curah huj an yang t erlalu t inggi t idak baik unt uk pert um buhan t anam an ini, terlebih pada saat m ulai berbunga karena curah huj an yang tinggi akan banyak m enggugurkan bunga ( Sum pena, 2001) .
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
7
Tanah Pada dasarnya ham pir sem ua j enis t anah yang digunakan unt uk lahan
pertanian cocok ditanam i m entim un. Nam un untuk m endapatkan produksi yang tinggi dan kualitasnya baik, tanam an m entim un m em butuhkan tanah yang subur, gem bur, banyak m engandung hum us, tidak m enggenang ( becek) , dan pH- nya berkisar ant ara 6- 7 ( Rukm ana, 1994) .
Tanah m ineral yang bert ekst ur ringan sam pai pada t anah yang bertekstur liat berat dan j uga pada tanah organik seperti tanah gam but dapat diusahakan sebagai lahan penanam an m entim un. Kem asam an tanah yang opt im al unt uk m ent im un adalah ant ara 5,5 – 6,5. Tanah yang banyak m engandung air, terutam a pada waktu berbunga, m erupakan jenis tanah yang baik unt uk penanam an m ent im un. Jenis t anah yang cocok unt uk penanam an m entim un diantaranya aluvial, latosol, dan andosol ( Sum pena, 2001) .
Tanah yang rem ah, banyak m engandung bahan organik, drainase yang baik dan pH 6- 7 cocok sekali bagi t anam an m ent im un. Tanam an ini lebih senang tum buh di lahan terbuka ( Ashari, 1995) .
MUTASI BUATAN
Dalam bidang pem uliaan tanam an, teknik m utasi dapat m eningkatkan keragam an genetik tanam an sehingga m em ungkinkan pem ulia m elakukan seleksi genotipe tanam an sesuai dengan tuj uan pem uliaan yang di kehendaki. Mut asi induksi dapat dilakukan pada t anam an dengan perlakuan bahan m utagen tertentu terhadap organ tanam an seperti bij i, stek batang, serbuk sari, akar, rizom a, m edia kult ur j aringan dan sebagainya ( BATAN, 2006) .
Teknik m ut asi buat an m erupakan usaha m erubah susunan at au j um lah m ateri genetik/ DNA dengan m enggunakan radiasi sinar radioaktif ( sinar x,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
8
alpha, bet a dan gam m a) at au dengan senyawa kim ia ( kolkhisin) . Teknik m ut asi dengan sinar gam m a biasanya dituj ukan untuk m enghasilkan bij i- bj i tanam an padi dan palawij a, agar berum ur pendek ( cepat dipanen) , hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan ham a wereng. Selain itu, terdapat teknik m utasi buatan lainnya yakni teknik perendam an biji-biji tanam an perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkhisin, senyawa ini m enyebabkan tanam an m em punyai buah yang besar dan tidak berbij i, m isalnya buah sem angka, pepaya, j eruk, dan anggur tanpa bij i (e-dukasi.net, 2006).
Mut asi t erj adi secara acak dan m ut agen j arang m engubah hanya sat u gen tertentu, m aka perlakuan m utagenik terhadap karakter yang diwariskan secara kuantitatif dapat j uga dipertim bangkan. Sem ua agensia m utagenik yang telah dikenal diaplikasikan pada t araf yang m enghasilkan sej um lah m utasi yang dapat terlihat, juga untuk menim bulkan keragam an pada karakter yang diwariskan secara kuantitatif ( Nasir, 2002) .
Berbagai m utagen kim ia dapat m enyebabkan j um lah m utasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan cara irradiasi, nam un hasil yang m em uaskan bergant ung pada perhat ian yang seksam a t ent ang konsent rasi bahan kim ia, lam a perlakuan, suhu, pH larut an m ut agenik dan kadar air m ut an. Fakt or lain yang dapat m em pengaruhi efektifitas m utagen kim ia adalah spesies dan kekhususan m utagenik (Nasir, 2002).
Mut agen dapat ada secara alam i dilingkungan at au dit am bahkan pada lingkungan bij i, sel- sel, gam et, tanam an. Biasanya penggunaan m utagen tidak m enciptakan m utasi baru tetapi hanya m em percepat proses yang sudah ada ( at au akan) t erj adi secara spont an pada suat u wakt u t ert ent u ( Crowder, 1997) .
Pengident ifikasian m ut an unt uk kem asakan cepat relat if lebih m udah bila digunakan kultivar dengan kem asakan lam bat yang diperlakukan dengan
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
9
m utagen. Dem ikian j uga untuk m utan pendek/ cebol agak m udah diidentifikasi dalam populasi kult ivar dengan penam pilan t inggi. Pengurangan t inggi bibit m erupakan indikator efek m utagen yang paling sering digunakan (Nasir, 2002) .
Banyak penyakit atau kelainan berkaitan erat dengan kelainan m ateri genetik. Kelainan itu bisa terj adi karena perubahan m enetap pada kom posisi m olekul DNA suat u gen, bisa pula pada benang krom at innya. Perubahan pada DNA disebut m utasi titik, populer disebut m utasi saj a, sedangkan perubahan pada krom at in disebut m ut asi besar, populer disebut aberasi ( Yat im , 2000) .
Krom osom dapat m engalam i perubahan susunan atau j um lah bahan genetiknya, yang m engakibatkan adanya perubahan fenotip, perubahan gengen yang berangkai, dan perubahan nisbah yang diharapkan dalam keturunan. Perist iwa ini dinam akan aberasi krom osom ( Suryo, 1995)
MUTAGEN KOLKHI SI N
Kolkhisin ( C22H25O6N) m erupakan suat u alkaloid yang berasal dari um bi dan bij i Aut um n crocus ( Colchicum aut um nale Linn.) yang t erm asuk dalam fam ili Liliaceae. Nam a Colchicum diam bil dari nam a Colchis, ialah seorang raj a yang m enguasai daerah di t epi Laut Hit am , karena di daerah it ulah dit em ukan banyak sekali t anam an t ersebut . Tanam an yang berbunga dalam m usim gugur ini hanya m em perlihatkan bunga-bunganya saj a diatas perm ukaan tanah. Dalam m usim sem i tanam an ini m em iliki daun, buah, dan bij i ( Suryo, 1995) .
Kolkhisin m erupakan salah satu reagen untuk m utasi yang m enyebabkan terj adinya poliploid dim ana organism e m em iliki tiga set atau lebih krom osom dalam sel- selnya, sedangkan sifat um um dari tanam an poliploid ini adalah m enj adi lebih kekar, bagian tanam an lebih besar ( akar, batang, daun, bunga,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
10
dan buah) , sehingga nantinya sifat-sifat yang kurang baik akan m enj adi lebih baik t anpa m engubah pot ensi hasilnya ( Sulist ianingsih, 2006) .
Sesungguhnya tidak ada ukuran tertentu m engenai besarnya konsentrasi larutan kolkhisin yang harus digunakan, j uga m engenai lam anya waktu perlakuan. Nam un dapat dikatakan bahwa pada um um nya kolkhisin akan bekerj a dengan efektif pada konsentrai 0,01% - 1,00% . Ada kalanya pula larutan bekerj a efekt if pada konsent rasi 0,001- 1,00% . Lam anya perlakuan kolkhisin j uga berkisar ant ara 3- 24 j am ( Suryo, 1995) .
