TINJAUAN PUSTAKA Genetika Tumbuhan Acara
II. TINJAUAN PUSTAKA
Bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan sayuran umbi yang
multiguna, dapat digunakan sebagai bumbu masakan, sayuran, penyedap
masakan, di samping sebagai obat tradisional karena efek antiseptik senyawa
anilin dan alisin yang dikandungnya (Rukmana, 1994). Bahan aktif minyak atsiri
bawang merah terdiri dari sikloaliin, metilaliin, kaemferol, kuersetin, dan
floroglusin (Muhlizah dan Hening, 2000). Bawang merah termasuk dalam divisi
Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Monocotyledonae, ordo Liliales,
familia Liliaceae, genus Allium, spesies Allium ascalonicum L., sinonim Allium
cepa var. ascalonicum. Tanaman ini dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di
dataran rendah sampai dataran tinggi, hingga ketinggian ± 1.100 mdpl. Produksi
terbaik bawang merah (Allium ascalonicum L.) yaitu apabila dibudidayakan di
dataran rendah (0-500 mdpl), bersuhu 25-32°C, pH tanah antara 5,5-6,5 dan
mendapat sinar matahari ± 70% (Rukmana, 1994; Wibowo, 1991).
Rata-rata produksi bawang merah nasional saat ini masih rendah sedangkan,
keadaan iklim, musim dan lahan di Indonesia ini sangat memungkinkan untuk
dilakukan budidaya tanaman ini secara besar-besaran, khususnya di pulau Jawa.
Rendahnya daya produksi bawang merah antara lain disebabkan karena sedikitnya
kultivar-kultivar unggul dan proses pengolahan pertanian yang kurang baik
(Rukmana, 1994; Wibowo, 1991). Kultivar-kultivar unggul dapat diperoleh
melalui pemuliaan tanaman, diantaranya mutasi dan prosedur transgenik.
Pemuliaan dengan mutasi dapat dilakukan dengan kolkisin pada jaringan
meristem (Suryo, 1995). Kolkisin (C22H25O6N) merupakan suatu alkaloid
5
berwarna putih yang diperoleh dari umbi tanaman Colchichum autumnale L.
(Familia Liliaceae). Senyawa ini dapat menghalangi proses terbentuknya benangbenang spindel pada pembelahan sel sehingga menyebabkan terbentuknya
individu poliploidi (Eigsti dan Dustin, 1957; Suryo, 1995). Apabila kolkisin
digunakan pada konsentrasi yang tepat maka jumlah kromosom akan meningkat,
sehingga tanaman bersifat poliploid. Tanaman yang bersifat poliploid umumnya
memiliki ukuran morfologi lebih besar dibandingkan tanaman diploid. Hal ini
akan mempengaruhi kualitas tanaman yang diberi perlakuan yang diharapkan
lebih baik dibandingkan tanaman diploid. Umumnya kolkisin akan bekerja efektif
pada konsentrasi 0,01-1% untuk jangka waktu 6-72 jam, namun setiap jenis
tanaman memiliki respon yang berbeda-beda (Eigsti dan Dustin, 1957; Suryo,
1995).
Setiap spesies memiliki jumlah kromosom yang khas. Sebagian besar
organisme berderajat tinggi memiliki jumlah kromosom yang bersifat diploid.
Variasi jumlah set kromosom (ploidi) sering ditemukan di alam. Pada keadaan
normal materi genetik setiap makhluk hidup stabil (tidak berubah-ubah), akan
tetapi karena adanya pengaruh luar atau dari dalam sel itu sendiri dapat terjadi
perubahan. Perubahan materi genetik karena pengaruh dari dalam sel merupakan
ciri benda hidup yang membedakannya dengan benda mati, yakni dapat
melakukan mutasi dan menjaga keanekaragaman hayati. Perubahan materi genetik
karena pengaruh dari luar sel dapat disebabkan oleh bahan kimia maupun radiasi
(Pai, 1992).
