_Aplikasi
Isotop don Radiasi, 1996
PENGARUB IRADIASI GAMMA PADA EKSPLAN TERBADAP REGENERASI TANAMAN PISANG (Musa sp.)VARIETAS AMBON KUNING
ABSTRAK PENGARUH IRADIASI GAMMA PADA EKSPLAN TERHADAP REGENERASI TANAMAN PISANG (M/l.fa sp.) VARlET AS AMBON KUNING. Radiasi gammadengandosis 5-15 Gy digunakan untuk mengiradiasi eksplan tanaman pi sang dalam mempelajari pembentukanpucuk. Sebelumeksplan diiradiasi ditumbuhkan pada media MS mengan. dung 5 mg/l BAP dan 0,5 mg/l 1M dan ditambahkan 100 mg/l asam amino tirosin dan 160 mg/l adenin sulfat, kemudian dikultur selama satuminggu. Eksplan yang sudah diiradiasi kemudianditumbuhkan pada media MS mengandung3 mg/l BAP dan 0,5 mg/l 1M. Hasil pengamatanmenunjukkan bahwa rata-rata pembentukan pucuk dari 1/4 bagian shoot-tip yang di. gunakan sebagaisumber eksplan adalah43,0; 29,3; 21,3: dan 22.3 berturut-turut untuk dosis radiasi (0,5, 10, dan IS) Gy. Analisis secara statistik terhadappembentukanpucuk menunjukkan bahwa antara kontrol denganperlakuan iradiasi 10 daD IS Gy pada eksplan terjadi perbedaannyatadalam menghasilkanpucuk. tetapi tidak berbedapada dosis 5 Gy. Pengamatan terhadap panjang daD lebar daun menunjukkan bahwa tidak terjadi perbedaanyang berarti di antara perlakuan.
ABSTRACT THE EFFECTS OF GAMMA IRRADIATION ON EXPLANT INTO PLANT REGENERATION OF BANANA (Mus/J "p.) VAR. AMBON KUNING. Gamma rays with dose rate between 5 to 15 Gy were used for irradiating explant of banana. Explants grown on MS medium containing 5 mg/l of 8AP and 0.5 mg/l of 1M before explants were irradiated. After explants were irradiated, and then were grown on MS medium containing 3 mg/l of 8AP and 0.5 mg/l of 1M and supplementedby 100 mg/l of tirosin and 160 mg/l of adenin sulfat. Resultsof experimentshowed that averageof shoot formations were 43.0,29.3,21.3, and 22.3 for dose rate was (0,5, 10, and 15) Gy respectively. Statistical data analysis of shoot formation showed significant difference betweencontrol and treatmentswith irradiated explants of 10 and 15 Gy. Leaf length and leaf width also were observed,resultsindicated that betweencontrol and treatment was not much difference.
PENDAHULUAN Pemuliaanmutasi dikombinasikandenganteknik kultur jaringan dapatmemperbaikigenetiktanamanpisang. Tanamanpisang mempakantanamandaerahtropik hidup suburdi Indonesia.Berbagaijenis tanamanpisangtumbuh subur di indonesia seperti Pisang Ambon Kuning, Barangan, Pi sang Kapok, Pi sang Emas daD berbagaijenis pisangtanamanliar. Perbaikansifat-sifat genetiktanaman pisang tersebutdi atasakan dapatmemberikannilai tambah terhadappendapatanpetani di Indonesia.De GUZMAN (1) dan De GUZMAN dkk. (2, 3), melaporkanbahwa perbaikan tanaman pisang dapat melalui mutasi buatan seperti menggunakan berbagaijenis mutagen. Basil penelitian merekamenunjukkanbahwa penggunaan dosis lOGy dapat menstimulasipembentukanpucuk taDamanpisang. Efektifitas penggunaanperlakuan zat mutagenik dapat menyebabkanluasnya variasi genetikpada tanaman yang dihasilkan selama kultur in Yilrn. Setiap genotip tanamanpi sang mempunyairesponsyang berbeda terhadapradiasigamma.ESPINOdkk. (4) mengatakan bahwa regenerasi pucuk tanaman pi sang dengan genotip(ABB) lebih toleran terhadapradiasi gammabila dibandingkandengantanamanpisangmempunyaigenotip
