DIFERENSIASI JARINGAN SKLERENKIM PADA BUAH KACANG TANAH (Arachis hypogaea L. Merr) DIPERCEPAT OLEHKEADAAN GELAP DAN DIHAMBAT OLEH CAHAYA

DIFERENSIASI JARINGAN SKLERENKIM PADA BUAH KACANG TANAH (Arachis hypogaea L. Merr) DIPERCEPAT OLEHKEADAAN GELAP DAN DIHAMBAT OLEH CAHAYA Oleh: Sulistiono*), Nur Solikin **) Program Studi Pendidikan Biologi Universitas Nusantara PGRI Kediri **) Program Studi Peternakan Universitas Nusantara PGRI Kediri *)

Abstrak Penelitian ini bertujuan untuk pengetahui pengaruh cahaya terhadap diferensiasi jaringan sklerenkim buah kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr.). Buah kacang tanah berumur 4 hari setelah anthesis (hsa) ditumbuhkan dalam plastik berwarna gelap dan transparan yang di dalamnya berisi media tanam berupa lumut gambut steril dan unsur hara lengkap (larutan Hoagland). Jaringan sklerenkim diamati setiap hari sampai umur 24 hsa dengan cara membuat preparat mikroskopik irisan melintang kulit buah dengan metode Sass (1958). Diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah dipacu oleh keadaan gelap dan dihambat oleh cahaya. Jaringan sklerenkim pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap mulai terbentuk pada umur 15 hsa, sedangkan yang ditumbuhkan dalam keadaan terang tidak terbentuk jaringan sklerenkim. Kata kunci: buah, sklerenkim, cahaya, Arachis hypogaea PENDAHULUAN Organ reproduksi kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr) dan jenis lainnya dari marga Arachis memperlihatkan perkembangan yang agak berbeda apabila dibandingkan dengan marga-marga yang lain dari suku Fabaceae. Perbedaan tersebut disebabkan oleh perkembangan buah dan embrio hanyaterjadi di dalam tanah. Selama mengalami perkembangan di dalam tanah, buah berada dalam keadaan gelap dan terlindung dari cahaya. Ketika masuk ke dalam tanah, ginofor dan buah mengalami perubahan kondisi lingkungan, yaitu akan langsung berhubungan dengan air dan unsur hara tanah serta kegelapan. Dari beberapa penelitian tentang ginofor dan buah kacang tanah telah ditunjukkan, bahwa keadaan gelap secara in vitro (Zamski & Ziv, 1976) maupun in vivo (Rejeki, 1999; Sulistiono et al., 2010) dan pemberian sinar merah jauh (Ziv, 1981) dapat merangsang pertumbuhan buah, tetapi buah yang terbentuk tidak dapat mengalami pertumbuhan dan perkembangan lebih lanjut. Embrio kacang tanah (Sulistiono et al., 2012a) dan diferensiasi jaringan berkas pengangkut pada meristem interkalar ginofor juga dipacu oleh keadaan gelap dan dihambat oleh cahaya (Sulistiono, 2013). Jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah berperan penting dalam memperkuat struktur kulit buah. Jaringan sklerenkim tersebut mulai terbentuk pada umur 15 hsa bersamaan dengan dimulainya perkembangan buah (Sulistiono et al., 2004a). Dari penelitian sebelumnya belum ada informasi tentang pengaruh cahaya terhadap diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh cahaya terhadap diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah.

