INDUKSI MUTASI PLANLET ANGGREK
menggunakan medium steril di ruang kultur ke kondisi aerob menggunakan medium non steril di rumah kawat mengakibatkan kematian planlet mencapai 20 pada saat
1 bulan setelah diaklimatisasi. Tanaman mulai pulih kembali setelah bulan kedua dan pada bulan keempat sudah mulai terlihat adanya pertumbuhan anakan pada
beberapa planlet yang diradiasi dosis rendah, sementara pada dosis tinggi pemulihan kondisi planlet menjadi semakin lama, bahkan planlet tidak mampu pulih pada dosis
lebih dari 70 Gy. Persentase pertumbuhan dan perkembangan planlet setelah diradiasi selanjutnya diaklimatisasi di rumah kawat dengan paranet 45 disajikan
pada Gambar 17.
Gambar 17. Persentase pertumbuhan dan perkembangan planlet anggrek S. plicata
setelah diradiasi dengan sebelas dosis iradiasi sinar gamma sampai 7 bsi.
Jumlah anakan yang terbentuk sampai dengan 7 bsi mencapai 164 dibandingkan dengan jumlah planlet awal, artinya dari 250 planlet yang
diaklimatisasi dihasilkan 410 tanaman pada kontrol tanpa iradiasi. Kematian tanaman mencapai 20 pada umur 1 bulan setelah aklimatisasi, berarti tanaman
yang hidup sebanyak 200 planlet yang selanjutnya mampu menghasilkan anakan rata-rata 1 anakan per tanaman. Anakan mulai terbentuk pada umur 5 bulan setelah
aklimatisasi. Selanjutnya tangkai bunga mulai terbentuk pada umur 6 bsi. Persentase tanaman membentuk tangkai bunga fluorescent pada perlakuan tanpa
diradiasi mencapai 25 pada 6 bsi dan mencapai 38 pada 7 bsi. Tanaman yang diradiasi secara umum memperlihatkan terjadinya gejala
menguning klorosis dimulai dari ujung daun terlihat pada umur 2 minggu setelah iradiasi msi, selanjutnya daun mulai mengering nekrosis pada 4 bsi dan mati pada
6 bsi. Planlet yang diberi perlakuan iradiasi sinar gamma dengan dosis 10 Gy memperlihatkan gejala kematian mulai dari 2 msi, kematian planlet mencapai
11.11. Kematian tanaman terus meningkat sampai 6 bsi hingga mencapai 40 dan tetap stabil sampai 7 bsi. Tanaman yang hidup setelah iradiasi mulai terlihat adanya
tanda-tanda pemulihan yang ditandai dengan terbentuknya daun baru dan mulai terjadi pembengkakan pangkal batang membentuk kormus dan pada 6 bsi sudah
terlihat adanya pertumbuhan anakan baru. Tanaman baru anakan dari M1V1 diberi kode M1V2 M1 adalah tanaman yang diradiasi sinar gamma, V2 adalah anakan
tanaman yang diradiasi. Gejala yang sama juga diamati pada tanaman yang diradiasi dengan dosis 20
Gy dan 30 Gy. Planlet yang diradiasi dengan 20 Gy setelah diaklimatisasi, mati sebanyak 22.22 pada 2 bsi, kematian tanaman terus meningkat sampai 6 bsi yaitu
mencapai 62.22, pada 7 bsi sudah tidak ada tanaman yang mati. Planlet yang diradiasi dengan dosis 30 Gy mulai menunjukkan gejala klorosis pada 1 minggu
setelah iradiasi msi. Tanaman mulai mati sebanyak 17.59 pada 1 bsi. Kematian tanaman terus meningkat sampai 74.26 pada 6 bsi. Jumlah tanaman yang hidup
tetap stabil pertumbuhannya sampai 7 bsi. Kematian planlet yang telah diradiasi akut menggunakan dosis lebih dari 40 Gy
menyebabkankan kematian planlet 50, planlet hanya mampu bertahan hidup selama 2 bulan. Peningkatan dosis menjadi 50 Gy, planlet yang mati 70 pada 1
bsi. Paparan dosis yang lebih tinggi dari 50 Gy yaitu 60 - 100 Gy, tanaman mulai memperlihatkan gejala klorosis yang diikuti dengan nekrosis akut, sebagian besar
tanpa bisa pulih kembali mulai dari 2 hari setelah iradiasi hsi. Daun mengalami nekrosis akut dan mati seluruhnya mulai dari 2 msi, sementara tanaman yang
mampu bertahan hidup 95 setelah 1 bsi. Dosis iradiasi 80 Gy dan 90 Gy menyebabkan seluruh tanaman mati pada 1 bsi, terdapat fenomena yang menarik
pada planlet yang diradiasi pada dosis 100 Gy, karena terdapat 1 tanaman yang mampu pulih, tumbuh dan berkembang menjadi tanaman setelah mengalami
dormansinya selama 12 bsi Gambar 18.
Gambar 18. Kurva hubungan dosis iradiasi sinar gamma dengan : a persentase planlet hidup, b persentase anakan baru,
c persentase populasi akhir pada 7 bsi.
