Aplikasi Isotopdon Radiasi,1996
PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA
TERHADAP PERTUMBUHAN
DAN
PRODUKSIJAHE Sitti Fatimah Syahid,Ika Mariska,daD Yadi Rusyadi Balai Penelitian Tanaman Rempah daD Obat
ABSTRAK PENGARUH RADIASI SINAR GAMMA TERHADAP PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI JAHE. Masalah utama dalam pertanamanjahe adalah seranganpenyakit yang disebabkanoleh bakteri Pseudomonasso/anaceannn. Sampai saat ini suiit mendapatkanvarietasjahe yang tahan terhadappenyakit karena perbanyakantanamandilakukan secarakonvensional sehinggakeragaman genetik tanaman ini masih rendah. Salah satu upaya yang dapat dilakukan adalah meningkatkan keragamangenetik tanaman melalui keragamansomaklonal. Percobaandilakukan di laboratorium clanlapang. Pada percobaan pertamadilakukan radiasi dengandosis 0, 5, 10, 15, dan 20 Gy terhadap matatunasjahe besaryang berasaldari Jepang dan ditanam pada media MS cair + BAP 5 mg/!. Aklimatisasi dilakukan di rumah kaca denganmenggunakanmedia tanah + pupuk kandang (I : I) clan dipelihara selama 3 bulan lalu ditanam di lapang. Rancanganpercobaanyang digunakan acak kelompok. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tunasjahe hanya mampu tumbuh pads dosis radiasi 0 clan 5 Gy. Setelah dilakukan sub kultur pada media yang sarnamaka pengaruhradiasi tidak lagi nyata terhadap pertumbuhantunas clanakar. Hasil pengamatandi kamar kaca dan lapang memperlihatkanhasil yang tidak berbedanyata antara pemberiandosis radiasi 5 Gy dengankontrol pada komponen pertumbuhanclan komponenproduksi.
ABSTRACT EFFECT OF GAMMA IRRADIATION ON THE GROWTH AND YIELD OF GINGGER. The main problem in ginger cultivation is deseaseinfection caused by Pseudol1Wnassolanacearom. To selecta resistent variety through conventionalmethod is difficult to carry out as the crop is usually propagated vegetatively,so that the genetic variability is low. The genetic variability could be increasethrough somaclonalvariation. The experimentwas carried out in laboratory and field. The shoots of ginger from Japan were treated by gamma radioisotop of 0, 5, 10, 15 or 20 Gy. The treated shoots were regeneratedon a medium containing BA 5 mg/l. After multiplication, the survived plantlets were planted in the polybag containing soil + catle manure (I : I) and aclimatized in the green house for three months before they were planted in the field. The experimentwas designedas a randomized block in 5 replications. Results showed that in the laboratory, only treated shootswith 0 and 5 Gy could grow. After sub cultured on the samemedium, the effect of radiation was not significant on the growth of shootsand roots. In the field, it was revealedthat gammairradiation neitheraffected the growth and yield of ginger.
PENDAHULUAN Jahe(Zingiber officinale Rosc.)rnerupakansalah satu tanarnan industri yang rnerniliki nilai ekonorni tinggi. Kornoditasini rnerupakansomberdevisa negara karena basil ekspornya ke berbagai negara seperti Singapura,Malaysia, dan Ernirat Arab. Perbanyakantanarnanjahe 1uournnyarnenggunakan rirnpang. Kebutuhan bibit berkisar antara 23 ton/ha. Akan tetapi, sarnpai saat ini rnasalahyang sangatdirasakanpetani ada1ahadanyaseranganpenyakit yang disebabkan Pseudomonassolanacearum yang belurn bisa dituntaskan sarnpai saat ini. Varietas jahe yang benar-benartahan terhadappenyakitbelom diternukan. Dengan dernikian keragarnan genetiknya rnasih sernpit. Untuk itu, perlu dilakukan upaya peningkatan keragamangenetik, di mana diharapkanmunculnyaindividu baru yang memiliki suat yang lebih unggui dari varietasyangtelahberadaptasi.Dalamhal ini bioteknologikultur jaringan dapatdigunakan sebagaisalah satualternatif.
