Pengaruh Gibberelic Acid pada Benih Jagung (Zea mas L.) yang Didera dan Tidak Didera Etanol Terhadap Daya Berkecambah Benih dan Aktivitas Enzym Amilase

(1)

mNGARUH GIBBERELLIC ACID PADA BENIH JAGUNG (Zea mays L. ) YANG DIDERA DAN TIDAK DIDERA ETANOL TERHADAP

DAYA BERKECAMBAH BENIH DAN AKTNITAS ENZYM

4-AMILASE

(GIBBERELLIC ACID INFLUENCE TO TREATED AND UNTREATED

CORN SEED ON SEED GEMINATION AND

4-AMYLASE

ENZYM ACTIVITY) Oleh

Endang ~ u r n i a t i ~ ) , Tatiek ICartika2), dan Sanie Saencng 3

-l

Abstract: The experiment w a s conducted in t h e Seed Science and Technology Laboratory, Bogor ~ g r i c u l t u r a l University on 1984. Accelerated aging w a s conducted by t h e method of Sadjad, using t h e IPB 77-1 Rapid Aging Machine. The influence of G i b b e r e l l i c Acid (0, 250, 500 p p )

,

dipping periode of GA (0, 5 , 10, 15 h o u r s ) , a r t i f i c i a l aging (95 p e r c e n t e t a n o l vapor) and v a r i o u s i n t e r a c t i o n s of t h e s e f a c t o r s on the germination and 4-amylase

enzym a c t i v i t y of "Harapan Baru" corn ( @ a maye L.) seeds were determined.

G i b b e r e l l i c Acid increased t h e a c t i v i t y of .C-amylase enzym on t r e a t e d and u n t r e a t e d seed l o t s , although t h e r e i s no s i g n i - f i c a n t d i f f e r e n t on germination. The a c t i v i t y of 4-amylase en- zym is s i g n i f i c a n t l y influenced by t h e period of dipping, b u t t h e concentration of G i b b e r e l l i c Acid d i d n o t affected.

Ringkasan : Percobaan dilaksanakan d i Laboratorium Ilmu dan Tek- n o l o g i Benih, I n s t i t u t Pertanian Bogor, pada tahun 1984. Benih yang t e l a h menua d i p e r o l e h dengan meraperlakukan benih dengan me-

tode Sad jad pada a l a t IPB 77-1. Kemudian kedua l o t benih terse-

b u t d i b e r i perlakuan G i b b e r e l l i c Acid dengan t i g a t a r a f konsen-

t r a s i (0, 250, 500 ppn) dan empat t a r a f waktu perendaman (0, 5 , 10, 15 jam).

A k t i v i t a s enzym - k n n y l a s e baik pada benih yang t i d a k d i - d e r a maupun pada benih yang t e l a h d i d e r a e t a n o l meningkat dengan pember i a n G i b b e r e l l i c a c i d , walaupun peningkatan a k t i v i t a s enzym

1) P e n e l i t i a n proyek peningkatan/pengembangan perguruan t i n g g i , I n s t i t u t Pertanian Bogor

2) B e r t u r u t - t u r u t Staf Pengajar Jbrusan Budi Daya P e r t a n i a n , IPB 3) Staf Kelanpok P e n e l i t i Agronmi, B a l l i t a n Maros

(2)

t e r s e b u t t i d a k d i i k u t i dengan peningkatan daya berkecambah be- nih, Nermpaknya a k t i v i t a s enzym 4-amilase sangat dipengaruhi oleh waktu perendaman, sedangkan konsentrasi Gibberellic acid t i d a k berpengaruh terhadap a k t i v i t a s enzim dan daya berkecambah benih.

PENDAHULUAN

Pada organisme umumnya a k t i v i t a s enzim d i t r i g e r oleh hormcm. Salah s a t u homon yang secara alami t e r d a p a t d i dalam embrio be- n i h adalah g i b b e r e l l i n (Leopold

,

1975 ; Copeland, 1976; Bewley dan Black, 1978; Falston, e t al., 1980 dan Wareing dan P h i l l i p s , 1981).

Gibberellin s e l a i n mengatur pembentukan z - a m i l a s e pada em- b r i o b i j i gandum pada proses perkecarmbahannya juga dapat merang- sang pelepasan enzim-enzim h i d r o l i s a y a i t u protease, ribcmuklea- s e , -1, 3-glucanase dan .(-amilase yang t e r i k a t pada s e l - s e l aleuron b i j i t e r s e b u t (Jcmes, 1971; Copeland, 1976; Bewley dan P h i l l i p s , 1981).,

P e n e l i t i a n tentang mekanisme pengaruh uap e t i l alkohol t e r - hadap v i a b i l i t a s benih t e l a h dilakukan oleh Pian (1981), dan me- nyimpulkan bahwa uap e t i l alkohol mengakibatkan rusaknya dinding s e l , kebocoran gula, penurunan kegiatan enzim-enzim s e p e r t i de-

hidrogenase, peroksidase dan z-amilaae, i n d i k a s i i n i sawa dengan '

i n d i k a s i yang ditunjukkan oleh benih yang mundur dalam penyimpan- an (secara alami). Penurunan a k t i v i t a s enzim d-amilase akan mempengaruhi proses peraubakan cadangan bahan makanan berupa kar- bohidrat menjadi senyawa-senyawa kimia yang l e b i h sederhana untuk dapat digunakan dalam proses perkecambahan (Copeland, 1976 ; Bew-

l e y dan Black, 1978 dan Calston, e t a1,

,

1980)

.

Menurut Abdul Baki dan Anderson (1970) l a j u penggunaan glukosa rendah dengan semakin mundurnya v i a b i l i t a s benih dalam proses perkecambahan.