Hasil analisis menggunakan program Best Curve Fit Analysis untuk persentase tanaman hidup menghasilkan bentuk kurva 3rd degree Polynomial Fit : y =
55.91+35.01x-0.01x
2
+0.0006x
3
. Berdasarkan persamaan tersebut diperoleh nilai LD
30 =
40.58 Gy, LD
50
= 50.74 Gy dan LD
70
= 60.18 Gy. Persentase jumlah anakan baru menghasilkan bentuk kurva Linear Fit : y = 56.65
– 0.67x. Berdasarkan persamaan tersebut diperoleh nilai LD
30 =
33.78 Gy. Persentase populasi akhir yang diamati pada 7 bsi didapatkan bentuk kurva 3rd degree Polynomial Fit : y =
61.85+10.85x-0.057x
2
+0.0004x
3 ,
diperoleh nilai LD
50
untuk persentase populasi akhir sebesar 36.58 Gy. Radiosensitivitas planlet, melalui pengukuran nilai LD
50
dihasilkan pada kisaran dosis iradiasi sinar gamma 36.58 Gy – 50.74 Gy.
Diperkirakan pada dosis sekitar LD
50
akan mampu menghasilkan mutan potensial yang sangat beragam Gambar 18.
Dosis LD
50
pada beberapa jenis tanaman merupakan dosis terbaik untuk mendapatkan mutan terbanyak Herison et al. 2008. Biasanya untuk keperluan
perbaikan kecil sifat morfologi digunakan dosis rendah yaitu sekitar LD
30
. Untuk mendapatkan perubahan yang cukup besar seperti perubahan warna daun dan bunga
beberapa spesies tanaman menggunakan dosis sekitar LD
50
, sementara perubahan besar seperti terjadinya mandul jantan, tanaman kerdil dilakukan iradiasi dengan
dosis mencapai LD
70
Human 2003. Kematian tanaman disebabkan terjadinya kerusakan materi genetik di dalam
sel. Saat terjadi paparan sinar gamma elektron yang dilepas sinar gamma mampu menghasilkan energi yang cukup untuk mengionisasi partikel di dalam sel. Proses
ionisasi menghasilkan radikal ion positif dan elektron bebas. Elektron akan terjebak di dalam lingkungan polar di dalam sistem biologi, sehingga cukup waktu bagi ion
radikal yang labil dan aktif untuk bereaksi dengan molekul lain atau masuk ke dalam susunan jaringan yang lebih dalam. Materi biologi umumnya banyak mengandung
air. Elektron bebas dapat mempolarisasikan sejumlah molekul air menjadi elektron berair e
- aq
. Radikal bebas yang terbentuk dalam larutan lambat laun akan bergabung membentuk produk yang stabil, bila ada molekul oksigen satu biradikal,
ia akan bereaksi dengan radikal bebas yang terbentuk karena iradiasi, menjadi radikal
–peroksida yang sangat beracun bagi sel. Adanya oksigen akan mengubah dan memperbanyak produk sistem iradiasi Ismachin 2007. Materi biologi selalu
mengandung jumlah air yang cukup banyak. Oleh karena itu, penyerapan sinar pengion, disamping berperan dalam proses fisika maka peran proses kimiapun perlu
diperhitungkan sebagai penyebab kerusakan genotipe van Harten 2002.
Karakterisasi Pertumbuhan Vegetatif
Hasil analisis data kuantitatif menggunakan Uji F pada taraf 5 dihasilkan pengaruh yang berbeda nyata pada peubah tinggi tanaman, panjang daun dan lebar
daun. Hasil analisis uji lanjut menggunakan UJBD 5 Tabel 9. Akibat iradiasi sinar gamma pada planlet terjadi perubahan morfologi fase
vegetatif anggrek S. plicata. Perubahan positif antara lain terjadi peningkatan jumlah anakan pada mutan 6 50 Gy sebanyak 9 anakan per tanaman, lebih banyak
dibandingkan dengan tanaman tipe liarnya yang biasanya hanya mempunyai 1-2 anakan saja. Tinggi tanaman berkurang hampir terjadi pada semua mutan.
Penurunan tinggi tanaman berkisar antara 20.45 – 71.98. Tanaman terendah
diamati pada mutan 4 60 Gy dengan tinggi hanya sekitar 34.8 cm atau terjadi penurunan sebesar 71.98 dibandingkan dengan tipe liarnya yang mampu mencapai
tinggi 124.2 cm setelah dilakukan domestikasi, sementara di habitat aslinya tanaman mampu mencapai tinggi 196 cm Tabel 9.