41

Sulistiono, Nur Solikin

42

METODE 1. Alat dan bahan Penanaman: benih kacang tanah (Arachis hypogaea L.) varitas Kelinci, pot plastik warna hitam dengan diameter 40 cm, tanah, pasir, pupuk kandang dan pupuk NPK. Perlakuan: kantung plastik transparan dan gelap masing-masing berdiameter 5 cm. Pembuatan preparat mikroskopis: FAA 50%, parafin keras, parafin lunak, minyak parafin, TBA (Tertiary butyl alcohol), larutan seri alkohol (15, 30, 50, 70, 95 dan 100%), larutan Johansen, asam asetat glasial, formaldehida, entelan, pewarna Hemalum Mayer, safranin, perekat Haupt, pisau cuter, gelas benda, gelas penutup. 2. Prosedur kerja Penanaman: benih kacang tanah ditanam dalam pot plastik warna hitam dengan diameter 40 cm. Sebelum ditanam, biji direndam dengan akuades selama 4 jam kemudian ditiriskan selama 1 malam. Tiap pot ditanami 3 biji dan hanya dipilih 2 tanaman yang tumbuh paling baik. Penanaman dilakukan dengan cara tugal dengan kedalaman  5 cm, lalu dibumbun dengan tanah. Media tanam yang digunakan terdiri dari campuran tanah, pupuk kandang dan pasir dengan perbandingan 3 : 2 : 1. Pemupukan dilakukan setelah tanaman berumur 1 minggu dengan pupuk NPK dengan dosis 10 g/pot. Perlakuan: perlakuan diberikan terhadap buah dari buku keempat berumur 6 hsa. Buah ditumbuhkan dalam kantong plastik dengan media lumut gambut kering yang sebelumnya telah dicuci dan disterilkan, kemudian ditambahkan larutan Hoagland sampai pada kapasitas lapang. Percobaan disusun dalam Rancangan Acak Lengkap dengan dua faktor dan empat ulangan. Faktor I : keadaan terang (ginofor ditumbuhkan dalam kantong plastik transparan). Faktor II: keadaan gelap (ginofor ditumbuhkan dalam kantong plastik berwarna gelap). Diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah diamati setiap hari sampai berumur 24 hsa dengan menggunakan mikroskop cahaya. Pembuatan preparat mikroskopis menggunakan metode parafin menurut Sass (1958). HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Struktur anatomi kulit buah kacang tanah terdiri dari eksokarp, mesokarp dan endokarp sama dengan struktur anatomi kulit buah polong pada umumnya. Mesokarp dan endokarp tersusun oleh beberapa lapis sel yang susunannya lebih longgar dari pada sel-sel eksokarp. Pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan terang sel-sel mesokarp dan endokarp berukuran kecil, sedangkan pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap sel-sel endokarp dan mesokarp tumbuh membesar. Menurut Howell (2000), sel-sel mesokarp dan endokarp yang membesar tersebut berfungsi sebagai penyimpan cadangan makanan untuk perkembangan embrio. Jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah terbentuk di antara endokarp dan mesokarp dan mulai terdiferensiasi pada saat buah mulai berkembang (umur 15 hsa) (Sulistiono et al., 2004a). Tepat di sebelah dalam setiap berkas pengangkut, jaringan sklerenkim tersebut menonjol ke sebelah luar dan berhimpitan dengan jaringan berkas pengangkut. Menurut Cutter (1971) dan Fahn (1990), jaringan sklerenkim berasal dari diferensiasi sel-sel parenkim dan mengalami lignifikasi pada dinding sekundernya. Selsel parenkim tersebut terus membelah, sehingga pada saat buah berukuran maksimal telah terbentuk beberapa lapis sel sklerenkim. Pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan terang, sampai umur 24 hsa jaringan sklerenkim tersebut tidak terbentuk ( Gambar 1A. dan Gambar 2A – F.), sedangkan pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap mulai terbentuk pada umur 15 hsa dan terus mengalami penebalan sampai 24 hsa (Gambar 1B. Dan Gambar 2G – I.)

EFEKTOR No.22, APRIL,Tahun 2013


43

Thomson et al. (1992) mengemukakan bahwa keadaan gelap akan menyebabkan akumulasi fitokrom yang kemudian akan mengaktifkan beberapa gen yang mengontrol perkembangan buah. Sulistiono et al. (2012a) juga mengidentifikasi protein dengan BM 124 kDa yang diduga fitokrom, juga hanya terdeteksi pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap. Di dalam tumbuhan, fitokrom terdapat dalam dua bentuk, yaitu yang menyerap sinar merah (Pr) merupakan bentuk tidak aktif dan kedua menyerap sinar merah jauh (Pfr) merupakan bentuk aktif.Fitokrom dalam bentuk Pr akan berubah menjadi Pfr apabila menyerap sinar merah, dan sebaliknya bentuk Pfr akan berubah menjadi Pr apabila menyerap sinar merah jauh (Fosket, 1994; Taiz & Zeiger, 1998; Howell, 2000). Jadi adanya fitokrom tersebut yang kemudian akan mengaktifkan beberapa gen yang mengontrol perkembangan embrio (Sulistiono et al., 2012b), diferensiasi jaringan berkas pengangkut (Sulistiono, 2013) dan jaringan sklerenkim.

