KARAKTERISASI MORFOLOGI DAN PERTUMBUHAN UBI KAYU ‘GAJAH’ ASAL KALIMANTAN TIMUR HASIL IRADIASI SINAR GAMMA
ISNANI SUBEKTI
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Karakterisasi Morfologi dan Pertumbuhan Ubi Kayu ‘Gajah’ Asal Kalimantan Timur Hasil Iradiasi Sinar Gamma adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
Bogor, September 2013 Isnani Subekti NIM A24090087
ABSTRAK ISNANI SUBEKTI. Karakterisasi Morfologi dan Pertumbuhan Ubi Kayu ‘Gajah’ Asal Kalimantan Timur Hasil Iradiasi Sinar Gamma. Dibimbing oleh SINTHO WAHYUNING ARDIE dan NURUL KHUMAIDA. Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) merupakan salah satu bahan pangan penting, sehingga perlu dilakukan peningkatan produktivitas, kadar pati, dan penurunan kadar HCN umbi. Karakter tersebut dapat diperoleh dengan melakukan program pemuliaan tanaman. Salah satu syarat dalam program pemuliaan tanaman adalah tersedianya keragaman genetik yang tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan keragaman genetik ubi kayu ‘Gajah’ asal Kalimantan Timur melalui iradiasi sinar gamma. Setek batang ubi kayu diiradiasi di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Iradiasi (PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN) dan ditanam di Kebun Percobaan Cikabayan IPB pada bulan Desember 2012 - Juni 2013. Penelitian dirancang dalam rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) dengan satu faktor yaitu dosis iradiasi sinar gamma yang terdiri atas lima taraf yaitu 0, l5, 30, 45, dan 60 Gray (Gy). Berdasarkan persen tumbuh tanaman pada 4 minggu setelah tanam (MST), nilai LD50 adalah 21.49 Gy dan nilai LD20 adalah 16.04 Gy. Hasil penelitian menunjukkan bahwa iradiasi dengan dosis 15 Gy tidak mempengaruhi pertumbuhan vegetatif tanaman hingga 26 MST, namun mengakibatkan perubahan pada beberapa karakter morfologi yaitu pertumbuhan pucuk, warna pucuk, retensi daun, bentuk lobus tengah, warna tangkai daun, jumlah lobus daun, dan arah tangkai daun. Salah satu kandidat mutan memiliki jumlah umbi yang lebih tinggi dibandingkan rata-rata jumlah umbi per tanaman kontrol yaitu sebanyak 17 umbi tanaman-1, sehingga potensial untuk dikembangkan lebih lanjut. Kata kunci: iradiasi sinar gamma, karakterisasi, mutasi, ubi kayu
ABSTRACT ISNANI SUBEKTI. Morphological Characterization and Growth of Cassava Genotype from East Kalimantan Irradiated by Gamma Ray. Supervised by SINTHO WAHYUNING ARDIE and NURUL KHUMAIDA. Cassava (Manihot esculenta Crantz.) is one of important food source, therefore it is very important to increase cassava yield and starch content, and decrease HCN content in the tuber through efficient breeding program. High genetic diversity is one requirement in successful breeding program. The objective of this experiment was to increase genetic variability of ‘Gajah’ genotype cassava from East Kalimantan through gamma irradiation. Stem cuttings of cassava were irradiated in PATIR-BATAN and planted in Cikabayan Experimental Field, IPB from December 2012 to June 2013. This research was arranged in randomized
completely block design with one factor that was gamma ray irradiation rate. The gamma irradiation rate consisted of five levels i.e. 0, l5, 30, 45, and 60 gray (Gy). The research results showed that the LD20 was 16.04 Gy and the LD50 was 21.49 Gy. Gamma irradiation did not significantly affect the vegetative growth of cassava, but it caused changes in several morphological characters, i.e. pubescence on apical leaves, color of apical leaves, leaves retention, shape of central leaflet, petiole color, number of leaves lobes, and orientation of petiole. One of mutant candidate from 15 Gy-irradiated plants produced 17 tuber per plant, thus it is potentially developed further. Key words: cassava, characterization, gamma ray irradiation, mutation
KARAKTERISASI MORFOLOGI DAN PERTUMBUHAN UBI KAYU ‘GAJAH’ ASAL KALIMANTAN TIMUR HASIL IRADIASI SINAR GAMMA
ISNANI SUBEKTI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Agronomi Dan Hortikultura
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul Skripsi : Karakterisasi Morfologi dan Pertumbuhan Ubi Kayu ‘Gajah’ Asal Kalimantan Timur Hasil Iradiasi Sinar Gamma Nama : Isnani Subekti NIM : A24090087
Disetujui oleh
Dr Sintho Wahyuning Ardie, SP MSi Pembimbing I
Dr Ir Nurul Khumaida, MSi Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MSc Agr Ketua Departemen
Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Karakterisasi Morfologi dan Pertumbuhan Ubi Kayu ‘Gajah’ Asal Kalimantan Timur Hasil Iradiasi Sinar Gamma” dengan baik. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Prof. Sobir yang telah memberikan bimbingan dalam hal akademis selama perkuliahan, Ibu Dr Sintho Wahyuning Ardie dan Ibu Dr Nurul Khumaida yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama kegiatan penelitian dan penyusunan skripsi ini, serta Bapak Adolf Pieter Lontoh MS sebagai penguji ujian skripsi yang telah memberikan masukan dan perbaikan. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada kedua orang tua atas doa dan kasih sayangnya, serta kepada teman-teman AGH 46 (Socrates) dan semua pihak yang telah mendukung dan membantu pelaksanaan penelitian. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, September 2013 Isnani Subekti
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL DAFTAR GAMBAR DAFTAR LAMPIRAN PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Hipotesis TINJAUAN PUSTAKA Botani Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Syarat Tumbuh Ubi kayu Peningkatan Keragaman Genetik METODE Tempat dan Waktu Penelitian Bahan Alat Prosedur HASIL DAN PEMBAHASAN Radiosensitivitas Ubi Kayu ‘Gajah’ Kalimantan Timur Pertumbuhan Tanaman Karakterisasi Morfologi SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN RIWAYAT HIDUP
viii viii ix 1 1 1 2 2 2 2 3 4 4 4 4 5 6 8 9 12 17 17 17 17 20 23
DAFTAR TABEL 1 2 3
Jumlah umbi per tanaman ubi kayu ‘Gajah’ Skor karakter morfologi ubi kayu ‘Gajah’ pada tanaman kontrol dan tanaman hasil iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy Rekapitulasi hasil karakterisasi morfologi
11 12 13
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
15