Panjang dan lebar daun juga terjadi penurunan ukuran dibandingkan dengan tipe aslinya. Penurunan panjang daun berkisar antara 4.24 - 66.37, sementara
penurunan lebar daun berkisar antara 0.65 - 71.98. Ukuran daun terkecil panjang dan lebar daun terjadi pada mutan 4 60 Gy. Berdasarkan hasil analisis
terhadap tinggi tanaman, panjang dan lebar daun telah didapat idieotipe baru yaitu tanaman kecil hasil iradiasi planlet dengan dosis 60 Gy mutan 4 yang lebih cocok
di jadikan tanaman pot Tabel 9. Besarnya perubahan yang terjadi pada mutan 4, hasil iradiasi 60 Gy, lebih tinggi dari LD
50
, menyebabkan terjadinya perubahan genotipe dari heterozigot menjadi homozigot resesif. Diduga akibat iradiasi yang
lebih tinggi dari LD
50
menyebabkan terjadinya delesi pada segmen DNA, yang dapat memberikan pengaruh yang sangat nyata dan kuat terhadap ekspresi fenotipe
tanaman, diantaranya tanaman menjadi kecil. IAEA 1977 menyatakan bahwa hasil iradiasi dari tanaman yang memeiliki genotipe heterozigot dapat berubah menjadi
homozigot resesif atau terjadi delesi memberikan pengaruh yang nyata dan kuat terhadap genotipe dan probabilitas kejadiannya tinggi. Selain itu, pada mutan 4 juga
terjadi inaktifasi enzim flavanone 3-hydroxylase F3H yang berperan dalam biosintesis anthocyanin berbasis delphinidin yang menghasilkan warna ungu cerah
pada anggrek S. plicata tipe standar, sehingga adanya substrat pembentukan anthocyanin
hanya mampu membentuk senyawa naringenin chachone atau senyawa chalchone
yang berwarna kuning cerah Tsuda 2004. Besarnya perubahan fenotipe yang terjadi pada mutan 4 dibandingkan dengan tipe liarnya diduga dapat pula terjadi
sampai pada level kromosom atau terjadi perubahan besar. Perubahan yang terjadi akibat iradiasi dapat terjadi pada gen tunggal, terhadap sejumlah gen atau terhadap
susunan kromosom Poepodarsono 1988. Mutasi terjadi karena adanya perubahan urutan sequent nukleotida DNA kromosom yang mengakibatkan terjadinya
perubahan pada protein yang dihasilkan oleh tanaman van Harten 2002. Selain terjadi penurunan ukuran daun dan tinggi tanaman, terdapat pula
fenomena yang menarik, yaitu terjadinya peningkatan tinggi tanaman menjadi 124.8 cm, panjang daun 90.98 cm dan lebar daun 4.65 cm pada mutan 3 50 Gy.
Pertambahan panjang daun sangat signifikan dan berbeda nyata dibandingkan dengan tipe liarnya yang memiliki panjang daun 76.22 cm. Penambahan ukuran daun dan
tinggi tanaman akibat iradiasi sinar gamma pada 50 Gy diduga terjadi perubahan gen resesif menjadi gen dominan. IAEA 1977 mengemukakan bahwa akibat iradiasi
sinar gamma dapat merubah genotipe tanaman dari Aa menjadi AA atau A- dengan frekwensi lemah. Penelitian ini telah membuktikan bahwa perubahan tersebut dapat
terjadi walaupun dengan kemungkinan yang sangat kecil yaitu 1 tanaman dari 2 500 tanaman yang diradiasi atau sebesar 0.04 Tabel 9.
Hasil penelitian ini membuktikan bahwa pemuliaan mutasi menggunakan iradiasi sinar gamma memberikan hasil yang positif dan memberikan peluang untuk
menghasilkan beberapa mutan yang sangat bermanfaat dalam meningkatkan keragaman anggrek S. plicata. Frekuensi keberhasilan mendapatkan mutan yang
diinginkan melalui induksi mutasi sangat rendah, tapi dengan meningkatkan jumlah populasi dan melakukan iradiasi pada dosis sekitar LD
50
dapat memperbesar frekuensi keberhasilan menghasilkan mutan harapan.
Tabel 9. Perubahan karakter vegetatif tanaman M1V1 anggrek S. plicata pada 12 bsi.
Tanaman Panjang
daun cm
Tinggi tanaman
cm Lebar
daun cm
panjang daun
Tinggi tanaman
Lebar daun
Bentuk daun
Warna daun
SpBa Wildtype
76.22
b
124.20
a
4.44
b
100 100
100 Jorong
HK MUTAN
150 Gy 58.28
c
79.40
c
4.25
b
76.47 63.93
95.65 Jorong
HT MUTAN
270 Gy 52.22
c
79.40
c
3.56
bc
68.51 63.93
80.12 Jorong
HT-V MUTAN
350 Gy 90.98
a
124.80
a
4.65
b
119.36 100.48
104.64 Jorong
HT MUTAN
460 Gy 25.63
e
34.80
d
1.71
d
33.63 28.02
38.52 lancelot
HT MUTAN
5100Gy 44.40
cd
75.00
c
4.35
b
58.26 60.39
98.05 membulat
HT MUTAN
650 Gy 54.24
c
77.50
c
4.41
b
71.16 62.40
99.35 Jorong
HK MUTAN
740 Gy 36.22
d
72.80
c
2.42
c
47.52 58.62
54.41 Jorong
HT MUTAN
830 Gy 65.84
bc
92.20
b
4.02
a
86.38 74.24
113.06 Jorong
HT-V MUTAN
960 Gy 49.75
cd
80.00
bc
3.75
bc
65.27 64.41
84.37 Jorong
HT-V SpBH
72.96
a
149.60
a
5.28a 95.73
120.45 118.80
Jorong HT
S04 76.39
a
112.80
a
5.29a 100.23
90.82 119.08
Jorong HK
Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama, tidak berbeda
nyata pada UJBD, α = 0.05. Warna daun HK = hijau kekuningan, HT = hijau tua, HT-V= hijau tua
terdapat varietaga Perubahan negatif akibat iradiasi sinar gamma antara lain terjadi kematian
tanaman pada iradiasi dosis tinggi. Sebagian besar tanaman mengalami gugur daun yang ditandai dengan terjadinya klorosis mulai dari ujung daun selanjutnya menjadi
nekrosis sampai akhirnya daun akan gugur. Sebagian tanaman sudah tidak mampu membentuk daun baru maupun tunas baru sampai dengan 12 bsi, sementara
bonggolnya kormus masih tetap hidup. Kejadian hasil mutasi yang seperti ini tidak dapat dikriteriakan hidup namun tidak dapat pula dikatakan mati, maka untuk
fenomena ini dikatagorikan sebagai tanman dorman.