B

Gambar 1. Penampang melintang buah kacang tanah yang ditumbuhkan dalam keadaan terang (A) dan ditumbuhkan dalam keadaan gelap (B). bj = biji; bp = jaringan berkas pengangkut; ek = eksokarp; ed = endokarp; me = mesokarp rb = ruang biji; sg = saluran getah; skl = jaringan sklerenkim. A

B

D

E

C

F

H



G

44

H

I

Gambar 2. Penampang melintang kulit buah kacang tanah ( detail satu bagian tanda  pada Gambar 1), menunjukkan jaringan sklerenkim pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan terang tidak terbentuk. A – F, berturut-turut adalah buah berumur 4, 6, 10, 15, 24 dan 31 hsa, sedangkan pada buah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap mulai terbentuk pada umur 15 hsa. G – I berturut-turut adalah buah berumur 15, 18 dan 24 hsa. bp = berkas pengangkut; ek = eksokarp; ed = endokarp; me = mesokarp; pro = prokambium; sg = saluran getah. Keadaan gelap berperan dalam diferensiasi jaringan sklerenkim melalui mekanisme pengaturan kadar auksin di dalam buah. Penelitian Sulistiono et al. (2004b) dan Sulistiono (2006) membuktikan, bahwa keadaan gelap akan menurunkan kandungan auksin pada buahsebagai akibat adanya peningkatan aktivitas enzim IAA oksidase (Moore, 1989), dan berkurangnya sintesis auksin pada buah (Schenk, 1961 dalam Ziv & Zamski, 1975). Menurut Clay & Nelson (2005), penurunan kandungan auksin sampai pada kadar tertentu akan merangsang diferensiasi jaringan berkas pengangkut dan jaringan sklerenkim. Mulai umur 23 hsa sampai panen (65 hsa), dinding sel-sel sklerenkim terus mengalami penebalan, sedang sel-sel mesokarp dan endokarp mengalami lisis (Sulistiono et al., 2004a), dan menyebabkan kulit buah kacang tanah menjadi lebih tipis dan keras pada saat umur panen. Penebalan dinding sel-sel seklerenkim antara lain dipacu oleh penurunan kandungan auksin (Clay & Nelson, 2005) dan penambahan unsur tembaga (Marschner, 1999). Menurut Vaughan (1970), jaringan sklerenkim pada kulit buah kacang tanah terdiri dari sel batu (sklereid) dan sel serabut sklerenkim. ed

1. 2.

KESIMPULAN Diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah dipacu oleh keadaan gelap dan dihambat oleh cahaya. Keadaan gelap memacu diferensiasi jaringan sklerenkim pada buah kacang tanah melalui mekanisme penurunan kadar auksin.