Setek batang ubi kayu ‘Gajah’ Radiator Gamma Chamber 4000A Kurva suhu rata-rata bulanan (A), kurva kelembaban rata-rata bulanan (B), kurva curah hujan rata-rata bulanan (C) dan kurva intensitas radiasi matahari bulanan (D) Daun terinfeksi penyakit bercak daun oleh Cercospora sp. Setek yang tidak tumbuh karena iradiasi 45 Gy Perbandingan waktu muncul tunas pada setek hasil iradiasi Kurva respon daya tumbuh terhadap dosis iradiasi Kurva pertambahan panjang batang (A), kurva pertambahan jumlah daun (B) dan kurva pertambahan jumlah mata tunas (C) Umbi pada tanaman ke-1 ulangan 3. Umbi pada 19 MST (A), umbi pada 22 MST (B) dan umbi pada 25 MST (C) Perubahan karakter pertumbuhan pucuk akibat iradiasi sinar gamma. Pucuk daun tumbuh menyebar pada tanaman kontrol (A) dan pucuk daun tumbuh menyempit pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Perubahan karakter warna pucuk akibat iradiasi sinar gamma. Warna pucuk ungu kehijauan pada tanaman kontrol (A) dan warna pucuk ungu pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Perubahan karakter retensi daun akibat iradiasi sinar gamma. Retensi daun tinggi (A), retensi daun rendah (B) pada tanaman kontrol dan retensi daun sedang pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (C) Perubahan karakter bentuk lobus tengah daun akibat iradiasi sinar gamma.Bentuk lobus tengah elips lanset pada tanaman kontrol (A) dan bentuk lobus tengahlansetpada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Perubahan karakter warna tangkai daun akibat iradiasi sinar gamma.Warna tangkai daun merah pada tanaman kontrol (A) dan ungu pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Perubahan jumlah lobus daun akibat iradiasi sinar gamma.Daun dengan 7 lobus pada tanaman kontrol (A) dan daun dengan 9 lobuspada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B)
4 5 6 7 7 8 9 10 11 14 14 15 15
16 16
16 Perubahan arah tangkai daun akibat iradiasi sinar gamma. Arah tangkai daun cenderung mendatar pada tanaman kontrol (A) dan tangkai daun cenderung turun pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B)
17
DAFTAR LAMPIRAN 1 2
Deskripsi varietas unggul nasional Layout percobaan
20 23
PENDAHULUAN Latar Belakang Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz) merupakan tanaman utama penghasil karbohidrat setelah padi dan jagung. Ubi kayu banyak dimanfaatkan sebagai bahan baku industri makanan, kimia dan pakan ternak (Dirbudkabi 2007). Indonesia termasuk negara penghasil ubi kayu terbesar ke-4 (22.039 juta ton tahun-1) di dunia setelah Nigeria (36.822 juta ton tahun-1), Thailand (30.088 juta ton tahun-1), dan Brazil (24.4 juta ton tahun-1) (FAO 2012). Produksi ubi kayu nasional tahun 2011 adalah 23 464 322 ton dengan peningkatan produktivitas 4.5% per tahun selama 10 tahun terakhir, akan tetapi luas lahan pertanaman ubi kayu mengalami penurunan 0.64% per tahun (Dirbudkabi 2012). Di Indonesia, mayoritas ubi kayu dimanfaatkan sebagai bahan pangan (58%), ubi kayu juga dimanfaatkan sebagai bahan baku industri (28%), diekspor dalam bentuk gaplek (8%), sebagai bahan pakan (2%), sedangkan sisanya (4%) merupakan limbah pertanian yang belum termanfaatkan (Dirbudkabi 2007). Berdasarkan data tersebut, pemanfaatan utama ubi kayu adalah sebagai bahan pangan sehingga produksi dan kualitas ubi kayu perlu ditingkatkan. Karakter penting ubi kayu yang perlu dikembangkan sebagai bahan pangan adalah produktivitas tinggi (produktivitas ubi kayu pada beberapa varietas nasional berkisar 20-40 ton ha-1), kadar pati tinggi (kadar pati pada beberapa varietas yang sudah dilepas adalah 25-31%), dan kadar asam sianida (HCN) rendah (Sudarmonowati et al. 2012). Berdasarkan kandungan HCN dalam umbinya, ubi kayu dikelompokkan menjadi tiga; yaitu kandungan HCN ≤ 50 ppm (innocieous), antara 50-100 ppm (moderately toxic) dan ≥ 100 ppm (dangerously toxic) (Ferrero dan Villegas 1992). Dua varietas nasional, yaitu UJ-3 dan UJ-5 mempunyai kadar HCN > 100 ppm. Karakter lain yang masih perlu ditingkatkan adalah kandungan protein. Kandungan protein tertinggi pada tanaman ubi kayu adalah pada daun, sedangkan kandungan protein dalam umbinya relatif rendah yaitu 1.36 g 100 g-1 (USDA 2012). Upaya untuk mendapatkan karakter yang diinginkan tersebut adalah dengan melakukan suatu program pemuliaan dengan syarat keragaman genetik tanaman yang tinggi. Secara umum ubi kayu diperbanyak secara vegetatif, sehingga keragaman genetiknya relatif rendah. Ubi kayu juga sulit berbunga di dataran rendah, sehingga menghambat proses persilangan. Salah satu cara peningkatan keragaman genetik adalah dengan induksi mutasi. Menurut Poespodarsono (1988), iradiasi dapat menginduksi terjadinya mutasi karena sel yang teriradiasi akan dibebani oleh tenaga kinetik yang tinggi sehingga dapat mempengaruhi atau mengubah reaksi kimia sel tanaman yang pada akhirnya dapat menyebabkan terjadinya perubahan susunan kromosom tanaman. Tujuan Secara umum, penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan keragaman genetik ubi kayu ‘Gajah’ melalui iradiasi sinar gamma. Secara khusus penelitian ini bertujuan untuk:
2 1. Menentukan radiosensitivitas (LD50 dan LD20) iradiasi sinar gamma pada ubi kayu ‘Gajah’. 2. Mengetahui pengaruh iradiasi sinar gamma terhadap karakter morfologi ubi kayu ‘Gajah’. 3. Mengetahui pengaruh iradiasi sinar gamma terhadap pertumbuhan ubi kayu ‘Gajah’. Hipotesis 1. Terdapat dosis iradiasi sinar gamma yang dapat mematikan 50% dan 20% populasi ubi kayu ‘Gajah’ yang ditanam. 2. Iradiasi sinar gamma mempengaruhi karakter morfologi ubi kayu ‘Gajah’. 3. Iradiasi sinar gamma mempengaruhi pertumbuhan ubi kayu ‘Gajah’.
TINJAUAN PUSTAKA Botani Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz) Ubi kayu merupakan tanaman pangan penghasil umbi yang berasal dari Brazil, Amerika Selatan. Klasifikasi tanaman ubi kayu adalah sebagi berikut: Kingdom: Plantae Divisi: Magnoliophyta Kelas: Magnoliopsida Sub Kelas: Rosidae Ordo: Euphorbiales Famili: Euphorbiaceae Genus: Manihot Spesies: Manihot esculenta Crantz. (Benson 1957). Ubi kayu dapat tumbuh setinggi 1-4 m, bentuk daunnya menjari dengan 5, 7, atau 9 helai belahan lembar daun (lobes). Tangkai daun panjang dan cepat luruh. Warna permukaan batang bervariasi, antara lain hijau, kemerahan, keabuabuan dan kecoklatan. Sistem perakaran serabut dan beberapa akar membentuk umbi melalui proses penebalan sekunder. Panjang umbi yang terbentuk sekitar 15100 cm dengan bobot umbi mencapai 0.5-2 kg tergantung varietas dan kondisi lingkungan (Onwueme 1978). Di Indonesia varietas yang umum dibudidayakan adalah genotipe lokal, varietas unggul nasional, dan varietas introduksi. Menurut Purwono dan Purnamawati (2007) varietas unggul ubi kayu yang telah banyak dibudidayakan oleh masyarakat antara lain Adira 1, Adira 2, Adira 4, Malang 1, Malang 2, Malang 4, dan Malang 6. Deskripsi beberapa varietas ubi kayu unggul nasional disajikan pada Lampiran 1. Syarat Tumbuh Ubi Kayu Ubi kayu tumbuh dengan baik pada daerah dengan curah hujan 1 500-2 000 mm tahun-1 (Purwono dan Purnamawati 2008), namun ubi kayu cukup adaptif