Jika konsent rasi larut an kolkhisin dan lam anya wakt u perlakuan kurang m encapai keadaan yang tepat, m aka poliploidi belum dapat diperoleh. Sebaliknya j ika konsentrasinya terlalu tinggi atau waktunya perlakuan terlalu lam a, m aka kolkhisin akan m em perlihatkan pengaruh negatif yaitu penam pilan tanam an m enj adi j elek, sel-sel banyak yang rusak atau bahkan m enyebabkan m atinya tanam an ( Suryo, 1995) .
Hindarti (2002) dalam Sulistianingsih ( 2006) m engem ukakan bahwa terdapat pengaruh nyata antara lam a perendam an dan konsentrasi kolkhisin pada j um lah krom osom , lebar daun, tinggi tanam an, bobot segar, diam eter um bi, volum e um bi, bobot siung, dan kandungan protein, tetapi t idak berpengaruh nyata terhadap j um lah siung bawang putih.
Bij i tanam an kacang hij au kultivar wallet yang direndam selam a 24 j am dalam larutan kolkhisin dengan konsentrasi 0,000% , 0,001% , 0,002% , 0,003% , 0,004% , dan 0,005% , m em berikan karakter bobot 100 biji dan bobot bij i per tanam an terbaik pada konsentrasi 0,004% , hasil penelit ian m enunj ukkan bahwa konsentrasi 0,004% dapat m em perbesar ukuran bij i dan m eningkat kan bobot bij i per t anam an kacang hij au kult ivar t ersebut ( Tien, 1988).
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
11
Kepekaan terhadap perlakuan kolkhisin am at berbeda diantara spesies t anam an. Oleh karena it u baik konsent rasi m aupun wakt u perlakuan akan berbeda pula, bahkan untuk bagian tanam an yang berbeda akan lain pula dosis dan wakt unya. Unt uk bij i yang cepat berkecam bah, bij i direndam dalam larut an selam a 1- 5 hari sebelum tanam dengan dosis larutan antara 0,001-1,5% ( Poespodar sono, 1988) .
Sel- sel tum buhan um um nya tahan terhadap konsentrasi larutan kolkhisin yang relat if kuat . Subst ansi kolkhisin cepat m engadakan difusi ke dalam j aringan tanam an dan kem udian disebarluaskan ke berbagai bagian tubuh tanam an m elalui j aringan pengangkut. Berbagai percobaan m enunj ukkan bahwa penggunaan kolkhisin yang agak kuat dan dalam waktu singkat m em berikan hasil yang lebih baik daripada kebalikannya. Oleh karena it u konsentrasi 0,2 % sering dipakai. Nam un dem ikian perlu dicari konsentrasi optim um yang dapat m enghasilkan persentase yang paling tinggi dari sel- sel yang m engalam i perubahan m enjadi poliploid ( Suryo, 1995) .
Poliploidi
Poliploidi adalah keadaan bahwa individu m em iliki lebih dari dua genom . Tanam an poliploid um um nya m em punyai j um lah krom osom lebih banyak dari pada tanam an diploid sehingga biasanya tanam an kelihatan lebih kekar, bagianbagian tanam an m enj adi lebih besar (akar, batang, daun, bunga, buah) ( Suryo, 1995) .
Di alam , poliploid dapat terj adi karena kej utan listrik ( petir) , keadaan lingkungan ekstrem , atau persilangan yang diikuti dengan gangguan pem belahan sel. Perilaku reproduksi t ert ent u m endukung poliploidi t erj adi, m isalnya perbanyakan vegetatif atau partenogenesis, dan m enyebar luas.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
12
Poliploidi buat an dapat dilakukan dengan m eniru yang t erj adi di alam at au dengan m enggunakan m utagen. Kolkhisin adalah m utagen yang um um dipakai untuk keperluan ini (Wikipedia, 2006).
Tingkat ploidi yang lebih t inggi dari t et raploid t idak um um dit em ukan dalam populasi alam iah, tetapi beberapa t um buhan yang sangat penting adalah poliploid. Beberapa triploid sebagaim ana j uga tetraploid m em perlihatkan fenotipe yang lebih kuat dari pada rekannya yang diploid, sering m em punyai daun, bunga dan buah yang lebih besar ( gigantism e) ( Stansfield, 1991) .
Poliploidi seringkali m em berikan efek dram at is dalam penam pilan at au pewarisan sifat yang bisa posit if at au negat if. Tum buhan secara um um bereaksi positif terhadap poliploidi, yaitu adanya perubahan yang m enyebabkan bagianbagian t anam an m enj adi lebih besar dari ukuran norm al. Tet raploid ( m isalnya kentang) dan heksaploid ( m isalnya gandum ) berukuran lebih besar (reaksi “ gigas” atau “ raksasa” ) daripada leluhurnya yang diploid. Karena hasil panen lebih tinggi, poliploidi dim anfaatkan dalam pem uliaan tanaman (Wikipedia, 2006).
Tanam an poliploid m em punyai j um lah krom osom lebih banyak daripada tanam an diploidnya m aka biasanya tanam an kelihatan lebih kekar, bagianbagian tanam an m enj adi lebih besar ( akar, batang, daun, bunga, buah) , selselnya ( tam pak j elas pada sel- sel epiderm is) lebih besar, inti sel j uga lebih besar, buluh- buluh pengangkutan m em punyai diam eter lebih besar, stom ata lebih besar ( Suryo, 1995) .
Pengaruh poliploid dan cirinya ant ara lain adalah :
1. I nti dan isi sel lebih besar. Hal ini ditunj ukkan oleh stom ata dan butir serbuk sar i
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
13
2. Daun dan bunga bert am bah besar. Pert am bahan ini ada bat asnya hingga bila terj adi pertam abahan secara terus pada j um lah krom osom tidak m enyebabkan penam bahan secara berlanj ut
3. Dapat terj adi perubahan senyawa kim ia, term asuk peningkatan atau perubahan pada j enis atau proporsi karbohidrat, protein, vitam in, atau alkaloid.
4. Laj u pert um buhannya lebih lam bat dibandingkan t anam an diploid dan berbunganya juga terham bat.
5. Meiosis sering t idak t erat ur, sehingga t erj adi krom osom t idak berpasangan terbentuk bivalen, trivalen, quadrivalen dan seterusnya.
6. Segregasi genetik berubah sehingga perbandingan segregasi m enj adi tetrasonik ( pada tetraploid) dan seterusnya.
7. Menurunnya fert ilit as pada poliploid m erupakan hal pent ing unt uk diperhat ikan pada pem uliaannnya. Penurunan ini dapat t erj adi pada daya hidup butir tepung sari dan j um lah bij i. Deraj at penurunan tergantung dari sp esiesn y a.
( Poespodar sono, 1988) .
EFEK KON SEN TRASI KOLKHI SI N TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MEN TI MUN
Hasil penelitian m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin belum m em berikan efek yang nyat a t erhadap panj ang t anam an m ent im un 5 MST, tetapi konsentrasi kolkhisin berpengaruh nyata secara statistik pada panj ang t anam an um ur 1 dan 2 MST. Hal ini diduga bahwa konsent rasi kolkhisin yang
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
14
diberikan m em pengaruhi pert um buhan sel t anam an. Poehlm an and Slepper (1995) dalam Hetharie (2003) m enyatakan bahwa poliploid berperan m eningkatkan ukuran sel m eristem atik tetapi j um lah sel tidak bertam bah. Hindarti ( 2002) dalam Sulistianingsih ( 2006) m engem ukakan bahwa terdapat pengaruh yang nyata antara lam a perendam an dan konsentrasi kolkhisin pada tinggi tanam an, lebar daun, bobot segar, diam eter um bi, volum e um bi, bobot siung, kandungan protein, dan j um lah krom osom tanam an bawang putih, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap j um lah siung.