(AAA). Perlakuanradiasidosis tinggi, yaitu sekitar 50100 Gy pada genotip (ABB) masih mampu membentuk pucuk, tidak demikian halnya dengan genotip pisang (AAA). SILAYOI dkk (5) daDMENDENDEZ (6) mengatakanbahwa iradiasi gamma sekitar 40 Gy padajaringan meristernatikpisangjenis CavendishmasihmampumenghasilkanRlantlet~kitar 1,6%.Oasisradiasigammadi alas 50 Gy yang digunakan pada perlakuan untuk tanaman pi sang mengakibatkanrendabnya frekuensi regenerasi tanamandiperoleh. Menurut NOVAK daD MICKE (7), penggunaanmutagenik seperti radiasi gamma atau mutagenkimia EMS (EthanMethyl Sulphanate)padaeksplan mengakibatkan perubahankarakterfisiologisdan morfologi di antaraRlantlet. Produksi pucuk tanaman pisang pada kultur ill Y!!IQbiasanya menggunakanmedia MS (MURASffiGE dan SKOOG)(8). Media ini secaraumum digunakanpada kulturjaring tanaman.CRONAUER-MITRAdan KRIKORIAN (9) melaporkanbahwapucuk pisang dikultur pada media MS setengahcair mengandungbormon 2,4-0 dan Kinetin memberikan respons dalam membentuk masa kalus. NOVAK dkk. (10) berhasil mendapatkanRlantlet dari setsuspensiyang dikultur dalam mediaMS. Kombinasi teknik kultur jaringan dengan pemuliaan mutasi
Aplikasi Isotopdon Radiasi,1996
diharapkanakan memberikanterobosandalammemperoleh varietasbarn tanaman pisang yang toleran terhadapberbagaijenis penyakit. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengarnh iradiasi gamma terhadap pembentukanpucuk tanaman pisangsetamakultur ill YiJIQ.Padatahapselanjutnyaakan dilihat variasi genetik daTi olantlet berasaldari eksplan yang di iradiasi dengansinar gamma.
BAHAN DAN METODE Persiapao Eksplao uotuk Kultur. Tanaman pi sang yang bernmur sekitar 3-4 bulan yang tumbuh dalam kantong plastik di rnmah kaca daD tanamanyang ada di lapang diambil sebagaisumbereksplan.Tanaman pisang dipotong pada umbinya, kemudiandikupas untuk mendapatkantitik tumbuh. Titik tumbuhyang didapatkan setelahitu disteri1kanmenggunakanHgCl2(0.05%)selama 20 menit daDbilas tiga kali denganair suling steril. Radiasi daD Kultur Eksplan. Setelaheksplan disteri1kan,kemudian dikultur pada media MS mengandung makro daD mikro nutrisi daTi MURASHIGE and SKOOG (8) ditambahkan;0.5 mg/l nicotinic acid,0,5 mg/ I pyridoxin HCI, 0,5 mg/l thiamin HCI, 100 mg/l tirosin, 160 mg/l adenin sulfat, 30 grsukrosa, 5 mg/l BAP, 0,5 mg/1IAA daD pH media diatur 5,8 sebelumdiautoklaf. Eksplan ditumbuhkanpadamedia tersebutdi alas selama 1 minggu, setelahitu, eksplan diiradiasi dengandosis 5, 10,dan 15 Gy. Media PembentukanPucuk. Eksplanyangsudah diiradiasi denganberbagaidosis sepertidi alas,kemudian eksplandipotongmenjadiempatbagian dan dikultur pada mediapucuk terdiri daTi;makrodan mikro nutrisi dan MS, kemudianditambahkan0,5 mg/l nicotinic acid. 0,5 mg/l pyridoxinHCI, 0,5 mg/l thiamin HCI, 100mg/l tirosin, 160 mg/l adeninsulfa!, 30 gr sukrosa,3 mg/l BAP dan0,5 mg! I IAA, pH media 5,8 sebelumdiautoklaf. Media Pertumbuhan Akar. Setelah tanaman sekitar 6 minggu pada media pucuk, maka dihitung jumlab pucukyang terbentukdaTisetiap 1/4eksplan.Selurnh pucuk yangsudahterbentukdipindahkanke mediaMS bebas hormon untuk pembentukanakar selama1 bulan. PemindahanPlantlet ke Tanah dalam Kantoog Plastik. Plantletyang tumbuhdalam mediabebashormon dan sudahmempunyaiakar yang cukup, kemudiandipindahkan ke dalam kantong plastik berukuran 1 kg berisi tanah dicampurpupuk kandang. Sebelumtanamandipindahkan ke fallah, maka tanah tersebut harns disiram denganair secukupnya,dan setiapkantong plastik hanya ditanam dengansatutanaman.
