STUDI PEMBUNGAAN DAN PERKEMBANGAN BUAH SERTA VIABILITAS POLEN POHON GAHARU (Gyrinops versteegii)
KHOERANI
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
ABSTRAK KHOERANI. Studi Pembungaan dan Perkembangan Buah Serta Viabilitas Polen Pohon Gaharu (Gyrinops versteegii). Dibimbing oleh DORLY dan GAYUH RAHAYU. Gyrinops versteegii merupakan tanaman yang memiliki potensi sebagai penghasil gaharu. Potensi tersebut perlu dikembangkan dan dibudidayakan sehingga informasi tentang pembungaan dan pembentukan buah sangat diperlukan. Dalam penelitian ini perkembangan bunga dan buah G. versteegii, serta uji viabilitas polen dipelajari. Morfologi bunga dan buah diamati di kebun gaharu, sedangkan pengamatan anatomi dan uji viabilitas polen diamati di laboratorium. Secara umum tunas memiliki 1-15 kuncup bunga. Bunga tergolong dalam bunga sempurna dengan pembungaan memayung bertipe majemuk tidak terbatas. Jumlah stamen, mahkota dan kelopak bervariasi antara 3-8. Kelopak dan mahkota bunga tersusun radial (beraturan). Bunga berupa corong 5 cuping, dan berwarna hijau kekuningan. Panjang bunga mekar adalah 10-18 mm. Perkembangan bakal bunga menuju pembentukan kuncup memerlukan waktu 3-9 hari. Waktu yang dibutuhkan kuncup menjadi bunga mekar adalah 13-27 hari. 7-20 hari setelah anthesis bunga memasuki fase pembuahan. Warna buah menguning pada minggu ke-5 setelah anthesis. Tingkat kerontokan bunga mencapai 88,8%. Buah berbentuk bulat telur, hijau dan jika sudah matang warna kulit berwarna jingga. Pertumbuhan buah muda menjadi buah matang memerlukan waktu 8-11 minggu setelah anthesis (MSA). Umumnya buah mengandung 2 biji. Tingkat kerontokan buah mencapai 61,9%. Viabilitas polen diamati menggunakan teknik pewarnaan. Pewarna yang digunakan adalah anilin blue 1% dan I 2KI 1%. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa viabilitas polen menggunakan pewarna I 2KI 1% lebih besar dibandingkan dengan pewarna anilin blue 1%. Viabilitas polen fertil dengan I2KI 1% berkisar antara 96,4% hingga 98,9%, sedangkan dengan anilin blue 1% berkisar 88,3% hingga 97,7%. Kata kunci : Pembungaan, buah, viabilitas polen, gaharu, Gyrinops versteegii,
ABSTRACT KHOERANI. Fruit, Flower Development and Pollen viability of Gaharu Plant (Gyrinops versteegii). Under supervision of DORLY and GAYUH RAHAYU. Gyrinops versteegii is a potential agarwood tree which should be developed and cultivated. In purpose of widely cultivated, information of fruit and flower development is needed. The aim of this research was to study fruit and flower development and the viability of pollen of agarwood tree. Morphology of flower and fruit studies were carried out in the field, while the anatomical observation and viability of pollen were carried out in laboratory. The result showed that generative bud generally had 1-15 flowers. The flower belongs to a perfect flower, with a racemose inflorescense. Amount of stamen, petal and sepal are varied within 3-8. Sepal and petal arranged in radial form. The colour of flower is green-yellowish. Length of flower 10-18 mm. Flower bud grew to form full flower about 13-27 days. After 7-20 days after anthesis flower formed a fruit. Fruit became yellowish in the fifth week after anthesis. Percentage of fallen flower was about 88,8%. The shape of fruit is circular, green, and when ripening the colour of rind is orange. The fruits have started ripening at 8-11 week after anthesis. The seed is 2 generally in each fruit. Percentage of fallen fruit was about 61,9%. Pollen viability were tested by stainning technique with eithers stain. Pollen viability was determined by either anilin blue 1% or I2KI 1% staining technique. Viability was depended on the stainer used. Viability with I2KI 1% (96,4% - 98,9%) was higher than those with anilin blue 1% (88,3% - 97,7%).