Gambar 19. Perbedaan morfologi pada fase vegetatif anggrek S. plicata setelah diradiasi sinar gamma. a bentuk dan ukuran daun, b variegata
hijau-ungu, c variegata hijau putih, d variegata hijau-kuning.
Gambar 20. Perbedaan morfologi pada fase vegetatatif anggrek S. plicata setelah diradiasi sinar gamma. a kormus dorman, b kormus tumbuh setelah
dorman, c-d penampilan mutan 5 100 Gy, e-f, penampilan mutan 6 dengan jumlah anakan yang banyak, g-n perbedaan tangkai
daunpangkal batang anggrek S. plicata pada mutan 1,2,3,4,7,8,9.
Terdapat fenomena yang menarik untuk iradiasi planlet dengan dosis 100 Gy, hampir semua planlet mati setelah 2 bsi sinar gamma, tetapi ada satu planlet yang
mengalami dormansi sampai 11 bulan setelah diradiasi, pada bulan ke dua belas terdapat satu tunas yang mampu tumbuh menjadi tanaman utuh namun sampai
dengan 28 bulan belum mampu membentuk bunga, walaupun demikian tanaman tersebut sudah mampu bermultiplikasi membentuk anakan baru yang mencapai 8
tanaman Gambar 20. Karakter kualitatif seperti bentuk dan warna daun juga terjadi perubahan.
Perubahan bentuk daun dari lonjong menjadi lonjong membulat pada mutan 5 100 Gy, dan lonjong menyempit pada mutan 4 60 Gy. Hasil percobaan ini juga dapat
diamati terjadinya daun variegata hijau-putih pada mutan 2 70 Gy, variegata hijau-kuning pada mutan 8 30 Gy dan mutan 9 60 Gy, variegata hijau- pink pada
mutan 1 dan 3 50 Gy. Hasil penelitian ini telah mampu mendapatkan varian daun variegata, namun belum didapat daun variegata yang stabil baik warna, bentuk
maupun polanya. Daun variegata umumnya terjadi pada saat daun masih muda, setelah dewasa hanya sebagian kecil daun saja yang variegata Gambar 19.
Perubahan warna tangkai daun pangkal batang dan tunasanakan terjadi pada mutan 2, mutan 4, mutan 5, dan mutan 6 menjadi hijau, untuk mutan 1, mutan 7 dan
mutan 9 tangkai daun dan tunas muda berubah menjadi ungu pucat. Warna tangkai daun dan tunas tetap ungu cerah dijumpai hanya pada mutan 3 Gambar 20.
Karakterisasi Pertumbuhan Generatif
Hasil uji F pada taraf α 5 terhadap 20 karakter kuantitatif fase generatif,
didapatkan pengaruh dosis iradiasi sinar gamma yang berbeda nyata terhadap sepuluh karakter generatif, yaitu lebar bunga, panjang bunga, panjang petal, lebar
petal, panjang sepal dorsal, jumlah bunga mekar bersamaan, panjang tangkai bunga fluorescent sampai bunga pertama, panjang tangkai bunga fluorescent total, jumlah
bunga total dan lama mekar bunga. Hasil analisis menggunakan UJBD 5 dapat diketahui bahwa mutan 3 50 Gy menghasilkan bunga yang paling besar dan
tangkai bunga fluorescent yang terpanjang dibandingkan dengan mutan lainnya dan tipe liarnya. Jumlah bunga mekar bersamaan paling banyak dan lama mekar bunga
terlama diperoleh pada mutan 1 50 Gy. Hasil pengamatan kuantitatif karakter generatif diperoleh mutan terbaik pada 50 Gy atau sekitar LD
50,
karena pada dosis sekitar LD
50
dihasilkan mutan positif yang sangat penting untuk memperbaiki kekurangan yang terdapat pada tipe liarnya, seperti, ukuran bunga, panjang tangkai
bunga, lama mekar bunga dan jumlah bunga yang mekar bersamaan Tabel 10. Tabel 10. Perbedaan karakter fase generatif secara kuantitatif tanaman mutan
hasil iradiasi sinar gamma M1V1 anggrek S. plicata dan pembandingnya pada 12 bsi.