Pada param et er diam et er bat ang ( m m ) dan j um lah cabang ( cabang) , perlakuan konsentrasi kolkhisin berpengaruh tidak nyata.
Perlakuan konsent rasi kolkhisin m em perlihat kan efek yang nyat a pada um ur berbunga dan um ur panen t anam an m ent im un. Rat aan um ur berbunga yang t ert inggi pada perlakuan K3 yait u 34.33 hari dan yang t erendah pada K0 yaitu 33.00 hari, sedangkan untuk um ur panen rataan tertinggi j uga pada perlakuan K3 yait u 42.44 hari dan t erendah pada K1 yait u 40.06. Hal ini diduga karena konsentrasi kolkhisin yang diberikan m em pengaruhi um ur berbunga dan um ur panen, dim ana sem akin t inggi konsent rasi kolkhisin yang diberikan m aka um ur berbunga dan um ur panen akan sem akin lam a. Sparrow ( 1979) dalam Hetharie ( 2003) m enyatakan bahwa salah satu ciri poliploid yaitu kecepatan pertum buhan lebih lam bat dibanding diploid, m enyebabkan pem bungaanya juga terlam bat. Sehingga m enyebabkan um ur panen j uga terlam bat. Hasil penelitian Supiana ( 2006) j uga m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin 10 ppm dengan lam a perendam an 10, 15, 30, dan 45 m enit telah dapat mempengaruhi um ur panen m enjadi lebih lam a, bobot biji / plot, bobot 100 biji, dan jum lah krom osom tanam an kacang tanah.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
15
EFEK LAMA PEREN DAMAN KOLKHI SI N TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MEN TI MUN
Praset yo ( 2007) m enyat akan bahwa perlakuan lam a perendam an tanam an pada m utagen kolhisin m em berikan pengaruh yang tidak nyata t erhadap param et er pert um buhan dan produksi. Perlakuan lam a perendam an belum m em berikan efek yang positif terhadap pertum buhan dan produksi m entim un sehingga belum m am pu m erubah tanam an m entim un m enj adi poliploid. Hal ini diduga bahwa lam a perendam an yang diberikan m asih belum optim al. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Suryo ( 1995) yang m enyatakan bahwa j ika konsentrasi larutan kolkhisin dan lam anya waktu perlakuan kurang m encapai keadaan yang tepat m aka poliploid belum dapat diperoleh sebaliknya j ika konsentrasinya terlalu tinggi atau waktunya terlalu lam a m aka kolkhisin akan m em perlihatkan pengaruh negatif yaitu penam pilan tanaman menjadi j elek, sel- sel banyak yang rusak atau bahkan m enyebabkan m atinya tanam an. Hasil penelitian Nurfadalina ( 1997) dalam Sulistianingsih ( 2006) m enunj ukkan bahwa konsent rasi kolkhisin sebesar 5 ppm dan 10 ppm dengan lam a perendam an 6 j am berpengaruh terhadap j um lah krom osom , indeks stom ata, dan kandungan protein kacang kapri. Nam un dari hasil penelitian Supiana (2006) m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin sebesar 10 ppm dengan lam a perendam an 10 m enit, 15 m enit, 30 m enit, dan 45 m enit telah dapat m em pengaruhi um ur panen, bobot biji / plot, bobot 100 biji, dan jum lah krom osom tanam an kacang tanah.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
16
EFEK KON SEN TRASI KOLKHI SI N DAN LAMA PEREN DAMAN TERHADAP JUM LAH KROM OSOM M EN TI M UN
Dari hasil pengam atan j um lah krom osom pada m ikroskop dan pada kom puter diketahui bahwa perlakuan konsentrasi kolkhisin dan lam a perendam an yang diberikan belum m am pu m enam bah j um lah krom osom m ent im un. Jum lah krom osom yang didapat m asih sam a dengan j um lah krom osom norm alnya yait u 2n= 24 ( Praset yo, 2007) .
Prasert yo ( 2007) m enyat akan bahwa secara visual dilapangan didapat i keanehan pada buah m entim un yaitu berupa buah m entim un yang dem pet. Hal ini diduga bahwa perlakuan yang diberikan secara tidak langsung m enyebabkan terj adinya perubahan m ateri genetik dalam tanam an sehingga buah yang dihasilkan m engalam i kelainan. Kelainan yang terj adi pada buah m entim un tersebut diduga akibat adanya aberasi krom osom . Hal tersebut sesuai dengan t eori yang dikem ukakan oleh Yat im ( 2000) yang m enyat akan bahwa banyak penyakit atau kelainan berkaitan erat dengan kelainan m ateri genetik, kelainan itu bisa terj adi karena perubahan yang m enetap pada kom posisi DNA atau yang disebut m utasi titik, bisa pula pada benang krom atinnya dim ana perubahan pada krom atin disebut m utasi besar atau aberasi.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
17
KESI MPULAN
1. Perlakuan lam a perendam an belum m em berikan efek yang posit if t erhadap
pertum buhan dan produksi m entim un sehingga belum m am pu m erubah tanam an m entim un menjadi poliploid. 2. Perlakuan konsent rasi kolkhisin dan lam a perendam an yang diberikan belum m am pu m enam bah j um lah krom osom m entim un.Secara visual dilapangan dam pak m utagen kolhisin didapati keanehan pada buah m entim un yaitu berupa buah m entim un yang dem pet. Hal ini diduga bahwa perlakuan yang diberikan secara tidak langsung m enyebabkan terj adinya perubahan m ateri genetik dalam tanam an sehingga buah yang dihasilkan m engalam i kelainan.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
18
DAFTAR PUSTAKA
Ashari, S. 1995. Hort ikult ura, Aspek Budidaya. UI - Press, 1995.
BATAN. 2006. Kelom pok Pem uliaan Tanam an. Available at http: / / www.batan.go.id/ p3tir/ pertanian/ pemuliaan/ pemuliaan.htm. [ 26 januari 2006] .
:
BPS, 2006. Sum at era Ut ara Dalam Angka 2006. Badan Pusat St at ist ik Provinsi Sum at era Ut ara, Medan.
Bangun, M.K. 1991. Perancangan Percobaan. Fakult as Pert anian USU, Medan.
Crowder, L.V. 1995. Genet ika Tum buhan. Dit erj em ahkan oleh: Lilik Kusdiart i. Gadj ah Mada Universit y Press, Yogyakart a.
e- dukasi.net . 2006. Pem anfaat an Biologi Dalam Bidang Pert anian. Available at : http: / / www.e- dukasi.net/ m odul_online/ m o_75/ peranpetani.htm . [ 26 januari 2006] .
Het harie, H. 2003. Perbaikan Tanam an Melalui Pem uliaan Poliploidi. Available at: http: / / tum outou.net/ 702_07134/ helen_hetharie.htm [ 20 Novem ber 2006] .
I m dad, H.P. dan A.A Nawangsih. 1995. Sayuran Jepang. Penebar Swadaya, Jakart a.
Nasir, M. 2002. Biot eknologi Molekuler, Teknik Rekayasa Genet ik Tanam an. PT. Cit ra Adit ya Bakt i, Bandung.