Kromosom antar tanaman berbeda antara satu dengan yang lainnya. Baik itu
dari bentuknya, jumlah, atau panjangnya. Bawang merah memiliki jumlah
6
kromosom 2n= 16 (Sastrosumardjo, 2006). Hal ini sangat membantu dalam
mempelajari analisis pembelahan mitosis pada tanaman, karena jumlahnya yang
tidak terlalu banyak, serta memiliki ukuran kromosom yang besar dan cukup
mudah untuk dibuat preparatnya (Stack, 1979).
Wilson (1962) menjelaskan bahwa, “pada pengamatan preparat mitosis yang
diamati adalah pola kromosom di dalam inti saat proses pembelahan sel”.
Kromosom merupakan materi genetik yang berperan dalam pewarisan sifat suatu
individu. Kualitas preparat yang digunakan selama kegiatan pengamatan
memengaruhi pemahaman mahasiswa dalam mempelajari pembelahan mitosis sel
(Jones dan Rickards, 1991). Ujung akar beberapa spesies dari genus Allium
diantaranya adalah bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (Allium cepa)
dan bawang prei (Allium fistulosum) merupakan bahan yang baik untuk diproses
menjadi preparat mitosis karena kromosom ketiga spesies tersebut termasuk
bertipe besar serta memiliki jumlah autosom sedikit yaitu 16 kromosom sehingga
kromosom mudah diamati (Fukui, 1996). Tanaman tersebut juga mudah untuk
didapat dan harganyapun murah serta terjangkau..
Kromosom adalah struktur dalam sel yang mengandung infomasi genetik.
Pada manusia, Kromosom yang normal terdiri dari 22 pasang kromosom autosom
dan sepasang kromosom gonosom, baik XX maupun XY. Kromosom mempunyai
bagian yang menyempit yaitu sentromer dan membagi kromosom menjadi dua
lengan yaitu lengan p pada bagian atas dan lengan q dibagian bawah. Berdasarkan
letak sentromernya kromosom dapat dibedakan menjadi beberapa bentuk. Pertama
kromosom metasentrik yaitu apabila sentromer terletak di tengah kromosom
sehingga kromosom terbagi menjadi dua lengan yang hampir sama panjang.
7
Kedua kromosom submetasentrik yaitu apabila sentromer terletak kearah salah
satu ujung kromosom sehingga kromosom terbagi menjadi dua lengan yang tak
sama panjang. Ketiga kromosom akrosentrik yaitu letak sentromer di dekat ujung
kromosom sehingga satu lengan menjadi sangat pendek dan yang lain sangat
panjang. Terakhir adalah kromosom telosentrik yaitu apabila sentromer terletak di
ujung kromosom sehingga kromosom hanya terdiri dari satu lengan saja.
Gambar 1. Klasifikasi kromosom manusia
Sel melakukan pembelahan melalui beberapa tahapan. Salah satunya adalah
sel mengalami siklus sel. Siklus sel adalah periode dari permulaan satu
pembelahan menuju ke permulaan yang lainnya, sedangkan reproduksi seluler
adalah proses perputaran dari pertumbuhan mitosis dan pembelahan sel. Siklus sel
terdiri dari interfase dan mitosis. Interfase itu sendiri terdiri dari tiga fase (G1, S,
dan G2). Sedangkan mitosis terdiri dari 5 fase yaitu profase, prometafase,
metafase, anafase dan telofase. Mitosis adalah proses pembagian genom yang
telah digandakan oleh sel kedua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel.
Mitosis umumnya diikuti oleh sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran
sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi
8
organel dan komponen sel yang sama, serta bertujuan untuk mempertahankan
pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti secara berturut-turut.
Proses mitosis terjadi di dalam sel somatik yang bersifat meristematik, yaitu selsel yang hidup terutama sel-sel yang sedang tumbuh (ujung akar dan ujung
batang) (Novel dkk, 2010).