(3)

Akumulasi glukosa pada benih-benih yang t e l a h mundur akan menghambat s i n t e s a g i b b e r e l l i c yang pada akhirnya akan mempengaruhi a k t i v i t a s atau pembentukan d-amilase (Briggs, 1973)

.

Hal yang berbeda t e l a h ditemukan oleh Pian (1981) bahwa perlakuan uap e t i l alkohol pada benih jagung mengakibatkan kadar glukosa embrio maupm a k t i v i t a s enzim d-amilase rendah, dalam ha1 ini diduga bahwa akibat perlakuan uap e t i l alkohol &an me- nekan pembentukan hormon g i h b e r e l l i n sehingga s i n t e s a L-amilase t i d a k t e r jadi.

Tujuan p e n e l i t i a n untuk melihat apakah pengaruh g i b b e r e l l i c acid dapat menstimulir a k t i v i t a s enzim d-amilase dan daya berkecambah baik pada benih yang t i d a k d i d e r a ataupun pada benih yang d i d e r a ( t e l a h menua secara a r t i f i s i a l )

.

BAHAN DAN METODE

Percobaan dilaksanakan d i Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB pada tahun 1984

,

dengan menggunakan j agung v a r i e t a s

H-6 yang diperoxeh d a r i Kebun Percobaan Muara B a l l i t a n Bogor. Untuk memperoleh kemunduran benih secara a r t i f i s i a l , benih dilembabkan dalaa k e r t a s merang lembab selama 6 jam kemudian be-

n i h d i d e r a dengan uap etanol 95 persen pada a l a t IPB 77-1 dalam waktu 2 jam (T2). Caranya adalah benih d i b e r i hembusan uap eta- no1 pada a l a t t e r s e b u t selama 15 menit, l a l u benih dibiarkan d i dalam a l a t selama 45 menit, dan perlakuan t e r s e b u t diulang selama 15 menit, l a l u benih dibiarkan d i dalam a l a t selama 45 menit, dan perlakuan t e r s e b u t diulang sebanyak 2 k a l i . Konsentrasi Gibberellic acid (GA.,) yang digunakan Ebdalah 0, 250 dan 500 p p , masing-masing direndam selama 0, 5 , 10 dan 15 jam baik pada be- nih yang t i d a k d i d e r a maupun pada benih yang d i d e r a ( t e l a h me- nus)

.

(4)

Anal isa a k t i v i t a s enzim dilakukan dengan menggunakan me to- da ~ a c h l i s dan Torry (1956), sedangkan pengujian daya berkecam-

bah benih dilakukan dengan menggunakan metode UKD pada k e r t a s dp

merang, l a l u benih dikecambahkan pada a l a t I P B 72-1.

HASIL DAN PR4BAHASAN

Kansentrasi GA3 t i d a k menunjukkan pengaruh baik terhadap ak- t i v i t a s enzim L-amilase maupln daya berkecambah.

Terdapat i n t e r a k s i a n t a r a l o t benih dengan periode perendaman terhadap daya berkecambah benih (Tabel 1). Lot benih yang tidak d i d e r a menunjukkan perbedaan daya berkecmbah benih yang tidak nyata, a p a b i l a pemberian GA3 diberikan d a l = waktu perendaman

skpai 10 jam. Tetapi apabila perendaman dilakukan sampai 15 jam,

maka daya berkecmbah benih akan menurun secara nyata pada t a r a f 5 persen. Pada l o t benih yang d i d e r a , penurunan daya berkecambah benih tampak l e b i h cepat, y a i t u hanya dalam waktu perendaman 5

jam, dan akan t e r j a d i penurunan t e r u s yang nyata sampai pada wak- t u perendaman 10 jam. Selanjutnya penambahan waktu perendaman, y a i t u pada perendamam 15 jam pemrunan daya berkecambah benih tidak tampak secara nyata. Penderaan benih dengan uap e t i l alkohol t e r n y a t a dapat menurunkan daya berkecaanbah benih yang nyata pada

taraf 5 persen menurut u j i Duncan pada s e t i a p periode perendaman

GA. Semakin lama benih direndam t i n g k a t penurunan daya berkecam-

bah semakin t i n g g i (Tabel 1).

A k t i v i t a s enzim - & m i l a s e t e r t i n g g i diperoleh pada l o t be- n i h yang t i d a k d i d e r a dan mengalami perendaman GA selama 5 jam

y a i t u 20.90 a r e s i n v Y / 6 menit/embrio. A k t i v i t a s enzim d-ami- l a s e terendah pada periode perendaman 15 jam y a i t u 11.17 a r c s i n

vT/~

menit/embrio benih. Pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a t e r - sebut, lama perendaman menunjukkan pengaruh yang p o s i t i f y a i t u meningkatkan a k t i v i t a s enzim l-amilase dan mencapai a k t i v i t a s

(5)

maksimum pada p e r iode perendaman 5 jam, meskipun t i d a k memberi- kan r e l e v a n s i kenaikan daya berkecambah.