Poespodarsono, S. 1988. Dasar- dasar I lm u Pem uliaan Tanam an. Pusat Ant ar Universit as. I PB- Bogor.
Rukm ana, R. 1994. Budidaya Ment im un. Kanisius, Yogyakart a.
Praset yo, J. H. H. 2007. Efek Konsent rasi Kolkhisin dan Lam a Perendam an Terhadap Pert um buhan dan Produksi Ment im un ( Cucum is sat ivus L.) . Skripsi Fakult as Pert anian USU. Medan.
Sharm a, O.P. 2002. Plant Taxonom y. Tat a McGraw- Hill Publishing Com pany Lim it ed, New Delhi.
Sofia, D. 2001. Pengaruh Konsent rasi dan Lam a Wakt u Pem berian Kolkhisin Terhadap Pert um buhan dan Poliploid Pada Bij i Muda Kedelai ( Glycine m ax L. Merr.) Yang Di Kult ur Secara I n Vit ro. ( Tesis Pascasarj ana Universit as Sum at era Ut ara) . Tidak dipublikasikan.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
19
St ansfield, W.D. 1991. Genet ika, Edisi Kedua. Erlangga, Jakart a.
Suaram erdeka. 2005. Tim un. Available at : http: / / www.suaram erdeka.com / htm l.
[ 20 Desem ber 2005] .
Suryo., 1995. Sit ogenet ika. Gadj ah Mada Universit y Press, Yogyakart a.
Sum pena, U. 2001. Budidaya Ment im un I nt ensif. Penebar Swadaya, Jakart a.
Sulist ianingsih, R. 2006. Peningkat an Kualit as Anggrek Dendrobium Hibrida
Dengan
Pem berian
Kolk h isin .
Av ailab le
at :
ht t p: / / ww w.agrisci.ugm .ac.id/ vol 11_1/ no.3_dendrobium . [ 26 Januari
2006]
Tanindo. 2006. Cucum ber ( Cucum is sat ivus L.) . Available at : ht t p: / / www.Tanindo.co.id/ abdi10/ klinik.ht m . [ 26 j anuari 2006] .
Tien, H. 1987. Pengaruh Kolkhisin Terhadap Daya Hasil Tanam an Kacang Hij au. Fakult as Pert anian Universit as Padj aj aran, Jat inangor, Sum edang.
Warint ek. 2006. Ment im un. Available at : ht t p: / / warint ek.progressio.or.id/ . [ 7 m aret 2006] .
Wikipedia. 2006. Poliploidi. Available at : ht t p/ / id.wikipedia.org/ wiki/ poliploidi. [ 11 m aret 2006] .
Yat im , W. 2000. Mat eri Genet ik. Avalaible at : ht t p/ / www.hariankom pas.com . [ 30 Okt ober 2006]
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
20
RESPON PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI M EN TI M UN ( Cucum is sat ivus L.) D EN GAN M UTAGEN KOLKH I SI N
OLEH : DI ANA SOFI A H, SP, MP
NI P 132231813
FAKULTAS PERTAN I AN UN I VERSI TAS SUMATERA UTARA
2007
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
1
KATA PEN GAN TAR
Syukur Alham dulillah, kam i panj atkan kehadlirat Allah SWT yang telah m em berikan rahm at dan karunia- Nya, sehingga penulis dapat m enyelesaikan karya tulis ini.
Karya t ulis ini berj udul : PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MENTI MUN ( Cucum is sat ivus L.) DENGAN MUTAGEN KOLKHI SI N.
Sem oga karya tulis ini berm anfaat bagi sem ua pihak yang m em erlukan. Kritik dan saran untuk penyem purnaan karya tulis ini sangat penulis harapkan.
Medan, Juli 2007
Pe n u l i s
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
2
DAFTAR I SI
Kat a Pengant ar .................................................................. .............. i Daftar I si ........................................................................... .............. ii Pendahuluan ...................................................................... .............. 1 Bot ani Tanam an ................................................................. .............. 2 Syarat Tum buh .................................................................. .............. 4 Mut asi Buat an .................................................................... .............. 5 Mut agen Kolkhisin............................................................... .............. 7 Poliploidi............................................................................ .............. 9 Efek konsent rasi kolkhisin t erhadap pert um buhan dan produksi m ent im un. 11 Efek lam a perendam an kolkhisin pada pert um buhan dan prod. m ent im un .. 13 Efek konsent rasi dan lam a perendam an kolkhisin pada j um lah krom osom . 14 Kesim pulan ........................................................................ .............. 15 Daft ar Pust aka
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
3
PEN DAHULUAN
Ment im un adalah salah sat u sayuran buah yang banyak dikonsum si m asyarakat I ndonesia dalam bentuk segar. Nilai gizi m entim un cukup baik karena sayuran buah ini m erupakan sum ber m ineral dan vitam in. Kandungan 100 g m entim un terdiri dari 15 kalori, 0,8 g protein, 0,19 g pati, 3 g karbohidrat, 30 m g fosfor, 0,5 m g besi, 0,02 g tianin, 0,05 g riboflavin, 14 m g asam , ( Sum pena, 2001) .
Buah m entim un dipercaya m engandung zat-zat saponin, protein, lem ak, kalsium , fosfor, besi, belerang, vit am in A, B1, dan C. Ment im un m ent ah bersifat m enurunkan panas badan, j uga m eningkat kan st am ina. Ment im un j uga m engandung asam m alonat yang berfungsi m enekan gula darah agar tidak berubah m enjadi lem ak, baik untuk m engurangi berat badan. Kandungan serat nya yang t inggi berguna unt uk m elancarkan buang air besar, m enurunkan kolesterol, dan m enetralkan racun ( Suaram erdeka, 2005) .
Pem asaran m ent im un cukup baik karena buah m ent im un dapat dij ual sebagai buah segar, yaitu untuk lalap, asinan, acar, dan bahan industri ( untuk kosm etika dan obat- obatan) ( Sum pena, 2001) .
Luas panen m ent im un di Sum at era Ut ara pada t ahun 2005 sebesar 3.591 Ha dengan produksi sebesar 44.904 ton, dan produksi rata- rata 125.06 Kw/ Ha ( BPS, 2006) . Produksi m ent im un di I ndonesia m asih sangat rendah yait u 3,5- 4,8 ton/ ha, padahal potensinya bisa m encapai 20 ton/ ha terutam a j ika m enanam m ent im un hibrida. Penanam an m ent im un dalam skala produksi yang t inggi dan int ensif belum banyak dilakukan. Pada um um nya t anam an m ent im un ditanam sebagai tanam an selingan ( Warintek, 2006).
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
4
Salah satu program pem uliaan tanam an yang dapat digunakan untuk m endapatkan kultivar atau varietas unggul adalah dengan teknik pem uliaan m ut asi. Penggunaan t eknik m ut asi pada program pem uliaan t anam an dilakukan untuk m endapatkan tanam an poliploid.
Kolkhisin m erupakan salah satu reagen untuk m utasi yang m enyebabkan terj adinya poliploid dim ana organism e m em iliki tiga set atau lebih krom osom dalam sel- selnya, sedangkan sifat um um dari tanam an poliploid ini adalah m enj adi lebih kekar, bagian tanam an lebih besar, sehingga nantinya sifat-sifat yang kurang baik akan m enj adi lebih baik, selain itu kokhisin j uga dapat m erubah susunan prot ein, vit am in, atau karbohidrat ( Sulist ianingsih, 2006) .
