antara lain tetrasomik, triploid, tetraploid, pentaploid, heksaploid, dan oktaploid Ariyanto et al. 2011.
2.4.2 Mutagen Fisik
Peran teknologi nuklir sangat besar dalam pemuliaan tanaman karena dapat menghasilkan varietas unggul baru. Teknologi nuklir memiliki kemampuan
dalam menginduksi mutasi pada materi genetik. Teknik ini diduga memiliki energi cukup tinggi untuk menimbulkan perubahan pada struktur atau komposisi
materi genetik Soeranto 2003. Iradiasi gamma pada umumnya digunakan untuk induksi mutasi pada benih dan bahan perbanyakan vegetatif tanaman. Pemuliaan
mutasi pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif lebih efektif karena dapat mengubah satu atau beberapa karakter tanpa mengubah karakteristik kultivar
asalnya Nagatomi 1996.
Iradiasi pada tanaman dapat menimbulkan abnormalitas karena telah terjadi perubahan pada tingkat genom, kromosom, dan DNA sehingga
menghasilkan variasi genetik. Keragaman genetik dapat terjadi apabila suatu tanaman diberikan perlakuan dosis pada tingkat tertentu. Tingkat keberhasilan
iradiasi dalam meningkatkan keragaman sangat ditentukan oleh radiosensitivitas tanaman yang diiradiasi, karena tingkat radiosensitivitas tanaman bervariasi.
Radiosensitivitas dapat diukur berdasarkan nilai LD
50
lethal dose 50 yaitu tingkat dosis yang menyebabkan kematian 50 dari populasi tanaman yang
diiradiasi Shu 2009 atau penghambatan tumbuh 50 . Kematian sel dapat terjadi secara langsung karena kerusakan DNA serta
tidak langsung karena adanya pengaruh toksik dan radikal bebas ion H
2
O
2
dan OH
–
yang dihasilkan dari radiolisis air. Material yang paling banyak mengalami iradiasi adalah air yang kemudian terurai menjadi H
2
O
+
. Reaksi selanjutnya akan membentuk radikal bebas yang kemudian bergabung dengan peroksida, apabila
keduanya bereaksi pada molekul lain maka akan membentuk senyawa yang akan mempengaruhi sistem biologi tanaman Borzouei 2013.
Oksigen merupakan faktor yang paling penting dalam menyebabkan kerusakan pada jaringan tanaman yang diradiasi sinar gamma. Keberadaannya
bersama sama dengan air dalam bahan tanaman akan menghasilkan kerusakan biologis dan genetik pada sel tanaman. Broetjes Harten 1988; Alpen 1994
menyatakan bahwa semakin banyaknya oksigen dan molekul air H
2
O berada dalam materi yang diradiasi, maka semakin banyak radikal bebas yang terbentuk.
Pengaruh radiokimia yang disebabkan oleh radiasi ionisasi adalah terbentuknya ion radikal positif dan elektron bebas sebagai berikut:
H
2
O H
2
O+ ion +e
-
H
2
O H
+
+ OH
o
e e
-
aq e
-
aq Ho + OH
-
Di dalam larutan, elektron bebas akan mempolarisasikan sejumlah molekul air dan menjadi bentuk yang disebut hydrated elektron e
-
aq. Rekombinasi antar radikal bebas akan menghasilkan:
e
-
aq + e
-
aq H2 +2 OH
-
H
o
+ OH
o
H
2
O H
o
+ H
o
H
2
OH
o
+ OH
o
H
2
O
2
+ e
H
o
+ O
2
HO
2 o
Jika terdapat oksigen, maka H
o
atau e
-
aq akan membentuk radikal HO
2 o
. Hydrogen peroksidase H
2
O
2
dan OH
-
merupakan agen pengoksida yang pada reaksi kimia berikutnya dengan molekul-molekul lebih besar akan merusak fungsi
sel. Selain itu juga terbentuk radikal bebas seperti H
o
yaitu ion yang labil sehingga banyak menghasilkan benturan ke berbagai arah, yang akibatnya akan membuat
perubahan atau mutasi di tingkat DNA, tingkat sel, maupun jaringan, bahkan sampai kematian pada tanaman Ahnstroem 1977; Datta 2001.
Iradiasi sinar gamma telah banyak digunakan pada berbagai tanaman dalam rangka peningkatan keragaman genetik untuk toleransi cekaman abiotik
dan biotik serta peningkatan kuantitas dan kualitas hasil, diantaranya: tomat Ishfaq et al. 2012, wortel Nagananda et al. 2013, kentang Ahmad et al. 2010,
kedelai Alify et al. 2013, padi Shanthi et al. 2010, sorghum Soeranto Sihono 2010, dan gandum Singh Balyan 2009; Borzouei et al. 2010;
Plamenov et al. 2013.
2.5 Radiosensitivitas
Radiosensitivitas adalah tingkat sensitivitas tanaman terhadap iradiasi Harten 1998; Datta 2001. Keberhasilan radiasi untuk meningkatkan keragaman
populasi sangat ditentukan oleh radiosensitivitas tanaman Banerji Datta 1992. Beberapa hal yang mempengaruhi radiosensitivitas, di dalam IAEA 1977
disebutkan adanya dua faktor utama yang mempengaruhi radiosensitivitas yaitu faktor lingkungan dan faktor biologi. Faktor lain yang juga mempengaruhi
radiosensitivitas seperti genotipe, bagian tanaman yang digunakan dengan memberikan perlakuan terhadap organ reproduksi tanaman seperti benih, stek
batang, serbuk sari, akar rhizome, kultur jaringan dan sebagainya, stadia perkembangan sel tanaman, jumlah kromosom, umur jaringan, oksigen,
temperatur, penyimpanan pasca iradiasi dan dosis iradiasi. Nilai radiosensitivitas tanaman juga berkaitan erat dengan kandungan air di dalam sel tanaman Herison
et al. 2008.
Tingkat sensitivitas secara visual ini dapat diamati dari respon yang diberikan tanaman secara morfologi tanaman, sterilitas maupun dosis lethal 50
LD
50
. LD
50
adalah dosis yang menyebabkan kematian 50 dari populasi yag diiradiasi. Dalam menentukan LD
50
atau LD
20
dapat menggunakan program best- fitting curve. Harten 1998 menyatakan bahwa pemberian dosis iradiasi disekitar
dosis letal LD
20
-LD
50
dapat meningkatkan keragaman genetik. Dosis yang digunakan untuk menginduksi keragaman sangat menentukan keberhasilan
terbentuknya tanaman mutan. Dosis iradiasi yang digunakan dipengaruhi oleh jenis tanaman yang digunakan, fase tumbuh saat tanaman diiradiasi, ukuran bahan
tanam dan tingkat ketebalan bahan yang akan diiradiasi Shu et al. 2012.
2.6 Marka Genetik
Terdapat tiga jenis marka genetik yang dapat digunakan untuk analisa genom dan populasi, yaitu marka morfologi, marka biokimia dan marka
molekuler. Marka morfologi adalah penanda yang dapat diamati secara langsung seperti jumlah anakan, karakteristik batang, daun, bunga, biji. Keuntungan dari
Kategori