Tabel 1. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung (Zea m y 8 L.) yang Tidale Didera d m Didera t e r h a d a p Daya Berkecambah Ben i h

(Table 1 The E f f e c t of Dipping Period on Untreated and Treated Corn Seed Lot t o Germination Percentage)

Periode perendaman GA3 (jam) Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA ( h )

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a . 9oa 9oa 86.47= 80.33 b * ) (Untreated)

Didera 77. 93b 62. 62C 53.70 d 52. 47d ( T r e a t e d )

* ) a i l a i r a t a - r a t a pada k o l a n dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 per-

sen dengan u j i Duncan

(The average v a l u e in t h e same row and column, followed by t h e same l e t t e r s are n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t t h e 5 p e r c e n t l e v e l u s i n g Duncan t e s t )

T e t a p i a p a b i l a lama perendaman d i t i n g k a t k a n akan t e r j a d i penurunan a k t i v i t a s enzim A - a m i l a s e s e c a r a n y a t a pada p e r i o d e perendaman 10 jam dan a k t i v i t a s enzim t e r s e b u t akan t e r u s menurun se-

c a r a n y a t a sampai pada p e r i o d e perendaman 15 jam, yang r e l e v a n dengan penurunan daya berkecambah,

Pada l o t benih yang d i d e r a , pemberian GA meningkatkan ak- 3

t i v i t a s enzim z - a m i l a s e s e c a r a n y a t a dan mencapai maksimum sampai pada p e r i o d e perendaman 10 jam, k.3mudian a k t i v i t a s n y a menurun s e c a r a n y a t a pada p e r i o d e perendaman 15 jam. A k t i v i t a s

enzim d-amilase pada l o t benih yang d i d e r a t e r t i n g g i pada pe- xiode perendaman 1 0 jam y a i t u 20.14 a r c s i n

~ 7 1 6

_{menit/embrio,}

(6)

dan terendah pada benih yang t i d a k direndam y a i t u 8.58 a r c s i n

~x/6 _{menit/embrio (0 jam periode perendaman).}

T a b e l 2. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung

(Zea m y 8 L.) yang Didera dan Tidak Didera terhadap A k t i v i t a s Enzim 4 - a m i l a s e ( a r c s i n V %/6 menit/embrio) (Table 2 The E f f e c t of Dipping Periode of GA3 on t h e l-amylase Enzyn A c t i v i t y on t h e Treated and Untreated Seed Lot)

Periode perendaman GA3 (jam) Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA (h)

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a 15. 3oc 20. 9oa 15. 3 l c 11.17~ * )

(Untreated) Didera

(Treated)

* ) N i l a i r a t a - r a t a pada kolan dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 persen menurut u j i Duncan

(The average v a l u e i n t h e same row and column followed by t h e same letters a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t t h e 5 p e r c e n t l e v e l using Duncan test)

Percobaan hi menunjukkan bahwa peningkatan a k t i v i t a s enzim L-amilase t i d a k s e l a l u meningkatkan daya berkecambah benih (Tabel 1 dan 2).

A k t i v i t a s enzim &tnilase bukan satu- satunya parameter biokimia yang menentukan v i a b i l i t a s benih. H a l i n i didukung b l e h Macleod (dalam

-

Woodstock, 1973) yang menyatakan bahwa beberapa enzim memiliki l a j u penurunan yang berbeda pada benih yang menua. Ternyata enzh-enzim p r o t e i n a s e , amylase dan f o s f a t a s e a k t i v i t a s - nya masih t i n g g i pada benih b a r l e y yang t e l a h d i s h p a n selama 80

(7)

Pian (1981) menun jukkan h a s i l yang berbeda, dimana penurunan ak- t i v i t a s enzim L-emilase berkorelasi p o s i t i f dengan v i a b i l i t a s ben i h j agung

.

Peningkatan a k t i v i t a s enz im pada j+r iode per endaman 5 jam

untuk l o t benih yang t i d a k d i d e r a dan 10 j a n pada l o t benih yang d i d e r a d isebabkan karena perendaman akan men ingkatkan kadar a i r benih melalui proses imbibisi. Dengan meningkatnya kadar . *

a i r benih yang direndaan t e r s e b u t , tentunya a k t i v i t a s enzim akan meningkat sampai pada batas waktu tertentu. Setelah i t u penam-

bahan waktu perendman akan menurunkan l a g i a k t i v i t a s enzim karena semakin lama benih direndam, maka kondisi yang anaerob (ku- rang oksigen) akan menstimulir proses fermentasi d i dalam benih.

Menurut Roberts (1972) bahwa salah satu faktor penyebab kemunduran benih adalah terakmmlasinya bahan-bahan yang toksik

(beracun)

,

d i antaranya adalah produk fennentasi. _{Oleh karena} i t u dalan percobaan i n i semakin lama perendaman benih, daya ber- kecarmbah benih semakin menurun. D a n penurunan daya berkecambah benih t e r s e b u t tampaknya l e b i h peka pada l o t benih yang didera d e n g a etanol. Tabel 1 dapat d i l i h a t bahwa pada l o t benih yang

tidak didera penurunan daya berkecambah benih baru nyata setelah direndan 15 jam, t e t a p i pada l o t benih yang didera penurunan daya berkecambah benih t e l a h nyata walaupun benih baru direndm selaaaa 5 jam. Taanpaknya pada lot benih yang didera, diduga ka- d a r etanol sebagai produk f e m e n t a s i sudah l e b i h banyak sebelum perlakuan perendaman GAB dibanding dengan l o t benih yang tidak didera. Dengan demikian kadar etanol yang t e l a h ada d i d a l m benih yang d i d e r a dapat merusak sebagian enzim (protein globu- l a r ) , sehingga sebagian enzim yang t e l a h terdenaturasi akan ke- hilangan Eungsi biologisnya (Braum, 1972 1 Newell, .I977 ; Harrow dan Mazur

,

1954 ; White, Handler dan Smith, 1968 ; Baum dan Scaife, 1975; dan Karlson, 1965). Mekanisme denaturasi oleh etanol dapat disebabkan karena patahnya ikatan hidrogen pada

(8)

molekul p r o t e i n , t e r i k a t n y a hidrogen oleh e t a n o l atau karena t e r j a d i n y a d e h i d r a s i d a r i s e l a p u t a i r yang ada pada p r o t e i n o l e h etanol.