Penggunaan kolkhisin pada t anam an m ent im un diharapkan t erj adinya m utasi pada tanam an m entim un sehingga terbentuk tanam an yang poliploid dan dapat m enghasilkan buah yang lebih besar dari pada buah yang dihasilkan dari tanam an norm al sehingga produksi dapat ditingkatkan. Selain itu untuk m endapatkan kandungan gizi yang lebih tinggi pada buah m entim un.
BOTANI TANAMAN
Menurut Sharm a ( 2002) t anam an m ent im un dalam t aksonom i t anam an,
dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom
: Plant ae
Div isio
: Sperm atophyta
Subdivisio : Angiosperm ae
Kelas
: Dicotyledonae
Or d o
: Cucurbit ales
Fam ili
: Cucurbit aceae
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
5
Ge n u s Spesies
: Cucum is : Cucum is sat ivus L.
Perakaran m ent im un m em iliki akar t unggang dan bulu- bulu akar, t et api daya t em busnya relat if dangkal, pada kedalam an sekit ar 30- 60 cm . Oleh karena itu, tanam an m entim un term asuk peka terhadap kekurangan dan kelebihan air ( Rukm ana, 1994) .
Batang m entim un berupa batang lunak dan berair (herbaceous) , berbentuk pipih, beram but halus, berbuku-buku, dan berwarna hij au segar. Bat ang ut am a dapat m enum buhkan cabang anakan. Ruas bat ang at au bukubuku batang berukuran 7-10 cm dan berdiam eter 10- 15 m m ( I m dad dan Nawangsih, 1995) .
Ment im un berdaun t unggal. Panj ang daun ant ara 7- 20 cm , panj ang tangkai daun 5- 15 cm , pinggiran daun berlekuk antara 3- 5, dengan susunan daun berselang- seling ( Sum pena, 2001) .
Bunga m entim un berbentuk terom pet dan berwarna kuning bila sudah m ekar. Ment im un t erm asuk t anam an berum ah sat u, art inya bunga j ant an dan betina letaknya terpisah, tetapi m asih dalam satu tanam an. Bunga betina m em punyai bakal buah yang m em bengkok, terletak di bawah m ahkota bunga, sedangkan pada bunga j antan tidak m em punyai bagian bakal buah yang m em bengkok ( Sum pena, 2001) .
Warna buah m entim un m uda berkisar antara hij au, hij au gelap, hij au m uda, dan hij au keputihan sam pai putih, tergantung kultivar yang diusahakan. Panj ang buah m ent im un ant ara 12- 25 cm dengan diam et er ant ara 2- 5 cm at au tergantung kultivar yang diusahakan. Bentuk- bentuk buah m entim un berkisar antara bentuk bulat panj ang (eliptical elongated) , lonj ong (oblong elipsoid) ,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
6
bundar atau bulat (globular) , dan pangkal buah m elekuk (stem en tapered) ( Sum pena, 2001) .
Bij i m entim un bentuknya pipih, kulitnya berwarna putih atau putih kekuning- kuningan sam pai coklat . Bij i ini dapat digunakan sebagai alat perbanyakan t anam an ( Rukm ana, 1994) .
Buah m ent im un siap dipet ik pada t anam an um ur sekitar 34 hari. Ukuran buah yang ideal panjang 20- 25 cm , diam eter 4 cm . Kadang- kadang pasar m enyukai ukuran t ert ent u ( lebih besar at au lebih kecil) . Pem et ikan dapat dilakukan set iap 2- 3 hari sekali ( Tanindo, 2006) .
SYARAT TUMBUH I klim
Di daerah tropis, m entim un dapat ditanam di dataran rendah sam pai t inggi karena daya adapt asi t anam an pada berbagai iklim cukup t inggi. Unt uk pertum buhan yang optim um diperlukan iklim kering, sinar m atahari yang cukup (tidak ternaungi), tem peratur 21,1 – 26,70C dan tidak banyak hujan (Warintek, 2006).
Cahaya m erupakan fakt or yang sangat pent ing unt uk pert um buhan t anam an m ent im un. Penyerapan unsur hara akan berlangsung dengan opt im al j ika pencahayaan berlangsung antara 8- 12 j am / hari. Kelem baban relatif udara ( RH) yang dikehendaki oleh t anam an m ent im un unt uk pert um buhannya ant ara 50- 85 % . Curah huj an opt im al yang diinginkan ant ara 200 – 400 m m / bulan. Curah huj an yang t erlalu t inggi t idak baik unt uk pert um buhan t anam an ini, terlebih pada saat m ulai berbunga karena curah huj an yang tinggi akan banyak m enggugurkan bunga ( Sum pena, 2001) .
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
7
Tanah Pada dasarnya ham pir sem ua j enis t anah yang digunakan unt uk lahan
pertanian cocok ditanam i m entim un. Nam un untuk m endapatkan produksi yang tinggi dan kualitasnya baik, tanam an m entim un m em butuhkan tanah yang subur, gem bur, banyak m engandung hum us, tidak m enggenang ( becek) , dan pH- nya berkisar ant ara 6- 7 ( Rukm ana, 1994) .
Tanah m ineral yang bert ekst ur ringan sam pai pada t anah yang bertekstur liat berat dan j uga pada tanah organik seperti tanah gam but dapat diusahakan sebagai lahan penanam an m entim un. Kem asam an tanah yang opt im al unt uk m ent im un adalah ant ara 5,5 – 6,5. Tanah yang banyak m engandung air, terutam a pada waktu berbunga, m erupakan jenis tanah yang baik unt uk penanam an m ent im un. Jenis t anah yang cocok unt uk penanam an m entim un diantaranya aluvial, latosol, dan andosol ( Sum pena, 2001) .
Tanah yang rem ah, banyak m engandung bahan organik, drainase yang baik dan pH 6- 7 cocok sekali bagi t anam an m ent im un. Tanam an ini lebih senang tum buh di lahan terbuka ( Ashari, 1995) .
MUTASI BUATAN
Dalam bidang pem uliaan tanam an, teknik m utasi dapat m eningkatkan keragam an genetik tanam an sehingga m em ungkinkan pem ulia m elakukan seleksi genotipe tanam an sesuai dengan tuj uan pem uliaan yang di kehendaki. Mut asi induksi dapat dilakukan pada t anam an dengan perlakuan bahan m utagen tertentu terhadap organ tanam an seperti bij i, stek batang, serbuk sari, akar, rizom a, m edia kult ur j aringan dan sebagainya ( BATAN, 2006) .
Teknik m ut asi buat an m erupakan usaha m erubah susunan at au j um lah m ateri genetik/ DNA dengan m enggunakan radiasi sinar radioaktif ( sinar x,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
8
alpha, bet a dan gam m a) at au dengan senyawa kim ia ( kolkhisin) . Teknik m ut asi dengan sinar gam m a biasanya dituj ukan untuk m enghasilkan bij i- bj i tanam an padi dan palawij a, agar berum ur pendek ( cepat dipanen) , hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan ham a wereng. Selain itu, terdapat teknik m utasi buatan lainnya yakni teknik perendam an biji-biji tanam an perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkhisin, senyawa ini m enyebabkan tanam an m em punyai buah yang besar dan tidak berbij i, m isalnya buah sem angka, pepaya, j eruk, dan anggur tanpa bij i (e-dukasi.net, 2006).