STUDI PEMBUNGAAN DAN PERKEMBANGAN BUAH SERTA VIABILITAS POLEN POHON GAHARU (Gyrinops versteegii)
KHOERANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2013
Judul : Studi Pembungaan dan Perkembangan Buah Serta Viabilitas Polen Pohon Gaharu (Gyrinops versteegii) Nama : Khoerani NRP : G34080003
Menyetujui, Pembimbing I
Pembimbing II
Dr. Ir. Dorly, M.Si. NIP 19640416 199103 2 002
Dr. Ir. Gayuh Rahayu. NIP 19580105 198303 2 002
Mengetahui, Ketua Departemen Biologi
Dr. Ir. Ence Darmo Jaya Supena, M.Si. NIP 19641002 198903 1 002
Tanggal Lulus:
PRAKATA Puji serta syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah yang berjudul “Studi Pembungaan dan Perkembangan Buah Serta Viabilitas Polen Pohon Gaharu (Gyrinops verstegii)”. Karya ilmiah ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan di Kebun Gaharu di jalan raya Ciapus, Bogor dan Laboratorium Mikroteknik Departemen Biologi, FMIPA, IPB pada bulan September 2011 sampai Juli 2012. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr. Ir. Dorly, M.Si. dan Dr. Ir. Gayuh Rahayu selaku pembimbing yang telah memberikan pengarahan dan bimbingan selama menyelesaikan karya ilmiah ini. Terima kasih pula kepada Prof. Dr. Aris Tri Wahyudi, M.Si. selaku penguji dari wakil Komisi Pendidikan yang telah memberikan kritik dan saran dalam penulisan karya ilmiah ini. Terima kasih juga penulis ucapkan kepada keluarga tercinta, Ibu, Bapak, dan Kakak yang telah memberikan doa, dukungan dan semangat. Terima kasih kepada Drs. Ramzy yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian di kebun gaharunya, Pak Hary Wiriadinata yang telah membantu proses identifikasi tanaman, Pak Acing dan Pak Udin yang telah membantu selama pengamatan di kebun gaharu, Nina Ratna Djuita, M.Si. dan Dr. Nunik Sri Ariyanti, M.Si. yang telah memberikan saran dan perbaikan tentang karya ilmiah ini melalui diskusi, Drs. H. Entis Sutisna dan Pak Rosyid yang telah memberikan kesempatan untuk menambah ilmu sebagai tenaga pengajar di SD Insan Kamil Bogor selama proses penulisan karya ilmiah ini berlangsung. Terima kasih kepada Laboran dan teman-teman di Laboratorium Mikroteknik, serta kepada teman-teman di Biologi angkatan 45, khususnya Puspa Larasati yang telah membantu proses pengerjaan spesimen di laboratorium Mikroteknik, Nuraini Yuniarti dan Nurul Rahayu yang telah memberikan bantuan dalam pendokumentasian obyek yang diteliti. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Febuari 2013
Khoerani
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bogor pada tanggal 30 Maret 1990, putri dari Bapak M. Husein dan Ibu Siti Aisyah. Penulis adalah anak ke lima dari lima bersaudara. Penulis lulus dari SD Negeri Empang 2 Bogor tahun 2002 dan lulus dari SMP Insan Kamil Bogor Pada Tahun 2005. Tahun 2008 penulis lulus dari SMA Insan Kamil Bogor dan pada tahun yang sama diterima di Departemen Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah menjadi asisten praktikum mata kuliah Biologi Alga dan Lumut pada tahun 2012, dan melaksanakan kegiatan studi lapangan pada tahun 2010 di Pantai Pangandaran Ciamis dengan judul “Isolasi dan Keragaman Cendawan di Gua Pangandaran” yang dibimbing oleh Ir. Agustin Wydia Gunawan, MS. Penulis melakukan kegiatan praktik lapangan pada tahun 2011 di Pusat Penelitian dan Pengembangan Konservasi dan Rehabilitasi Bogor dengan judul Kegiatan Perbanyakan Jabon Merah (Anthocephallus macrophyllus) yang dibimbing oleh Dr. Ir. Iman Rusmana, M.Si. dan Ir. Atok Subiakto, M.App.Sc. Penulis juga sudah mulai bekerja sebagai tenaga pengajar di SD Insan Kamil Bogor sebagai guru Mata Pelajaran IPA kelas 6 sejak September 2012.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR ................................................................................................................... viii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................................................ viii PENDAHULUAN Latar Belakang .......................................................................................................................... Tujuan ....................................................................................................................................... BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat .................................................................................................................... Alat dan Bahan .......................................................................................................................... Metode Penelitian...................................................................................................................... Pengamatan Perkembangan Tunas Bunga dan Buah ........................................................... Pembuatan Sediaan Mikroskopis ......................................................................................... Metode Parafin ..................................................................................................................... Uji Viabilitas Polen .............................................................................................................. HASIL Pertumbuhan dan Perkembangan Bunga ............................................................................. ...... Sayatan Membujur Bunga Gyrinops versteegii ......................................................................... Morfologi Bunga ....................................................................................................................... Anthesis ..................................................................................................................................... Absisi Bunga dan Buah ............................................................................................................. Perkembangan Buah .................................................................................................................. Viabilitas Polen ......................................................................................................................... PEMBAHASAN ............................................................................................................................
1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 4 4 5 6 6 6 7
SIMPULAN ................................................................................................................................... 8 DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................... 8 LAMPIRAN ................................................................................................................................... 10
DAFTAR GAMBAR Halaman 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17.
Habitus, bunga dan buah Gyrinops versteegii .................................................................... Warna polen sebelum dan setelah diberi pewarna Anilin blue 1% dan I2KI 1% ............... Pertumbuhan dan sayatan tunas bunga ............................................................................... Pertumbuhan dan sayatan tunas daun ................................................................................. Pertumbuhan tunas dan kuncup bunga ............................................................................... Sayatan membujur bunga usia H-1 anthesis, anthesis, dan H+1 anthesis .......................... Tipe Pembungaan ............................................................................................................... Susunan stamen dan mahkota pada bunga ......................................................................... Variasi jumlah stamen, mahkota dan kelopak bunga ......................................................... Daun, bakal buah, buah matang dan biji ............................................................................ Persentase kerontokan bunga dan buah .............................................................................. Perkembangan bunga mekar menjadi buah tua .................................................................. Perubahan warna buah ....................................................................................................... Perkembangan buah muda hingga matang ......................................................................... Sayatan membujur buah 2 MSA ........................................................................................ Polen Gyrinops versteegii .................................................................................................. Persentase viabilitas polen dengan pewarna Anilin blue 1% dan I2KI 1% ........................
1 2 3 3 3 4 4 4 5 5 6 6 6 6 6 6 7
DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1. 2.
Komposisi Larutan Johansen ............................................................................................ 11 Komposisi Larutan Gifford ............................................................................................... 11
1
PENDAHULUAN Latar Belakang Gyrinops versteegii merupakan salah satu tanaman penghasil gaharu. G. versteegii tersebar di Indonesia timur. G. versteegii memiliki ciri ciri daun elips, urat daun sejajar, pembungaan memayung, kelopak bunga berbentuk tabung (Wiriadinata 2010), tangkai bunga biasanya lebih pendek daripada tabung bunga, putik biasanya lebih pendek daripada tabung bunga dan buah bulat telur-memanjang atau elips (Hou 1960) (Gambar 1).