BASIL DAN PEMBAHASAN Pembentukan Pucuk Tanaman. Penggunaan iradiasi gamma pada eksplan adalah untuk memperoleh variasi genetikpada level sel dalam menginduksipembentukanpucuktanaman.Tanamanpisangyang bemmur 34 bulan digunakan sebagaisumbereksplan,oleh karena
pada umur tersebut di atas mernpakan kondisi yang terbaik dalam menginduksi pucuk. Di samping itu, ffiQQ1~ tanaman pi sang ini sudah mulai besar daD mempermudah untuk membuat irisan sewaktu digunakan sebagai sumber eksplan (Gambar I). Jaringan tumbuh tersebut di atas, setelah disteriIkan, kemudian dibiakkan selama satu rninggu pada media MS mengandung 5 mg/l BAP dan 0,5 mg/ I IAA, media tersebut diberi suplemen dengan asam amino glutarnin daD adenin sulfat. Pembiakan eksplan pada media MS di atas sebelum diiradiasi adalah untuk mengurangi stres yang dialami oleh set-set jaringan meristematik tersebut. SJ!QQ.t ~ yang sudah diiradiasi dipotong menjadi empat bagian, setiap bagian ditumbuhkan dalam satu erlenmeyer atau botol yang digunakan untuk kultur. Setelah satu rninggu eksplan dikultur pada media pucuk, maka terlihat sebagian eksplan mengeluarkan eksudat yang berwarna keunguan daD merembes ke daIam media. Apabila eksudat tersebut terialu banyak dalam media, maka eksplan hams segera dipindahkan ke media pucuk barn. Oleh karena eksudat ini akan mengganggu pertumbuhan pucuk selanjutnya. Pengamatan minggu kedua setelah eksplan ditumbuhkan pada media pucuk sudah terlihat tonjolan-tonjolan, ini mernpakan tahap awal daTi pertumbuhan pucuk. Perbanyakan pucuk dapatjuga dilakukan dengan menggunakan media MS cair (9). KO WANHSIUNG dkk. (11) mengatakan Ribose mernpakan sumher karbon yang baik untuk menstimulasi pembentukan pucuk tanaman pisang. Pembentukan pucuk dan Rlantlet daTi pi sang dapat melalui kalus kemudian berkembang membentuk embrio somatik (12). SJ!QQ.t ~ dan titik tumhuh daTijantung pisang dapat digunakan sebagai sumber eksplan (12). Keuntungan pembentukan Rlantlet melalui embrio somatik adalah untuk kepentingan rekayasa genetik, oleh karena embrio somatik berasal daTi sel tunggal (13). NOY AK dkk. (10) mengatakan bahwa pembentukan embrio somatik secara morfologi menyernpai ~gotic ~ J2!!Q,pada perkembangan selanjutnya embrio somatik akan membentuk Rlantlet. Pada penelitian ini, untuk menstimulasi pembentukan pucuk pada media pucuk membutuhkan waktu sekitar empat minggu. Pucuk-pucuk yang sudah mulai membesar hams di subkuItur lagi pada media pucuk yang barn untuk perbanyakan. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa iradiasi gamma mulai daTi dosis 5 Gy sampai 15 Gy menekan pembentukan pucuk (fabel 1). Pucuk-pucuk yang sudah terbentuk ini akan berkembang pada subkultur (Gambar 2). Setelah 6-8 rninggu pucuk ini tumbuh pada media pucuk, kemudian dipindahkan ke media MS bebas hormon untuk pertumbuhan selanjutnya, di samping itu, media MS bebas hormon berguna dalam pembentukan akar tanaman. Sebelum pucuk-pucuk tanaman pisang ini dipindahkan ke media MS bebas horman, maka dihitung jumlah pucuk yang terbentuk daTi setiap eksplan yang digunakan sebagai sumber daIam pembentukan pucuk tanaman. Data di analisis menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) daD pengujian di antara perlakuan menggunakan Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf 5%. Pembentukan Plantlet daD Akar Tanaman. Pucuk tanaman yang tumbuh dewasa daTi media pucuk yang mengandung 3 mg/l BAP daD 0.5 mg/i kemudian
Aplikosi /sotopdon Radiasi,/996
dipindahkan ke media MS bebashormon. Pertumbuhan pucuksampai menjaditanamanutuh membutuhkanwaktu sekitar 4--6 minggu. Tanamanpisang ini mempunyai batang semu. Oleh karena batang pisang dibentuk daTi kumpulan lapisan pelepah,maka agak sulit menentukan saatpembentukanbatang. Pada penelitian ini, pembentukan batangtanamanditentukan setelahtanamanmempunyai 3-4 pucuk. Tinggi batang paling sedikit sudah mencapai3 cm, dihitung mulai dari bongkol sampaipada tangkai pelepahterakhir. Pucuk yang mulai dewasaini secaraberangsur-angsurtumbuh menjadiDlantlet. Pengamatanpada minggu keempatsetelahdipindah ke media MS bebashormon, kelihatan tanaman sudahmempunyai 3-4 helai daun. Pengamatanterhadappembentukanakar tanarnanpada saatini, memperlihatkanakar sudahmulai tumbuhdari sisi bongkoltanaman,dan akar ini akan terns memanjangsesuaidenganumur tanaman. PertumbuhanDlantlet daD akar setelahminggu keempattanamanberadapads media MS bebashormon cukupbaik. Akar-akar tanaman tumbuh denganbaik dan ternsmemanjang.Apabila perturnbuhan akartanamandirasasudahmencukupiuntuk tanamandipindahkanke taoab, maka sebelumdipindahkan akar tanaman hams dicuci denganair kran sebersihmungkin daTiagar yang menempel pads akar tanaman.Tanamanpisang tumbuh dengan baik setelah5 minggu di pindahkanke tanah(Gambar3).