Tanaman 1
2 3
4 5
6 7
8 9
10
SpBA 3.84b
3.40b 2.02b
1.14b 2.02ab
0.94 1.98 0.86
1.36 1.45
Mutan 1 5.48 a
5.15a 2.74b
1.81ab 2.80 ab
1.61 2.53 1.18
1.58 1.76
Mutan 2 6.26a
5.34 a 2.84ab
1.26 ab 2.96ab
1.16 1.64 1.08
1.32 2.00
Mutan 3 6.62a
6.28a 3.28a
2.18a 3.32a
1.65 2.90 1.52
2.08 2.38
Mutan 4 3.97b
3.54b 2.10b
1.00 b 1.74 b
0.90 1.80 0.76
1.20 1.48
Mutan 7 4.54ab
4.36ab 2.26b
1.34ab 2.50ab
1.10 2.04 1.00
1.36 1.74
Mutan 8 5.48a
5.24a 2.86ab
1.76ab 2.82ab
1.26 2.62 1.12
1.72 2.34
Mutan 9 5.06a
5.04 a 2.66b
1.32ab 2.80ab
1.18 2.60 0.98
1.16 1.78
SpBH 3.87b
3.44b 2.06b
1.22b 2.80ab
1.18 2.60 0.98
1.16 1.78
S04 4.01b
3.79b 2.01b
1.20b 2.16 ab
1.12 2.08 0.90
1.21 1.44
Tanaman
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
SpBA 2.50d
55.40 b 69.90 c
18.70c 3.00 d
0.88 0.76 0.48
3.62 1.40
Mutan 1 6.75a
53.38b 94.50b
38.82b 11.67a
1.15 1.08 0.60
4.05 2.17
Mutan 2 4.87b
50.34b 89.65b
48.45a 5.67 b
1.18 0.90 0.40
4.46 1.38
Mutan 3 3.23cd
97.58a 138.8a
49.70a 5.76 b
1.52 1.60 1.14
4.06 2.30
Mutan 4 2.34d
19.44d 34.50 d
22.25c 4.30 c
0.74 1.00 0.46
2.58 1.24
Mutan 7 4.80b
39.30c 77.60bc
38.40b 6.20 b
1.04 0.88 0.40
3.18 1.62
Mutan 8 4.25b
49.30b 78.90 bc
34.85b 4.50 c
1.74 0.90 0.40
4.24 1.82
Mutan 9 2.05d
42.10d 67.80c
34.20 b 4.52 c
1.06 1.00 0.30
4.24 1.70
SpBH 1.80d
51.30b 80.32b
22.50c 2.40 d
1.06 1.00 0.30
4.24 1.70
S04 1.80d
58.40 b 63.70 c
22.10c 2.10 d 0.65 0.82
0.30 3.73
1.70
Keterangan : 1 = lebar bunga, 2 = panjang bunga, 3 = panjang petal, 4 = lebar petal, 5 = panjang sepal dorsal, 6 = lebar sepal dorsal, 7 = panjang sepal
lateral, 8 = lebar sepal lateral, 9 = panjang coulom, 10 = panjang labellum
, 11 = jumlah bunga mekar bersamaan, 12 = panjang tangkai fluorescent
sampai bunga pertama, 13 = panjang tangkai bunga fluorescent
total, 14 = jumlah bunga total, 15 = lama mekar bunga, 16 = lebar labellumapical lobe, 17 = panjang lateral lobe, 18 = lebar
lateral lobe , 19 = panjang tangkai bunga, 20 = panjang bakal buah.
Ukuran peubah cm. Angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama, tidak berbeda
nyata pada UJBD, α = 0,05
Frekuensi terbentuknya tanaman mutan berdasarkan hasil seleksi bentuk dan warna bunga, sangat rendah yaitu 0.36 atau hanya didapat 9 mutan dari total sekitar
2 500 planlet yang diradiasi dengan sebelas dosis iradiasi sinar gamma. Tanaman mutan dihasilkan pada kisaran dosis iradiasi sinar gamma 30-100 Gy. Mutan
terbanyak dan beragam didapatkan pada dosis sekitar LD
50
. Penamaan mutan dilakukan berdasarkan urutan kejadian dihasilkan tanaman mutan sebagai berikut :
1. Dosis iradiasi sinar gamma 30 Gy menghasilkan 1 mutan dari 250 planlet yang diradiasi atau 0.4. Tanaman mutannya diberi kode 8SpBa30 Mutan 8, terjadi
perubahan bentuk petal dari rata menjadi bergelombang dan ukuran bunga menjadi lebih besar. Terdapat 3-4 bunga mekar bersamaan dan lama mekar
bunga 3-5 hari. 2. Dosis iradiasi sinar gamma 40 Gy menghasilkan 1 mutan dari 250 planlet yang
diradiasi atau 0.4. Tanaman mutannya diberi kode 7SpBa40 Mutan 7. Perubahan yang terjadi adalah warna sepal menjadi pink muda, terdapat 4 bunga
mekar bersamaan, lama mekar satu bunga menjadi 4-6 hari. 3. Dosis iradiasi sinar gamma 50 Gy menghasilkan 3 mutan dari 250 planlet yang
diradiasi atau 1.2. Tanaman mutannya diberi kode 1SpBa50 mutan 1, 3SpBa50 mutan 3 dan 6SpBa50 mutan 6. Perubahan yang terjadi pada
mutan 1 adalah warna sepal dan petal menjadi gradasi warna kuning muda dengan pink cerah kemerahan, warna apical lobe menjadi pink kemerahan dan
side lobe menjadi pink cerah, warna callus menjadi kuning muda bintik-bintik
pink fanta, terdapat 6 - 7 bunga mekar bersamaan, lama mekar satu bunga menjadi 11-14 hari, jumlah tangkai bunga mencapai 4 tangkai bunga per
tanaman. Perubahan yang terjadi pada mutan 3 adalah warna sepal dan petal menjadi warna kuning muda dengan bintik-bintik pink fanta, warna apical lobe
pink fanta, side lobe dan kalus warna kuning cerah bintik-bintik merah cerah,
terdapat 3-5 bunga mekar bersamaan, lama mekar satu bunga menjadi 5-6 hari, ukuran bunga menjadi lebih besar 1.5 kali, ukuran tangkai bunga menjadi lebih
panjang. Perubahan yang terjadi pada mutan 6, antara lain jumlah anakan meningkat menjadi 8-11 anakan per tanaman, sampai umur 28 bsi tanaman
mutan belum berbunga, pertumbuhan tanaman tidak tegak, tapi menyamping agak membentuk sudut sekitar 65
o
semi tegak.