45

DAFTAR PUSTAKA Clay, N.K. & Nelson, T. 2005. Arabidopsis thickvein Mutation Affects Vein Thickness and Organ Vascularization, and Resides in a Provascular Cell-Specific Spermine Synthase Involved in Vein Definition and in Polar Auxin Transport. 2005. Plant Physiol. 138: 767-777. Cutter, E. G. 1971. Plant Anatomy: Experiment and Interpretation. Addison-Wesley Pub. Company. California – London – Ontario. p. 246 – 271. Fahn, A. 1990. Plant Anatomy. Pergamon Press. Oxford-New York- Toronto-Tokyo. p. 50532. Fosket, D.E. 1994. Plant Growth and Development. A Molecular Approach. Academic Press. New York-London-Sydney. p. 396-440 Howel, S. H. 2000. Molecular Genetics of Plant Development. Chambridge University Press. p. 263 – 285. Marschner, H. 1999. Mineral Nutrition of Higher Plants. Academic Press. San Diego-New York-London. p. 79-396 Moore, T.C. 1989. Biochemistry and Physiology of Plant Hormones. Edward Brothers. Inc. New York. p.28-45. Rejeki, T. 1999. Pengaruh Intensitas Cahaya terhadap Pembentukan Polong pada Kacang Tanah (Arachis hypogaea L. cv. Gajah) (Skripsi). Fakultas Biologi UGM. Yogyakarta. Sass. 1958. Botanical Microtehnique. College Press. Ames. The Iowa State. Iowa. p. 555. Sulistiono, Sumardi, I., Azis Purwantoro. 2004a. Kajian pertumbuhan ginofor, buah dan biji selama tahap perkembangan buah kacang tanah (Arachis hypogaea L. (Merr). Dalam: Proc. Seminar Nasional Penelitian, Pendidikan dan Penerapan MIPA. Eds. Kuswanto, H., Ariswan, Sutrisno, H., Nurcahyo, H. & Sahid. UNY Yogyakarta. P. B53 – B64. ______ .2004b. Kandungan Auksin (Asam 3-indol Asetat) pada Tahap Perkembangan Buah Kacang Tanah (Arachis hypogaea L. Merr.). Berkala Ilmiah Hayati. 9 (2): 12 - 19 Sulistiono. 2006. Pengaruh Cahaya terhadap Kandungan Auksin (Asam 3-indol Asetat) Buah Kacang Tanah (Arachis hypogaea L. Merr.). Efektor. 1 (8): 8 – 14 Sulistiono, Sumardi, I., Azis Purwantoro. 2010. Pengaruh unsur hara, air dan cahaya terhadap perkembangan buah kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr).Dalam Proc: seminar nasional mipa peran mipa dalam pengembangan teknologi dan pendidikan berkarakter menuju bangsa mandiri. Eds. UM Malang. P. . Sulistiono, Sumardi, I., Azis Purwantoro. 2012a. Analisis Profil protein pada tahap perkembangan buah kacang tanah (Arachis hypogaea (L.).Dalam: Proc. Semnas IX Biologi, Sains, Lingkungan dan Pembelajarannya dalam upaya Peningkatan Daya Saing Bangsa. Eds.Karyanto, P., Sugiharto, B., Prayitno, B. A. dan Rinanto, Y. UNS Surakarta: P. 604 – 608. _____.2012b Stadium Perkembangan Embrio Kacang Tanah (Arachis hypogaea. L)dipengaruhi oleh keadaan gelap dan tidak tergantung pada umur buah.Dalam Proc: Seminar nasional mipa dan pembelajarannya “peran mipa dan pemebalajaran menuju revitalisasi karakter bangsa di era globalisasi. Eds. UM Malang. (In pers)



46

Sulistiono. 2013. Diferensiasi jaringan berkas pengangkut pada ginofor kacang tanah (Arachis hypogaea L. Merr) dihambat oleh cahaya dan dipacu oleh keadaan gelap.Dalam Proc. Seminar Nasional Pendidikan Biologi. UNP Kediri: (In pers) Taiz, L. & Zeiger, E. 1998. Plant Physiology. Sinauer Associates, Inc. Publishers: Sunderland. p. 31-574. Thompson, L.K., Burgess, C.L. & Skinner, E. 1992. Localization of Phytochrome during Peanut (Arachis hypogaea) Gynophore and Ovule Development. Am. J. Bot. 79: 828 – 832. Ziv, M. & Zamski, E. 1975. Geotropic Responses and Pod Development in Gynophore Explants of Peanut (Arachis hypogaea) Cultured In Vitro. Ann. Bot. 39: 579 - 583. Ziv, M. 1981. Photomorphogenesis of the Gynophore, Pod and Embryo in Peanut (Arachis hypogaea). Ann. Bot. 48: 353 – 359. Vaughan, J.G. 1970. The Structure and Utilization of Oil Seeds. Chapman and Hall. Ltd. London. p. 129-139.


DIFERENSIASI JARINGAN SKLERENKIM PADA BUAH KACANG TANAH (Arachis hypogaea L. Merr) DIPERCEPAT OLEHKEADAAN GELAP DAN DIHAMBAT OLEH CAHAYA

Recommend Documents