9
Bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan sayuran umbi yang
multiguna, dapat digunakan sebagai bumbu masakan, sayuran, penyedap
masakan, di samping sebagai obat tradisional karena efek antiseptik senyawa
anilin dan alisin yang dikandungnya (Rukmana, 1994). Bahan aktif minyak atsiri
bawang merah terdiri dari sikloaliin, metilaliin, kaemferol, kuersetin, dan
floroglusin (Muhlizah dan Hening, 2000). Bawang merah termasuk dalam divisi
Spermatophyta, sub divisi Angiospermae, kelas Monocotyledonae, ordo Liliales,
familia Liliaceae, genus Allium, spesies Allium ascalonicum L., sinonim Allium
cepa var. ascalonicum. Tanaman ini dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di
dataran rendah sampai dataran tinggi, hingga ketinggian ± 1.100 mdpl. Produksi
terbaik bawang merah (Allium ascalonicum L.) yaitu apabila dibudidayakan di
dataran rendah (0-500 mdpl), bersuhu 25-32°C, pH tanah antara 5,5-6,5 dan
mendapat sinar matahari ± 70% (Rukmana, 1994; Wibowo, 1991).
Rata-rata produksi bawang merah nasional saat ini masih rendah sedangkan,
keadaan iklim, musim dan lahan di Indonesia ini sangat memungkinkan untuk
dilakukan budidaya tanaman ini secara besar-besaran, khususnya di pulau Jawa.
Rendahnya daya produksi bawang merah antara lain disebabkan karena sedikitnya
kultivar-kultivar unggul dan proses pengolahan pertanian yang kurang baik
(Rukmana, 1994; Wibowo, 1991). Kultivar-kultivar unggul dapat diperoleh
melalui pemuliaan tanaman, diantaranya mutasi dan prosedur transgenik.
Pemuliaan dengan mutasi dapat dilakukan dengan kolkisin pada jaringan
meristem (Suryo, 1995). Kolkisin (C22H25O6N) merupakan suatu alkaloid
5
berwarna putih yang diperoleh dari umbi tanaman Colchichum autumnale L.
(Familia Liliaceae). Senyawa ini dapat menghalangi proses terbentuknya benangbenang spindel pada pembelahan sel sehingga menyebabkan terbentuknya
individu poliploidi (Eigsti dan Dustin, 1957; Suryo, 1995). Apabila kolkisin
digunakan pada konsentrasi yang tepat maka jumlah kromosom akan meningkat,
sehingga tanaman bersifat poliploid. Tanaman yang bersifat poliploid umumnya
memiliki ukuran morfologi lebih besar dibandingkan tanaman diploid. Hal ini
akan mempengaruhi kualitas tanaman yang diberi perlakuan yang diharapkan
lebih baik dibandingkan tanaman diploid. Umumnya kolkisin akan bekerja efektif
pada konsentrasi 0,01-1% untuk jangka waktu 6-72 jam, namun setiap jenis
tanaman memiliki respon yang berbeda-beda (Eigsti dan Dustin, 1957; Suryo,
1995).
Setiap spesies memiliki jumlah kromosom yang khas. Sebagian besar
organisme berderajat tinggi memiliki jumlah kromosom yang bersifat diploid.
Variasi jumlah set kromosom (ploidi) sering ditemukan di alam. Pada keadaan
normal materi genetik setiap makhluk hidup stabil (tidak berubah-ubah), akan
tetapi karena adanya pengaruh luar atau dari dalam sel itu sendiri dapat terjadi
perubahan. Perubahan materi genetik karena pengaruh dari dalam sel merupakan
ciri benda hidup yang membedakannya dengan benda mati, yakni dapat
melakukan mutasi dan menjaga keanekaragaman hayati. Perubahan materi genetik
karena pengaruh dari luar sel dapat disebabkan oleh bahan kimia maupun radiasi
(Pai, 1992).