3 terhadap lingkungan yang kering dengan curah hujan kurang dari 500 mm tahun-1 (Onwueme 1978). Suhu udara yang optimal untuk pertumbuhan ubi kayu adalah 27-32 0C, dengan kelembaban udara berkisar antara 60-65 % dan penyinaran matahari sekitar 10 jam hari-1. Oleh karena itu ketinggian tempat yang ideal untuk pertumbuhan ubi kayu adalah 10-700 m dpl (Purwono dan Purnamawati 2008). Ubi kayu yang ditanam pada ketinggian di atas 1 000 m dpl, pertumbuhannya akan cenderung lambat dan produksi umbinya rendah (Onwueme 1978). Jenis tanah yang sesuai untuk tanaman ubi kayu adalah jenis aluvial, latosol, podsolik merah kuning, mediteran, grumusol dan andosol dengan derajat kemasaman (pH) antara 4.5-8 dan pH ideal adalah 5.8. Kondisi tanah yang disyaratkan adalah berstruktur remah, gembur, tidak terlalu liat dan poros, dan kaya akan bahan organik (Purwono dan Purnamawati 2008). Peningkatan Keragaman Genetik Keragaman genetik yang tinggi pada tanaman merupakan salah satu syarat agar dapat dilakukan pemilihan karakter yang dikehendaki. Peningkatan keragaman genetik dapat dilakukan dengan memanfaatkan plasma nutfah yang tersedia di alam dan dapat pula dengan melakukan persilangan, serta dengan memanfaatkan berbagai mutagen seperti iradiasi, cekaman, dan zat pengatur tumbuh (Hutami et al. 2006). Persilangan dapat diterapkan pada tanaman berbunga, namun pada beberapa tanaman termasuk ubi kayu terdapat kendala dalam pelaksanaannya. Bunga ubi kayu hanya muncul pada tanaman yang ditanam pada ketinggian 800 m dpl dengan perbandingan maksimal tanaman yang berbunga adalah 3:10 tanaman, sedangkan pada ketinggian 300 m dpl ubi kayu tidak dapat berbunga dan hanya dapat menghasilkan umbi (Hendroatmodjo 1991). Kendala lain dalam persilangan ubi kayu adalah bunga berumah satu dan kematangan bunga jantan dan bunga betina tidak bersamaan (Lingga 1986). Kendala ini menyulitkan jika akan dilakukan penyerbukan tanpa diketahui kemasakan masing-masing bunga. Induksi mutasi dilakukan untuk menginduksi keragaman genetik suatu spesies tanaman. Induksi mutasi dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman dan kultivar baru dapat diperoleh dalam waktu yang lebih singkat dibandingkan melalui pemuliaan secara konvensional. Induksi mutasi dapat dilakukan secara kimiawi maupun fisik. Mutagen kimia yang biasa digunakan adalah ethylenescimine (EL), diethyl sulphate (DES), ethyl methane sulphonate (EMS), ethyl nitroso urea (ENH), dan methyl nitroso urea (MNH) serta kelompok azida, sedangkan mutagen fisika yang digunakan adalah sinar-x (X), gamma (Co60), netron cepat (Nf), dan thermal neutron (Nth) (Soedjono 2003). Induksi mutasi secara fisik dilakukan dengan iradiasi dan dinilai lebih efektif daripada induksi mutasi secara kimiawi. Keuntungan penggunaan mutagen fisik adalah penetrasinya lebih kuat dalam jaringan tanaman, mudah diaplikasikan, serta frekuensi mutasi genetik tinggi (Harten 1998). Sinar gamma merupakan salah satu mutagen yang sering digunakan oleh para pemulia tanaman dalam mutasi fisik. Penggunaan sinar gamma sebagai alternatif dalam pemuliaan mutasi fisik dikarenakan sinar gamma memiliki penetrasi yang lebih tinggi, misalnya dibandingkan dengan sinar X. Mohr dan Schopher (1995) menyatakan bahwa iradiasi sinar gamma akan menghasilkan ion
4 dan radikal dalam bentuk hidroksil (OH-). Radikal hidroksil dan hidrogen peroksida yang dihasilkan oleh iradiasi sinar gamma akan bersenyawa dengan bahan tanaman yang diiradiasi dan menyebabkan kerusakan fisiologis, diferensiasi sel, dan kerusakan gen.
METODE Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian dilaksanakan di Kebun Percobaan Cikabayan IPB pada bulan Desember 2012 - Juni 2013. Iradiasi sinar Gamma dilakukan di Laboratorium Pusat Aplikasi Teknologi Isotop dan Iradiasi (PATIR), Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN). Bahan Bahan penelitian adalah setek batang ubi kayu ‘Gajah’ asal Kalimantan Timur dengan 5 mata tunas yang diambil dari bagian ujung, tengah, dan pangkal (Gambar 1), kapur pertanian, pupuk kandang kambing, urea, SP-36, KCl dan insektisida (Carbofuran 3%).
Gambar 1 Setek batang ubi kayu ‘Gajah’ Alat Alat yang digunakan adalah cangkul, meteran, radiator Gamma Chamber 4000A (Gambar 2), kamera dan alat tulis.
5
Gambar 2 Radiator Gamma Chamber 4000A Prosedur Penelitian disusun berdasarkan rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) dengan satu faktor yaitu dosis iradiasi sinar gamma. Dosis iradiasi sinar gamma terdiri atas lima taraf yaitu 0, l5, 30, 45, dan 60 gray (Gy). Setiap perlakuan terdiri atas tiga ulangan dan setiap ulangan terdiri atas lima setek batang ubi kayu. Jika hasil analisis menunjukkan adanya pengaruh nyata, maka dilanjutkan dengan uji lanjut Duncan multiple range test (DMRT) pada data kuantitatif. Data kualitatif dianalisis menggunakan Kruskal-Wallis. Model aditif yang digunakan adalah Yij = µ + i + j + ijk Keterangan: Yij: respon tanaman terhadap pengaruh dosis iradiasi ke-i dan kelompok ke-j µ : nilai rataan umum hasil pengamatan i : pengaruh dosis iradiasi ke-i j : pengaruh kelompok ke-j ijk : galat perlakuan. Setek ubi kayu yang telah diiradiasi kemudian ditanam dengan jarak tanam 1 m x 1 m pada lahan berukuran 10 m x 10 m (Lampiran 2) yang satu minggu sebelumnya telah diolah dan dipupuk dengan 2 ton ha-1 pupuk kandang. Pupuk SP-36 diberikan seluruhnya pada saat tanam dengan dosis 100 kg ha-1. Pupuk urea (200 kg ha-1) dan KCl (200 kg ha-1) diberikan 1/3 saat tanam dan 2/3 pada satu bulan setelah tanam (1 BST). Pemberian pupuk dilakukan dengan cara dialur melingkari pokok batang tanaman ubi kayu dengan jarak ± 5 cm dari batang. Pemeliharaan yang dilakukan meliputi, pembumbunan, penyiangan gulma dan pengendalian hama dan penyakit. Penyiangan dilakukan pada tanaman 3 dan 7 minggu setelah tanam (MST) bersamaan dengan pembumbunan. Pengamatan dilakukan pada beberapa parameter, yaitu persentase tanaman tumbuh (diamati setiap minggu pada 1-4 MST), waktu muncul tunas pertama (diamati setiap hari hingga seluruh tanaman bertunas), pertumbuhan tanaman (diamati setiap dua minggu hingga 6 BST pada panjang tanaman, jumlah daun, dan jumlah mata tunas), dan jumlah umbi per tanaman pada 19, 22 dan 25 MST. Karakterisasi morfologi diamati pada karakter vegetatif berdasarkan Fukuda et al. (2010) pada 3 dan 6 BST. Karakter morfologi yang diamati terdiri atas bentuk pucuk daun, warna pucuk daun, retensi daun, bentuk lobus tengah daun, warna tangkai daun, warna daun, jumlah lobus daun, panjang lobus tengah daun, lebar
6 lobus tengah daun, perbandingan panjang dengan lebar lobus tengah daun, bentuk tepi daun, panjang tangkai daun, warna tulang daun, dan arah tangkai daun.