4. Dosis iradiasi sinar gamma 60 Gy menghasilkan 3 mutan dari 250 planlet yang diradiasi atau 1.2. Tanaman mutannya diberi kode 4SpBa60 mutan 4,
9SpBa60 mutan 9a dan 9SpBa60 mutan 9b. Perubahan yang terjadi pada mutan 4 sangat besar antara lain tinggi tanaman berkurang, daun mengecil,
panjang tangkai bunga menjadi lebih pendek yaitu sekitar 19-23 cm, warna sepal, petal dan apical lobe menjadi kuning cerah, warna side lobe kuning cerah
pada bagian ujung sementara pada bagian pangkal pink kemerahan, ukuran bunga menjadi lebih kecil, terdapat 2-4 bunga mekar bersamaan, lama mekar
satu bunga menjadi 3-5 hari, jumlah tangkai bunga mencapai 2-3 tangkai bunga per tanaman, terjadi perubahan posisi tangkai bunga selain pada sisi bulb juga
tumbuh pada bagian terminal tanamanujung kormus. Diantara semua mutan yang dihasilkan, mutan 4 merupakan mutan terkecil dan merupakan idiotipe baru
dari anggrek S. plicata. Perubahan yang terjadi pada mutan 9a adalah warna sepal dan petal menjadi warna pink muda, warna side lobe dan apical lobe pink,
bentuk apical lobe menggulung keatas. terdapat 4-5 bunga mekar bersamaan, lama mekar satu bunga menjadi 4-5 hari, sepal lateral bersatu saat bunga mekar
1-3 hari, dan baru membuka pada hari keempat. Perubahan yang terjadi pada mutan 9b, antara lain terjadi kehilangan resupinasiperpuntiran bunga, sehingga
penampilannya mirip dengan S. ungiculata, namun mutan yang dihasilkan tidak stabil, karena pada anakan kedua M1V2 resupinasi kembali terjadi.
5. Dosis iradiasi sinar gamma 70 Gy menghasilkan 1 mutan dari 250 planlet yang diradiasi atau 0.4. Tanaman mutannya diberi kode 2SpBa70 Mutan 2.
Perubahan yang terjadi pada mutan 2 antara lain warna sepal, petal, apical lobe dan side lobe menjadi pink sangat muda mendekati putih, jumlah bunga mekar
bersamaan meningkat menjadi 4-5 bunga, lama mekar bunga menjadi 6 - 8 hari. Hasil pengamatan visual terhadap perubahan morfologi karakter kualitatif fase
generatif mati pada 9 tanaman mutan dan tipe liarnya disajikan pada Gambar 21, 22, 23 dan 24. Jumlah mekar bunga secara bersamaan disajikan pada Gambar 21,
bentuk dan warna bunga disajikan pada Gambar 22, bentuk dan warna labellum, callus
dan coulom disajikan pada Gamar 23, sedangkan bentuk dan warna apical lo
be disajikan pada Gambar 24.
Gambar 21. Perbedaan jumlah bunga mekar bersamaan anggrek S. plicata dan 7 mutan hasil iradiasi sinar gamma.
Gambar 22. Perbedaan bentuk dan warna bunga anggrek S. plicata dan 7 mutan hasil iradiasi sinar gamma.
Gambar 23. Perbedaan bentuk dan warna labellum, callus dan coulom anggrek S. plicata
dan 7 mutan hasil iradiasi sinar gamma.
Gambar 24. Perbedaan bentuk dan warna apical lobe anggrek S. plicata dan 7 mutan hasil iradiasi sinar gamma.
Perubahan fase generatif secara umum yang terjadi pada tanaman mutan bila dibandingkan dengan tipe liarnya, antara lain terdapat perubahan pada bentuk dan
warna petal, sepal, apical lobe, side lobe, callus, lama mekar bunga, kelopak tangkai bunga dan panjang tangkai bunga. Deskripsi lengkap tanaman anggrek S. plicata
dan mutannya dapat dilihat pada Lampiran 3-12. Hasil pengamatan terhadap bentuk dan warna bunga juga terlihat bahwa semakin
tinggi dosis iradiasi sinar gamma, maka warna bunga akan semakin berkurang, sampai dengan dosis 70 Gy warna yang dihasilkan mendekati putih Gambar 25.
Gambar 25. Model perubahan warna dan bentuk bunga mutan anggrek S. plicata
akibat iradiasi sinar gamma. Perubahan warna bunga yang terdapat pada anggrek S. plicata akibat
dipengaruhi oleh enzim yang aktif dan substrat yang tersedia. Tanaman anggrek memiliki substrat berupa dihydromyricetin dengan adanya enzim DFR dan ANS akan
mengubahnya menjadi delphinidin. Aktifnya antosianin berbasis delphinidin akan menghasilkan warna pink sampai ungu pada tanaman anggrek. Semakin sedikit
enzim yang tersedia warna bunga semakin memudarnya warna bunga atau terdpat korelasi yang positif antara warna bunga dengan aktivitas enzim seperti yang
terdapat pada mutan 2, mutan 7 dan mutan 9. Memudarnya warna bunga secra tidak
merata sehingga menghasil warna dasar pink muda dengan bintik-bintik ungu cerah pada mutan 3 serta dihasikan gradasi warna kuning muda dengan ungu cerah pada
mutan 1. Perubahan warna bunga dari ungu cerah menjadi kuning pada mutan 4, diduga
diakibatkan tidak aktifnya enzim flavanone 3-hydroxylase F3H yang akan merubah substrat dihydro kaemferol substrat penghasil warna kuning sampai orange pada
bunga menjadi dihydroquercetin yang akan menghasilkan warna merah pada bunga, selain itu enzim
flavonoid 3’5-hydroxylase F35H juga tidak aktif atau rusak akibat iradiasi sinar gamma, sehingga menyebabkan substrat dihydroquercetin, tidak
mampu berubah menjadi dihydromyricein dan terjadi akumulasi senyawa naringenin, sehingga warna ungu cerah yang terdapat pada tanaman tipe liarnya tidak terbentuk
pada mutan 4 yang berwarna kuning, seperti dijelaskan pada Gambar 26.
