PENGARUH MUTASI FISIK MELALUI IRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KERAGAAN BUNGA MATAHARI (Helianthus annuus L.)
M. HAIKAL CATUR SAPUTRA A24080056
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
i
PENGARUH MUTASI FISIK MELALUI IRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KERAGAAN BUNGA MATAHARI (Helianthus annuus L.) Physic Mutation with Iradiation Gamma Ray Influence on Sunflower (Helianthus annuus L.) Performance
M. Haikal Catur Saputra1 , Juang Gema Kartika2, Syarifah Iis Aisyah2 Mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB Staf Pengajar, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB Abstract Research was conducted in Green House at IPB Reseacrh Station Cikabayan from January to Mei 2012. Gamma Ray Irradiation was given at Development and Research Laboratorium Center of Isotop and Radiation Technology, BATAN, Pasar Jumat, South Jakarta. The objectives of this research was to determine sunflower fenotipics differences by quantitatif and qualitatif characters. Research arranged by Randomized Completely Design with 2 factors. First factor was variety with 4 genotip, Italian White, Sunspot, Lemon Queen, and Mammoth. Second factor was gamma ray rate with 4 rate, 0, 20, 40, and 60 gray. Result showed that gamma ray gave different value compared from the existed sunflower. Some mutans also showed attractive fenotipic and has more positive character than sunflower with 0 Gy. Keywords : Mutan, Italian White, Sunspot, Lemon Queen, Mammoth.
RINGKASAN
M. HAIKAL CATUR SAPUTRA. Pengaruh Mutasi Fisik Melalui Iradiasi Sinar Gamma terhadap Keragaan Bunga Matahari (Hellianthus Annuus L.) (Dibimbing oleh JUANG GEMA KARTIKA dan SYARIFAH IIS AISYAH). Bunga matahari (Hellianthus Annuus L.), selain sebagai tanaman hias, juga dimanfatkan sebagai makanan ringan, makanan ternak dan juga sebagai bahan baku kosmetik serta sebagai penghasil minyak. Banyak penelitian mengenai kandungan minyak dari biji bunga matahari, namun tidak banyak penelitian pada bidang pemuliaan tanaman untuk tanaman bunga matahari khususnya pada bunga matahari sebagai tanaman hias. Penelitian dilaksanakan dari Bulan Januari 2012 hingga Mei 2012 di Green House kebun percobaan Cikabayan IPB, Dramaga Bogor, dan perlakuan iradiasi sinar gamma dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Atom dan Tenaga Nuklir Nasional, Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Penelitian ini bertujuan untuk melihat keragaaan fenotipik bunga matahari akibat pengaruh iradiasi sinar gamma berdasarkan karakter kualitatif dan kuantitatif. Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dua faktor yaitu varietas dan taraf dosis sinar gamma. Varietas yang digunakan sebanyak empat varietas yaitu “Italian White”, “Sunspot”, “Lemon Queen”, serta “Mammoth” dan taraf dosis yang dipakai sebanyak empat taraf dosis yaitu 0, 20, 40 dan 60 gray. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga pada penelitian ini terdapat 48 satuan percobaan dan masing-masing ulangan terdiri dari tiga tanaman. Jumlah total tanaman pada percobaan ini adalah 144 tanaman. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sinar gamma mampu memberikan keragaan lain dari tanaman bunga matahari yang sudah ada. Beberapa mutan cukup menarik dan memiliki karakter positif dibandingkan dengan tanaman tanpa perlakuan iradiasi sinar gamma.
ii
PENGARUH MUTASI FISIK MELALUI IRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KERAGAAN BUNGA MATAHARI (Helianthus annuus L.)
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
M. HAIKAL CATUR SAPUTRA A24080056
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2012
iii
JUDUL : PENGARUH MUTASI FISIK MELALUI IRADIASI SINAR GAMMA TERHADAP KERAGAAN BUNGA MATAHARI (Hellianthus annuus L.) NAMA : M. HAIKAL CATUR SAPUTRA NRP : A24080056
Menyetujui, Dosen Pembimbing I,
Dosen Pembimbing II,
Juang Gema Kartika SP, MSi NIP. 19810701 200501 2 005
Dr. Ir .Syarifah Iis Aisyah MSc, Agr NIP. 19670318 199103 2 001
Mengetahui, Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Dr. Ir. Agus Purwito, M.Sc.Agr NIP. 19611101 198703 1 003
Tanggal lulus : iv
RIWAYAT HIDUP
Penulis lahir pada tanggal 21 Agustus 1989. Penulis merupakan anak keempat dari pasangan H. Abidin Kamay (Alm) dan Hj. Masnah Penulis menyelesaikan pendidikan mulai dari taman kanak-kanak hingga sekolah menengah atas di Kota Bandar Lampung, Provinsi Lampung. Tahun 1996 penulis menyelesaikan pendidikan di TK Xaverius, kemudian pada tahun 2002 penulis menyelesaikan studi di SD Xaverius. Tahun 2005 lulus dari SMP Negeri 4 Bandar Lampung, kemudian pada tahun 2008 lulus dari SMA Negeri 2 Bandar Lampung. Penulis diterima di Departemen Agronomi dan Hortikultura IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI) tahun 2008 dan kemudian memilih Komunikasi sebagai bidang keahlian pelengkap (minor) dari Departemen Sains Komunikasi dan Pengembangan Masyarakat. Selama kuliah, penulis aktif dalam organisasi diantaranya Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB 2009-2010, Badan Eksekutif Mahasiswa Fakultas Pertanian 2010-2011, dan PSM IPB Agriaswara 2008-2012. Prestasi yang pernah diraih selama kuliah antara lain Juara 1 lomba Vokal Grup IPB Art Contest 2009, Juara 2 Monolog dan Tari Kontemporer IPB Art Contest 2010, Finalis Botani Ambassador 2010, Juara 2 Tari Kreasi IPB Art Contest 2011 peraih dana PKM-P Dikti 2012 dengan judul MIKIGA dalam PKMM, dan Best Presenter dalam acara Communication Day 2010, serta Wakil II Jajaka Kabupaten Bogor 2012. Penulis pernah menjadi asisten mata kuliah Sosiologi Umum tahun ajaran 2010/2011, Komunikasi Bisnis tahun ajaran 2010/2011 dan 2011/2012, DasarDasar Komunikasi tahun ajaran 2011/2012, serta Perancangan Percobaan 2010/2011 dan kini sedang bekerja di Green TV IPB sebagai host. Penulis juga sebagai MC, Announcer dan News Anchor di Megaswara Network.
v
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis sampaikan ke Hadirat Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga proposal usulan penelitian yang berjudul ”Pengaruh Mutasi Fisik Melalui Iradiasi Sinar Gamma terhadap Keragaan Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) ” ini dapat diselesaikan dengan baik. Penulis menyampaikan terima kasih kepada Juang G. Kartika, SP. MSi. dan Dr. Ir. Syarifah Iis Aisyah, MSc. Agr. yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan selama kegiatan penyusunan skripsi ini. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada dosen penguji, yaitu Dr. Desta Wirnas, SP. MSi. atas saran dan masukan yang membangun untuk perbaikan skripsi ini. Ucapan terimakasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Echa (Alm.) yang telah membukakan jalan kepada penulis dalam penentuan topik skripsi. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Dr. Faiza C. Suwarno selaku pembimbing akademik selama berkuliah di IPB. Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada teman-teman yang memberikan bantuan (Kak Roby, Bebeb Panda, Bebep Willy, Dira, Nanda, Fajar, Wulan, Indi, Gita, Weny, Bayu, Yuyuk, Tiara, Agus, Miftah, Kak Rene, Dwi, Tiara, Rahmy, Kak Vicky, Ican, Rista, Hardian, Arga, Nisa, Kak Tian, Rifa, Sarah, Elin, Dede Adithia SH, Mas Bejo, Didit Darmawan, Kak Mail, ORENZ Digital Printing, B08, Q18, sahabat Indigenous 45, Green TV dan KPM 45). Kepada keluarga yang telah memberikan dorongan yang tulus baik moril maupun materil, penulis mengucapkan terima kasih yang sedalam - dalamnya. Semoga hasil penelitian ini berguna bagi yang memerlukan.
Bogor, September 2012
Penulis
vi
DAFTAR ISI Halaman
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
viii
DAFTAR GAMBAR .....................................................................................
ix
PENDAHULUAN ......................................................................................... Latar Belakang ...................................................................................... Tujuan Percobaan ................................................................................. Hipotesis ...............................................................................................
1 1 2 2
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................ Botani Bunga Matahari ......................................................................... Budidaya Tanaman Bunga Matahari .................................................... Pemuliaan Mutasi ................................................................................. Mutagen ................................................................................................ Sinar Gamma ........................................................................................