(b)
(a)
(c)
Gambar 1 (a) Habitus, (b) bunga, (c) buah G. versteegii Gaharu didefinisikan sebagai jenis kayu yang berasal dari pohon dalam berbagai bentuk dan warna yang khas dan memiliki kandungan damar wangi. Damar wangi ini terbentuk sebagai akibat dari suatu proses infeksi yang terjadi secara alami maupun buatan. Damar wangi ini menjadi dasar pembuatan dari parfum, kosmetika, dan obat obatan serta memiliki nilai ekonomi yang tinggi (Jayusman 2005). Menurut Sidiyasa (1986) di Indonesia terdapat 8 genus pohon penghasil kayu gaharu yaitu Aetoxylon, Aquilaria, Gonystylus, Enkleia, Wilkstroemia, Gyrinops (Thymelaceae), Dalbergia (Leguminoceae), dan Excoccaria (Euphorbiaceae). Pohon penghasil gaharu dapat diperbanyak secara generatif menggunakan biji maupun vegetatif dengan stek pucuk, cangkok dan kultur jaringan. Pohon gaharu biasanya berbuah pada bulan Agustus sampai Desember setiap tahunnya (Mas’ud 2003). Secara fisik, buah yang akan diambil
bijinya sebagai benih harus benar benar matang fisik dan fisiologis, contohnya buah jatuhan. Biji yang baik untuk benih berasal dari buah berupa polong yang mengandung 1-3 biji, bertekstur keras dan berwarna cokelat hitam (Sumarna 2002). Bunga sebagai organ reproduktif memiliki peran penting dalam proses produksi. Bagi pemulia tanaman, bunga merupakan organ penting suatu tanaman dalam usaha pembentukan varietas atau jenis unggul, sedangkan bagi produsen minyak, biji (buah) merupakan organ yang bernilai ekonomis (Santoso et al. 2011). Biji saat ini masih menjadi sumber utama bibit, namun untuk karakteristik, perkembangan bunga dan buah serta viabilitas polen G. versteegii belum dipelajari. Dalam produksi biji gaharu, sifat sifat polen seperti viabilitas akan menentukan jumlah biji yang terbentuk, sehingga informasi tentang ciri dan sifat bunga yang ada belum lengkap untuk mendukung pemuliaan pohon gaharu. Oleh sebab itu informasi tambahan tentang tahap perkembangan bunga dan buah serta viabilitas polen perlu dipelajari. Tujuan Penelitian ini bertujuan mempelajari tahap perkembangan bunga dan buah serta viabilitas polen G. versteegii.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2011 sampai Juli 2012 di kebun gaharu milik Drs. Ramzy di Jalan Raya Ciapus Bogor dan Laboratorium Mikroteknik Departemen Biologi, FMIPA, IPB. Alat dan Bahan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah jangka sorong, kamera digital, alat tulis, gelas objek dan gelas penutupnya, mikrotom putar Yamato RV240, oven, hot plate, staining jar, mikroskop cahaya Olympus CH20, mikroskop cahaya Olympus BX51 yang dilengkapi kamera, neraca analitik dan Scanning Electron Microscope (SEM). Bahan tanaman yang digunakan dalam penelitian ini adalah 10 pohon G. versteegii. Bahan kimia yang digunakan dalam pembuatan sediaan mikroskopis antara lain alkohol 70%, larutan FAA (formaldehid, asam asetat glasial, alkohol 70%), parafin,
2