HASIL DAN PEMBAHASAN Berdasarkan data yang diperoleh dari Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) Dramaga, suhu rata-rata di lokasi penelitian pada bulan Desember 2012 hingga Juni 2013 adalah 26 0C, dengan suhu maksimum 26.4 0C pada bulan April dan suhu minimum 25.1 0C pada bulan Januari (Gambar 3A). Kelembaban udara rata-rata selama penelitian berlangsung adalah 84.86 %, dengan kelembaban maksimum 85 % dan minimum 82 % (Gambar 3B). Curah hujan rata-rata 320.3 mm, dengan curah hujan maksimum 509.8 mm pada bulan Januari dan minimum 62.3 mm pada bulan Juni (Gambar 3C). Intensitas radiasi matahari rata-rata adalah 287.43 Cal cm-2, dengan intensitas radiasi matahari maksimum 330 Cal cm-2 pada bulan Maret dan minimum 228 Cal cm-2 pada bulan Januari (Gambar 3D). Berdasarkan kondisi lingkungan tersebut, lingkungan di Kebun Percobaan Cikabayan sesuai dengan syarat tumbuh ubi kayu, yaitu suhu rata-rata berkisar 25-32 0C dan adaptif pada curah hujan kurang dari 500 mm tahun-1 (Onwueme 1978). B
26.5 26.0 25.5 25.0 24.5 24.0
Kelembaban (%)
Suhu (0C)
A
Des/12 Feb/13 Apr/13 Jun/13
90 88 86 84 82 80 78 Des/12
Bulan
C
D Intensitas matahari (Cal cm-2)
Curah hujan (mm)
500 400 300 200 100 0 Feb/13
Apr/13
Bulan
Apr/13
Jun/13
Bulan
600
Des/12
Feb/13
Jun/13
350 300 250 200 150 100 50 0 Des/12
Feb/13
Apr/13
Jun/13
Bulan
Gambar 3 Kurva suhu rata-rata bulanan (A), kurva kelembaban rata-rata bulanan (B), kurva curah hujan rata-rata bulanan (C) dan kurva intensitas radiasi matahari bulanan (D) Sumber: BMKG Dramaga 2013
7 Populasi ubi kayu terserang rayap pada 4 HST sekitar ± 25 %. Rayap memakan bagian tengah setek batang sehingga batang menjadi berlubang. Rayap dikendalikan dengan cara menaburkan Carbofuran 3% di sekitar tempat tumbuh setek. Carbofuran 3% juga digunakan untuk menanggulangi serangan keong yang memakan daun dan tunas ubi kayu yang baru tumbuh pada 1 MST. Serangan rayap teridentifikasi kembali pada saat tanaman berumur 4 MST dan ditanggulangi dengan menaburkan Carbofuran 3% di sekitar batang tanaman. Pengendalian gulma dilakukan pada 5 MST. Penyakit bercak daun yang disebabkan oleh Cercospora sp. mulai menginfeksi daun tanaman ubi kayu pada 21 MST, sehingga pada daun terdapat bercak-bercak berwarna coklat (Gambar 4). Hardianingsih (2008) menyatakan bahwa penyakit bercak daun termasuk penyakit penting yang menyerang ubi kayu. Penyakit bercak daun ini tidak dikendalikan, karena serangan langsung menyebar ke seluruh tanaman dengan intensitas 15% per tanaman.
Gambar 4 Daun terinfeksi penyakit bercak daun oleh Cercospora sp. Rata-rata hari muncul tunas ubi kayu genotipe ‘Gajah’ pada perlakuan iradiasi dengan dosis 0, 15, dan 30 Gy berturut-turut adalah 7.6, 6.7 dan 4.3 hari (Gambar 6). Setek ubi kayu yang tidak diiradiasi memiliki waktu yang lebih lama untuk bertunas dibandingkan setek ubi kayu yang diiradiasi dengan dosis 30 Gy. Walaupun bertunas lebih cepat, seluruh setek ubi kayu yang diiradiasi dengan dosis 30 Gy mengalami kematian pada 5 MST. Setek ubi kayu yang diiradiasi dengan dosis 45 dan 60 Gy juga gagal bertunas (Gambar 5). Hal ini diduga karena perbedaan ketahanan sel tanpa iradiasi dengan sel hasil iradiasi. Datta et al. (1994) menyatakan bahwa perlakuan iradiasi menyebabkan gangguan pada sistem regulasi fotosintesis, sehingga terjadi penghambatan pertumbuhan tanaman, bahkan pada dosis yang lebih tinggi terjadi kematian sel-sel meristematik di daerah titik tumbuh.
Gambar 5 Setek yang tidak tumbuh karena iradiasi 45 Gy
Dosis iradiasi (Gy)
8
30
15
0 0
2
4
6
8
10
Waktu muncul tunas (HST)
Gambar 6 Perbandingan waktu muncul tunas pada setek hasil iradiasi Radiosensitivitas Ubi Kayu ‘Gajah’ dari Kalimantan Timur Radiosensitivitas adalah tingkat sensitivitas tanaman terhadap iradiasi yang mengindikasikan kuantitas efek iradiasi pada objek yang diiradiasi (Harten 1998). Dosis iradiasi sinar gamma yang berlebihan dapat menyebabkan kematian bahan tanam. Penentuan LD50 (dosis iradiasi yang menyebabkan kematian 50% dari populasi tanaman yang diiradiasi) dilakukan untuk mengetahui kisaran dosis irradiasi yang optimal bagi suatu tanaman (Brunner 1995), yaitu dosis yang menyebabkan terjadinya mutagenesis pada suatu tanaman. Mutan-mutan yang diinginkan umumnya berada pada selang LD20 dan LD50, yaitu + 10% dari nilai LD20 atau LD50 (Heinze dan Schmidt 1995). Persentase tumbuh tanaman pada 4 MST diamati untuk menentukan nilai LD20 dan LD50 ubi kayu ‘Gajah’. Dosis iradiasi yang semakin tinggi menyebabkan persentase tumbuh ubi kayu menurun. Persentase tumbuh setek ubi kayu pada dosis 0 dan 15 Gy mencapai > 80%, sedangkan dosis > 30 Gy menyebabkan penurunan persentase tumbuh setek ubi kayu hingga 100% pada 5 MST. Aisyah (2006) menyatakan bahwa perlakuan mutasi dapat menyebabkan kerusakan benih atau bagian tanaman, bahkan menurunkan daya kecambah biji, pertumbuhan bibit dan tingkat fertilitas tanaman. Berdasarkan persentase tanaman hidup pada 4 MST, maka nilai LD50 adalah 21.49 Gy sedangkan nilai LD20 adalah 16.04 Gy (Gambar 7). Kurva respon terhadap iradiasi tersebut merupakan model dari persamaan rasional dengan persamaan 93.270267 + (−1.8371617) x = 2. 1 + (−0.05647247) + 0.002967458 x
9 S = 3.20916838 r = 0.99935868
Daya tumbuh (%)
105
.00
LD20 16.04 Gy
00 90. 00 75.
LD50 20.49 Gy
00 60. 00 45. 00 30. 00 15. 0 0 .0
0.0
15.0
30.0
45.0
60.0
75.0
Dosis iradiasi (Gy)
Gambar 7 Kurva respon daya tumbuh terhadap dosis iradiasi Radiosensitivitas bervariasi tergantung pada spesies dan kultivar tanaman, kondisi fisiologis dan organ tanaman, serta manipulasi dari materi genetik yang diradiasi sebelum dan sesudah perlakuan mutagenik (Aisyah 2006). Iradiasi sinar gamma pada setek batang beberapa genotipe ubi kayu menunjukkan nilai LD50 yang bervariasi. Nilai LD50 ubi kayu genotipe Jame-jame, Ratim, Malang-4, Adira-4, dan UJ-5 berturut-turut adalah 33.24, 29.24, 18.47, 30.71, dan 29.50 Gy (Khumaida et al. 2013). Penelitian lain juga melaporkan bahwa iradiasi sinar gamma pada setek batang beberapa genotipe ubi kayu menunjukkan kisaran nilai LD50 antara 25-30 Gy (Asare dan Safo-Kantanka 1997; Amenorpe et al. 2004). Iradiasi sinar gamma pada plantlet ubi kayu menunjukkan nilai LD50 sebesar 40 Gy (Ahiabu et al. 1997), lebih tinggi dibandingkan nilai LD50 pada setek batang ubi kayu pada penelitian ini atau penelitian Khumaida et al. (2013). Dosis iradiasi sinar gamma optimal pada embrio somatik ubi kayu PRC-60a mencapai 50 Gy (Joseph et al. 2004), sedangkan dosis iradiasi sinar gamma optimum untuk biji pada 1 400 spesies ubi kayu mencapai 200 Gy (Ceballos et al. 2008). Menurut Ahnstroem (1977), morfologi tanaman seperti batang tanaman yang berkayu atau sukulen dapat mempengaruhi tingkat radiosensitivitas, karena berhubungan dengan ketahanan fisik sel saat menerima iradiasi sinar gamma. Pertumbuhan Tanaman Dosis iradiasi sinar gamma tidak berpengaruh terhadap panjang batang, jumlah daun, diameter batang, jumlah umbi, dan jumlah mata tunas ubi kayu ‘Gajah’ hingga 26 MST. Pada beberapa tanaman, iradiasi sinar gamma menyebabkan hambatan pertumbuhan. Ritonga dan Aida (2011) melaporkan bahwa iradiasi sinar gamma menyebabkan penurunan tinggi kecambah padi kedelai, sorgum, dan cabai. Pertumbuhan ubi kayu ‘Gajah’ pada penelitian ini terus meningkat hingga 26 MST (Gambar 8). Panjang batang ubi kayu yang diiradiasi mengalami peningkatan cepat pada 16 MST sampai dengan 18 MST, sedangkan panjang batang kontrol mengalami peningkatan secara cepat pada 18 MST sampai dengan 20 MST (Gambar 8A).