Perbaikantanamansecara!!! yjJrQdapatdilakukan antara lain melaluikeragamansomaklonalyang mempakandampak daTi ketidakstabilansomatik(I). Keragamansomaklonalyang mempakankeragaman dari sel somatik bukan dari sel garnet(2) dapatdilakukan dengan3 cara, yaitu kultur protoplas,kultur sel tunggal dan regenerasilangsung(tunas adventif langsung daDtidak langsung).Padaregenerasilangsungbasil akan dapatmeningkatbila digunakanjaringan dari daur kultur yang panjang(3). Mutasi somatik dapatditingkatkan denganpemberian mutagenfisik ataupunkimia. Secarafisik melalui radiasi sinar gammadan secarakimia dengan pemberian colchicin (0,05-0,5%) dalam media pertumbuhan. Penelitianyang telah menghasilkanvariasisomaklonal dengan radiasi sinar gamma diantaranya pada Petuniasp. (4). Pemberianperlakuan antara daur kultur yangpanjangataudaur kalusdenganmutagen(secarafisik atau kimia) diharapkandapatmeningkatkankeberhasilan keragamangenetik. Dari keragaman tersebutdilakukan seleksiyang bergunabagi pemuliaan.
Aplikasi Isolop danRadiasi.1996
Penelitian bertujuanuntuk mengetahuipengaruh iradiasi gamma terhadap pertumbuhan daD komponen produksinyadi lapang.
Tabel Rata-ratajurnlah anakanpadaurnur empatminggu Dosis (Gy) 0
5
BAHAN DAN METODE Penelitiandilakukan di LaboratoriumBioteknologi Kultur Jaringan Baiittro dan kebun percobaan. Bahan tanarnanyang digunakanadalahmala tunasjahe badak yangberasaldari Jepangyang telah tersedia dalam botol kultur. Mata tunas tersebut diiradiasi gammadengandosis 0, 5, 10, 15, daft 20 Gy, lalu ditanam di media MS cair + BA 5 mg/i. Untuk memperbanyaktanaman maka dilakukan sub-kulturke mediabaru yang komposisinyasamadengan media awal. Rancangan yang digunakan adalah acak lengkap,masing-masing perlakuandosisradiasiterdiri dati 2 ulangan dan tiap ulangan terdiri alas 10botol. Parameteryang diamati adalahjumlah anakan, tinggi tanarnan,jumlah akar, dan keadaanvisual biakan. Setelahdidapatkannyaplantlet basil radiasidalam botol, rnakadilakukan aklimatisasidi rumah kaca. Plantletjahe basil radiasi ditanarndalam polybag berukuran 10 cm x 20 cm yang berisi tanah + pupuk kandangsteril (I : 1) dan disungkupdengankantong plastik selama2 minggu. Setelahitu, kantongplastik dibuka dan tanarnandipelihara di rumah kaca selama3 bulan lalu ditanarndi lapang. Macam dan dosis pupuk yang diberikan adalah40 ton/ha pupukkandang+ 600 kg urea+ 600kg KCl + 600kg TSP tiap ha. Pengamatandilakukan terhadapjumlah anakan, tinggi tanaman,jumlah daun,panjangdaundaDlebar daun dan komponenproduksi (beratrimpang,beratbatang,daft
akar). Rancangan yang digunakan adalah acak kelompok. Masing-masing perlakuan terdiri atas 5 ulangan daD tiap ulangan terdiri atas 10 tanaman.