Salah s a t u enzim yang mengkatalisa proses s i k l i s a s i dalam s i n t e s a g i b b e r e l l i n adalah Kauren S i n t e t a s e (Vickery dan Vickery, 1981). Etanol s e c a r a langsung merusak enzim d i dalam benih dan s e c a r a t i d a k langsung e t a n o l dapat mengakibatkan terhambatnya pembentukan honnon g i b b e r e l l i n karena diduga enzim kauren s i n t e - t a s e juga t e r d e n a t u r a s i . Akibat d a r i terhambatnya s i n t e s a gib- b e r e l l i n d i dalam benih, maka a k t i v i t a s enzim z - a m i l a s e juga t u r u t terhambat (Leopold, 1975; Copeland, 1976; Bewley dan Black, 1978; Galston,

--

e t a l . , 1980 dan Wareing dan P h i l l i p s , 1981). Oleh karena i t u Tabel 2 menunjukkan bahwa pemberian GA3

pada benih jagung baik pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a maupun pada l o t benih yang d i d e r a dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzim

l-amilase yang nyata pada t a r a f 5 persen. Peningkatan a k t i v i - t a s enzim L-amilase t e r s e b u t tampaknya l e b i h tajam pada l o t be- n i h yang t e l a h d i d e r a dengan uap e t i l alkohol dibandingkan dengan l o t benih yang t i d a k didera.

ICES IMPULAN

Pemberian GA3 dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzirn t - a m i l a s e baik pada l o t benih yang d i d e r a maupun yang t i d a k didera.

Periode perendaman sangat menentukan a k t i v i t a s enzim &-mi- lase. Pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a perendaman cukup dilakukan selama 5 jam. Tetapi pada l o t benih yang d i d e r a , untuk meningkatkan a k t i v i t a s enzim l - a m i l a s e diperlukan perendaman sam- p a i 10 jam.

Peningkatan a k t i v i t a s enzim d-amilase t i d a k se jalan dengan daya berkecanbah benih.

(9)

Untuk p e n e l i t i a n s e l a n jutnya disarankan m e n e l i t i konsentra-

s i GA3 yang tepat sehubungan dengan peningkatan daya berkecanbah dan a k t i v i t a s enzim.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Baki, A. A., and J. D. Arderson. 1970. V i a b i l i t y and leaching of sugars from germinating barley. Crop Sci. 10: 31-35.

~ a u m , S. J., and C. W. J. Scaife. 1975. Chemistry. A l i f e science approach. MacMillan Publishing Co., Inc. Collier

MacMillan Publishers. 746p.

Bewley, J. D. and Black. 1978. Physiology and biochemistry of seeds, I n r e l a t i o n t o g e m i n a t i o n . S p r i n g e r Y e r l a g . Ber- l i n . 295p.

Bram, L. L. 1972. E s s e n t i a l s of Organic and Biochemistry. C h a r l e s E. Merrill Publishing Company. A. B e l l and Howell Canpany, Columbus, Ohio. 378p.

Briggs, D. E. 1973. Hormones and carbohydrates metabolism in

gennination c e r e a l g r a i n s p.217-219.

-

I n B. V. Milborrow (ed. )

.

Academic Press. London.

Copeland, L. 0. 1976. P r + c i p l e s of seed science and technology. Burgerss Publishing Company, Minnesota. 369p.

Galston, A. W., P. J. Davies and R. L. S c a t t e r . 1980. The l i f e of the green p l a n t . 3rd Ed. Prentice- Hall. Inc., Engle- wood C l i f f s , New J e r s e y 07632. 464p.

Jones, R. L. 1971. G i b b e r e l l i c Acid-enhanced Release of -1, 3-Glucanase frcm Barley Aleuron C e l l s . P l a n t Physiol, 47: 412-416.

Karlson

,

P. 1965. Introduction t o Modern Biochemistry Acade-

m i c P r e s s New York and London. Second e d i t i o n . 436p. Leopold, A. C. 1975. P l a n t Growth and Development. Tata M c -

Graw H i l l Publishing Canpany Ltd. New Delhi. 545p. Machlis, L., and J. G. Torrey. 1956. P l a n t s i n ~ c t i o n .

(10)

Newell, S. B. 1977. Chemistry. And Introduction. L i t t l e Brown and Canpany, Boston-Toronto. 524p.

Pian, Z. A. 1981. Pengaruh uap e t i l alkohol t e r h d a p v i a b i l i - t a s benih jagung (Zea mays L.) dan pemanfaatannya untuk men- duga daya simpan. F a k u l t a s Pasca Sarjana. I n s t i t u t P e r t a - n i a n Bogor. 279p.

Roberts, E. H. 1972. C y t o l o g i c a l , g e n e t i c a l and metabolic change a s s o c i a t e d w i t h l o s s of v i a b i l i t y . p.253-306. I n V i a b i l i t y of seeds. E. H. Roberts (ed.

.

Chapman and Hall

Ltd. New F e t t e r Lane London.

Vickery, M. L. and B. Vickery. 1981. Secondary p l a n t metabolism. U n i v e r s i t y Park P r e s s , Baltimore. 335p.

Wareing, P. F. and I. D. J. P h i l l i p s . 1981. Growth and D i f f e - r e n t i a t i o n I n P l a n t s . 3rd Ed. Pergamon Press. Oxford. New York. Toronto. Sydney. P a r i s . F r a n k f u r t . 343p.

White, A., P. Handler, and E. L. Smith. 1968. P r i n c i p l e s of Biochemistry. 4 t h e d i t i o n . McGraw-Hill Book Ccanpany. 1187p.

Woodstock, L. W. 1973. P h y s i o l o g i c a l and biochemical test f o r seed vigor. Seed Sci. and Technol. 1:127-157.