10 A
B
C
Gambar 8 Kurva pertambahan panjang batang (A), kurva pertambahan jumlah daun (B) dan kurva pertambahan jumlah mata tunas (C). 0 Gy, 15 Gy. Jumlah umbi diamati secara periodik dan non-destruktif non destruktif (tanpa memanen tanaman). Kriteria umbi yang mulai dihitung adalah umbi yang tumbuh dengan diameter ± 0.5 cm. Jumlah umlah umbi tanaman hasil iradiasi cenderung lebih tinggi, walaupun tidak berbeda nyata dibandingkan dengan tanaman kontrol (Tabel 1). Jumlah umbi per tanaman ubi kayu ‘Gaj ‘Gajah’ yang hanya berkisar 6-77 umbi pada 19 MST lebih rendah jika dibandingkan rata-rata r jumlah umbi per tanaman beberapa varietas nasional pada penelitian Waluya (2006), yaitu mencapai 10.9 umbi tanaman-1 (Adira-1), 11.3 umbi tanaman-1 (Adira-4) dan 15.3 umbii tanaman-1 (Malang-4) pada 16 MST. Beberapa individu tanaman hasil iradiasi memiliki jumlah umbi per tanaman yang lebih tinggi dibandingkan dengan rata-rata rata rata jumlah umbi tanaman kontrol. Tanaman nomor 5 pada ulangan ke-1 ke (U1-5) 5) yang diiradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy memiliki jumlah umbi 13, sedangkan pada tanaman nomor 1 ulangan ke-3 ke (U3-1) 1) memiliki jumlah umbi 17. Soedjono (2003) menyatakan bahwa pada beberapa penelitian dengan menggunakan iradiasi sinar gamma, tanaman mutan mampu meningkatkan hasil produksi, baik pada umbi, bunga, maupun biji. al (1993) menunjukkan bahwa ubi kayu varietas W Penelitian Widodo et al. 1435-85 85 dapat menghasilkan 15 umbi tanaman-1 dengan bobot umbi segar 52.8 ton ha-1. Penelitian enelitian Ayu (2012) menunjukkan bahwa ubi kayu varietas UJ-5 dapat menghasilkan 14 umbi tanaman-1 dengan bobot umbi segar 54.41 ton ha-1 dan ubi kayu varietas Malang-4 dapat menghasilkan 13 umbi tanaman-1 dengan bobot
11 umbi segar 47.2 ton ha-1. Jika dibandingkan dengan hasil penelitian Widodo et al. (1993) dan Ayu (2012), jumlah umbi ubi kayu ‘Gajah’ nomor U3-1 yang mencapai 17 umbi tanaman-1 (Gambar 9) potensial untuk dikembangkan lebih lanjut. Tabel 1 Jumlah umbi per tanaman ubi kayu ‘Gajah’ Dosis iradiasi (Gy) 19 MST 22 MST 25 MST 0 6.3 6.4 7.7 15 6.8 7.6 7.9 * Tanaman keU1-4 6 8 8 U1-5 12 12 13 U2-5 10 10 10 U3-1 16 16 17 U3-2 2 10 10 * U1= setek bagian ujung; U2= setek bagian tengah, U3= setek bagian pangkal, nomor setelah tanda (-)= nomor tanaman pada setiap ulangan. B
A
C
Gambar 9 Umbi pada tanaman ke-1 ulangan 3. Umbi pada 19 MST (A), umbi pada 22 MST (B) dan umbi pada 25 MST (C) Pertumbuhan ubi kayu ‘Gajah’ pada penelitian ini hanya diamati pada fase vegetatif dan iradiasi sinar gamma sebesar 15 Gy tampak tidak berpengaruh terhadap pertumbuhan ubi kayu ‘Gajah’. Penelitian iradiasi sinar gamma pada ubi kayu sebelumnya menunjukkan bahwa iradiasi sinar gamma berpengaruh pada karakter panen dan ketahanan terhadap penyakit. Penelitian Asare dan SafoKantanka (1997) menunjukkan bahwa iradiasi sinar gamma sebesar 25 Gy pada setek batang ubi kayu genotipe ‘Isunikakiyan’ dapat menghasilkan mutan dengan kandungan bahan kering 40% lebih tinggi dibandingkan kontrol. Ahiabu et al.
12 (1997) melaporkan bahwa iradiasi sinar gamma sebesar 40 Gy pada plantlet ubi kayu genotipe ‘Bosomnsia’ dapat menghasilkan mutan dengan ketahanan terhadap ACMV (African cassava mosaic virus) yang lebih baik dibandingkan kontrol. Karakterisasi Morfologi Karakterisasi merupakan kegiatan dalam rangka mengidentifikasi sifat-sifat penting yang bernilai ekonomis, atau yang merupakan penciri dari varietas yang bersangkutan (KNPN 2002). Kegiatan karakterisasi pada penelitian ini dilakukan pada 3 dan 6 BST dengan mengacu pada Fukuda et al. (2010). Hasil kemudian dianalisis menggunakan Kruskal Wallis. Hasil analisis menunjukkan tidak ada perbedaan karakter morfologi antara tanaman kontrol dengan tanaman hasil iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy (Tabel 2). Tabel 2 Skor karakter morfologi ubi kayu ‘Gajah’ pada tanaman kontrol dan tanaman hasil iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy Karakter Warna pucuk Retensi daun Bentuk lobus tengah Warna tangkai daun Jumlah lobus daun Arah tangkai daun
0 Gy 7 2 2 7 7 3
15 Gy 9 3 5 9 9 5
P* tn tn tn tn tn tn
*
tn= tidak nyata pada taraf = 5% berdasarkan uji Kruskal Wallis; Warna pucuk 7= hijau keunguan, 9= ungu; Retensi daun 2= rendah, 3= sedang; Bentuk lobus tengah 2= elips lanset, 5= lanset; Warna tangkai daun 7= merah, 9= ungu; Jumlah lobus daun 7= 7 lobus, 9= 9 lobus; Arah tangkai daun 3= mendatar, 5= cenderung tumbuh ke bawah. Walaupun secara umum dosis iradiasi sinar gamma sebesar 15 Gy tidak menyebabkan perubahan pada karakter morfologi ubi kayu ‘Gajah’, namun jika diamati pada setiap individu terdapat beberapa tanaman yang mengalami perubahan dibandingkan dengan kontrol. Karakter yang mengalami perubahan adalah pertumbuhan pucuk, warna pucuk, retensi daun, bentuk lobus tengah, warna tangkai daun, jumlah lobus daun, dan arah tangkai daun (Tabel 3).