Gambar 26. Lintasan umum biosintetik flavonoid yang berhubungan dengan warna bunga Tsuda 2004.
naringenin
Hasil penelitian ini sejalan dengan hasil penelitian yang dilaporkan oleh Tsuda 2004, pada tanaman Petunia hybrida , perubahan warna bunga ungu cerah menjadi
berbagai warna yang lebih muda bahkan mendekati putih dengan pola warna yang sangat banyak variasinya. Fenomena perubahan warna yang terjadi diakibatkan
terjadinya ekspresi gen endogen akibat mengalami penurunan regulasi dari gen flavonoid 3-hydroxylase
Gambar 26. Penelitian rekayasa genetik terhadap enzim pembungaan pada tanaman
Nierembergia sp. kultivar Fairy Bells Patio warna biru cerah NPLB, Suntory
Flowers, Ltd. dan kultivar Fairy Bells warna biru pucat NPB, Suntory Flowers, Ltd. menghasilkan warna biru sangat muda mendekati putih Ueyama 2006.
Akibat iradiasi sinar gamma terjadi perubahan fase generatif, terutama bentuk dan warna bunga. Fenomena Perubahan bentuk dan warna bunga akibat iradiasi
sinar gamma hasil penelitian ini juga terjadi pada tanaman krisan Datta dan Chakrabarty 2009, Datta et al. 2005, kecombang Dwiatmini et al. 2009, mawar
Soedjono 2003, Portulaca grandiflora Wongpiyasatid dan Roongtanakiat 1992. Hasil Pengamatan Mikroskopis Akar dan Daun.
Hasil pengamatan mikroskopis terhadap penampang melintang akar menujukkan bahwa terdapat korelasi antara akumulasi warna akar dengan warna
bunga. Sel akar yang mempunyai pigmen warna ungu antara lain ditemukan pada mutan 1, mutan 3, mutan 6, mutan 7, mutan 8 dan mutan 9, sementara untuk mutan
2, mutan 4, mutan 5 tidak terdapat warna ungu, sel akar berwarna agak kekuningan. Hasil pengamatan pada pada stomata antara lain didapatkan ukuran stomata
lebih kecil pada mutan 5, bentuk stomata yang oval ditemukan pada mutan 1 dan 5. Jumlah kloroplas pada sel penjaga juga terdapat perbedaan, jumlah sel kloroplas
pada sel penjaga lebih sedikit dibandingkan dengan tipe liarnya dapat diamati pada mutan 2, mutan 4, mutan 5 dan mutan 9, sementara pada mutan 1, mutan 3 dan
mutan 8 dihasilkan jumlah kloroplas yang banyak dan padat Gambar 27. Perubahan pada bentuk stomata dan jumlah sel kloroplas pada sel penjaga di
duga akibat terjadinya perubahan genotipe level lokus yang sering terjadi setelah dilakukan iradiasi. Perubahan yang terjadi pada level genotipe telah dapat diamati
dengan jelas perubahannya pada mutan-mutan yang telah dihasilkan dan secara nyata telah menunjukkan perbedaan yang nyata dibandingkan dengan tipe liarnya.
Perlakuan induksi mutasi pada genotipe awal yang heterozigot mempunyai peluang yang lebih besar untuk menghasilkan mutan yang mudah terlihat fenotipe nyata
berbeda IAEA, 1977.
Gambar 27. Pengamatan mikroskopis 1 irisan melintang akar, 2 bentuk stomata pada permukaan bawah daun 3 jumlah sel kloroplas
pada sel penjaga stomata.
Kesimpulan
Beberapa kesimpulan yang dihasilkan dari percobaan ini adalah : 1. Iradiasi sinar gamma 30-100 Gy pada planlet anggrek S. plicata telah
menghasilkan 9 tanaman mutan. 2. Lethal Dose 50 LD
50
dapat dijadikan acuan untuk iradiasi planlet S. plicata
guna mendapatkan populasi mutan terbanyak. LD
50
persentase tanaman hidup
adalah 50.74 Gy, LD
50
persentase anakan baru adalah 33.78 Gy dan LD
50
persentase populasi akhir adalah 36.58 Gy. 3. Perubahan warna bunga akibat iradiasi sinar gamma adalah gradasi warna
pink -kuning mutan 1, pink sangat muda muatan 2, kuning muda bintik-
bintik pink fanta mutan 3, kuning cerah mutan 4. Perubahan warna petal menjadi lebih muda mutan 7. Perubahan bentuk mahkota menjadi
bergelombang mutan 8, serta terjadi penyatuan sepal lateral mutan 9.
Daftar Pustaka
Aisyah SI, Aswidinnor H, Saefuddin A. 2009. Induksi mutasi stek pucuk Anyelir Dianthus caryophyllus Linn. melalui iradiasi sinar gamma. J. Agron.