3 3 4 5 6 6
BAHAN DAN METODE .............................................................................. Waktu dan Tempat................................................................................ Bahan dan Alat ..................................................................................... Metode Pelaksanaan ............................................................................. Pelaksanaan Penelitian ......................................................................... Pengamatan ...........................................................................................
8 8 8 8 9 10
HASIL DAN PEMBAHASAN ...................................................................... Kondisi Umum ..................................................................................... A. Karakter Kuantitatif ........................................................................ A.1. Tinggi Tanaman ...................................................................... A.2. Jumalah Daun ......................................................................... A.3. Panjang Daun .......................................................................... A.4. Lebar Daun ............................................................................. A.5. Lebar Tajuk dan Diameter Batang .......................................... A.6. Diameter Petal, Diameter Tabung, dan Jumlah Mahkota ....... A.7. Umur Berkecambah, Umur Keluar Kuncup, Umur Mekar Sempurna, Umur Mekar – Layu…………………………….
11 11 14 14 16 17 18 18 19 20
B. Karakter Kualitatif ........................................................................... B.1. Warna Daun.............................................................................. B.2. Warna Bunga ............................................................................
21 21 22
C. Perubahan keragaan Fenotipik Khusus ............................................ C.1. Italian White ............................................................................. C.2. Sunspot ..................................................................................... C.3. Lemon Queen ........................................................................... C.4. Mammoth ................................................................................. C.5. Bunga Tabung .......................................................................... C.6. Perubahan Fisiologis Prospektif ...............................................
25 25 26 27 28 29 30 vii
KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... Kesimpulan ........................................................................................... Saran .....................................................................................................
31 31 31
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
32
viii
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Rekapitulasi sidik ragam pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap karakter kuantitatif bunga matahari ............................... 13
2.
Morfologi tanaman bunga matahari berdasarkan deskripsi varietas yang digunakan ...............................................................
14
Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata tinggi tanaman setelah iradiasi ................................................................
15
4.
Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata jumlah daun
16
5.
Hasil uji lanjut pengaruh dosis terhadap rata-rata jumah daun .....
17
6.
Pengaruh varietas dan dosis terhadap rata-rata panjang daun .....
17
7.
Pengaruh varietas dan dosis terhadap rata-rata lebar daun ..........
18
8.
Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata lebar tajuk dan diameter batang ......................................................................
19
3.
9.
Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap diameter petal, tabung, dan jumlah mahkota ...................................................................... 19
10.
Pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap umur berkecambah, umur keluar kuncup bunga, umur mekar sempurna, dan umur mekar bunga sampai layu ............................
20
Perbandingan warna petal masing-masing varietas pada Pengamatan ...................................................................................
22
Warna bunga tabung pada masing-masing varietas ......................
25
11. 12.
ix
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Kutu putih ........................................................................................
12
2.
Hawar daun .....................................................................................
12
3.
Predator alami .................................................................................
12
4.
Serangan ulat daun ..........................................................................
12
5.
Serangan belalang ...........................................................................
12
6.
Kemasan italian white .....................................................................
14
7.
Kemasan sunspot .............................................................................
14
8.
Kemasan lemon queen ....................................................................
14
9.
Kemasan mammoth .........................................................................
14
10. Perbandingan tinggi tanaman masing-masing varietas dalam setiap dosis ......................................................................................
16
11. Keragaan warna daun klorosis ........................................................
21
12. Daun normal ...................................................................................
21
13. Keragaan bunga varietas Italian White ...........................................
22
14. Keragaan bunga varietas Sunspot ..................................................
23
15. Perbedaan warna mahkota pada varietas Lemon Queen .................
24
16. Perbedaan warna mahkota pada varietas Mammoth .......................
24
17. Italian White 40 Gy .........................................................................
25
18. Italian White 60 Gy .........................................................................
25
19. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Italian White .................
26
20. Perubahan fisiologis khusus pada varietas Sunspot ........................
26
21. Bentuk dan kerapatan pada varietas Sunspot ..................................
27
22. Perubahan fisiologis khusus pada varietas Lemon Queen ..............
27
23. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Lemon Queen................
28
24. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Mammoth......................
28
25. Bentuk bunga tabung yang tersembul .............................................
29
26. Perubahan fisiologis prospektif ......................................................
30
x
PENDAHULUAN Latar Belakang Potensi pengembangan tanaman hias di Indonesia sangat baik, terutama untuk pengembangan ekspornya. Kesempatan dalam peluang usaha tanaman hias terus meningkat dan selalu mengalami perkembangan seiring dengan permintaan para konsumen. Menurut data Badan Pusat Statistik RI (2010) total produksi beberapa komoditas tanaman hias untuk bunga potong di Indonesia tertinggi mencapai 185,232,970 potong pada tahun 2010 meningkat dari tahun sebelumnya yaitu sebesar 107,847,072 potong. Indonesia sebagai negara tropis, tentu memiliki potensi yang luar biasa dalam pengembangan tanaman hias. Selain Sumber Daya Alam (SDA) yang cukup menunjang, sinar matahari sepanjang tahun di Indonesia membuat tanaman hias tropis di Indonesia cukup diminati di beberapa negara, khususnya untuk negara dengan empat musim yang tidak memiliki sinar matahari sepanjang tahun. Hal inilah yang menjadi salah satu faktor tingginya permintaan nilai ekspor untuk beberapa tanaman hias Indonesia. Keberadaan
Indonesia
yang
beriklim
tropis
mampu
untuk
mengembangkan tidak hanya tanaman hias asli Indonesia, tetapi juga tanaman hias yang mampu beradaptasi di lingkungan tropis. Salah satu tanaman introduksi yang telah dibudidayakan di Indonesia adalah tanaman bunga matahari (Helianthus anuuss L.). Bunga matahari merupakan salah satu tanaman hias yang memiliki cakupan adaptasi yang luas dan membutuhkan daerah yang panas dengan sinar matahari penuh, namun dalam pertumbuhannya tidak dipengaruhi oleh fotoperiodisme. Menurut Chapman dan Carter (1975), pertumbuhan bunga matahari yang optimal dicapai pada suhu di atas 10o C. Bunga matahari juga dapat tumbuh pada ketinggian sampai 1000 m dpl ( Hasanah dan Wikardi, 1989) Konsumen tanaman hias lebih menyukai tanaman hias yang memiliki keragaman atau kekhasan tersendiri. Semakin beragam atau semakin khas suatu tanaman hias maka harga jualnya pun akan semakin tinggi, terlebih lagi didukung dengan era pasar bebas saat ini yang juga membuka peluang peningkatan usaha
2
agribisnis tanaman hias, baik dalam skala kecil, menengah, maupun besar. Dengan demikian perlu adanya peningkatan dan perbaikan kualitas baik produksi maupun inovasi dalam pengembangan performa tanaman hias. Salah satu upaya peningkatan keragaan pada tanaman hias yaitu dengan mutasi iradiasi sinar gamma. Pemuliaan mutasi adalah salah satu pendekatan pemuliaan yang berguna untuk menimbulkan keragaman dan keragaan tanaman. Secara umum mutasi dapat diartikan sebagai suatu perubahan materi genetik pada suatu bagian tanaman tertentu. Menurut Poespodarsono (1988), mutasi adalah suatu perubahan terhadap gen tunggal, terhadap sejumlah gen, atau terhadap susunan kromosom. Sementara menurut Poehlman dan Slaper (1995), mutasi merupakan proses perubahan yang mendadak pada materi genetik dari suatu sel yang mencakup perubahan pada tingkat gen, molekuler, atau kromosom. Mutasi tanaman pada bunga matahari ini diharapkan mampu memberikan keragaan yang berbeda dari tanaman yang sudah ada sebelumnya, baik pada karakter kuantitatif maupun pada karakter kualitatif . Peningkatan keragaan pada penelitian ini diprioritaskan pada karakterkarakter kualitatif seperti bentuk daun, warna bunga, warna daun, dan keragaan fenotipik khusus pada mutan yang dihasilkan, serta beberapa karakter kuantitatif. Pengembangan keragaan diprioritaskan pada karakter kualitatif karena yang menjadi pusat perhatian dan nilai jual dari suatu tanaman hias adalah keragaan fenotipik dan bentuk fisik yang tampak secara langsung. Tujuan Penelitian ini bertujuan untuk melihat keragaaan fenotipik bunga matahari akibat pengaruh iradiasi sinar gamma berdasarkan karakter kualitatif dan kuantitatif. Hipotesis Terdapat perbedaan keragaan hasil pada masing-masing varietas bunga matahari akibat perlakuan iradiasi sinar gamma dan dapat diperoleh perubahan karakter pada tanaman bunga matahari yang prospektif untuk diteliti lebih lanjut dan dikembangkan menjadi varietas baru.