(11)

mNGARUH GIBBERELLIC ACID PADA BENIH JAGUNG (Zea mays L. ) YANG DIDERA DAN TIDAK DIDERA ETANOL TERHADAP

DAYA BERKECAMBAH BENIH DAN AKTNITAS ENZYM

4-AMILASE

(GIBBERELLIC ACID INFLUENCE TO TREATED AND UNTREATED

CORN SEED ON SEED GEMINATION AND

4-AMYLASE

ENZYM ACTIVITY) Oleh

Endang ~ u r n i a t i ~ ) , Tatiek ICartika2), dan Sanie Saencng 3

-l

,

enzym a c t i v i t y of "Harapan Baru" corn ( @ a maye L.) seeds were determined.

tode Sad jad pada a l a t IPB 77-1. Kemudian kedua l o t benih terse-

b u t d i b e r i perlakuan G i b b e r e l l i c Acid dengan t i g a t a r a f konsen-

t r a s i (0, 250, 500 ppn) dan empat t a r a f waktu perendaman (0, 5 , 10, 15 jam).

1) P e n e l i t i a n proyek peningkatan/pengembangan perguruan t i n g g i , I n s t i t u t Pertanian Bogor

2) B e r t u r u t - t u r u t Staf Pengajar Jbrusan Budi Daya P e r t a n i a n , IPB 3) Staf Kelanpok P e n e l i t i Agronmi, B a l l i t a n Maros

(12)

PENDAHULUAN

Pada organisme umumnya a k t i v i t a s enzim d i t r i g e r oleh hormcm. Salah s a t u homon yang secara alami t e r d a p a t d i dalam embrio be- n i h adalah g i b b e r e l l i n (Leopold

,

1975 ; Copeland, 1976; Bewley dan Black, 1978; Falston, e t al., 1980 dan Wareing dan P h i l l i p s , 1981).

hidrogenase, peroksidase dan z-amilaae, i n d i k a s i i n i sawa dengan '

l e y dan Black, 1978 dan Calston, e t a1,

,

1980)

.

Menurut Abdul Baki dan Anderson (1970) l a j u penggunaan glukosa rendah dengan semakin mundurnya v i a b i l i t a s benih dalam proses perkecambahan.

(13)

.

BAHAN DAN METODE

Percobaan dilaksanakan d i Laboratorium Ilmu dan Teknologi Benih IPB pada tahun 1984

,

dengan menggunakan j agung v a r i e t a s

.

(14)

Anal isa a k t i v i t a s enzim dilakukan dengan menggunakan me to- da ~ a c h l i s dan Torry (1956), sedangkan pengujian daya berkecam-

bah benih dilakukan dengan menggunakan metode UKD pada k e r t a s dp

merang, l a l u benih dikecambahkan pada a l a t I P B 72-1.

HASIL DAN PR4BAHASAN

Kansentrasi GA3 t i d a k menunjukkan pengaruh baik terhadap ak- t i v i t a s enzim L-amilase maupln daya berkecambah.

skpai 10 jam. Tetapi apabila perendaman dilakukan sampai 15 jam,

taraf 5 persen menurut u j i Duncan pada s e t i a p periode perendaman

GA. Semakin lama benih direndam t i n g k a t penurunan daya berkecam-

bah semakin t i n g g i (Tabel 1).

A k t i v i t a s enzim - & m i l a s e t e r t i n g g i diperoleh pada l o t be- n i h yang t i d a k d i d e r a dan mengalami perendaman GA selama 5 jam

y a i t u 20.90 a r e s i n v Y / 6 menit/embrio. A k t i v i t a s enzim d-ami- l a s e terendah pada periode perendaman 15 jam y a i t u 11.17 a r c s i n

vT/~

(15)

maksimum pada p e r iode perendaman 5 jam, meskipun t i d a k memberi- kan r e l e v a n s i kenaikan daya berkecambah.

Tabel 1. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung (Zea m y 8 L.) yang Tidale Didera d m Didera t e r h a d a p Daya Berkecambah Ben i h

(Table 1 The E f f e c t of Dipping Period on Untreated and Treated Corn Seed Lot t o Germination Percentage)

Periode perendaman GA3 (jam) Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA ( h )

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a . 9oa 9oa 86.47= 80.33 b * ) (Untreated)

Didera 77. 93b 62. 62C 53.70 d 52. 47d ( T r e a t e d )

* ) a i l a i r a t a - r a t a pada k o l a n dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 per-

sen dengan u j i Duncan

c a r a n y a t a sampai pada p e r i o d e perendaman 15 jam, yang r e l e v a n dengan penurunan daya berkecambah,

Pada l o t benih yang d i d e r a , pemberian GA meningkatkan ak- 3

enzim d-amilase pada l o t benih yang d i d e r a t e r t i n g g i pada pe- xiode perendaman 1 0 jam y a i t u 20.14 a r c s i n

~ 7 1 6

_{menit/embrio,}

(16)

dan terendah pada benih yang t i d a k direndam y a i t u 8.58 a r c s i n

~x/6 _{menit/embrio (0 jam periode perendaman).}

T a b e l 2. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung

Periode perendaman GA3 (jam) Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA (h)

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a 15. 3oc 20. 9oa 15. 3 l c 11.17~ * )

(Untreated) Didera

(Treated)

* ) N i l a i r a t a - r a t a pada kolan dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 persen menurut u j i Duncan

(The average v a l u e i n t h e same row and column followed by t h e same letters a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t t h e 5 p e r c e n t l e v e l using Duncan test)

Percobaan hi menunjukkan bahwa peningkatan a k t i v i t a s enzim L-amilase t i d a k s e l a l u meningkatkan daya berkecambah benih (Tabel 1 dan 2).