HASll.. DAN PEMBABASAN Dari perlakuandosis radiasiyang diuji maka tunas jahe besardaTi Jepanghanya mampu tumbuh pada dosis 0 dan 5 Gy. Peningkatandosis menjadi 10, 15,dan 20 Gy menyebabkan kematianpadajaringan tanamanpada umur 8 minggu.Daun dan batangyangpadaawalnya hijau padaumur 4 minggu berubahmenjadi kuning kecoklatan dan lama kelamaanmati. Peningkatan dosis radiasi juga mempengaruhi jumlah anakan. Dosis rendah 0 daD 5 Gy menghasilkan jurnlah anakan yang Iebih banyak dibandingkandengan dosis yang Iebih tinggi (Tabel 1). Anakan yang dihasilkan makin menurunsejalan denganrnakin tingginya dosis radiasi. GAUL (5), menyatakan bahwa radiasi dapat menyebabkanterhambatnya prosesdifferensiasigeltanamansehinggadapatmemperlambatpembentukansuatuorgan. Di sampingill, radiasi juga dapat menyebabkanterjadinya kematian gel pada pemberiandosis yang Iebih tinggi.
10
15
20
Selanjutnya,peningkatandosis radiasijuga berpengaruhterhadaptinggi tanaman (Tabel 2). Padadosis rendahyakni 0 dan 5 Gy tinggi tanamanberbedasangat nyatadibandingkandengan pemberiandosis 10, 15, daD 20 Gy.
Tabel2. Pengaruhradiasi terhadaptinggi tanamanumur empatminggu Dosis (Gy) 0
8.73a 5.3 b O.54c
5 10 15
O.38c O.21c
20
KK (CV):
14.60 ~
Angka-angkayang diikuti huruf yang sarnatidak berbeda nyatapada taraf5% DMRT. Tinggi tunas pada pemberian dosis 5 Gy umur empat minggu setelah tanam menunjukkan pertumbuhan yang lebih cepat dibandingkan dengan dosis yang lebih tinggi. Namun, lebih lambat bila dibandingkan dengan tanpa radiasi. SUHARTINI (6) melaporkan bahwa dengan meningkatnya dosis radiasi sinar gamma akan menekan pertambahan tinggi tanaman, menurunkan jumlah tunas, jumlah daun, dan persentase tanaman hidup. Hal ini sejalan dengan basil penelitian PAHAN (4), menyatakan bahwa sinar gamma yang diberlkan pada tanaman Petunia hybrida menunjukkan basil bahwa peningkatan dosis menekan pertambahan tinggi tanaman. Selanjutnya, radiasi juga berpengaruh terhadap pertumbuhan akar tanaman (Tabel 3). Makin tinggi dosis yang digunakan makin berkurang rataan akar yang terbentuk.
Adanya pengaruh radiasi terhadap rataan akar yangterbentuk.Dosis 5 Gy menghasilkan jumlah akaryang lebih banyakdibandingkandengandosisyang lebih tinggi. Eksplanyang diradiasi dengandosis tinggi akan mengalami hambatandalam proses fisiologi, yaitu radiasi menghambatdistribusi auksinke pangkal tunas. Di samping itu, hambatanpadapembentukanakar dimungkinkan juga karena kerusakanpada sistem sellular di meristem
Ap/ikasi [salop dolI Radiasi, J 996
pucuk, sehinggamenyebabkanberkurangnyakonsentrasi auksinbebasdalam tanaman. Tabel 3. Pengaruh radiasi terhadap rata-rata akar umur empatminggu
yang mengakibatkanproses-proses morfogonesisberlangsung normal kembali. Selanjutnya, pengaruh subkultur tidak terlihat berbedanyatapada umur empatminggu terhadapjumlah akar (Tabel5).
-
Dosis(ay)
Rata-rata akar
Tabel5. Pengaruh subkultur terhadapjumlah akar umur empatminggu
-
0
7.00 a
5
5.30 b 1.75c 1.30c
10
15
20
Dosis radiasi (Gy)
1.30c ..