3
TINJAUAN PUSTAKA Botani Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) Bunga matahari merupakan salah satu tanaman hias dari famili asteraceae dengan nama latin Helianthus annuus L. Bunga ini sudah ada sejak abad ke-16 yang berasal dari Amerika Utara. Menurut Benson (1957) klasifikasi tanaman bunga
matahari
(Helianthus
annuus
Kingdom
:
Plantae
Divisi
:
Spermatophyta
Kelas
:
Angiospermae
Sub Kelas
:
Dicotyledoneae
Ordo
:
Asterales
Famili
:
Compositae
Genus
:
Helianthus
Spesies
:
Helianthus annuus L.
L.)
adalah
sebagai
berikut:
Tanaman bunga matahari termasuk tanaman semusim yang berasal dari Amerika Utara (Meksiko), yang memiliki beberapa varietas. Batang tanaman bunga matahari ini tegak, tidak bercabang dan tingginya mencapai 1.5 m- 2.5 m (Napis et al., 1980). Menururt Chapman dan Carter (1975) tinggi tanaman bunga matahari bervariasi dan ada yang mencapai lebih dari 3 m. Selain itu bunga matahari memiliki batang dan daun yang lebar serta berbulu (Napis, et al., 1980) Bunga matahari merupakan kumpulan bunga-bunga tubular yang kecil dan tersusun secara solid pada suatu piringan tipis yang dikelilingi oleh mahkota bunga. Pertumbuhan tanaman bunga matahari relatif cepat, dan tergolong ke dalam tanaman tahunan. Tanamannya bersifat terna atau perdu yang memiliki saluran-saluran
getah
kelenjar
minyak.
Berdaun
tunggal
dan
tersebar
(Tjitrosoepomo, 1988). Duke (1983) menyatakan bahwa panjang daun berkisar antara 10 cm - 30 cm dan lebar 5 cm - 20 cm. Varietas bunga matahari sangat beragam dan memiliki ciri khas masingmasing. Sebanyak 67 spesies tanaman bunga matahari telah diketahui, dan hanya
4
17 jenis spesies tanaman bunga matahari yang dikembangkan sebagai tanaman hias (Desai, Kotecha, dan Salunkhe, 1997). Beberapa spesies tanaman bunga matahari yang sering dibudidayakan terbagi menjadi beberapa tipe yaitu tipe besar (giant types), semi kerdil (semi-dwarf types) dan kerdil (dwarf types). Pada tipe besar, tinggi tanaman sekitar 1.8 m - 4.2 m, pemasakannya lambat, diameter bunga mencapai 30 cm - 50 cm. Pada tanaman tipe semi kerdil memiliki kisaran tinggi 1.3 m - 1.8 m, pemasakan bunganya lebih cepat, dan diameter bunga sekitar 17 cm - 23 cm. Tipe kerdil hanya memiliki tinggi sekitar 0.6 m - 1.4 m, pemasakan bunganya cepat, diameter bunga 14 cm - 16 cm. Berdasarkan kandungan minyak nabati dari ketiga tipe bunga matahari, kandungan minyak tertinggi secara berturut-turut tipe kerdil, tipe semi kerdil, dan tipe besar. (Duke, 1983) Selain sebagai tanaman hias, bunga matahari juga termasuk ke dalam salah satu tanaman penghasil minyak nabati (Myers dan Minor, 2005). Benih yang ditujukan untuk produksi minyak nabati (oilseed sunflower) biasanya berwarna hitam dan memiliki pericarp yang tipis, sedangkan benih untuk produksi nonminyak (non-oilseed sunflower) memiliki ukuran yang lebih besar dan pericarp yang lebil tebal, dan kulitnya bercorak garis. Manfaat lain dari biji bunga matahari di Indonesia dan beberapa negara di dunia juga sebagai makanan ringan, makanan ternak dan juga sebagai bahan baku kosmetik. Budidaya Tanaman Bunga Matahari Bunga matahari untuk tujuan tanaman hias dan produksi bunga potong merupakan varietas komersial yang memiliki beberapa kriteria tumbuh seperti tahan terhadap kekeringan, membutuhkan sinar matahari penuh, dan mampu tumbuh pada cakupan kondisi tanah yang luas. Tanaman bunga matahari akan maksimal pertumbuhannya pada pH 6.5 - 7.5, suhu pertumbuhan yang optimal berkisar antara 22oC – 30oC, dan cahaya matahari penuh. Umur tanaman dari penyemaian hingga berbunga berbeda-beda, tergantung varietas yang digunakan yaitu antara 7 - 11 minggu. Bunga matahari merupakan tanaman hari normal, namun untuk tujuan tanaman hias dan bunga potong, pembungaannya akan lebih
5
cepat dengan fase hari pendek. Pemanenan bunga dilakukan ketika warna mahkota bunga telah tampak (Schoellhorn et al., 2004). Beberapa tahun terakhir, bunga matahari telah dikenal sebagai tanaman hias dalam pot di beberapa negara seperti kawasan Eropa. Pemberian tambahan penyinaran hingga 13 jam akan meningkatkan kualitas tanaman dalam pot. Bunga matahari dalam pot umumnya tidak tahan terhadap kekeringan karena akan mengakibatkan pertumbuhannya menurun. (Whipker et al., 1998). Pemuliaan Mutasi Secara umum mutasi dapat didefinisikan sebagai suatu perubahan materi genetik dari suatu tanaman yang akan menimbulkan keragaman genetik. Menurut Nasir (2001), mutasi adalah perubahan dalam struktur gen baik yang terjadi secara spontan (alami) maupun secara buatan dengan menggunakan metode fisik atau kimia. Menurut Aisyah (2006), mutasi dapat terjadi pada seluruh bagian tubuh tanaman dan setiap fase pertumbuhan tanaman, namun lebih banyak terjadi pada bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel seperti tunas, biji, dan sebagainya. Mutasi dapat dikategorikan sebagai mutasi yang terjadi secara buatan dengan merekayasa karakter genetik pada bahan tanam yang akan digunakan. Mutasi yang secara alamiah lebih jarang terjadi dibandingkan dengan mutasi buatan, sehingga frekuensi keragamaan yang dihasilkan pun lebih sedikit. Menurut IAEA (1977), peluang terjadinya mutasi secara alamiah sangat kecil yaitu sekitar 10-7 - 10-6 . Nasir (2001) menyatakan bahwa hasil mutasi yang terjadi secara alamiah mengalami evolusi selektif dan tergabung dalam genotipe yang seimbang dan sangat jarang sekali mutasi baru yang memiliki suatu keuntungan secara cepat. Aisyah (2006) menyatakan bahwa mutasi alamiah dapat disebabkan antara lain oleh sinar kosmos, bantuan radio aktif, dan sinar UV matahari. Mutasi buatan atau mutasi induksi mampu meningkatkan frekuensi keragaman yang dihasilkan dengan menggunakan mutagen karena waktu yang dibutuhkan relatif lebih singkat dibandingkan dengan mutasi yang terjadi secara spontan (alami).