A k t i v i t a s enzim &tnilase bukan satu- satunya parameter biokimia yang menentukan v i a b i l i t a s benih. H a l i n i didukung b l e h Macleod (dalam

-

(17)

Pian (1981) menun jukkan h a s i l yang berbeda, dimana penurunan ak- t i v i t a s enzim L-emilase berkorelasi p o s i t i f dengan v i a b i l i t a s ben i h j agung

.

Peningkatan a k t i v i t a s enz im pada j+r iode per endaman 5 jam

a i r benih yang direndaan t e r s e b u t , tentunya a k t i v i t a s enzim akan meningkat sampai pada batas waktu tertentu. Setelah i t u penam-

Menurut Roberts (1972) bahwa salah satu faktor penyebab kemunduran benih adalah terakmmlasinya bahan-bahan yang toksik

(beracun)

,

1954 ; White, Handler dan Smith, 1968 ; Baum dan Scaife, 1975; dan Karlson, 1965). Mekanisme denaturasi oleh etanol dapat disebabkan karena patahnya ikatan hidrogen pada

(18)

molekul p r o t e i n , t e r i k a t n y a hidrogen oleh e t a n o l atau karena t e r j a d i n y a d e h i d r a s i d a r i s e l a p u t a i r yang ada pada p r o t e i n o l e h etanol.

--

e t a l . , 1980 dan Wareing dan P h i l l i p s , 1981). Oleh karena i t u Tabel 2 menunjukkan bahwa pemberian GA3

pada benih jagung baik pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a maupun pada l o t benih yang d i d e r a dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzim

ICES IMPULAN

Pemberian GA3 dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzirn t - a m i l a s e baik pada l o t benih yang d i d e r a maupun yang t i d a k didera.

Peningkatan a k t i v i t a s enzim d-amilase t i d a k se jalan dengan daya berkecanbah benih.

(19)

Untuk p e n e l i t i a n s e l a n jutnya disarankan m e n e l i t i konsentra-

s i GA3 yang tepat sehubungan dengan peningkatan daya berkecanbah dan a k t i v i t a s enzim.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Baki, A. A., and J. D. Arderson. 1970. V i a b i l i t y and leaching of sugars from germinating barley. Crop Sci. 10: 31-35.

~ a u m , S. J., and C. W. J. Scaife. 1975. Chemistry. A l i f e science approach. MacMillan Publishing Co., Inc. Collier

MacMillan Publishers. 746p.

Bewley, J. D. and Black. 1978. Physiology and biochemistry of seeds, I n r e l a t i o n t o g e m i n a t i o n . S p r i n g e r Y e r l a g . Ber- l i n . 295p.

Bram, L. L. 1972. E s s e n t i a l s of Organic and Biochemistry. C h a r l e s E. Merrill Publishing Company. A. B e l l and Howell Canpany, Columbus, Ohio. 378p.

Briggs, D. E. 1973. Hormones and carbohydrates metabolism in

gennination c e r e a l g r a i n s p.217-219.

-

I n B. V. Milborrow (ed. )

.

Academic Press. London.

Copeland, L. 0. 1976. P r + c i p l e s of seed science and technology. Burgerss Publishing Company, Minnesota. 369p.

Galston, A. W., P. J. Davies and R. L. S c a t t e r . 1980. The l i f e of the green p l a n t . 3rd Ed. Prentice- Hall. Inc., Engle- wood C l i f f s , New J e r s e y 07632. 464p.

Jones, R. L. 1971. G i b b e r e l l i c Acid-enhanced Release of -1, 3-Glucanase frcm Barley Aleuron C e l l s . P l a n t Physiol, 47: 412-416.

Karlson

,

P. 1965. Introduction t o Modern Biochemistry Acade-

m i c P r e s s New York and London. Second e d i t i o n . 436p. Leopold, A. C. 1975. P l a n t Growth and Development. Tata M c -

Graw H i l l Publishing Canpany Ltd. New Delhi. 545p. Machlis, L., and J. G. Torrey. 1956. P l a n t s i n ~ c t i o n .

(20)

Newell, S. B. 1977. Chemistry. And Introduction. L i t t l e Brown and Canpany, Boston-Toronto. 524p.

.

Chapman and Hall

Ltd. New F e t t e r Lane London.

Vickery, M. L. and B. Vickery. 1981. Secondary p l a n t metabolism. U n i v e r s i t y Park P r e s s , Baltimore. 335p.

White, A., P. Handler, and E. L. Smith. 1968. P r i n c i p l e s of Biochemistry. 4 t h e d i t i o n . McGraw-Hill Book Ccanpany. 1187p.

Woodstock, L. W. 1973. P h y s i o l o g i c a l and biochemical test f o r seed vigor. Seed Sci. and Technol. 1:127-157.

(1)

maksimum pada p e r iode perendaman 5 jam, meskipun t i d a k memberi- kan r e l e v a n s i kenaikan daya berkecambah.