Indonesia 371:62-70. Banerji BK, Datta SK. 1992. Gamma ray induced flower shape mutation in
crisanthemum cv ‘Java’. J. Nuclear Agric. Biol. 212:73-79. Bartley GE, Scolnik PA. 1995. Plant carotenoids: pigmen for protection, visual
attraction, and human health. Plant Science 153:33-42. Cai YZ, Sun M, Corke H. 2005. Characterization and application of betalain
pigments from plant of Amaranthaceae. Trends in Food Science and Technology. 16:370-376.
Datta SK, Chakrabarty D. 2009. Management of chimera and in vitro mutagenesis for development of new flower colorshape and chlorophyll variegated mutants
in chrysanthemum. Shu QY ed., Induced Plant Mutations in the Genomics Era. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome 303-305
Datta SK, Misra P, Mandal AKA. 2005. In vitro mutagenesis – a quick methodfor
establishment of solid mutant in chrysanthemum. Current Science. 881: 155- 158.
Dwiatmini K, Kartikaningrum S, Sulyo Y. 2009. Induksi mutasi kecombrang Etlingera elatior
menggunakan iradiasi sinar gamma. J. Hort. 191:1-5. Findlay JWA, Dillard RF. 2007. Appropriate Calibration Curve Fitting in Ligand
Binding Assays. AAPS Journal. 92:260-267.
Finney DJ, Phillips P. 1977. The form and estimation of a variance function, with particular reference to radioimmunoassay. Appl. Stat. 26:312-320.
Handoyo F, Prasetya R. 2006. Native Orchids of Indonesia. Indonesian Orchid Sosiety of Jakarta. PAI Jakarta.
Herison C, Rustikawati, Sutjahjo SH, Aisyah SI. 2008. Induksi mutasi melalui iradiasi sinar gamma terhadap benih untuk meningkatkan keragaman populasi
dasar jagung Zea mays L.. J. Akta Agrosia 111:57-61. Human, S. 2003. Peran iptek nuklir dalam pemuliaan tanaman untuk mendukung
industri pertanian. Puslitbang Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional BATAN, Jakarta.
Ibrahim R. 1999. In vitro Mutagenesis in roses. [Phd. Thesis]. Applied Biological Sci.Cell and Gene Biotechnology Fac. Univ. Gent, Belgium. 162 p.
[unpublished]. Ismachin M. 2007. Ilmu Pemuliaan Mutasi [Materi Diklat] BATAN. Jakarta
Kartikaningrum S, Puspasari D. 2005. Keragaman Genetik Plasma Nutfah Anggrek Spathoglottis
. J. Hort. 154:260-269.
Kartikaningrum S, Sulyo Y, Hayati NQ, Suryanah, Bety YA. 2007. Keragaan karakter kualitatif hasil persilangan anggrek Spathoglottis. J Hort. Edisi
Khusus 2:138-147. Lamseejan S, Jompok P, Wongpiyasatid A, Deeseepan S, Kwanthammachart P.
2000. Gamma-rays induced morfological change in Crysanthemum Crysanthemum morifolium. Kasetsart J. Nat. Sci. 34:417-422.
Sastrosumarjo S, Yudiwanti, Aisyah SI, Sujiprihati S, Syukur M, Yunianti R. 2006. Sitogenetika. Satrosumarjo S ed. Bagian Genetika dan Pemuliaan Tanaman
Departemen AGH Faperta IPB, Bogor. Soedjono S. 2003. Aplikasi mutasi induksi dan variasi somaklonal dalam pemuliaan
tanaman. Jurnal Litbang Pertanian 222:70-78. Strack D, Vogt T, Schliemann W. 2003. Recent advances in betalain research.
Phytochemistry 62:247-269. Talhinhas P, Leitao J, Neves-Martins J. 2006. Collection of Lupinus angustifolius
L. Gemrplasm and characterization of morphological and molecular diversity. Genetic Resources and Crop Evolution 53: 563-578
Tjitrosoepomo G. 2005. Morfologi Tumbuhan. Cetakan ke-15. Gadjah Mada University Press.
To KY, Wang CK. 2006. Ornamental and Plant Biotechnology Volume I : FloricultureMolecular breeding of flower color. Global Science Books.
United Kingdom. Tsuda S, Fukui Y, Nakamura N, Katsumoto Y, Yonekura-Sakakibara K, Mizutani
MF, Ohira K, Ueyama Y, Ohkawa H, Holton TA, Kusumi T, Tanaka Y. 2004. Flower color modification of Petunia hybrida commercial varieties by
metabolic engineering. Plant Biotechnology 215, 377 –386.
Ueyama Y, Katsumoto Y, Fukui Y, Mizutani MF, Ohkawa H, Kusumi T, Iwashita T, Tanaka Y. 2006. Molecular characterization of the flavonoid biosynthetic
pathway and flower color modification of Nierembergia sp. Plant Biotechnology 23:19
–24. Van Harten AM. 2002. Mutation breeding of vegetatively propagated ornamentals.
In Vainstein A ed. Breeding for Ornamentals: classical and Molecular
Approaches. Kluwer Academic Press. Boston. Venkatachalam P, Jayabalan N. 1992. Analysis of leaf proteins in gamma rays
induced mutants of Zinia. Crop Improv. 19:97-99. Winkel-Shirley B. 2001. Flavonoid biosinthesis : a colorful model for genetics,
biochemistry, cell biology, and biotechnology. Plant Science 166:1087-1096. Wongpiyasatid A, Roongtanakiat N. 1992. Effects of gamma radiation on flower
colors and types of perennial Portulaca grandiflora Hook. pp. 695 –704. In.
T the 30th Kasetsart University Conference Proceedings, Bangkok Thailand.