11.9
KK (CV):
Rata-rata jumlah 8kar
0 S
10.80' 11.60'
KK (CV):
11.2
--,
Angka-angkayang diikuti huruf yang sarnatidak berbeda Dyatapadataraf 5% DMRT. Sampai umur 8 minggu hanya perlakuan dosis radiasi 0 dan 5 Gy yang tetap hidup sedangkan dosis 10, 15, daD 20 Gy mulai memperlihatkan gejala kematian mulai pada minggu ke-5. Radiasi dapat menyebabkan kerusakan pada sitoplasma yang pada gilirannya akan menyebabkan terbentinya pertumbuban tanaman. Hasil penelitian MARISKA ill. (7), pada tunas jahe badak dosis 10 Gy yang diberikan tidak menyebabkankematian pada jaringatl tanaman. Diduga karena eksplan yang digunakan berasal dari daerab yang berbeda maka respons jaringan tanaman terbadap per1akuan radiasi berbeda pula. Plantlet jahe pada perlakuan radiasi 0 krad daD 5 Gy yang masih hidup di subkultur ke media yang sarna dengan media awal. Dari basil subkultur yang dilakukan maka basil yang diperoleh tidak berbeda nyata antara perlakuan radiasi 0 daD 5 Gy terbadap jumlab anakan (Tabel 4)
Angka-angka yang diikuti hurof yang sarna tidak berbeda nyata pada tarat 5% DMRT.
Sarnahalnya denganjumlah tunas,pada rataan jumlah akar umur empatminggu tidak terlihat perbedaaan yang nyata antarperlakuandosis radiasi, hal ini disebabkan karena penyaluran auksin ke pangkal tunas tidak memgaiamigangguansehinggapertumbuhanakarberjalan normal kembali. Pertumbuhantanamanjahe di rumahkacamenunjukkan tidak adanya perbedaanyang nyata pada semua parameteryang diamati baik jumlah anakan,tinggi tanaman, jumlah daun, panjang daun serta lebar daun. Di mungkinkankarena tanamanyang diaklimatisasi adalah yang berasaldaTisubkulturyang menunjukkanbasil yang tidak berbedanyata pada pertumbuhannya secarain Yi!!Q (Tabel 6.) Tabel 6. Rata-rata pertumbuhan tanaman jahe dirumah kaca umur tiga bulan
Tabel 4. Pengaruh subkuItur terhadap jumlah tunas umur
--
Tinggi Jumlah Panjang anakan tanaman daun daun
Lebar daun
0 5
3.558 3.88a
19.378 18.03a
8.68a 8.80a
11.058 11.06a
1.068 1.128
KK:
18.9
19.2
19J
18.8
21.2
Dosis radiasi
empat minggu
(Gy)
Dosis radiasi (Gy)
Rata-ratajumlah tunas -
5
5.20. 4.40.
KK (CV):
ll.,9
0
---
Angka-angkayang diikuti huruf yang sarnatidak berbeda Dyatapada taraf 5% DMRT. Denganadanyasubkultur pertamamaka kondisi eksplanyang sebelumnyadiradiasi pertumbuhannyanormal kembali,hat ini dimungkinkan denganadanyaproses pemulihankembali sel-seldi dalam jaringan tanaman,sehingga aktivitas enzim untuk pembentukantunas tidak terhambat. Hal ini sejalan dengan pendapatyang dikemukakan oleh SRIPICHIT ~ ~. (8) yang menyatakan bahwa radiasi yang tidak memperlihatkanpengaruhnya berhubungandengan mekanismepenyembuhanpada sel
Jumlah
Angka-aDgkayang diikuti hurof yang sarnapada setiap kolom tidak berbedaDyatapadataraf 5% DMRT. Dari basil uji statistikterhadapkomponenpertumbuhan (tinggi tanaman, jumlah daun, lebar daun dan lingkar batang)di lapangumur empatbulan tidak menunjukkan perbedaanyang nyataantara pemberianradiasi 5 Gy dan kontrol, akan tetapi terhadap jumlah anakan menunjukkan adanya perbedaan yang nyata. lumlah anakantanpadiradiasi lebihbanyakyakni 21.5dibandingkan denganjurnlah anakanyang diradiasi 5 Gy yakni 7.9. Keadaanini tidak menunjukkanbahwa perlakuanradiasi mempengaruhijumlah anakan di lapang, karena tanamanyang diradiasi5 Gy sebagianterserangoleh penyakit
Aplikasi ISO1Op don Radiasi. 1996
(Tabel 7). Tampaknyasecaraumum radiasi berpengaruh terhadapfisiologis pertumbuhantanaman,yakni dengan kecilnya parameterpertumbuhansepertitinggi tanaman, jumlah daun, panjangdaun, dan lebar daun.