KESIMPULAN DaTibasil penelitian mengenaipengaruhiradiasi terhadappembentukanpucuk tanamanpisang dapat disimpulkan sebagaiberikut: 1. Radiasi gamma dengandosis 5-15 Gy telah menghambat regenerasipucuk tanamanantara 30-50%. Hasilanalisisstatistikmengenaipengaruhiradiasigamma terhadappembentukanpucuk menunjukkanbahwa iradiasi lOGy terjadinyaperbedaanyang nyata dalam pembentukanpucuktanarnanpisangbila dibandingkan kontrol. 2. Hasil pengamatanterhadap panjang daun daD lebar daun memperlihatkanperbedaanyangtidak mencolok, tetapi terhadappanjang tangkai daun ada perbedaan antarakontrol denganperlakuanyang diberi irradiasi.
UCAPAN TERIMA KASm Penulis mengucapkanterima kasih kepadaYulidar yang telah membantu pelaksanaan penelitian ini sampaiselesai.
DAFTAR PUSTAKA 1. De GUZMAN, E. V., "Project on productionof mutants by iradiation of in vitro cultured tissueof Coconut and bananas,their masspropagationby the tissue culture techniques",Improvementof Vegetatively Propagated Plant Through Induced Mutation (IAEA-TECDOC-173), IAEA, Vienna (1975) 5.
2. De GUZMAN,E.V., DECENA,A.C., and UBALDE, E.M., Plantlet regenerationfrom unirradiatedand irradiatedbananashoottip tissuecultured in vitro, Philpp, Agric..§.,l (1980) 140. 3. DE GUZMAN, E.V., DEL ROSARIO, A.G., and PAGGALIW AGAN, P.C., "Productionof mutantsby irradiationof in vitro-culturedtissuesof coconutand bananaand their masspropagationby tissueculture techniques",InducedMutation in Vegetaively PropagatedPlants II, IAEA, Vienna (1982) 113. 4. ESPINO,R.R.C.,ZAMORA, A.B., PIMENTL, R.B., « Mutation breeding on selected Philippine fruit crops",NuclearTechniquesand in vitro Culturefor Plant Improvement,lAEA, Vienna (1986)439. 5. SILA YOI, B., SAHA V ACHARIN, 0., and SINGBURADON, N., " Inducedmutationsfor leaf-spot diseaseresistancein banana" Nuclear Techniques and in vitro Culture for Plant Improvement,IAEA, Vienna (1986)439. 6. MENDENDEZ, T., "Application of mutationMethods to bananasbreeding",InducedMutations in Vegetatively PropagatedPlants, IAEA, Vienna (1973) 75.
7. NOVAK, F.J.,and MICKE, A."Advancementof in vitto mutationbreedingtechnologyfor bananaand plantains, lAEA Report, lAEA, Vienna (1991) 56. 8. MURASHIGE, T., and SKOOG,F.,A revisedmedium for rapid growth and bioassaywith tobaccotissue cultures,Physiol. Plant li (1962) 473. 9. CROUNAUER-MITRA,S.S.,and KRIKORIAN, A.D., Adventitiousshootproductionfrom calloid cultures of banana,Plant Cell Reports~ (1987)443. 10. NOVAK, F.J., AFZA, M., VAN DUREN, A.M., PERRA-DALLOS, M., CONGER, B. V., and XIAOLANG, T., Somaticembryogenesis and plant regenerationin suspensioncultures of desert(AAB and AAA) and Cooking (ABB) bananas (Musa spp),Biotechnology1 (1989) 154. 11. KO WAN-HSIUNG, HWANG, S.C., and KU, F.M., A new techniquefor storageof meristem-tipcultures of 'Cavendish'banana,Plant Cell Culture~ (1991) 179. 12. KRIKORIAN, A.D., SCOTT, M.E., CRONAUERMITRA, S.S.,and SMI1H, L., Musa Callus and Cell Culture: Strategies,Achievementsand Directions, IAEA Report,IAEA, Vienna (1991)9. 13. ZIMMERMAN, J.L., Somaticembryogenesis:A model for earlydevelopmentin higherplants,The Plant Cell~ (1993) 1411.