6
Mutagen Mutagen adalah agen yang digunakan untuk menghasilkan mutasi buatan. Mutagen dapat diklasifikasikan sebagai mutagen fisik, mutagen kimia, dan mutagen biologis. Mutagen yang sering digunakan adalah mutagen fisik dan mutagen kimia. Menurut Nasir (2006) mutagen yang sering digunakan terbagi menjadi tiga yaitu: 1) radiasi pengionan, 2) radiasi non pengionan, 3) radiasi menggunakan bahan kimia. Salah satu contoh mutagen kimia adalah EMS (ethylene methane sulfonate). Mutagen fisik contohnya adalah iradiasi pengion seperti iradiasi sinar gamma, sinar X, sinar beta dan neutron. Menurut Qosim et.al. (2007), induksi mutasi berkontribusi dalam meningkatkan keragaman genetik tanaman. Frekuensi mutasi juga dapat ditingkatkan dengan teknik induksi mutasi menggunakan mutagen. Penggunaan mutagen fisik pada tanaman sangat dianjurkan dibandingkan dengan mutagen kimia, karena frekuensi mutasi yang tinggi. Berbagai mutagen fisik secara khas dibedakan dari tipe radiasinya. Para pemulia tanaman umumnya menggunakan sinar X, sinar gamma, ultraviolet, dan neutron sebagai mutagen fisik. Semua radiasi ini (kecuali sinar ultraviolet) mengionisasi atom-atom dalam jaringan dengan cara melepaskan elektron – elektron dari atomnya (Aisyah, 2006). Aisyah (2006) menyatakan bahwa pada proses ionisasi terbentuk radikal positif dan elektron bebas. Pada jaringan yang mengandung kadar air rendah, seperti biji – bijian kering, radikal – radikal yang diinduksi dari iradiasi akan merusak dengan sangat lambat. Sebaliknya, jika kandungan air tinggi, maka radikal tersebut akan membuat kerusakan dengan cepat. Jadi pada saat meradiasi biji, pemulia harus mengukur kadar air dan kadar oksigen biji terlebih dahulu. Sinar Gamma Berbagai mutagen fisik secara khas dibedakan dari tipe radiasinya. 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 dibandingkan dengan sinar X ataupun sinar lainnya. Aisyah (2006)
7
menyatakan bahwa sinar gamma adalah radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar X, artinya sinar gamma menghasilkan radiasi elektromagnetik dengan tingkat energi yang lebih tinggi. Mohr dan Schopher (1995), menyatakan bahwa iradiasi sinar gamma akan menghasilkan ion dan radikal dalam bentuk hidroksil (OH-). Radikal hidroksil dan hydrogen peroksida yang dihasilkan oleh pancaran iradiasi sinar gamma akan bersenyawa dengan bahan tanaman yang diradiasi dan menyebabkan kerusakan fisiologis, diferensiasi sel, dan kerusakan gen. Tingkat radiasi energi sinar gamma yang dihasilkan oleh reaktor nuklir mencapai lebih dari 10 MeV. Energi sinar gamma mampu menembus jaringan yang sangat dalam dan bersifat merusak jaringan yang dilewatinya. Radiasi sinar gamma biasanya diperoleh dari disintegrasi radioisotop – radioisotop 60
Co (Sparrow 1979, van Harten 1998).
137
Cs atau
8
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilakukan pada akhir bulan Januari 2012, dan berakhir pada awal Mei 2012 di Green House kebun percoban Cikabayan IPB, Dramaga Bogor. Perlakuan iradiasi sinar gamma dilakukan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi, Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pasar Jumat, Jakarta Selatan. Bahan dan Alat Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah benih bunga matahari dengan varietas Italian White, Sunspot, Lemon Queen, dan Mammoth. Selain itu pada penelitian ini juga digunakan arang sekam, pupuk kandang ayam, tanah, pupuk NPK (15:15:15), gandasil D, gandasil B, polybag ukuran 15 cm x 15 cm dan polybag berukuran 40 cm x 40 cm. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah Gamma Chamber 4000A, meteran, label, amplop, plastik berukuran 12 cm x 8 cm, penggaris, ember, gelas ukur, timbangan digital, RHCC (Royal Horticulture Colour Chart) dan alat-alat penunjang penelitian lainnya. Metode Pelaksanaan Rancangan yang digunakan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dua faktor yaitu varietas dan taraf dosis sinar gamma. Varietas yang digunakan sebanyak empat varietas yaitu Italian White, Sunspot, Lemon Queen, dan Mammoth dan taraf dosis yang dipakai sebanyak empat taraf dosis yaitu 0, 20, 40, dan 60 gray. Masing-masing perlakuan diulang sebanyak tiga kali sehingga pada penelitian ini terdapat 48 satuan percobaan. Masing-masing satuan percobaan terdiri dari tiga tanaman, jadi pada penelitian ini terdapat 144 sample tanaman. Rancangan ini dapat ditulis dengan model aditif sebagai berikut (Mattjik dan Sumertajaya, 2002) :
9
Yij = µ + αi + βj + (αβ)ij + έij Yij
= nilai pengamatan pengaruh faktor α ke i, faktor β ke j
µ
= rataan umum
αi
= pengaruh varietas ke -i
βi
= pengaruh taraf dosis ke –j
(αβ)ij = interaksi pengaruh antara faktor α ke i, faktor β ke j έij
= galat percobaan
Apabila dalam perlakuan menunjukkan pengaruh yang berbeda nyata terhadap hasil pengamatan, maka dilakukan analisis uji lanjut dengan metode DMRT (Duncan Mulitple Range Test) pada taraf α 5%. Pelaksanaan Penelitian Penelitian ini terdiri dari tiga tahap pelaksanaan penelitian. Tiga tahap tersebut antara lain meliputi : a. Iradiasi Sinar Gamma Benih dimasukkan ke dalam kantong-kantong plastik sejumlah 3 benih (tiap kantong per varietas, per dosis, dan per ulangan). Dosis yang diberikan yaitu 0, 20, 40, dan 60 gray. Semua benih dibawa ke BATAN termasuk benih kontrol. Hal ini bertujuan agar tidak ada pengaruh lain dari percobaan selain akibat iradiasi sinar gamma. Benih yang sudah diradiasi harus segera ditanam. b. Penanaman dan Pemeliharaan Persemaian benih dilakukan dalam polybag berukuran 15 cm x 15 cm sebanyak 144 buah dengan campuran media yang terdiri dari tanah, arang sekam, dan pupuk kandang ayam (1:1:1). Benih dari masing-masing perlakuan yang telah diradiasi dimasukkan ke dalam polybag yang telah disediakan sebanyak satu benih/polybag sesuai dengan label dan perlakuan yang diberikan pada masingmasing benih. Kedalaman lubang tanam dalam polybag sekitar 1-2 cm. Transplanting dilakukan setelah 4 MST ke dalam polybag berukuran 40 cm x 40 cm yang telah berisi media tanam yang terdiri dari campuran pupuk kandang ayam, tanah, dan arang sekam (1:1:1), kemudian diberi pupuk dasar NPK (15:15:15) dengan dosis 2 g/polybag dan disusun sesuai layout di dalam rumah kaca. Selanjutnya dilakukan pemeliharaan yang meliputi penyiraman, pemupukan,
10
dan pengendalian hama dan penyakit sampai tanaman berbunga. Pemupukan dilakukan setiap satu minggu sekali dengan pupuk Gandasil B dan D dengan dosis 2 g/l tiap tanaman, sedangkan pengendalian hama dan penyakit dilakukan jika mulai muncul gejala. c. Pengamatan Pengamatan dilakukan mencakup dua aspek yaitu pengamatan karakter kuantitatif dan pengamatan karakter kualitatif. Pengamatan karakter kuantitatif dilakukan satu minggu sekali dari setiap parameter, namun untuk karakter kualitatif diamati di akhir masa pengamatan. Pengamatan Pengamatan terhadap karakter kuantitatif dan karakter kualitatif dimulai setelah 4 MST (setelah benih berkecambah), dengan parameter yang diamati sebagai berikut : A. Karakter Kuantitatif 1. Umur berkecambah benih, dihitung sejak sehari setelah tanam (HST) 2. Umur keluar kuncup bunga (HST) 3. Umur mekar sempurna (HST) 4. Umur mekarnya bunga sampai layu (hari), dihitung sejak bunga mekar hingga petal tampak mengering/layu pada bunga yang dijadikan contoh pengamatan dalam tanaman. 5. Tinggi tanaman (cm), diukur dari permukaan tanah sampai ke titik tumbuh tertinggi. 6. Ukuran daun, meliputi panjang dan lebar daun (cm), 7. Lebar tajuk, diukur lebar terluar dari kanopi tanaman (cm), diamati setelah bunga pertama mekar sempurna 8. Diameter batang (mm) B. Karakter Kualitatif 1. Warna bunga dan warna daun (dibandingkan menggunakan standard warna Royal Horticulture Colour Chart) 2. Keragaan fenotipik khusus pada mutan yang dihasilkan setelah diradiasi
11
HASIL DAN PEMBAHASAN Kondisi Umum Penelitian ini dilakukan di Green House (GH) berukuran sekitar 100 m2. Suhu GH selama penelitian berkisar antara 27oC - 36oC. Benih yang digunakan pada penelitian ini adalah benih impor dengan merk dagang Plant Heart’s Seed’s. Daya berkecambah benih ini kurang baik untuk beberapa varietas. Hal ini diduga karena lingkungan yang kurang mendukung untuk pertumbuhan varietas tertentu. Hal tersebut menyebabkan pertumbuhan tanaman yang kurang maksimal, sehingga banyak benih yang tidak tumbuh pada beberapa perlakuan. Kemasan benih yang tidak dilengkapi dengan pembungkus alumunium foil juga diduga menjadi faktor kecilnya daya berkecambah dan menyebabkan banyak data yang kosong. Oleh karena itu pada penelitian ini digunakan program GLM (General Linear Manager) untuk menghitung nilai tengah rata-rata dari masing-masing parameter pengamatan . Hingga akhir waktu pengamatan berkecambahnya benih (4MST), presentase benih yang hidup adalah 33.33% atau sekitar 48 tanaman dari total tanaman sejumlah 144 tanaman. Menurut Mike dan Donini (1993), keberhasilan induksi mutasi sangat bergantung pada genotipe yang digunakan, bagian tanaman yang diradiasi, dan dosis yang diaplikasikan. Selain faktor biologis seperti genetik, hal yang mempengaruhi keberhasilan suatu induksi mutasi adalah faktor lingkungan seperti oksigen, kadar air, penyimpanan pasca iradiasi dan suhu. Selama penelitian, terdapat beberapa OPT (Organisme Pengganggu Tanaman) yang menyerang seperti hama, penyakit, dan gulma. Hama yang menyerang yaitu belalang yang menyebabkan daun berlubang namun tanaman masih dapat tumbuh (Gambar 5). Pengendalian yang dilakukan yaitu menggunakan perangkap serangga dan membasmi secara manual.