Tabel 1. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung (Zea

m y 8

L.) yang Tidale Didera d m Didera t e r h a d a p Daya Berkecambah Ben i h

(Table 1 The E f f e c t of Dipping Period on Untreated and Treated Corn Seed Lot t o Germination Percentage)

Periode perendaman GA3 (jam)

Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA ( h )

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a . 9oa 9oa 86.47= 80.33 b * ) (Untreated)

Didera 77. 93b 62. 62C 53.70 d 52. 47d

( T r e a t e d )

* ) a i l a i r a t a - r a t a pada k o l a n dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 per-

sen

dengan u j i Duncan

(The average v a l u e in t h e

same

row and column, followed by t h e same l e t t e r s

are

n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t t h e 5 p e r c e n t l e v e l u s i n g Duncan t e s t )

T e t a p i a p a b i l a

lama

perendaman d i t i n g k a t k a n

akan

t e r j a d i penurunan a k t i v i t a s enzim A - a m i l a s e s e c a r a n y a t a pada p e r i o d e perendaman 10 jam dan a k t i v i t a s enzim t e r s e b u t akan t e r u s menurun

se-

c a r a n y a t a sampai pada p e r i o d e perendaman 15 jam, yang r e l e v a n dengan penurunan daya berkecambah,

Pada l o t benih yang d i d e r a , pemberian GA meningkatkan ak-

d-amilase

pada l o t benih yang d i d e r a t e r t i n g g i pada pe- xiode perendaman 1 0 jam y a i t u 20.14 a r c s i n

~ 7 1 6

_{menit/embrio,}

(2)

dan terendah pada benih yang t i d a k direndam y a i t u 8.58 a r c s i n

~x/6 _{menit/embrio (0 jam periode perendaman).}

T a b e l 2. Pengaruh Periode Perendaman GA3 pada Lot Benih Jagung

(Zea

m y 8

L.) yang Didera dan Tidak Didera terhadap A k t i v i t a s Enzim 4 - a m i l a s e ( a r c s i n V %/6 menit/embrio) (Table 2 The E f f e c t of Dipping Periode of GA3 on t h e l-amylase Enzyn A c t i v i t y on t h e Treated and Untreated Seed Lot)

Periode perendaman GA3 (jam) Lot benih (Dipping p e r i o d e of GA (h)

(Seed Lot) 3

0 5 10 15

Tidak d i d e r a 15. 3oc 20. 9oa 15. 3 l c 11.17~ * ) (Untreated)

Didera (Treated)

* ) N i l a i r a t a - r a t a pada kolan dan b a r i s yang sama, d i i k u t i dengan huruf sama t i d a k berbeda n y a t a pada t a r a f 5 persen menurut u j i Duncan

(The average v a l u e i n t h e same row and column followed by t h e

same letters

a r e n o t s i g n i f i c a n t l y d i f f e r e n t a t t h e 5 p e r c e n t l e v e l using Duncan test)

Percobaan hi menunjukkan bahwa peningkatan a k t i v i t a s enzim

L-amilase

t i d a k s e l a l u meningkatkan daya berkecambah benih (Tabel 1 dan 2).

A k t i v i t a s enzim

&tnilase

bukan satu- satunya parameter biokimia yang menentukan v i a b i l i t a s benih. H a l i n i didukung b l e h Macleod (dalam

-

(3)

Pian (1981) menun jukkan h a s i l yang berbeda, dimana penurunan ak-

t i v i t a s enzim

L-emilase berkorelasi p o s i t i f dengan v i a b i l i t a s

ben i h

agung

.

Peningkatan a k t i v i t a s

enz

im

pada

j+r

iode per endaman 5

jam

untuk

l o t

benih

yang t i d a k d i d e r a dan 10

j a n

pada l o t benih

yang d i d e r a d isebabkan karena perendaman

akan

men ingkatkan kadar

a i r benih melalui proses imbibisi.

Dengan meningkatnya kadar

. *

a i r benih yang direndaan t e r s e b u t , tentunya a k t i v i t a s enzim akan

meningkat sampai pada batas waktu tertentu.

Setelah i t u penam-

bahan waktu perendman

akan

menurunkan l a g i a k t i v i t a s enzim ka-

rena semakin lama benih direndam, maka kondisi yang anaerob (ku-

rang oksigen)

akan

menstimulir proses fermentasi d i dalam benih.

Menurut Roberts (1972) bahwa salah satu faktor penyebab ke-

munduran benih adalah terakmmlasinya bahan-bahan yang toksik

(beracun)

,

d i antaranya adalah produk fennentasi.

_{Oleh karena}

i t u dalan percobaan i n i semakin lama perendaman benih, daya

ber-

kecarmbah benih semakin menurun.

D a n

penurunan daya berkecambah

benih t e r s e b u t tampaknya l e b i h peka pada l o t benih yang didera

d e n g a etanol.

Tabel

dapat d i l i h a t bahwa pada l o t benih yang

tidak didera penurunan daya berkecambah benih

baru

nyata setelah

direndan 15

jam,

t e t a p i pada l o t benih yang didera penurunan da-

ya berkecambah benih t e l a h nyata walaupun

benih

baru direndm

selaaaa

5 jam.

Taanpaknya

pada

lot benih

yang

didera,

diduga ka-

d a r etanol sebagai produk f e m e n t a s i sudah l e b i h banyak sebelum

perlakuan perendaman

GAB

dibanding dengan l o t benih yang tidak

didera.

Dengan demikian kadar etanol yang t e l a h ada d i d a l m

benih yang d i d e r a dapat merusak sebagian enzim (protein globu-

l a r ) , sehingga sebagian enzim yang t e l a h terdenaturasi akan ke-

hilangan Eungsi biologisnya (Braum, 1972

Newell, .I977

;

Harrow

dan Mazur

,

1954

;

White, Handler dan Smith, 1968

;

Baum

dan

Scaife, 1975; dan Karlson, 1965).

Mekanisme denaturasi oleh

etanol dapat disebabkan karena patahnya ikatan hidrogen pada

(4)

molekul p r o t e i n , t e r i k a t n y a hidrogen oleh e t a n o l atau karena

t e r j a d i n y a d e h i d r a s i d a r i s e l a p u t a i r yang ada pada p r o t e i n o l e h

etanol.