Mut asi t erj adi secara acak dan m ut agen j arang m engubah hanya sat u gen tertentu, m aka perlakuan m utagenik terhadap karakter yang diwariskan secara kuantitatif dapat j uga dipertim bangkan. Sem ua agensia m utagenik yang telah dikenal diaplikasikan pada t araf yang m enghasilkan sej um lah m utasi yang dapat terlihat, juga untuk menim bulkan keragam an pada karakter yang diwariskan secara kuantitatif ( Nasir, 2002) .
Berbagai m utagen kim ia dapat m enyebabkan j um lah m utasi yang lebih tinggi dibandingkan dengan cara irradiasi, nam un hasil yang m em uaskan bergant ung pada perhat ian yang seksam a t ent ang konsent rasi bahan kim ia, lam a perlakuan, suhu, pH larut an m ut agenik dan kadar air m ut an. Fakt or lain yang dapat m em pengaruhi efektifitas m utagen kim ia adalah spesies dan kekhususan m utagenik (Nasir, 2002).
Mut agen dapat ada secara alam i dilingkungan at au dit am bahkan pada lingkungan bij i, sel- sel, gam et, tanam an. Biasanya penggunaan m utagen tidak m enciptakan m utasi baru tetapi hanya m em percepat proses yang sudah ada ( at au akan) t erj adi secara spont an pada suat u wakt u t ert ent u ( Crowder, 1997) .
Pengident ifikasian m ut an unt uk kem asakan cepat relat if lebih m udah bila digunakan kultivar dengan kem asakan lam bat yang diperlakukan dengan
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
9
m utagen. Dem ikian j uga untuk m utan pendek/ cebol agak m udah diidentifikasi dalam populasi kult ivar dengan penam pilan t inggi. Pengurangan t inggi bibit m erupakan indikator efek m utagen yang paling sering digunakan (Nasir, 2002) .
Banyak penyakit atau kelainan berkaitan erat dengan kelainan m ateri genetik. Kelainan itu bisa terj adi karena perubahan m enetap pada kom posisi m olekul DNA suat u gen, bisa pula pada benang krom at innya. Perubahan pada DNA disebut m utasi titik, populer disebut m utasi saj a, sedangkan perubahan pada krom at in disebut m ut asi besar, populer disebut aberasi ( Yat im , 2000) .
Krom osom dapat m engalam i perubahan susunan atau j um lah bahan genetiknya, yang m engakibatkan adanya perubahan fenotip, perubahan gengen yang berangkai, dan perubahan nisbah yang diharapkan dalam keturunan. Perist iwa ini dinam akan aberasi krom osom ( Suryo, 1995)
MUTAGEN KOLKHI SI N
Kolkhisin ( C22H25O6N) m erupakan suat u alkaloid yang berasal dari um bi dan bij i Aut um n crocus ( Colchicum aut um nale Linn.) yang t erm asuk dalam fam ili Liliaceae. Nam a Colchicum diam bil dari nam a Colchis, ialah seorang raj a yang m enguasai daerah di t epi Laut Hit am , karena di daerah it ulah dit em ukan banyak sekali t anam an t ersebut . Tanam an yang berbunga dalam m usim gugur ini hanya m em perlihatkan bunga-bunganya saj a diatas perm ukaan tanah. Dalam m usim sem i tanam an ini m em iliki daun, buah, dan bij i ( Suryo, 1995) .
Kolkhisin m erupakan salah satu reagen untuk m utasi yang m enyebabkan terj adinya poliploid dim ana organism e m em iliki tiga set atau lebih krom osom dalam sel- selnya, sedangkan sifat um um dari tanam an poliploid ini adalah m enj adi lebih kekar, bagian tanam an lebih besar ( akar, batang, daun, bunga,
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
10
dan buah) , sehingga nantinya sifat-sifat yang kurang baik akan m enj adi lebih baik t anpa m engubah pot ensi hasilnya ( Sulist ianingsih, 2006) .
Sesungguhnya tidak ada ukuran tertentu m engenai besarnya konsentrasi larutan kolkhisin yang harus digunakan, j uga m engenai lam anya waktu perlakuan. Nam un dapat dikatakan bahwa pada um um nya kolkhisin akan bekerj a dengan efektif pada konsentrai 0,01% - 1,00% . Ada kalanya pula larutan bekerj a efekt if pada konsent rasi 0,001- 1,00% . Lam anya perlakuan kolkhisin j uga berkisar ant ara 3- 24 j am ( Suryo, 1995) .
Jika konsent rasi larut an kolkhisin dan lam anya wakt u perlakuan kurang m encapai keadaan yang tepat, m aka poliploidi belum dapat diperoleh. Sebaliknya j ika konsentrasinya terlalu tinggi atau waktunya perlakuan terlalu lam a, m aka kolkhisin akan m em perlihatkan pengaruh negatif yaitu penam pilan tanam an m enj adi j elek, sel-sel banyak yang rusak atau bahkan m enyebabkan m atinya tanam an ( Suryo, 1995) .
Hindarti (2002) dalam Sulistianingsih ( 2006) m engem ukakan bahwa terdapat pengaruh nyata antara lam a perendam an dan konsentrasi kolkhisin pada j um lah krom osom , lebar daun, tinggi tanam an, bobot segar, diam eter um bi, volum e um bi, bobot siung, dan kandungan protein, tetapi t idak berpengaruh nyata terhadap j um lah siung bawang putih.
Bij i tanam an kacang hij au kultivar wallet yang direndam selam a 24 j am dalam larutan kolkhisin dengan konsentrasi 0,000% , 0,001% , 0,002% , 0,003% , 0,004% , dan 0,005% , m em berikan karakter bobot 100 biji dan bobot bij i per tanam an terbaik pada konsentrasi 0,004% , hasil penelit ian m enunj ukkan bahwa konsentrasi 0,004% dapat m em perbesar ukuran bij i dan m eningkat kan bobot bij i per t anam an kacang hij au kult ivar t ersebut ( Tien, 1988).
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
11
Kepekaan terhadap perlakuan kolkhisin am at berbeda diantara spesies t anam an. Oleh karena it u baik konsent rasi m aupun wakt u perlakuan akan berbeda pula, bahkan untuk bagian tanam an yang berbeda akan lain pula dosis dan wakt unya. Unt uk bij i yang cepat berkecam bah, bij i direndam dalam larut an selam a 1- 5 hari sebelum tanam dengan dosis larutan antara 0,001-1,5% ( Poespodar sono, 1988) .
Sel- sel tum buhan um um nya tahan terhadap konsentrasi larutan kolkhisin yang relat if kuat . Subst ansi kolkhisin cepat m engadakan difusi ke dalam j aringan tanam an dan kem udian disebarluaskan ke berbagai bagian tubuh tanam an m elalui j aringan pengangkut. Berbagai percobaan m enunj ukkan bahwa penggunaan kolkhisin yang agak kuat dan dalam waktu singkat m em berikan hasil yang lebih baik daripada kebalikannya. Oleh karena it u konsentrasi 0,2 % sering dipakai. Nam un dem ikian perlu dicari konsentrasi optim um yang dapat m enghasilkan persentase yang paling tinggi dari sel- sel yang m engalam i perubahan m enjadi poliploid ( Suryo, 1995) .
Poliploidi
Poliploidi adalah keadaan bahwa individu m em iliki lebih dari dua genom . Tanam an poliploid um um nya m em punyai j um lah krom osom lebih banyak dari pada tanam an diploid sehingga biasanya tanam an kelihatan lebih kekar, bagianbagian tanam an m enj adi lebih besar (akar, batang, daun, bunga, buah) ( Suryo, 1995) .