Selain
belalang, banyak terdapat kutu yang juga menyerang tanaman bunga matahari seperti Aphis craccivora, Aphis gosyphii, Psedococcidae, dan juga ulat daun.(gambar 1). Kutu-kutu tersebut menyerang hampir di seluruh bagian tanaman, sehingga menyebabkan pertumbuhan tanaman sangat terganggu, bahkan sampai
menyebabkan
kematian.
Pengendalian
yang
dilakukan
adalah
12
penyemprotan
menggunakan
deterjen
dan
juga
pestisida,
namun
cara
pengendalian tersebut tidak mampu membasmi kutu-kutu yang ada. Selain secara manual, juga terdapat predator alami yaitu laba-laba (gambar 3). Penyakit yang menyerang adalah hawar daun (gambar 2) sehingga menyebabkan beberapa tanaman kehilangan daun, namun serangan tidak menimbukan gejala yang membahayakan dibanding dengan serangan kutu. Pengendalian pada penyakit hawar daun dilakukan secara manual yaitu dengan memetik daun yang terserang penyakit. Gulma tumbuh selain di polybag, juga tumbuh di pinggir-pinggir dinding GH. Gulma yang tumbuh adalah gulma rumput dan daun lebar yaitu Cynodon dactylon dan Phyllanthus niruri. Pengendalian yang dilakukan hanya secara manual karena jumlahnya belum sampai merugikan tanaman.
Gambar 1. Kutu putih
Gambar 2. Hawar daun Gambar 3. Predator alami
Gambar 4. Serangan ulat daun
Gambar 5. Serangan belalang
13
Tabel 1. Rekapitulasi sidik ragam pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap karakter kuantitatif bunga matahari No
Peubah
1 2
Umur Berkecambah (hari) Tinggi Tanaman (cm)
3
Jumlah Daun (helai)
4
Panjang Daun (cm)
5
Lebar Daun (cm)
6 7 8 9
11 12
Lebar Tajuk (cm) Diameter Batang (cm) Umur Keluar Kuncup (HST) Umur Mekar Sempurna (HST) Umur Mekar Bunga-Layu (HST) Jumlah Mahkota (helai) Diameter Tabung (cm)
13
Diameter Petal (cm)
10
Keterangan: tn: Tidak nyata MST : Minggu Setelah Tanam HST : Hari Setelah Tanam
1-4 MST 4 MST 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST 4 MST 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST 4 MST 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST 4 MST 5 MST 6 MST 7 MST 8 MST 10 MST 10 MST 32-56 HST 50-68 HST
V tn * * * * ** * tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn ** ** tn tn
Uji F D V*D tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn * tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn
51-94 HST
tn
tn
tn
10.93
7-12 MST 7-12 MST
** **
tn tn
tn tn
23.12 19.30
7-12 MST
**
tn
tn
18.93
Waktu
** : Sangat nyata KK : Koefisien Keragaman V*D: Interaksi antara varietas dan dosis
KK % 35.81 44.22 44.29 45.26 41.31 41.68 27.41 27.34 22.91 22.97 21.85 39.95 39.09 38.05 38.36 38.40 44.73 43.32 43.37 44.04 43.18 12.53 12.25 17.29 12.30
* : Nyata V: Varietas D: Dosis
14
Tabel 2. Morfologi tanaman bunga matahari berdasarkan deskripsi varietas yang digunakan No 1 2 3 4
Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Tinggi 120 - 180 cm 60 cm 180 - 240 cm 180 - 270 cm
Warna Bunga Putih Kuning Kuning Lemon Kuning
Tipe Bunga Spray Standard Spray Standard
Keterangan: spray : tipe bunga yang majemuk; standard : tipe bunga tunggal
Gambar 6. Keragaan varietas Italian White
Gambar 7. Keragaan varietas Sunspot
Gambar 8. Keragaan varietas Lemon Queen
Gambar 9. Keragaan varietas Mammoth
A. Karakter Kuantitatif A.1. Tinggi Tanaman Pengukuran tinggi tanaman dimulai sejak 4 MST dan diakhiri pada 8 MST. Hal dilakukan karena pengukuran secara keseluruhan berdasarkan umur mekarnya bunga pertama yaitu sampai 8 MST. Benih dikatakan mati apabila setelah umur 4 MST benih tetap tidak berkecambah. Walaupun demikian pada akhir pengamatan yaitu 12 MST, tetap dilakukan pengukuran tinggi tanaman
15
dengan nilai tertinggi secara keseluruhan berturut-turut adalah Lemon Queen (151.19 cm), Mammoth (139.08 cm), Italian White (106.50 cm), dan Sunspot (50.25 cm). Tabel 3. Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata tinggi tanaman setelah iradiasi V Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Umur tanaman (MST) 4 5 6 7 8 ----------------------------------cm------------------------------16.75a 20.56ab 34.87a 46.36ab 58.62bc 8.12b 10.67b 19.00b 27.83b 34.41c 20.72a 26.03a 49.93a 68.22a 92.06a 21.88a 27.74a 47.93a 62.98a 76.43ab
Keterangan: Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji lanjut DMRT 5%
Berdasarkan hasil pengamatan yang ditunjukkan pada Tabel 1, tinggi tanaman hanya dipengaruhi oleh faktor varietas, sementara faktor dosis tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman. Pengaruh varietas berpengaruh nyata sampai 7 MST, sedangkan pada 8 MST, faktor varietas memberikan pengaruh sangat nyata. Pengamatan juga menunjukkan bahwa tinggi tanaman dari beberapa varietas cukup beragam walaupun dalam dosis (gray) yang sama. Hal ini diduga karena dari karateristik tinggi tanaman pada masing-masing varietas sudah jelas berbeda. Berdasarkan uji lanjut DMRT pada taraf 5%, varietas Mammoth memiliki nilai tertinggi sampai 5 MST dibandingkan dengan varietas Italian White, Sunspot, dan Lemon Queen, sedangkan 6 MST - 8 MST nilai tertinggi diperoleh varietas Lemon Queen, sementara varietas Sunspot memiliki nilai terendah dan berpengaruh nyata dengan semua varietas. Perbandingan tinggi tanaman pada masing-masing varietas dalam setiap dosis ditunjukkan pada (Gambar 10). Tanaman kontrol (0 Gy) pada varietas Sunspot tidak ada yang tumbuh, sehingga tidak dapat dibandingan dengan tinggi tanaman pada perlakuan lainnya. Pembandingan dilakukan menggunkan kemasan benih, yaitu dengan nilai tinggi sekitar 2 feet atau sekitar 60 cm.
16
A. Italian White
0Gy-20Gy-40Gy-40Gy-60Gy-60Gy A. Lemon Queen
0Gy – 20Gy – 40Gy – 60Gy
C. Sunspot
20Gy – 40Gy – 40Gy – 60Gy D. Mammoth
0Gy – 20Gy – 40Gy – 60Gy
Gambar 10. Perbandingan tinggi tanaman masing-masing varietas dalam setiap dosis A.2. Jumlah Daun Berdasarkan hasil pengamatan yang ditunjukkan pada Tabel 4 dan 5, jumlah daun dipengaruhi oleh varietas dan taraf dosis, namun tidak ada interaksi diantara keduanya. Pengaruh varietas nyata terhadap jumlah daun pada 4 MST, sementara taraf dosis memberikan pengaruh yang nyata pada 6 MST. Tabel 4. Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata jumlah daun Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Umur tanaman (MST) 4 5 6 7 8 -----------------------------------helai---------------------------9.17b 12.47 18.10 21.87 24.77 12.33ab 16.00 19.75 22.41 24.50 14.00a 17.50 23.00 29.25 31.50 13.19a 15.59 20.54 24.16 25.13
Keterangan: Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji lanjut DMRT 5% .