Salah s a t u enzim yang mengkatalisa proses s i k l i s a s i dalam

s i n t e s a g i b b e r e l l i n adalah Kauren S i n t e t a s e (Vickery dan Vickery,

1981).

Etanol s e c a r a langsung merusak enzim d i dalam benih dan

s e c a r a t i d a k langsung e t a n o l dapat mengakibatkan terhambatnya

pembentukan honnon g i b b e r e l l i n karena diduga enzim kauren s i n t e -

t a s e juga t e r d e n a t u r a s i .

Akibat d a r i terhambatnya s i n t e s a gib-

b e r e l l i n d i dalam benih, maka a k t i v i t a s enzim

z - a m i l a s e juga

t u r u t terhambat (Leopold, 1975; Copeland, 1976;

Bewley dan

Black, 1978;

Galston,

--

e t a l . , 1980

dan

Wareing dan P h i l l i p s ,

1981).

Oleh karena i t u Tabel

menunjukkan bahwa pemberian

GA3

pada benih jagung baik pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a maupun

pada l o t benih yang d i d e r a dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzim

l-amilase yang nyata pada t a r a f

persen.

Peningkatan a k t i v i -

t a s enzim L-amilase t e r s e b u t tampaknya l e b i h tajam pada l o t be-

n i h yang t e l a h d i d e r a dengan uap e t i l alkohol dibandingkan dengan

l o t benih yang t i d a k didera.

ICES

IMPULAN

Pemberian

GA3

dapat meningkatkan a k t i v i t a s enzirn t - a m i l a s e

baik pada l o t benih yang d i d e r a maupun yang t i d a k didera.

Periode perendaman sangat menentukan a k t i v i t a s enzim

&-mi-

lase.

Pada l o t benih yang t i d a k d i d e r a perendaman cukup dilaku-

kan selama 5 jam.

Tetapi pada l o t benih yang d i d e r a , untuk me-

ningkatkan a k t i v i t a s enzim l - a m i l a s e diperlukan perendaman

sam-

p a i 10

jam.

Peningkatan a k t i v i t a s enzim d-amilase t i d a k se jalan dengan

daya berkecanbah benih.

(5)

Untuk p e n e l i t i a n s e l a n jutnya disarankan m e n e l i t i konsentra-

s i

GA3 yang tepat sehubungan dengan peningkatan daya berkecanbah dan a k t i v i t a s enzim.

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Baki, A. A.,

and

J. D. Arderson. 1970. V i a b i l i t y

and

leaching of sugars from germinating barley. Crop Sci. 10: 31-35.

~ a u m ,

S. J., and C. W. J. Scaife. 1975. Chemistry. A l i f e science approach. MacMillan Publishing Co., Inc. Collier MacMillan Publishers. 746p.

Bewley, J. D. and Black. 1978. Physiology and biochemistry of seeds, I n r e l a t i o n t o g e m i n a t i o n . S p r i n g e r Y e r l a g . Ber- l i n . 295p.

Bram, L. L. 1972. E s s e n t i a l s of Organic and Biochemistry. C h a r l e s E.

Merrill

Publishing Company. A. B e l l and Howell Canpany, Columbus, Ohio. 378p.

Briggs, D. E. 1973. Hormones and carbohydrates metabolism in gennination c e r e a l g r a i n s p.217-219.

-

I n B. V. Milborrow

(ed. )

.

Academic Press. London.

Copeland, L. 0. 1976. P r + c i p l e s of seed science and technology. Burgerss Publishing Company, Minnesota. 369p.

Galston, A. W., P. J. Davies and R. L. S c a t t e r . 1980. The l i f e of the green p l a n t . 3rd Ed. Prentice- Hall. Inc., Engle- wood C l i f f s , New J e r s e y 07632. 464p.

Jones, R. L. 1971. G i b b e r e l l i c Acid-enhanced Release of -1, 3-Glucanase frcm Barley Aleuron C e l l s . P l a n t Physiol, 47: 412-416.

Karlson

,

P. 1965. Introduction t o Modern Biochemistry Acade-

m i c

P r e s s New York

and

London. Second e d i t i o n . 436p.

Leopold, A. C. 1975. P l a n t Growth and Development. Tata M c - Graw H i l l Publishing Canpany Ltd. New Delhi. 545p.

Machlis, L.,

and

J. G. Torrey. 1956. P l a n t s i n ~ c t i o n . W. H. Freman and Company. San Francisco.

(6)

Newell, S. B. 1977. Chemistry. And Introduction. L i t t l e Brown and Canpany, Boston-Toronto. 524p.

Pian, Z. A. 1981. Pengaruh uap e t i l alkohol t e r h d a p v i a b i l i - t a s benih jagung (Zea

mays

L.) dan pemanfaatannya untuk men- duga daya simpan. F a k u l t a s Pasca Sarjana. I n s t i t u t P e r t a - n i a n Bogor. 279p.

.

Chapman and Hall

Ltd. New F e t t e r Lane London.

Vickery, M. L.

and

B. Vickery. 1981. Secondary p l a n t metabolism. U n i v e r s i t y Park P r e s s , Baltimore. 335p.

Wareing, P.

F. and

I. D. J. P h i l l i p s . 1981. Growth and D i f f e - r e n t i a t i o n I n P l a n t s . 3rd Ed. Pergamon Press. Oxford. New York. Toronto. Sydney. P a r i s . F r a n k f u r t . 343p.

White, A., P. Handler, and E. L. Smith. 1968. P r i n c i p l e s of Biochemistry. 4 t h e d i t i o n . McGraw-Hill Book Ccanpany. 1187p.

Woodstock, L. W. 1973. P h y s i o l o g i c a l

and

biochemical test f o r seed vigor. Seed Sci. and Technol. 1:127-157.