13 Tabel 3 Rekapitulasi hasil karakterisasi morfologi No. Karakteristik Perubahan yang terjadi 1 Pertumbuhan Iradiasi menyebabkan tanaman mempunyai pucuk pucuk cenderung menyempit pada tanaman ke-2 dan 3 ulangan 2 dan tanaman ke-1 dan 5 ulangan 3. 2 Warna pucuk Iradiasi menyebabkan tanaman ke-1 ulangan 1 dan tanaman ke-2 ulangan 3 mempunyai pucuk berwarna ungu. 3 Retensi daun Iradiasi menyebabkan retensi daun menjadi sebanyak rata-rata pada seluruh tanaman. 4 Bentuk lobus Iradiasi menyebabkan tanaman ke-1, 3, dan 4 ulangan tengah 2 dan tanaman ke-2 ulangan 3 mempunyai bentuk lobus daun lanset. 5 Warna tangkai Iradiasi menyebabkan tanaman ke-5 ulangan 1 dan daun tanaman ke-2 ulangan 3 berwarna ungu. 6 Warna daun Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. 7 Jumlah lobus Iradiasi menyebabkan tanaman ke 4 dan 5 pada daun ulangan 1 mempunyai jumlah lobus 9. 8 Panjang lobus Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. tengah 9 Lebar lobus Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. tengah 10 Rasio panjang Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. dengan lebar lobus tengah 11 Tepi lobus Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. 12 Panjang Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. tangkai daun 13 Warna tulang Iradiasi tidak memberikan pengaruh yang nyata. daun 14 Arah tangkai Iradiasi menyebabkan tanaman ke-4 ulangan 1, daun tanaman ke-1 ulangan 2 dan tanaman ke-4 ulangan 3 mempunyai arah tangkai daun yang cenderung ke bawah. ulangan 1= setek bagian ujung; ulangan 2= setek bagian tengah, ulangan 3= setek bagian pangkal Pertumbuhan Pucuk Secara umum tanaman kontrol memiliki karakter pertumbuhan pucuk yang menyebar (Gambar 10A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke-2 dan 3 pada ulangan 2 dan tanaman ke-1 dan 5 pada ulangan 3 mempunyai pucuk cenderung menyempit (Gambar 10B).
14
A
B
Gambar 10 Perubahan karakter pertumbuhan pucuk akibat iradiasi sinar gamma. Pucuk daun tumbuh menyebar pada tanaman kontrol (A) dan pucuk daun tumbuh menyempit pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Warna Pucuk Secara umum karakter warna pucuk pada tanaman kontrol adalah warna pucuk daun ungu kehijauan (Gambar 11A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke-1 ulangan 1 dan tanaman ke-2 ulangan 3 mempunyai pucuk berwarna ungu (Gambar 11B). A
B
Gambar 11 Perubahan karakter warna pucuk akibat iradiasi sinar gamma. Warna pucuk ungu kehijauan pada tanaman kontrol (A) dan warna pucuk ungu pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Retensi Daun Retensi daun adalah kemampuan tangkai daun untuk tetap menempel pada batang. Tanaman yang cepat menggugurkan daunnya berarti memiliki retensi daun yang rendah, sebaliknya tanaman yang dapat mempertahankan daunnya berarti memiliki retensi daun yang tinggi. Tanaman kontrol memiliki retensi daun yang bervariasi, yaitu 50 % daun tetap menempel pada batang (retensi daun tinggi, Gambar 12A) dan 50 % daun tetap menempel pada tanaman (retensi daun rendah, Gambar 12B). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan retensi daun sedang atau 50 % daun tetap menempel pada tanaman (Gambar 12C).
15
A
C
B
Gambar 12 Perubahan karakter retensi daun akibat iradiasi sinar gamma. Retensi daun tinggi (A) pada tanaman kontrol dan retensi daun sedang pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (C) Bentuk Lobus Tengah Secara umum karakter bentuk lobus tengah pada tanaman kontrol adalah lobus berbentuk elips lanset (Gambar 13A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke-1, 3, dan 4 pada ulangan 2 dan tanaman ke-2 pada ulangan 3 mempunyai bentuk lobus tengah daun lanset (Gambar 13B). A
B
Gambar 13 Perubahan karakter bentuk lobus tengah daun akibat iradiasi sinar gamma. Bentuk lobus tengah elips lanset pada tanaman kontrol (A) dan bentuk lobus tengah lanset pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Warna Tangkai Daun Secara umum karakter warna tangkai pada tanaman kontrol adalah merah (Gambar 14A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke-5 ulangan 1 dan tanaman ke-2 ulangan 3 berwarna ungu (Gambar 14B).
16
A
B
Gambar 14 Perubahan karakter warna tangkai daun akibat iradiasi sinar gamma. Warna tangkai daun merah pada tanaman kontrol (A) dan ungu pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Jumlah Lobus Daun Secara umum karakter jumlah lobus daun pada tanaman kontrol adalah daun dengan 7 lobus (Gambar 15A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke 4 dan 5 pada ulangan 1 mempunyai jumlah lobus 9 (Gambar 15B). A
B
Gambar 15 Perubahan jumlah lobus daun akibat iradiasi sinar gamma. Daun dengan 7 lobus pada tanaman kontrol (A) dan daun dengan 9 lobus pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B) Arah Tangkai Daun Secara umum karakter arah tangkai daun pada tanaman kontrol adalah mendatar (Gambar 16A). Iradiasi sinar gamma dengan dosis 15 Gy menyebabkan tanaman ke-4 ulangan 1, tanaman ke-1 ulangan 2 dan tanaman ke-4 ulangan 3 mempunyai arah tangkai daun yang cenderung ke bawah (Gambar 16B).
17
A
B
Gambar 16 Perubahan arah tangkai daun akibat iradiasi sinar gamma. Arah tangkai daun cenderung mendatar pada tanaman kontrol (A) dan tangkai daun cenderung turun pada tanaman dengan dosis iradiasi 15 Gy (B)
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan Tanaman yang dapat bertahan hidup setelah 4 MST adalah tanaman pada perlakuan dosis iradiasi 0 dan 15 Gy. Nilai LD50 untuk setek batang ubi kayu ‘Gajah’ adalah 21.49 Gy dan nilai LD20 adalah 16.04 Gy. Hasil penelitian menunjukkan bahwa iradiasi dengan dosis 15 Gy tidak mempengaruhi pertumbuhan vegetatif tanaman hingga 26 MST, namun perlakuan ini mengakibatkan perubahan pada beberapa karakter morfologi yaitu pertumbuhan pucuk, warna pucuk, retensi daun, bentuk lobus tengah, warna tangkai daun, jumlah lobus daun, dan arah tangkai daun. Salah satu kandidat mutan memiliki jumlah umbi sebanyak 17 umbi tanaman-1 sehingga potensial untuk dikembangkan lebih lanjut. Saran Dosis iradiasi yang disarankan untuk mengiradiasi setek ubi kayu ‘Gajah’ adalah 21.49 Gy ± 10%. Perlu dilakukan karakterisasi sampai panen untuk mengetahui adanya keragaman yang terjadi pada tanaman.
DAFTAR PUSTAKA Ahiabu RK, Lokko Y, Danso K, Klu GYP. 1997. Mutagenesis for ACMV Resistance in a Ghanaian cultivar ‘Bosomnsia’. In: Improvement of basic food crops in Africa through plant breeding, including the use of induced mutations. Vienna (AT): International Atomic Energy Agency, IAEATECDOC-951.