17
Tabel. 5 Hasil uji lanjut pengaruh dosis terhadap rata-rata jumlah daun Dosis 0 Gy 20 Gy 40 Gy 60 Gy
Umur tanaman (MST) 4 5 6 7 8 ---------------------------------------------helai--------------------------------11.61 14.50 18.56b 24.22 25.97 13.91 17.77 23.83a 27.47 28.33 10.20 13.37 17.67b 21.83 25.17 12.77 15.56 21.04ab 24.62 26.80
Keterangan: Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji lanjut DMRT 5%
Perlakuan varietas berpengaruh pada 4 MST yaitu pada varietas Italian White, Lemon Queen, dan Mammoth. Pengaruh dosis berpengaruh pada 6 MST yaitu terhadap dosis 0 Gy, 20 Gy, dan 40 Gy. Jumlah daun yang tersisa di setiap minggunya, juga dipengaruhi oleh serangan hama penyakit dan virus, yang mengharuskan daun tersebut ditanggalkan sebelum
waktu yang seharusnya,
sehingga menyebabkan jumlah daun mengalami fluktuasi hampir di setiap MST. A.3. Panjang Daun Tabel 6 menunjukkan bahwa panjang daun dalam penelitian ini tidak dipengaruhi oleh varietas maupun taraf dosis sinar gamma dan tidak ada interaksi diantara keduanya. Berdasarkan Tabel 6, rata-rata daun terpanjang dihasilkan oleh varietas Mammoth sampai 8 MST, dengan taraf dosis yaitu 20 Gy.
Tabel 6. Pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap rata-rata panjang daun Perlakuan Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth Uji F Dosis 0 Gy 20 Gy 40 Gy 60 Gy Uji F
Umur tanaman (MST) 4 5 6 7 8 -----------------------------------cm----------------------------------8.73 11.29 14.43 15.01 15.06 8.15 9.88 13.61 14.10 14.14 11.19 13.96 17.88 18.00 18.00 13.29 16.15 20.00 21.04 21.06 tn tn tn tn tn -----------------------------------cm----------------------------------10.20 12.25 14.89 15.31 15.35 12.72 15.94 20.42 21.15 21.15 9.48 12.00 15.30 15.92 15.95 10.52 12.92 16.89 17.53 17.58 tn tn tn tn tn
Keterangan : tn = tidak berbeda nyata pada uji F 5 %
18
A.4. Lebar Daun Varietas dan dosis juga tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap lebar daun. Berdasarkan Tabel 6 di minggu ke 7 dan 8 pada varietas Italian White dan Mammoth dalam 40 Gy, sempat terjadi pengurangan lebar daun, hal ini disebabkan karena ada daun yang terserang hama sehingga mempengaruhi pengukuran lebar daun. Tabel 7. Pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap rata-rata lebar daun Perlakuan Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth Uji F Dosis 0 Gy 20 Gy 40 Gy 60 Gy Uji F Interaksi
Umur tanaman (MST) 4 5 6 7 8 --------------------------------cm-------------------------------------3.83 4.33 4.53 4.60 4.16 4.20 4.75 5.25 5.27 5.29 4.64 5.44 5.83 5.98 6.00 6.22 6.89 7.36 7.58 7.50 tn tn tn tn tn --------------------------------cm-------------------------------------4.47 4.87 5.08 5.25 5.27 5.85 6.51 6.92 7.08 7.10 4.39 5.00 5.46 5.57 5.47 4.79 5.60 5.97 6.12 6.12 tn tn tn tn tn tn tn tn tn tn
Keterangan : tn = tidak berbeda nyata pada uji F 5 %
A.5. Lebar Tajuk dan Diameter Batang Berdasarkan hasil pengamatan, lebar tajuk dan diameter batang pada penelitian ini menghasilkan perbedaan yang sangat nyata. Lebar tajuk diukur dari dua daun yang paling luar. Berdasarkan pengamatan, semakin lebar tajuk suatu tanaman, maka diameter batang juga semakin besar. Hal ini juga dipengaruhi oleh tinggi tanaman. Mayoritas tanaman yang tinggi akan memiliki lebar tajuk yang lebih besar dibanding dengan tanaman yang rendah.
19
Tabel 8. Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata lebar tajuk dan diameter batang Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Lebar Tajuk (cm) 56.14b 44.91c 61.12b 79.52a
Diameter (mm) 12.43b 10.03c 14.12b 16.85a
Keterangan: Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji lanjut DMRT 5%
Lebar tajuk tertinggi berturut-turut diperoleh pada varietas Mammoth, Lemon Queen, Italian White, dan Sunspot. Parameter lebar tajuk tidak dipengaruhi oleh dosis sinar gamma dan tidak terdapat interaksi antara dosis sinar gamma terhadap varietas yang digunakan. Sama hal nya dengan lebar tajuk, diameter batang pun hanya dipengaruhi oleh varietas, dan memberikan pengaruh yang sangat nyata. A.6. Diameter Petal, Diameter Tabung, dan Jumlah Mahkota Karakter generatif (diameter petal,diameter tabung, dan jumlah mahkota) memiliki kaitan satu sama lain. Bunga yang besar memiliki diameter petal dan tabung serta jumlah mahkota bunga yang lebih besar dibandingkan dengan tanaman yang memiliki bunga berukuran kecil (karakteristik bunga per varietas ditampilkan pada Tabel 2). Tabel 9. Hasil uji lanjut pengaruh varietas terhadap rata-rata diameter petal, diameter tabung, jumlah mahkota Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Diameter petal Diameter tabung ---------------------cm-------------------13.33b 5.16a 12.62b 5.50bc 15.28b 6.75b 19.07a 9.09a
Jumlah mahkota --------helai-----22.70b 21.66b 29.68a 35.56a
Keterangan: Nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji lanjut DMRT 5%
Secara berurutan bunga yang terbesar hingga terkecil untuk penelitian ini adalah varietas Mammoth, Lemon Queen, Italian White, dan Sunspot, sehingga
20
varietas Mammoth memiliki diameter petal, tabung dan jumlah mahkota bunga yang lebih besar dibandingkan 3 varietas lainnya. Faktor varietas memberikan pangaruh nyata terhadap ketiga parameter tersebut, sementara dosis sinar gamma tidak memberikan pengaruh nyata.
A.7. Umur Berkecambah, Umur Keluar Kuncup, Umur Mekar Sempurna, Umur Mekar - Layu Perlakuan sinar gamma dapat
mempercepat atau memperlambat
perkecambahan dan fase generatif suatu tanaman. Bhagwat dan Duncan (1998) menyatakan bahwa dalam pemuliaan mutasi pada umumnya frekuensi mutasi meningkat dengan meningkatnya dosis dan laju dosis, meskipun tingkat daya tumbuh dan daya regenerasi pada tanaman akan menurun dengan meningkatnya dosis. Tabel 10. Pengaruh varietas dan dosis sinar gamma terhadap umur berkecambah, umur mekar sempurna, umur mekar - layu
Perlakuan Varietas
Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth Uji F Dosis 0 Gy 20 Gy 40 Gy 60 Gy Uji F Interaksi
Parameter Umur Umur Umur Keluar Umur Mekar mekarBerkecambah Kuncup Sempurna layu ---------------------------------HST-----------------------------------5.55 40.22 58.00 64.94 5.00 34.41 52.00 60.16 6.00 40.31 59.63 66.87 4.96 43.21 64.00 71.84 tn tn tn tn ---------------------------------HST-----------------------------------5.57 41.71 58.07 65.14 4.55 38.50 57.38 65.50 6.12 41.31 60.53 68.62 5.36 39.73 60.30 67.63 tn tn tn tn tn tn tn tn
Keterangan : tn = tidak berbeda nyata pada uji F 5 %
Pada penelitian ini waktu berkecambah diketahui sekitar 7 hari - 10 hari sebagaimana yang tertera pada kemasan dari setiap varietas, dan tanaman akan
21
berbunga sekitar 2 - 3 bulan setelah tanam. Berdasarkan Tabel 8, umur berkecambah, umur keluarnya kuncup bunga, umur mekar sempurna bunga, dan umur mekarnya bunga sampai layu tidak dipengaruhi oleh varietas maupun dosis sinar gamma. Umur berkecambah tercepat adalah pada varietas Mammoth dan diperoleh akibat perlakuan dosis 20 Gy. Pada penelitian ini varietas Sunspot memberikan hasil tercepat dalam umur keluar kuncup dan umur mekar sempurna bunga yaitu secara berturut-turut 34.41 HST dan 52 HST pada dosis 20 Gy, sedangkan untuk umur mekarnya bunga sampai layu pada dosis 0 Gy (tidak diradiasi). B.