Di alam , poliploid dapat terj adi karena kej utan listrik ( petir) , keadaan lingkungan ekstrem , atau persilangan yang diikuti dengan gangguan pem belahan sel. Perilaku reproduksi t ert ent u m endukung poliploidi t erj adi, m isalnya perbanyakan vegetatif atau partenogenesis, dan m enyebar luas.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
12
Poliploidi buat an dapat dilakukan dengan m eniru yang t erj adi di alam at au dengan m enggunakan m utagen. Kolkhisin adalah m utagen yang um um dipakai untuk keperluan ini (Wikipedia, 2006).
Tingkat ploidi yang lebih t inggi dari t et raploid t idak um um dit em ukan dalam populasi alam iah, tetapi beberapa t um buhan yang sangat penting adalah poliploid. Beberapa triploid sebagaim ana j uga tetraploid m em perlihatkan fenotipe yang lebih kuat dari pada rekannya yang diploid, sering m em punyai daun, bunga dan buah yang lebih besar ( gigantism e) ( Stansfield, 1991) .
Poliploidi seringkali m em berikan efek dram at is dalam penam pilan at au pewarisan sifat yang bisa posit if at au negat if. Tum buhan secara um um bereaksi positif terhadap poliploidi, yaitu adanya perubahan yang m enyebabkan bagianbagian t anam an m enj adi lebih besar dari ukuran norm al. Tet raploid ( m isalnya kentang) dan heksaploid ( m isalnya gandum ) berukuran lebih besar (reaksi “ gigas” atau “ raksasa” ) daripada leluhurnya yang diploid. Karena hasil panen lebih tinggi, poliploidi dim anfaatkan dalam pem uliaan tanaman (Wikipedia, 2006).
Tanam an poliploid m em punyai j um lah krom osom lebih banyak daripada tanam an diploidnya m aka biasanya tanam an kelihatan lebih kekar, bagianbagian tanam an m enj adi lebih besar ( akar, batang, daun, bunga, buah) , selselnya ( tam pak j elas pada sel- sel epiderm is) lebih besar, inti sel j uga lebih besar, buluh- buluh pengangkutan m em punyai diam eter lebih besar, stom ata lebih besar ( Suryo, 1995) .
Pengaruh poliploid dan cirinya ant ara lain adalah :
1. I nti dan isi sel lebih besar. Hal ini ditunj ukkan oleh stom ata dan butir serbuk sar i
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
13
2. Daun dan bunga bert am bah besar. Pert am bahan ini ada bat asnya hingga bila terj adi pertam abahan secara terus pada j um lah krom osom tidak m enyebabkan penam bahan secara berlanj ut
3. Dapat terj adi perubahan senyawa kim ia, term asuk peningkatan atau perubahan pada j enis atau proporsi karbohidrat, protein, vitam in, atau alkaloid.
4. Laj u pert um buhannya lebih lam bat dibandingkan t anam an diploid dan berbunganya juga terham bat.
5. Meiosis sering t idak t erat ur, sehingga t erj adi krom osom t idak berpasangan terbentuk bivalen, trivalen, quadrivalen dan seterusnya.
6. Segregasi genetik berubah sehingga perbandingan segregasi m enj adi tetrasonik ( pada tetraploid) dan seterusnya.
7. Menurunnya fert ilit as pada poliploid m erupakan hal pent ing unt uk diperhat ikan pada pem uliaannnya. Penurunan ini dapat t erj adi pada daya hidup butir tepung sari dan j um lah bij i. Deraj at penurunan tergantung dari sp esiesn y a.
( Poespodar sono, 1988) .
EFEK KON SEN TRASI KOLKHI SI N TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MEN TI MUN
Hasil penelitian m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin belum m em berikan efek yang nyat a t erhadap panj ang t anam an m ent im un 5 MST, tetapi konsentrasi kolkhisin berpengaruh nyata secara statistik pada panj ang t anam an um ur 1 dan 2 MST. Hal ini diduga bahwa konsent rasi kolkhisin yang
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
14
diberikan m em pengaruhi pert um buhan sel t anam an. Poehlm an and Slepper (1995) dalam Hetharie (2003) m enyatakan bahwa poliploid berperan m eningkatkan ukuran sel m eristem atik tetapi j um lah sel tidak bertam bah. Hindarti ( 2002) dalam Sulistianingsih ( 2006) m engem ukakan bahwa terdapat pengaruh yang nyata antara lam a perendam an dan konsentrasi kolkhisin pada tinggi tanam an, lebar daun, bobot segar, diam eter um bi, volum e um bi, bobot siung, kandungan protein, dan j um lah krom osom tanam an bawang putih, tetapi tidak berpengaruh nyata terhadap j um lah siung.
Pada param et er diam et er bat ang ( m m ) dan j um lah cabang ( cabang) , perlakuan konsentrasi kolkhisin berpengaruh tidak nyata.
Perlakuan konsent rasi kolkhisin m em perlihat kan efek yang nyat a pada um ur berbunga dan um ur panen t anam an m ent im un. Rat aan um ur berbunga yang t ert inggi pada perlakuan K3 yait u 34.33 hari dan yang t erendah pada K0 yaitu 33.00 hari, sedangkan untuk um ur panen rataan tertinggi j uga pada perlakuan K3 yait u 42.44 hari dan t erendah pada K1 yait u 40.06. Hal ini diduga karena konsentrasi kolkhisin yang diberikan m em pengaruhi um ur berbunga dan um ur panen, dim ana sem akin t inggi konsent rasi kolkhisin yang diberikan m aka um ur berbunga dan um ur panen akan sem akin lam a. Sparrow ( 1979) dalam Hetharie ( 2003) m enyatakan bahwa salah satu ciri poliploid yaitu kecepatan pertum buhan lebih lam bat dibanding diploid, m enyebabkan pem bungaanya juga terlam bat. Sehingga m enyebabkan um ur panen j uga terlam bat. Hasil penelitian Supiana ( 2006) j uga m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin 10 ppm dengan lam a perendam an 10, 15, 30, dan 45 m enit telah dapat mempengaruhi um ur panen m enjadi lebih lam a, bobot biji / plot, bobot 100 biji, dan jum lah krom osom tanam an kacang tanah.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
15
EFEK LAMA PEREN DAMAN KOLKHI SI N TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI MEN TI MUN
Praset yo ( 2007) m enyat akan bahwa perlakuan lam a perendam an tanam an pada m utagen kolhisin m em berikan pengaruh yang tidak nyata t erhadap param et er pert um buhan dan produksi. Perlakuan lam a perendam an belum m em berikan efek yang positif terhadap pertum buhan dan produksi m entim un sehingga belum m am pu m erubah tanam an m entim un m enj adi poliploid. Hal ini diduga bahwa lam a perendam an yang diberikan m asih belum optim al. Hal tersebut sesuai dengan pernyataan Suryo ( 1995) yang m enyatakan bahwa j ika konsentrasi larutan kolkhisin dan lam anya waktu perlakuan kurang m encapai keadaan yang tepat m aka poliploid belum dapat diperoleh sebaliknya j ika konsentrasinya terlalu tinggi atau waktunya terlalu lam a m aka kolkhisin akan m em perlihatkan pengaruh negatif yaitu penam pilan tanaman menjadi j elek, sel- sel banyak yang rusak atau bahkan m enyebabkan m atinya tanam an. Hasil penelitian Nurfadalina ( 1997) dalam Sulistianingsih ( 2006) m enunj ukkan bahwa konsent rasi kolkhisin sebesar 5 ppm dan 10 ppm dengan lam a perendam an 6 j am berpengaruh terhadap j um lah krom osom , indeks stom ata, dan kandungan protein kacang kapri. Nam un dari hasil penelitian Supiana (2006) m enunj ukkan bahwa konsentrasi kolkhisin sebesar 10 ppm dengan lam a perendam an 10 m enit, 15 m enit, 30 m enit, dan 45 m enit telah dapat m em pengaruhi um ur panen, bobot biji / plot, bobot 100 biji, dan jum lah krom osom tanam an kacang tanah.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
16
EFEK KON SEN TRASI KOLKHI SI N DAN LAMA PEREN DAMAN TERHADAP JUM LAH KROM OSOM M EN TI M UN
Dari hasil pengam atan j um lah krom osom pada m ikroskop dan pada kom puter diketahui bahwa perlakuan konsentrasi kolkhisin dan lam a perendam an yang diberikan belum m am pu m enam bah j um lah krom osom m ent im un. Jum lah krom osom yang didapat m asih sam a dengan j um lah krom osom norm alnya yait u 2n= 24 ( Praset yo, 2007) .