Kromosom antar tanaman berbeda antara satu dengan yang lainnya. Baik itu
dari bentuknya, jumlah, atau panjangnya. Bawang merah memiliki jumlah
6
kromosom 2n= 16 (Sastrosumardjo, 2006). Hal ini sangat membantu dalam
mempelajari analisis pembelahan mitosis pada tanaman, karena jumlahnya yang
tidak terlalu banyak, serta memiliki ukuran kromosom yang besar dan cukup
mudah untuk dibuat preparatnya (Stack, 1979).
Wilson (1962) menjelaskan bahwa, “pada pengamatan preparat mitosis yang
diamati adalah pola kromosom di dalam inti saat proses pembelahan sel”.
Kromosom merupakan materi genetik yang berperan dalam pewarisan sifat suatu
individu. Kualitas preparat yang digunakan selama kegiatan pengamatan
memengaruhi pemahaman mahasiswa dalam mempelajari pembelahan mitosis sel
(Jones dan Rickards, 1991). Ujung akar beberapa spesies dari genus Allium
diantaranya adalah bawang putih (Allium sativum), bawang bombay (Allium cepa)
dan bawang prei (Allium fistulosum) merupakan bahan yang baik untuk diproses
menjadi preparat mitosis karena kromosom ketiga spesies tersebut termasuk
bertipe besar serta memiliki jumlah autosom sedikit yaitu 16 kromosom sehingga
kromosom mudah diamati (Fukui, 1996). Tanaman tersebut juga mudah untuk
didapat dan harganyapun murah serta terjangkau..
Kromosom adalah struktur dalam sel yang mengandung infomasi genetik.
Pada manusia, Kromosom yang normal terdiri dari 22 pasang kromosom autosom
dan sepasang kromosom gonosom, baik XX maupun XY. Kromosom mempunyai
bagian yang menyempit yaitu sentromer dan membagi kromosom menjadi dua
lengan yaitu lengan p pada bagian atas dan lengan q dibagian bawah. Berdasarkan
letak sentromernya kromosom dapat dibedakan menjadi beberapa bentuk. Pertama
kromosom metasentrik yaitu apabila sentromer terletak di tengah kromosom
sehingga kromosom terbagi menjadi dua lengan yang hampir sama panjang.
7
Kedua kromosom submetasentrik yaitu apabila sentromer terletak kearah salah
satu ujung kromosom sehingga kromosom terbagi menjadi dua lengan yang tak
sama panjang. Ketiga kromosom akrosentrik yaitu letak sentromer di dekat ujung
kromosom sehingga satu lengan menjadi sangat pendek dan yang lain sangat
panjang. Terakhir adalah kromosom telosentrik yaitu apabila sentromer terletak di
ujung kromosom sehingga kromosom hanya terdiri dari satu lengan saja.
Gambar 1. Klasifikasi kromosom manusia
Sel melakukan pembelahan melalui beberapa tahapan. Salah satunya adalah
sel mengalami siklus sel. Siklus sel adalah periode dari permulaan satu
pembelahan menuju ke permulaan yang lainnya, sedangkan reproduksi seluler
adalah proses perputaran dari pertumbuhan mitosis dan pembelahan sel. Siklus sel
terdiri dari interfase dan mitosis. Interfase itu sendiri terdiri dari tiga fase (G1, S,
dan G2). Sedangkan mitosis terdiri dari 5 fase yaitu profase, prometafase,
metafase, anafase dan telofase. Mitosis adalah proses pembagian genom yang
telah digandakan oleh sel kedua sel identik yang dihasilkan oleh pembelahan sel.
Mitosis umumnya diikuti oleh sitokinesis yang membagi sitoplasma dan membran
sel. Proses ini menghasilkan dua sel anak yang identik, yang memiliki distribusi
8
organel dan komponen sel yang sama, serta bertujuan untuk mempertahankan
pasangan kromosom yang sama melalui pembelahan inti secara berturut-turut.
Proses mitosis terjadi di dalam sel somatik yang bersifat meristematik, yaitu selsel yang hidup terutama sel-sel yang sedang tumbuh (ujung akar dan ujung
batang) (Novel dkk, 2010).
9