Karakter Kualitatif
B.1. Warna Daun Perlakuan sinar gamma tidak memberikan pengaruh terhadap warna dan bentuk daun pada beberapa individu varietas tertentu. Warna daun diukur menggunakan Royal Horticulture Colour Chart (RHCC). Warna daun normal seperti pada gambar 13). Pada penelitian ini terdapat perubahan warna pada daun akibat klorosis (Gambar 12) yang diperoleh karena perlakuan 60 Gy pada varietas Italian White. Penulis meyakini bahwa perubahan warna daun yang mengalami klorosis tersebut merupakan pengaruh iradiasi sinar gamma karena pada tanaman lainnya tidak ditemukan gejala seperti pada tanaman tersebut. Selain itu juga keragaan daun yang mengalami klorosis tersebut sudah ada sejak tanaman berusia 4 MST hingga akhir pengamatan.
Gambar 11. Daun Klorosis
Gambar 12. Daun normal
22
B.2. Warna Bunga Tabel 11. Perbandingan warna petal masing-masing varietas pada perlakuan dosis sinar gamma yang berbeda Varietas
0 Gy
20 Gy
40 Gy
60 Gy
Italian White
Kuning (RHS 12A)
Kuning (RHS 12A)
Kuning (RHS 12A)
Kuning (RHS 12A)
Sunspot
Kuning*
Kuning (RHS 14A)
Kuning (RHS 14A)
Kuning (RHS 14A)
Lemon Queen
Kuning Lemon (RHS 4A)
Kuning Kehijauan (RHS 150B)
Kuning Lemon (RHS 4A)
Kuning Keputihan (RHS 2C)
Mammoth
Kuning (RHS 12A)
Orange (RHS 23A)
Kuning (RHS 12A)
Kuning Tua (RHS 6A)
Keterangan : * warna berdasarkan kemasan
Keragaan bunga menjadi daya tarik tersendiri bagi konsumen. Tidak hanya dilihat dari bentuk ataupun ukuran saja, tetapi juga dilihat dari warna. Pada gambar 13 – 16 disajikan hasil dari pengamatan di lapang terhadap parameter warna bunga setelah perlakuan iradiasi sinar gamma.
0 Gy ( RHS 12 A)
20 Gy ( RHS 12 A)
RHS 12 A
40 Gy ( RHS 12 A)
60 Gy ( RHS 12 A)
kemasan benih
Gambar 13. Keragaan bunga Varietas Italian White
23
Berdasarkan pengamatan warna bunga pada varietas Italian White tidak terdapat perbedaan warna yang dihasilkan dalam taraf dosis yang berbeda, namun warna yang dihasilkan pada taraf dosis sinar gamma 0 Gy (kontrol) sangat tidak sesuai dengan kemasan benih yang berwarna putih kekuningan. Hal ini diduga karena mungkin ada pengaruh lingkungan yang menyebabkan perbedaan pada varietas Italian White yang kurang sesuai dengan kondisi lingkungan asalnya.
20 Gy (RHS 14 A)
40 Gy (RHS 14 A)
Warna pada kemasan
60 Gy (RHS 14 A)
RHS 14A
Gambar 14. Keragaan Bunga Varietas Sunspot Berdasarkan hasil pengamatan pada penelitian ini, tidak diperoleh perbedaan warna pada varietas Sunspot (gambar 14). Taraf dosis yang digunakan tidak memberikan pengaruh yang nyata untuk parameter warna bunga. Tanaman bunga matahari varietas Sunspot untuk tanaman kontrol (0 Gy) tidak tumbuh, sehingga perbandingan keragaan fenotip tanaman dilakukan melalui kemasan yang tertera pada benih.
24
0 Gy (RHS 4A)
20 Gy (RHS 150 B)
40 Gy (RHS 4A)
60 Gy (RHS 2C)
Gambar 15. Perbedaan warna mahkota pada Varietas Lemon Queen Berdasarkan Gambar 15, terlihat jelas adanya perbedaan warna pada mahkota bunga hasil iradiasi sinar gamma. Walaupun tidak semua tanaman pada dosis yang sama memberikan respon warna yang serupa, tetapi respon yang ada cukup memberikan nilai tambah tersendiri bagi tanaman tersebut. Dosis 20 Gy dan 60 Gy memberikan respon warna yang cukup signifikan. Warna kuning kehijauan dihasilkan oleh tanaman yang diradiasi dengan dosis 20 Gy, sedangkan warna kuning keputihan dihasilkan pada iradiasi dengan dosis 60 Gy. Dosis 40 Gy tidak memberikan perubahan warna pada mahkota bunga di mana mahkota bunga terlihat berwarna serupa dengan kontrol, yaitu kuning lemon.
0 Gy (RHS 12 A)
20 Gy (RHS 23 A)
40 Gy (RHS 12 A)
60 Gy (RHS 6A)
Gambar 16. Perbedaan warna mahkota pada varietas Mammoth
25
Warna yang terbentuk dari varietas Mammoth terjadi pada dosis 20 Gy dan 60 Gy (gambar 16). Pada 20 Gy bunga terlihat lebih berwarna orange (RHS 23A) dibandingkan dengan kontrol yang lebih berwarna kuning (RHS 12A). Perlakuan dosis 60 Gy membentuk warna bunga sedikit lebih kuning tua dibandingkan dengan dosis 0 Gy. Secara keseluruhan, pada penelitian ini tidak terdapat perubahan warna pada bunga tabung. Warna
bunga tabung pada masing-masing varietas
ditunjukkan pada tabel 12. Tabel 12. Warna bunga tabung pada masing-masing varietas Varietas Italian White Sunspot Lemon Queen Mammoth
Warna Kuning Orange-Kuning Kuning Lemon Kuning Muda
Kode Warna RHS 12A RHS 14A RHS 4A RHS 6A
C. Perubahan keragaan Fenotipik Khusus C.1 Italian White Pada penelitian ini terdapat dua perubahan fisiologis yang dihasilkan yang memiliki tajuk cukup unik, yaitu pada varietas Italian White dalam dosis 40 Gy (bercabang 4) dan 60 Gy (bercabang 2) yang seharusnya pada varietas Italian White tidak bercabang (tunggal). Kedua perubahan fisiologis tersebut disajikan pada gambar 17 dan 18.
Gambar 17. Italiuan White 40 Gy
Gambar 18. Italian White 60 Gy
26
Perubahan fisiologis khusus lainnya yang dihasilkan pada varietas Italian White ini juga memberikan bentuk petal yang berbeda. Diduga pertumbuhan pada varietas Italian White kurang baik, maka perbandingan bentuk petal pun mangacu pada kemasan benih, walaupun pada dosis 0 Gy ada beberapa tanaman yang tumbuh. Bentuk petal yang meruncing (makin ke ujung makin lancip) dihasilkan dalam dosis 20 Gy dengan kerapatan petal yang cukup jarang (Gambar 19 A), sedangkan pada perlakuan dalam 60 Gy bentuk petal seperti menggulung (terlipat; berbentuk lembaran menjadi berbentuk bulat atau tubular) dengan kerapatan yang sangat jarang (Gambar 19 B).
A (20 Gy)
B (60 Gy)
Gambar 19. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Italian White C.2 Sunspot
Gambar 20. Perubahan fisiologis khusus pada varietas Sunspot (bunga bergerombol) Perubahan fisiologis yang terbentuk pada varietas Sunspot ini yaitu terjadinya pemendekkan tanaman dan bunga yang tumbuh secara bergerombol. Tinggi yang tertera pada kemasan yaitu 60 cm atau 2 feet dan perubahan fisiologis yang dihasilkan hanya 26 cm pada dosis 20 Gy dan 60 Gy (Gambar 20).
27
A
B
Gambar 21. Bentuk dan kerapatan pada varietas Sunspot Bentuk petal yang dihasilkan pada varietas Sunspot ada yang menggulung (terlipat; berbentuk lembaran menjadi berbentuk bulat panjang atau pendek) yaitu pada dosis 20 Gy (Gambar 21 A). Bentuk petal terlihat tidak beraturan dan terlipat secara bertumpukan. Selain itu juga diperoleh bentuk petal yang lain yaitu petal terlihat melengkung (berlekuk seperti bentuk busur), yang dihasilkan pada dosis 40 Gy. Bagian ujung petal terlihat seperti tertarik ke belakang dan mengulung. Secara keseluruhan, kerapatan petal pada varietas Sunspot agak jarang- rapat yang dihasilkan dari penelitian ini (Gambar 23 B) C.3 Lemon Queen
A (0 Gy)
B (20 Gy)
C (40 Gy)
Gambar 22. Perubahan fisiologis khusus pada varietas Lemon Queen Perubahan fisiologis yang dihasilkan pada varietas Lemon Queen ini yaitu bunga terlihat bergerombol pada satu titik tumbuh yang dihasilkan pada dosis 20 Gy (Gambar 23 B). Juga dihasilkan bunga yang bercabang, dihasilkan pada dosis 40 Gy (Gambar 23 C).