larutan seri Johansen 1-VII, larutan Gifford, entellan, albumin-gliserin, pewarna safranin dan fastgreen. Sedangkan bahan yang digunakan untuk pengujian viabilitas polen adalah pewarna I2KI 1% dan anilin blue 1%. Metode Penelitian Pengamatan Perkembangan Tunas Bunga dan Buah Perkembangan tunas bunga diamati secara morfologi dan anatomi. Panjang dan jumlah kuncup bunga yang rontok, dihitung dan dicatat % kerontokannya. Waktu yang dibutuhkan untuk pembentukan bunga mekar dan setiap tahap perkembangannya diamati dan dicatat setiap dua hari. Selain itu dilakukan juga pengamatan waktu anthesis bunga, jumlah stamen (benang sari), mahkota dan kelopak bunga, serta waktu pembungaan per infloresens. Pengamatan buah dilakukan satu minggu sekali dengan mengukur diameter transversal (lebar) dan longitudinal (panjang). Selain itu, diamati juga perubahan warna kulit buah serta kerontokan buah. Sebanyak masing masing 50 buah dan biji juga diukur diameter longitudinal dan transversalnya menggunakan jangka sorong, serta beratnya ditimbang dengan menggunakan timbangan analitik. Pembuatan Sediaan Mikroskopis Metode Parafin. Preparat sayatan transversal dan longitudinal sampel dibuat dengan metode parafin. Sampel tunas bunga, tunas daun, kuncup bunga, bunga mekar dan buah difiksasi dalam larutan FAA (formaldehid, asam asetat glacial, alkohol 70%) kemudian dicuci dengan alkohol 50% sebanyak 3 kali masing-masing selama 30 menit. Dehidrasi dan penjernihan dilakukan secara bertahap dengan merendam sampel dalam larutan seri Johansen I–VII (Lampiran 1). Sampel diinfiltrasi parafin dengan titik lebur 58oC secara bertahap di dalam oven. Sampel ditanam ke dalam blok yang berisi parafin murni. Blok parafin direndam dalam larutan pelunak Gifford (Lampiran 2) selama 3 bulan. Blok dirapikan, kemudian ditempel pada holder dan disayat dengan mikrotom putar Yamato RV-240. Semua sampel disayat secara transversal dan longitudinal dengan ketebalan 10 µm. Sayatan direkatkan pada gelas objek yang telah diolesi albumingliserin dan dipanaskan pada hot plate selama ± 12 jam. Sampel diwarnai dengan
pewarnaan ganda, yaitu safranin 2% dalam akuades dan fast-green 0,5% dalam alkohol 95%. Sampel diberi entellan dan ditutup kemudian diberi label. Sayatan diamati dengan mikroskop cahaya Olympus CH20 yang dilengkapi dengan mikrometer. Parameter yang diamati pada bunga adalah stamen, mahkota, putik, ovary (bakal buah), sedangkan pada buah diamati bagian biji, kulit luar (eksokarp), kulit tengah (mesokarp), dan kulit dalam (endokarp). Uji viabilitas polen Viabilitas polen diuji dengan metode pewarnaan menggunakan anilin blue 1% dan I2KI 1% dan dinyatakan dalam persen. Polen menunjukkan perubahan warna sesuai dengan warna indikator viabel. Polen dari bunga saat anthesis diletakkan pada gelas objek, kemudian diberi satu tetes masing masing pewarna, dan dibiarkan 5-10 menit lalu diamati di bawah mikroskop. Warna polen G. versteegii sebelum diberikan pewarna berwarna putih kecoklatan. Polen yang viabel ditandai dengan warna biru pada perlakuan anilin blue 1% sedangkan polen yang tidak viabel berwarna kemerahan. Pada pewarna I2KI 1%, polen yang viabel berwarna hitam sedangkan polen yang tidak viabel berwarna kuning-jingga (Gambar 2).
Gambar 2 (a) Polen sebelum diberi pewarna, (b) Polen dengan pewarna anilin blue 1% (c) Polen dengan pewarna I2KI 1% Karakteristik polen diamati dengan SEM di Laboratorium SEM Bidang Zoologi, Pusat Penelitian Biologi-LIPI, Cibinong. Polen terlebih dahulu dikeringkan menggunakan silika gel dan disimpan di dalam ruangan tertutup. Polen kemudian ditempel di atas holder spesimen dan selanjutnya dilapisi dengan logam emas. Polen didokumentasikan dengan kamera pada SEM JSM 5310-LV.