Tabel 7. Rata-rata pertumbuhan tanaman jahe di lapang umur empat bulan
-Dosis radiasi Jurnlah Tinggi Jurnlah (Gy) anakan tanarnan daun
Panjang Lebar daun daun
0
21.53 a
18.86a
8.90 a
9.03 a 1.21 a
5
7.90 b
14.12a
5.50 a
6.07 a 1.36a
KK:
28.20
36.80
34.00
31.70 3].20
-
Angka-angkayang diikuti huruf yang sarnapada setiap kolorn tidak berbedanyata pada taraf 5% DMRT.
adalahmatatunas,makapengaruhradiasiakan cenderung berakibatpadakerusakanfisiologis dan bukangenetik.
KESIMPULAN Tunasjahe besardari Jepangmamputwnbuhpada dosis 0 daD5 Gy. Peningkatandosis menjadi 10, 15, daD 20 Gy menyebabkan kematianpadajaringan tanaman. Diduga pengaruh radiasi pada illata tunas jahe bersifatgangguanfisiologis karenatidak adanyaperbedaan yang nyata antara komponenpertumbuhandan produksi antara kontrol denganradiasi 5 Gy.
DAFfAR PUSTAKA PELLOQUIN. S.l., "Manipulation of chromosomand cytoplasma", Plant BreedingIII (KENNERH, I.F. eds.),Iowa StateUniv. Press(1981) 117.
Dari basil uji statistik tidak terlihat perbedaan yang nyata antara pengaruhpemberian radiasi sebesar5 Gy dengankontrol (Tabel8). Hal ini dimungkinkan selsel tanamandapat memulihkan pengaruhefek fisiologis dari radiasi,sehinggakemampuannya dalam memproduksi rimpang tidak berbeda dengan kontrol. SUPOMO (9) menyatakanbahwapeluang dapattidaknya terjadi mutasi dan persentasenya bergantungpadabanyaknyajumlah taDaman(semakinbanyakjumlah tanamanyang diradiasi maka semakinbesarpeluang untuk mendapatkankeragaman), umur tanaman,bagian tanaman,rasepertumbuhan, dan lamanyapenyinaran.
4. PAHAN, Pengaruhradiasi sinal gammapada pucuki1! Yi!!QterhadapkeragamantanamanPetunia (Petunia hybrid Vilm.). Thesis JurusanBudidayaPertaDiaD,FakultasPertanianIPB, Bogor (1987).
Tabel 8. Rata-rata produksi jabe umur empat bulan di lapang
5. GAUL, R., Mutagen effects in the first generationafter seedtreatment.Plant injury and lethality. Manual on mutation breeding (Tech. Rep. Series.No. 119),IABA, Vienna (1977).
2. SONDAHL, M.H., SHARP,W.H., and EVANS, D.A., Tissueculture technologyand development.Application for agri culture. The potensialfor the third world. ATAS Bulletin I.TissueCulture (1984). 3. LARKIN, P.I., and SCOWCROFf, W.R., Somaclonal varian a novel sourceof variability from cell culture improvement,Teor. Appl. Genet. Q.Q(1981) 1<)7
6. SUHARTINI, T., Pengaruhradiasi corm dengansinar gammaterhadapkeragamanpertumbuhandari bunga gladiol (Gladiolus hybridus), Thesis Jurusan BudidayaPertanian,IPB, Bogor (1992). 7. MARISKA, I., SYAHID, S.F.,dan SUKMADJAJA, D., Peningkatanragam genetik tanamanjahe melalui keragamansornaklonal,Bulettin TanamanIndustri
1 (1994)1.