18 Ahnstroem G. 1977. Radiobiology. Di dalam: Manual on Mutation Breeding. Ed ke-2. Tech. Report Series No. 199. Joint FAO/IAEA. Vienna (AT): Div. of Atomic Energy in Food and Agricuture. hlm 286. Aisyah SI. 2006. Mutasi induksi. S Sastrosumarjo, editor. Sitogenetika Tanaman. Bogor (ID): IPB Press. Amenorpe G, Amoatey HM, Asare D. 2004. Breeding for drought tolerance/avoidance and mealyness in cassava using gamma radiation. GAEC/BNARI 2004 Annual Report. Asare E, Safo-Kantanka O. 1997. Improvement of cassava cooking quality through mutation breeding. Ahloowalia BS, editor. Improvement of basic food crops in Africa through plant breeding, including the use of induced mutations. Vienna (AT): International Atomic Energy Agency, IAEATECDOC-951. Ayu IF. 2012. Pengaruh jumlah mata tunas setek terhadap pertumbuhan dan produksi ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.). [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Benson L. 1957. Plant Classification. Boston (US): D. C. Heath and Company. Brunner H. 1995. Methods of induction of mutations. Plant Breeding Unit. Joint FAO/ IAEA. Austria (AT): Programme IAEA Laboratories Seibersdorf. Ceballos H, Sánchez T, Denyer K, Tofino AP, Rosero EA, Dufour D, Smith AM, Morante N, Pérez JC, Fahy B. 2008. Induction and identification of smallgranule, high-amylose mutant in cassava (Manihot esculenta Crantz). J Agric Food Chem. 56 (18):7215-7222. Datta SK, Dwivedi AK, Banerji. 1994. Investigations on gamma ray induced chlorophyll variegated mutans. J Nuclear Agric Biol. 24(4):237-247. [Deptan] Departemen Pertanian. 2012. Deskripsi varietas unggul ubi kayu 19782012. [Internet]. [diunduh 2013 Sep 2]. Tersedia pada: http://www.pangan.litbang. deptan.go.id. [Dirbudkabi] Direktorat Budidaya Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. 2007. Budidaya Ubi Kayu. Jakarta (ID): Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. [Dirbudkabi] Direktorat Budidaya Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. 2012. Pedoman Teknis Pengelolaan Ubi Kayu Tahun 2012. Jakarta (ID): Direktorat Jenderal Tanaman Pangan. [FAO] Food and Agricultural Organization. 2012. Food outlook global market analysis. [Internet]. [diunduh 2013 Jul 30]. Tersedia pada: http://www.fao.org/giews/. Ferrero MT , Villegas L. 1992. Effect of rainfall on HCN content in cassava roots. Proceedings CBN. 25-28 August 1992; Cartagena de Indias, Colombia. Cali (CO): CIAT. hlm 433-437. Fukuda WMG, Guevara CL, Kawuki R, Ferguson ME. 2010. Selected morphological and agronomic descriptors for the characterization of cassava. Nigeria (NG): International Institute of Tropical Agriculture. Hardianingsih S. 2008. Penyakit ubi kayu dan pengendaliannya. Seminar Ilmiah dan Pertemuan Tahunan PEI PFI XIX Komisariat Daerah Sulawesi Selatan (2008 Nop 5); Sulawesi Selatan, Indonesia. Sulawesi Selatan (ID): hlm 219224. Harten V. 1998. Mutation Breeding, Theory and Practical Applications. Cambridge (GB): Cambridge University Press.
19 Heinze B, Schmidt J. 1995. Mutation work with somatic embryogenesis in woody plants. Jain SM, Gupta K, J Newton, editor. Terjemahan dari: Somatic Embryogenesis in Woody Plants. Dordrecht (NL): Kluwer Academic Publishers, pp. 379–398. Hendroatmodjo KH. 1991. Pertumbuhan dan produktivitas beberapa klon singkong pada dua altitude yang berbeda. Risalah penelitian tanaman pangan. hlm.101-108. Hutami S, Mariska I, Supriati Y. 2006. Peningkatan keragaman genetik tanaman melalui keragaman somaklonal. J Agro Biogen. 2(2):81-88. Joseph R, Yeoh H, Loh C. 2004. Induced mutations in cassava using somatic embryos and the identification of mutant plants with altered starch yield and composition. Plant Cell Rep. 23:91-98. [KNPN] Komisi Nasional Plasma Nutfah. 2002. Pedoman Pengelolaan Plasma Nutfah. Jakarta (ID): Departemen Pertanian. Khumaida N, Syukur M, Ardie SW. 2013. Pengembangan Varietas Ubikayu Berkadar HCN Rendah Tahan Kekeringan atau Lahan Masam untuk Mendukung Program Ketahanan Pangan. Laporan Akhir Penelitian Unggulan Strategis Perguruan Tinggi. LPPM. IPB. Lingga P. 1986. Bertanam Ubi-ubian. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Mohr H, Schopfer. 1995. Plant Physiology. Berlin (DE): Springer-Verlag. Onwueme IC. 1978. The Tropical Tuber Crops. New York (US): John Wiley & Sons Ltd. Poespodarsono S. 1988. Dasar-Dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. Bogor (ID): PAU IPB. Purwono, H Purnamawati. 2007. Budidaya 8 Jenis Tanaman Pangan Unggul. Jakarta (ID): Penebar Swadaya. Ritonga AW, Aida W. 2011. Pengaruh induksi mutasi iradiasi sinar gamma pada beberapa tanaman [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Soedjono S. 2003. Aplikasi mutasi induksi dan variasi somaklonal dalam pemuliaan tanaman. J Litbang Pertanian. 22(2):70-78. Sudarmonowati E, Hartati NS, Amzal A. 2012 . Perbaikan Sifat Ubi Kayu dan Pengembangannya untuk Ketahanan Pangan dan Nutrisi [Internet]. [diunduh 2012 Des 5]. Tersedia pada: http://www.wnpg.org/frm_index. php?pg=informasi/info_makalah.php&act=edit&id=73. [USDA] United States Development Agriculture. 2012. Nutrient Data for Cassava [Internet]. [diunduh 2012 Des 2]. Tersedia pada: http://ndb.nal.usda.gov/ndb/foods/show/2892. Waluya A. 2011. Pengaruh jumlah mata tunas setek terhadap pertumbuhan empat varietas ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Widodo Y, Guritno B, Sumarno. 1993. Technology Development for root crops production in Indonesia. Malang (ID): Brawijaya University.
LAMPIRAN Lampiran 1 Deskripsi varietas unggul nasional (Deptan 2012) ADIRA 1
ADIRA 2
Dilepas tahun : 1978 Nomor seleksi klon : W-78 Asal : Persilangan Mangi/Ambon, Bogor 1957 Hasil rata-rata : 22 ton ha-1 umbi segar Umur : 7–10 bulan Tinggi batang : 1–2 m Bentuk daun : Menjari agak lonjong Warna pucuk daun : Coklat Warna tangkai daun : Merah (atas), merah muda (bawah) Warna batang muda : Hijau muda Warna batang tua : Coklat kuning Warna kulit umbi : Coklat (luar), kuning (dalam) Warna daging umbi : Kuning Kualitas rebus : Baik Rasa : Enak Kadar tepung : 45% Kadar protein : 0.5% (basah) Kadar HCN : 27.5 mg kg-1 Ketahanan thd hama : Agak tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus) Ketahanan thd penyakit : Tahan terhadap bakteri hawar daun, Pseudomonas solanacearum, dan Xanthomonas manihotis