3
HASIL Sayatan membujur tunas bunga dan tunas daun menunjukkan bahwa pada bunga terjadi diferensiasi organ (Gambar 3c), sedangkan sayatan tunas daun terdapat calon daun (Gambar 4c). Waktu yang dibutuhkan 5 dari 10 pohon yang memiliki kuncup untuk mencapai waktu anthesis (mekar) adalah 1327 hari (Gambar 5b). Bunga pada pohon lainnya mengalami kerontokan sebelum anthesis. Perkembangan ukuran panjang kuncup bunga hingga mencapai anthesis dimulai dari 3-18 mm.
Pertumbuhan dan perkembangan bunga Munculnya tunas bunga ditandai dengan tonjolan berwarna hijau pada ketiak daun. Tonjolan tumbuh memanjang menjadi bakal kuncup bunga (Gambar 3a). Selain berkembang menjadi bunga, tunas dapat berkembang menjadi daun (Gambar 4 a-b). Tunas berkembang menjadi kuncup bunga dalam waktu 3-9 hari (Gambar 5a), dengan panjang dari 3-7 mm. Tunas yang telah dewasa memiliki 1-15 kuncup bunga (Gambar 3b).
Kuncup bunga
Calon bunga
(a)
(b)
(c)
Gambar 3 (a) Pertumbuhan tunas bunga skala 0,2 cm, (b) kuncup bunga skala 5 mm, (c) Sayatan tunas bunga usia 4 hari setelah munculnya tunas skala 500 µm
Calon daun
Calon daun
(a)
(b)
(c)
Gambar 4 (a) Pertumbuhan tunas daun skala 0,2 cm, (b) kuncup daun skala 5 mm, (c) Sayatan tunas daun usia 4 hari setelah munculnya tunas skala 500 µm
(a)
(b) Gambar 5 (a) Pertumbuhan tunas bunga menjadi kuncup bunga ; (b) Kuncup bunga yang akan mekar
4 Sayatan membujur bunga G. versteegii Bunga pada satu hari sebelum anthesis (Gambar 6a), kepala putik, mahkota, dan benang sari telah tampak jelas terlihat, pada sayatan bunga anthesis terlihat benang sari dan mahkota bunga (Gambar 6b) dan pada bunga satu hari setelah anthesis, kepala putik dan bakal biji sudah terbentuk (Gambar 6c). Morfologi bunga G. versteegii memiliki tipe pembungaan memayung (umbel) (Gambar 7a), dan termasuk bunga sempurna. Bunga Gyrinops merupakan bunga majemuk tidak terbatas dan tergolong bunga hermaprodit. Bunga tumbuh di ketiak daun (axillaris/lateralis). Jumlah bunga per infloresens adalah 1-15 bunga. Bunga berupa corong 5 cuping, berwarna hijau kekuningan.
Panjang bunga mekar adalah 10-18 mm. Jumlah stamen (benang sari) selalu sama dengan jumlah mahkotanya, karena posisi stamen berseling (alternate) dengan mahkota bunga (Gambar 8a). Kepala putik tidak memiliki tangkai, sehingga posisi kepala putik duduk (sesil) di atas bakal buah (Gambar 8b ). Mahkota bunga berwarna putih dan saling berlekatan (sympetalous). Kelopak bunga berwarna hijau kekuningan dan saling berlekatan (synsepalous) membentuk tabung kelopak (Gambar 7b). Kelopak dan mahkota bunga tersusun radial/beraturan (actinomorf). Hiasan bunga dan benang sari terletak sama tinggi dengan bakal buah (perigynous), sedangkan letak bakal buah berada diantara tenggelam dan menumpang dengan hiasan bunga lainnya (superior). p
s m B p
Gambar 6 (a) Sayatan membujur bunga H-1 anthesis skala 500 µm, (b) sayatan membujur bunga anthesis skala 500 µm, (c) sayatan membujur bunga H+1 anthesis skala 500 µm ; stamen (s), kepala putik (p), mahkota (m), bakal biji (B)
S K
(a) (b) Gambar 7 (a) Tipe bunga umbel, (b) stamen (S) dan tabung kelopak (K)
M
P
S B
(a)
(b)
Gambar 8 (a) Posisi mahkota dan stamen pada bunga ; mahkota (M), stamen (S), (b) posisi kepala putik pada bakal buah ; kepala putik (P), bakal buah (B)
5
Bunga terdiri dari 3-8 kelopak, 3-8 stamen dan 3-8 mahkota (Gambar 9). Bunga dengan jumlah kelopak, stamen, dan mahkota 5 adalah tipe dominan (Tabel 1).