Prasert yo ( 2007) m enyat akan bahwa secara visual dilapangan didapat i keanehan pada buah m entim un yaitu berupa buah m entim un yang dem pet. Hal ini diduga bahwa perlakuan yang diberikan secara tidak langsung m enyebabkan terj adinya perubahan m ateri genetik dalam tanam an sehingga buah yang dihasilkan m engalam i kelainan. Kelainan yang terj adi pada buah m entim un tersebut diduga akibat adanya aberasi krom osom . Hal tersebut sesuai dengan t eori yang dikem ukakan oleh Yat im ( 2000) yang m enyat akan bahwa banyak penyakit atau kelainan berkaitan erat dengan kelainan m ateri genetik, kelainan itu bisa terj adi karena perubahan yang m enetap pada kom posisi DNA atau yang disebut m utasi titik, bisa pula pada benang krom atinnya dim ana perubahan pada krom atin disebut m utasi besar atau aberasi.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
17
KESI MPULAN
1. Perlakuan lam a perendam an belum m em berikan efek yang posit if t erhadap
pertum buhan dan produksi m entim un sehingga belum m am pu m erubah tanam an m entim un menjadi poliploid. 2. Perlakuan konsent rasi kolkhisin dan lam a perendam an yang diberikan belum m am pu m enam bah j um lah krom osom m entim un.Secara visual dilapangan dam pak m utagen kolhisin didapati keanehan pada buah m entim un yaitu berupa buah m entim un yang dem pet. Hal ini diduga bahwa perlakuan yang diberikan secara tidak langsung m enyebabkan terj adinya perubahan m ateri genetik dalam tanam an sehingga buah yang dihasilkan m engalam i kelainan.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
18
DAFTAR PUSTAKA
Ashari, S. 1995. Hort ikult ura, Aspek Budidaya. UI - Press, 1995.
BATAN. 2006. Kelom pok Pem uliaan Tanam an. Available at http: / / www.batan.go.id/ p3tir/ pertanian/ pemuliaan/ pemuliaan.htm. [ 26 januari 2006] .
:
BPS, 2006. Sum at era Ut ara Dalam Angka 2006. Badan Pusat St at ist ik Provinsi Sum at era Ut ara, Medan.
Bangun, M.K. 1991. Perancangan Percobaan. Fakult as Pert anian USU, Medan.
Crowder, L.V. 1995. Genet ika Tum buhan. Dit erj em ahkan oleh: Lilik Kusdiart i. Gadj ah Mada Universit y Press, Yogyakart a.
e- dukasi.net . 2006. Pem anfaat an Biologi Dalam Bidang Pert anian. Available at : http: / / www.e- dukasi.net/ m odul_online/ m o_75/ peranpetani.htm . [ 26 januari 2006] .
Het harie, H. 2003. Perbaikan Tanam an Melalui Pem uliaan Poliploidi. Available at: http: / / tum outou.net/ 702_07134/ helen_hetharie.htm [ 20 Novem ber 2006] .
I m dad, H.P. dan A.A Nawangsih. 1995. Sayuran Jepang. Penebar Swadaya, Jakart a.
Nasir, M. 2002. Biot eknologi Molekuler, Teknik Rekayasa Genet ik Tanam an. PT. Cit ra Adit ya Bakt i, Bandung.
Poespodarsono, S. 1988. Dasar- dasar I lm u Pem uliaan Tanam an. Pusat Ant ar Universit as. I PB- Bogor.
Rukm ana, R. 1994. Budidaya Ment im un. Kanisius, Yogyakart a.
Praset yo, J. H. H. 2007. Efek Konsent rasi Kolkhisin dan Lam a Perendam an Terhadap Pert um buhan dan Produksi Ment im un ( Cucum is sat ivus L.) . Skripsi Fakult as Pert anian USU. Medan.
Sharm a, O.P. 2002. Plant Taxonom y. Tat a McGraw- Hill Publishing Com pany Lim it ed, New Delhi.
Sofia, D. 2001. Pengaruh Konsent rasi dan Lam a Wakt u Pem berian Kolkhisin Terhadap Pert um buhan dan Poliploid Pada Bij i Muda Kedelai ( Glycine m ax L. Merr.) Yang Di Kult ur Secara I n Vit ro. ( Tesis Pascasarj ana Universit as Sum at era Ut ara) . Tidak dipublikasikan.
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
19
St ansfield, W.D. 1991. Genet ika, Edisi Kedua. Erlangga, Jakart a.
Suaram erdeka. 2005. Tim un. Available at : http: / / www.suaram erdeka.com / htm l.
[ 20 Desem ber 2005] .
Suryo., 1995. Sit ogenet ika. Gadj ah Mada Universit y Press, Yogyakart a.
Sum pena, U. 2001. Budidaya Ment im un I nt ensif. Penebar Swadaya, Jakart a.
Sulist ianingsih, R. 2006. Peningkat an Kualit as Anggrek Dendrobium Hibrida
Dengan
Pem berian
Kolk h isin .
Av ailab le
at :
ht t p: / / ww w.agrisci.ugm .ac.id/ vol 11_1/ no.3_dendrobium . [ 26 Januari
2006]
Tanindo. 2006. Cucum ber ( Cucum is sat ivus L.) . Available at : ht t p: / / www.Tanindo.co.id/ abdi10/ klinik.ht m . [ 26 j anuari 2006] .
Tien, H. 1987. Pengaruh Kolkhisin Terhadap Daya Hasil Tanam an Kacang Hij au. Fakult as Pert anian Universit as Padj aj aran, Jat inangor, Sum edang.
Warint ek. 2006. Ment im un. Available at : ht t p: / / warint ek.progressio.or.id/ . [ 7 m aret 2006] .
Wikipedia. 2006. Poliploidi. Available at : ht t p/ / id.wikipedia.org/ wiki/ poliploidi. [ 11 m aret 2006] .
Yat im , W. 2000. Mat eri Genet ik. Avalaible at : ht t p/ / www.hariankom pas.com . [ 30 Okt ober 2006]
Diana Sofia : Respon Pertumbuhan Dan Produksi Mentimun Dengan Mutagen Kolkhisin, 2007 USU Repository © 2008
20