Dilepas tahun : 1978 Nomor seleksi klon : W-236 Asal : Persilangan Mangi/Ambon, Bogor 1957 Hasil rata-rata : 22 ton ha-1 umbi segar Umur : 8–12 bulan Tinggi batang : 2–3 m Bentuk daun : Menjari agak lonjong dan gemuk Warna pucuk daun : Ungu Warna tangkai daun : Merah muda (atas), hijau muda (bawah) Warna tulang daun : Merah muda (atas), hijau muda (bawah) Warna batang muda : Hijau muda Warna batang tua : Putih coklat Warna kulit umbi : Putih coklat (luar), ungu muda (dalam) Warna daging umbi : Putih Kualitas rebus : Baik Rasa : Agak pahit Kadar tepung : 41% Kadar protein : 0.7% (basah) Kadar HCN : 124 mg kg-1 Ketahanan thd hama : Cukup tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus) Ketahanan thd penyakit : Tahan penyakit layu (Pseudomonas solanacearum)
ADIRA 4
MALANG 1
Dilepas tahun : 1987 Nomor seleksi klon : W-31 Asal : Persilangan bebas, induk betina BIC 528 (MUARA) Hasil rata-rata : 35 ton ha-1 umbi segar Umur : 10 bulan Tinggi batang : 1.5–2.0 m Bentuk daun : Biasa, agak lonjong Warna pucuk daun : Hijau Warna tangkai daun : Merah kehijauan/ muda hijau kemerahan) (atas), hijau muda (bawah)
Dilepas tanggal : 3 November 1992 SK Mentan : 623/Kpts/TP.240/11/92 Nomor seleksi : MLG 10212 Asal : Hasil persilangan CM 1015 19 x CM 849-1 Potensi hasil : 36.5 (24.3–48.7) ton ha-1 umbi segar Umur tanaman : 9–10 bulan Tinggi batang : 1.5–3.0 m Bentuk daun : Menjari agak gemuk Warna pucuk daun : Hijau keunguan Warna tangkai daun tua : Hijau
21 Warna tulang daun : Merah muda (atas), hijau muda (bawah) Warna batang muda : Hijau Warna batang tua : Abu-abu Warna kulit umbi : Coklat (luar) Ros (bagian dalam) Warna daging umbi : Putih Kualitas rebus : Bagus tetapi agak pahit Rasa : Agak pahit Kadar tepung : 18–22% Kadar protein : 0.8–22% Kadar HCN : ± 68 mg 100 g-1 Ketahanan thd hama : Cukup tahan tungau merah (Tetranichus bimaculatus) Ketahanan thd penyakit : Tahan terhadap Pseudomonas solanacearum dan Xanthomonas manihotis
kekuningan dengan bercak merah ungu di bagian pangkal (atas), hijau kekuningan dengan bercak merah ungu di bagian pangkal (bawah) Warna batang muda : Hijau muda Warna batang tua : Hijau keabu-abuan Warna kulit umbi : Putih kecoklatan (luar), putih kecoklatan (dalam) Warna daging umbi : Putih kekuningan Kualitas rebus : Baik Rasa : Enak (manis) Kadar tepung : 32–36% Kadar protein : 0.5% (umbi segar) Kadar HCN : <40 mg kg-1 (metode asam pikrat) Ketahanan thd hama : Toleran tungau merah (Tetranichus sp.) Ketahanan thd penyakit : Toleran bercak daun (Cercospora sp.) Keterangan : Daya adaptasi cukup luas Pemulia : Koes Hartojo, Yudi Widodo, Soemarjo Puspodarsono, dan Bambang Guritno
MALANG 2
MALANG 4
Dilepas tanggal : 3 November 1992 SK Mentan : 624/Kpts/TP.240/11/92 Nomor seleksi : MLG 10209 Asal : Hasil persilangan CM 922-2 x CM 507-37 Potensi hasil : 31.5 (20–42) ton ha-1 Umur tanaman : 8–10 bulan Tinggi batang : 1.5–3.0 m Bentuk daun : Menjari dengan cuping sempit Warna pucuk daun : Hijau muda kekuningan Warna tangkai daun tua : Hijau muda kekuningan muda kekuningan (atas), hijau (bawah) Warna batang muda : Hijau muda Warna batang tua : Coklat kemerahan Warna kulit umbi : Coklat kemerahan (luar), putih kecoklatan (dalam) Warna daging umbi : Kuning muda Kualitas rebus : Baik Rasa : Enak (manis) Kadar tepung : 32–36% Kadar protein : 0.5% (umbi segar)
Dilepas tanggal : 22 Oktober 2001 SK Mentan : 524/Kpts/TP.240/10/2001 Nomor klon : OMM 90-6-72 Nomor induk : MLG 235 Asal : Silang terbuka dari induk betina ADIRA 4 Hasil rata-rata : 39.7 ton ha-1 Umur panen : 9 bulan Tinggi batang : >2 m Tipe percabangan : Tidak bercabang Warna daun muda : Ungu Warna daun tua : Hijau Warna tangkai daun : Hijau Warna batang : Keunguan Warna kulit umbi : Coklat (luar), kuning (dalam) Warna daging umbi : Putih Ukuran umbi : Besar Bentuk daun : Menjari dengan lamina gemuk Kualitas rebus : Baik Rasa : Pahit Kadar pati : 25–32% Kadar HCN : >100 ppm (metode asam pikrat)
22 Kadar HCN : <40 mg kg-1 (metode asam Ketahanan thd hama : Agak tahan tungau pikrat) merah (Tetranichus sp.) Ketahanan thd hama : Agak peka tungau Keterangan : Adaptif terhadap hara suboptimal merah (Tetranichus sp.) Ketahanan thd penyakit : Toleran bercak Pemulia : Koes Hartojo, Yudi Widodo, dan Titik Sundari daun (Cercospora sp.) dan hawar daun (Cassava Backterial Blight) Pemulia : Yudi Widodo, Koes Hartojo, Soemarjo Puspodarsono, dan Bambang Guritno MALANG 6 Dilepas tanggal : 22 Oktober 2001 SK Mentan : 523/Kpts/TP.240/10/2001 Nomor klon : CMM 95066-1 Nomor induk : MLG 245 Asal : Silang tunggal dari induk betina MLG 10071 dengan jantan MLG 10032 Hasil rata-rata : 36.41 ton ha-1 Umur panen : 9 bulan Tinggi batang : >2 m Tipe percabangan : Bercabang Bentuk daun : Menjari dengan lamina gemuk Warna daun muda : Ungu muda Warna daun tua : Hijau Warna tangkai daun : Hijau muda Warna batang : Abu-abu Warna kulit umbi : Putih (luar), kuning (dalam) Warna daging umbi : Putih Ukuran umbi : Sedang Kualitas rebus : Baik Rasa : Pahit Kadar pati : 25–32% Kadar HCN : >100 ppm (metode asam pikrat) Ketahanan thd hama : Agak tahan tungau merah (Tetranichus sp.) Keterangan : Adaptif terhadap hara suboptimal Pemulia : Koes Hartojo, Sholihin, dan Titik Sundari
23 Lampiran 2 Layout percobaan Ulangan 3 0
15
30
45
60
1
30
45
60
0
15
2
60
0
15
30
45
3
15
30
45
60
0
4
45
60
0
15
30
5
Ulangan 2
Ulangan 1
0
15
30
45
60
1
0
45
15
60
30
1
30
45
60
0
15
2
30
0
45
15
60
2
60
0
15
30
45
3
60
30
0
45
15
3
15
30
45
60
0
4
15
60
30
0
45
4
45
60
0
15
30
5
45
15
60
30
0
5
Keterangan: Tanda panah menunjukkan arah utara Ulangan 3: Setek bagian pangkal Ulangan 2: Setek bagian tengah Ulangan 1: Setek bagian pangkal Dosis Iradiasi (Gy): 0 : dosis radiasi 0 Gy 15 : dosis radiasi 15 Gy 30 : dosis radiasi 30 Gy 45 : dosis radiasi 45 Gy 60 : dosis radiasi 60 Gy Angka dalam tanda
menunjukkan nomor tanaman pada tiap ulangan.
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Temanggung, Jawa Tengah pada tanggal 22 Januari 1991 sebagai anak ke-2 dari dua bersaudara pasangan Bapak Suryadi dan Ibu Marniningsih. Penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari taman kanak-kanak hingga sekolah menengah atas di Kabupaten Temanggung. Tahun 1997 penulis menyelesaikan pendidikan di TK Pertiwi Medari, kemudian pada tahun 2003 menyelesaikan studi di SD Negeri Medari. Tahun 2006 lulus dari SMP Negeri 1 Ngadirejo dan tahun 2009 lulus dari SMA Negeri 1 Parakan. Penulis diterima di Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) pada tahun 2009. Selama kuliah, penulis aktif dalam organisasi diantaranya Klub Cinta Lingkungan (KCL) di Asrama TPB 2009-2010, Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON) 2010-2011, Koperasi Mahasiswa (KOPMA) IPB 2009-2013, dan OMDA Paguyuban Mahasiswa Temanggung Makukuhan (PMTM). Penulis juga aktif dalam kegiatan kepanitiaan yang diselenggarakan oleh organisasi yang diikuti. Kegiatan keprofesian yang diikuti adalah IPB Goes to Field tahun 2010 dan pelatihan/magang di ICDF.