Secaraumum, rimpang yang dihasilkan dari bibit jahe asal kultur ill Yi!!Qberukurankecil-kecil. Dengan pemberiandosis radiasi sebesar5 Gy terhadaptunaspada kultur belum mampu menghasilkanrimpang yang lebih besar (visual). Diduga karena eksplan yang diradiasi
8. SRlPICHnT, P., NAWATA, E., and SHIGENAGA,S., The effect of exposuredoseand doserate of gamma radiationonill Yi!!Q shoot-formingcapacityof cotyledonexplantsin red pepper(Capsicumannum L. cv. Yatsufusa).Japan.J. Breeding.~ (1988027. 9. SOEPOMO.R., limo Seleksi dan Teknik Kebun Percobaan,Jakarta(1968).
Aplikasi hotop don Radiasi. J 996
DISKUSI
EDlli SUWADll
JUNE MELLA W A TI
1. Berapalaju dosisyangdigunakan?Kemungkinandosis kronis akan lebih bermanfaatdibandingdosis akut. 2. Bagaimanatekanantumbuhjahe,apakahterdapatdalam daya tumbuh yang maksimal?
Berapaperbandingan beratootang,tunas,danakar untuk perturnbuhanjahe yang baik?
SIlTI FATIMAH SI1TI FATIMAH 1. Laju dosisyang digunakanialah 5 kGy/jam. Kami belurn menggunakandosis kronis, tetapi sebagaisaran, kami terima. 2. Kekuatan/tumbuhjahe di lab. denganpemberiandosis radiasi 5 Gy cenderung menekan pertumbuhanbila dibandingkandengankontrol, tetapi setelahdilakukan subkulturdan ditanamdi lapangan,rnakapertumbuhan tanamansarnadengallkontrol.
SRI ASMINAH Menurut ADda,masalahutamapadatanamanjahe adalahpenyakityang disebabkanoleh Pseudomonas sa/anaceonum.Bagaimana akibat radiasi pada Pseudomonas tersebutuntuk menyelamatkantanamanjahe?
Perbandingan yang utama: beratnya rimpang hams lebih tinggi daripada berat batangdan berat akar, karenaprodukyang kita konsumsiadalah rimpangjahe.
SOBRIZAL Anda melakukan rOOiasidengan d~is 0, 5, 10, 15, dan 20 Gy. Hasil penelitian menunjukkan bahwa tunasjabe hanya mampu tUD1buhpada radiasi 0 dan 5 Gy. Akan tetapi, tak ada yang nyata pada komponen pertumbuhan, komponen produksi, serta keragaman genetik dari 2 dosis tersebut.Hal ini karena tidak adanya efek radiasi pada dosis 5 Gy. Saja yakin, kematian tanaman yang diiradiasi dengan dosis 10, 15, dan 20 Gy bukan karena dosis radiasi. Sara sarankan Anda bila masih ingin mendapatkan keragaman genetik agar mencoba pada dosis 10 sampai dengan 20 Gy tersebut.
srrn FATIMAH SIlTI FATIMAH Kami harapkandenganpemberianmutagenradiasi terhadapsel tanamandapatmengenaigen yang mengendalikansifatketahanan.sehinggatanamanyangdihasilkan dapatmemiliki sifat tahan terhadappenyakithila diserang bakteri Pseudomonassalanaceonum.
Peningkatandosisyang lebih tinggi, yakni 10, 15, dan 20 Gy cendenmgmematikantanaman,mungkinkami harnsmemakairangedosisantara 600-900 fad.
Ke Daftar Isi