28
A (20 Gy)
B (40 Gy)
C (60 Gy)
Gambar 23. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Lemon Queen Secara keseluruhan pada varietas Lemon Queen kerapatan petalnya agak jarang-rapat. Seperti yang terlihat pada perlakuan dengan taraf dosis 40 Gy yang agak jarang dengan bentuk petal yang menggulung ( terlipat; berbentuk lembaran menjadi berbentuk bulat atau tubular) seperti pada gambar 23 B. Pada perlakuan 20 Gy, bentuk petal terlihat seperti membulat dengan kerapatan yang rapat (Gambar 23 A), sedangkan pada perlakuan 60 Gy, petal berbentuk seperti meruncing (makin ke ujung makin lancip) dengan kerapatan yang rapat (Gambar 23 C). C.4 Mammoth
A (20 Gy)
B (40 Gy)
C (60 Gy)
Gambar 24. Bentuk dan kerapatan petal pada varietas Mammoth Pada varietas Mammoth, tidak dihasilkan mutan khusus, namun terdapat bentuk-betuk petal yang beraneka ragam. Bentuk petal yang dihasilkan seperti melengkung (berlekuk seperti bentuk busur) yang dihasilkan akibat pengaruh radiasi pada dosis 20 Gy dengan kerapatan yang agak rapat (Gambar 24 A). Bentuk petal menggulung (terlipat; berbentuk lembaran menjadi berbentuk bulat
29
atau tubular) dihasilkan akibat perlakuan dosis 40 Gy dengan kerapatan yang jarang (Gambar 24 B), sedangkan bentuk petal yang ujungnya meruncing (makin ke ujung makin lancip), dihasilkan akibat perlakuan dosis 60 Gy dengan kerapatan petal yang agak jarang (Gambar 24 C).
C.5 Bunga tabung
(Lemon Queen 0 Gy)
(Mammoth 0 Gy )
(Lemon Queen 60 Gy)
(Mammoth 40 Gy)
(Mammoth 60 Gy)
Gambar 25. Bentuk bunga tabung yang tersembul Pada penelitian ini juga terdapat perubahan fenotip yang terjadi pada bunga tabung, yang diduga akibat iradiasi sinar gamma. Seperti pada varietas Lemon Queen akibat perlakuan dosis 60 Gy, dan varietas Mammoth akibat perlakuan dosis 40 Gy serta 60 Gy, yang bentuk bunga tabungnya tersembul dan membesar jika dibandingkan dengan perlakuan 0 Gy (Gambar 25).
30
C.6 Perubahan Fisiologis Prospektif
A
B
Gambar 26. Perubahan fisiologis prospektif Banyak perubahan fisiologis yang dihasilkan pada penelitian ini. Namun dari semua perubahan fisiologis yang dihsailkan, terdapat dua perubahan fisiologis yang cukup potensial untuk dikembangkan menurut penulis, yaitu pada varietas Sunspot akibat perlakuan dosis 60 Gy (Gambar 26 A) dan pada varietas Lemon Queen akibat perlakuan dosis 40 Gy (Gambar 26 B). Hal yang menjadi daya tarik dari perubahan fisiologis yang dihasilkan pada varietas Sunspot (Gambar 26 A) menurut penulis adalah secara fenotip, keragaan yang dihasilkan memiliki tinggi tanaman yang relatif pendek, namun memiliki bunga yang bergerombol pada satu titik tumbuh. Perubahan fisiologis pada varietas Lemon Queen (Gambar 26 B) memiliki daya tarik yaitu pada bunga yang tumbuh secara bercabang. Selain itu ukuran petal yang tidak terlalu besar juga membuat keragaan tanaman ini menjadi terlihat lebih indah. Walaupun demikian tanaman-tanaman tersebut tidak dapat serta merta dikembangkan, karena masih harus melalui beberapa tahapan lagi untuk mendapatkan hasil mutan yang stabil. Penanaman pada generasi kedua (M2) bahkan mungkin sampai generasi keempat (M4) masih perlu dilakukan.
31
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Perlakuan sinar gamma dapat mengubah keragaan fenotip pada tanaman bunga matahari. Iradiasi sinar gamma pada taraf dosis 20 Gy - 60 Gy dalam penelitian ini memberikan pengaruh yang nyata pada karakter tinggi tamanan, jumlah daun, lebar tajuk, diameter batang, diameter petal, diameter tabung, dan jumlah mahkota. Perubahan fisiologis yang diperoleh akibat perlakuan mutasi induksi terjadi pada varietas Italian White, Lemon Queen, dan Mammoth pada dosis 20 Gy, 40 Gy, dan 60 Gy. Perubahan fisiologis pada varietas Sunspot dengan perlakuan dosis 60 Gy dan pada varietas Lemon Queen dengan perlakuan dosis 40 Gy prospektif untuk dikembangkan lebih lanjut Saran Disarankan untuk melakukan uji viabilitas benih terlebih dahulu sebelum dilakukan penelitian. Pada penelitian ini juga disarankan untuk melakukan penelitian lanjutan dengan iradiasi berulang atau pada taraf dosis yang lebih beragam agar menambah jenis-jenis perubahan yang dihasilkan pada tanaman bunga matahari.
32
DAFTAR PUSTAKA Badan Pusat Statistik RI. 2010. Nilai Produksi Tanaman Hias Indonesia. http://bps.go.id [diakses tanggal 29 Oktober 2011 Benson, L. 1957. Plant Classification. D. C. Heath and Company. Boston. 688 p. Chapman, S.R. and L.O. Carter. 1975. Crop Production. W.H. Freeman and Company. San Fransisco. 566 p. Desai, B. B., P. M. Kotecha and D. K. Salunkhe. 1997. Seed Handbook: Biology, Production, Processing, and Storage. Marcel Dekker, Inc. New York. 627 p. Duke, J. A. 1983. Handbook of Energy Crops. http://www.hort.purdue.edu/htm. [diakses tanggal 22 Desember 2011]. Hasanah, M. dan E. Wikardi. 1989. Tanaman minyak bunga matahari dan wijen. Edisi khusus LITTRO V(1): 1-11. International Atomic Energy Agency. 1977. Manual on Mutation Bredeing 2nd edition. Tech. Report Series No. 119.Joint FAO/IAEA/ Vienna: Div. of AtomicEnergy in Food and Agriculture. 286 p. Mattjik, A.A. 2002. Perancangan Percobaan dengan Aplikasi SAS dan Minitab, Jilid I. Edisi ke-2. IPB Press. Bogor. 287 hal. Micke A, Donini B. 1993. Induced Mutation. In: Hayward MD, Bosemark NO, Romagosa I (eds). Plant Breeding Principles and Prospect. London: Chapmant and Hall. Mohr H, Schopfer. 1995. Plant Physiology. Berlin: Springer-Verlag. Myres. R. L. and H. C. Minor. 2005. Sunflower: an American native. Missouri University Extension. http://extension.missouri.edu/htm [diakses 22 Desember 2011] Napis, A., Zaini A., SabaruddinA., Djufri M. dan Sanusi I. 1980. Pengolahan Biji Bunga Matahari (Helianthus annuus L.) Menjadi Margarin. Laporan Penelitian. Universitas Andalas. Padang. Poelhman, J. M., and D.A. Sleeper.1995. Breeding Field Crops. Iowa State University Press.Ames.432p. Poespadarsono, S. 1988. Dasar-Dasar Bogor.169 hal.
Ilmu Pemuliaan Tanaman. PAU IPB.
Qosim, W.A., R. Purwanto, G.A. Watimena, Witjaksono. 2007. Pengaruh Iradiasi Sinar Gamma terhadap Kapasitas Regenerasi Kalus Nodular Tanaman Manggis. HAYATI J Biosci. Vol 14 (4). p 140-144 Schoellhorn, R., E. Emino, E. Alfarez, and M. Frank. 2004. Warm Climate Production Guidelines for Specialty Cut Flowers: Sunflower. Commercial Floriculture Update. Univ. of Florida Syarifah, I. A. 2006. Sitogenetika Tanaman. Ed: Sarsidi Sastrosumarjo. Fakultas Pertanian IPB, Bogor.
33
Tjitrosoepomo, G. 1988. Taksonomi Tumbuh-Tumbuhan (Spermatophyta). Gajah Mada Univ. Press. Yogyakarta. 479 hal. Whipker, B., S. Dosoju and I. McCall. 1998. Guide to Successful Pot Sunflower Production. Departemen of Horticulture Science, NC State Univ