Aplikasi I salopdonRadiasi. 1996 Tabel 1. Pengaruh iradiasi gamma terhadap pembentukan pucuk tanaman Pisang Varietas Ambon Kuning
KK = 28,8%
BNTO,O5= 15,75
Tabel 2. Sidik ragam dari data pembentukan pucuk tanaman plsang
-Surnberkerasarnan
DB
~
KT
Perlakuan
3
898
299,33 4,28
Galat
8
560
70
Total
11
1458
369,33
Fhit.-
Ftab.5%.
---
GambarI. Shoot-tipdaTitanamanpi sangyang berumur3 bulan ditanam pada media pucuk sebelumdiiradiasi.
4,07
2
DB = derajat bebas; JK = Jumlah kuadrat; KT= Kuadrat tengah
Tabe\ 3. Pengamatanpanjang daun, lebar daun dan tangkai daun dari tanaman pisang pada media MS bebas hormon
Dosis iradiasi
daun
Lebar daun
---
Kontrol
4,26:1:
2,01:1:0,41
SOy
4,80:1: 1,180,83 2,05:1:0,42
10 Oy 15 Oy
4,45:1:
TD
2,08:1:0,47
ill
Panjang tangkai daun
1,36:1:0,23 0,88:i:O,49 0,86:t:0,19 ill
X:f:SD ; TD=Tidak diukuT.
Panjang 0,61
Gambar2. Pucuk-pucuk tanaman pisang tumbuh daD berkembangdi media pucuk selamadua bulan
Aplikasi [SalOpdan Radiasi, /996
3
Gambar3. Tanamanpisangtumbuh dan berkembangsetelah dipindahkan ke kantong plastik berisi tanah
Aplikasi IsotopdanRadiasi. 1996
DISKUSI
SHOLERAVIVl
ISHAK
1. Perubahanfenotipeakibat radiasi tidak selaludiakibatkan olehperubahangenotipe,bisa banyaterjadipembaban di tingkat protein, selanjutnyaperubabantidak diturunkan? 2. BagairnanAnda bisa yakin bahwa perubahanwarDa yang terjadi diakibatkan oleh perubahangenotipetanpa meneliti struk;turgenotipe?
1. Keragamangenetikyang terjadi bait pada pembentukall pocukmaupm tanamandapatdilihat padaTabel I, pengamatanini barn dilakukan pada generasiRO,sedangkanuntuk mendapatkandata-datakuantitatif per10,dilakukanpengamatanpada generasiR2. 2. Kami selalomengikuti perkembanganmolai dari pembentukanpocuk ~pai m~njaditanamanhingga tanamanberubah.
ISHAK
YENI MELDIA
1. Kalau diteliti selainmolekuIar,bahwaperubahangenotipeakanmengubahekspresiprotein, olehkarenaperubaban ekspresiprotein berkaitandenganmutasiyang terjadi pada gen atau kromosom 2. Perubahangenotipe tanaman dapat dilihat daTi penarnpilan tanarnanyang bersangkutan(fenotip).
I. Apakah tidak terjadi perubahanterhadapwama daun tunas/plantlet? 2. Apakahtidak terjadi rosetpadaplantletyang diperoleh?
ENDANGGAn 1. Tujuan penelitiaan ini adalahuntuk keragaman.tetapi kenapapada presentasitadi tidak ada data-datayang mendukungpemyataantersebut? 2. Apakahbiakandari botol tersebutdiperbanyakdan diberi nomor,sehinggaakan diketahuiadanyakeragarnan, apabila diarnati unsur morfologi daDfisiologi di lapangan?
ISHAK 1. Terjadi perubahan WarDa pada pelepah dan bentuk daun pada penggunaan iradiasi gamma 0,5 Krad. 2. Pacia penelititan terdahulu, diketemukan tanaman roset.
HAR Y ANTO
Dari eksplantanamanpisangyang di uji, apakah telah diamati pengaruhterhadapprodusipisangnya?
ISHAK Kami belum menguji produksi tanamanvarietas pisangAmbon kuning.
Ke Daftar Isi