b b
c
b
c
b c
a c
a a
a
a
Gambar 9 Variasi jumlah kelopak (a) : mahkota (b) : dan stamen (c) dari bunga G. versteegii ; kelopak 3-8, mahkota 3-8, stamen 3-8 Tabel 1 Variasi jumlah stamen, mahkota dan kelopak bunga G. versteegii Jumlah Kode Pohon
G1 G2 G3 G4 G5 Total %
Stamen
Mahkota
3
5
6
7
8
3
5
6
7
8
3
1
20 10 20 15 15 80 24.1
2 10 5 2 2 21 6.34
1 2
2 2 1
1
2 2 1
1
1 0.3
2 10 5 2 2 21 6.34
1 2
5 1.5
20 10 20 15 15 80 24.16
1 0.3
3 0.9
Anthesis Bunga mekar secara tidak bersamaan pada satu umbel. Bunga mekar dalam waktu 7-11 hari di seluruh bunga pada umbel yang sama sejak kuncup bunga pertama mekar pada umbel. Bunga G. versteegii mengalami waktu anthesis pukul 08.00, 11.00 dan 16.00-17.00. Dari ketiga waktu tersebut, anthesis maksimal terjadi pukul 16.00-17.00, dan anthesis paling banyak terjadi pada sore hari. Bunga pada posisi di luar mekar terlebih dahulu. Setelah 7-20 hari setelah anthesis, bunga akan memasuki fase pembuahan. Habitus G. versteegii dapat berupa pohon ataupun semak. Tingginya dapat mencapai 5 meter, dan diameternya 50 cm. Daun berbentuk memanjang (oblong) hingga lanset (Gambar 10a). Permukaan daun licin. Duduk daun berseling (alternate) dan tipe daunnya tunggal. Pertulangan daun menyirip (pinnate). Bentuk ujung helaian daun meruncing, sedangkan pangkal daunnya tumpul. Tepi helaian daun rata hingga
Total bunga
Kelopak
5 0.9
5 1.5
4 1
1 2 0.6
1 0.3
5
6
7
20 15 20 20 20 95 28.7
2 4 3
1 1 1
8
1
9 2.7
3 0.9
1 0.3
76 69 77 54 55 331 100
bergelombang. Panjang daun 10-20 cm, dengan lebar 3-6 cm. Buah berbentuk bundar telur (ovate) hingga memanjang. Bakal buah berbulu halus (Gambar 10b). Buah berwarna jingga saat matang (Gambar 10c). Jumlah biji pada umumnya 2 biji (Gambar 10d). Buah tergolong buah sejati tunggal yang berdaging.
(a)
(b) (a)
)
(c)
(d)
Gambar 10 (a) daun, (b) bakal buah berbulu halus, (c) buah matang, (d) biji
6
Kerontokan (%)
Absisi bunga dan buah Tidak semua kuncup dewasa mengalami anthesis dan tidak semua buah muda tumbuh menjadi dewasa dan matang. Hal tersebut terjadi karena bunga dan buah dapat mengalami kerontokan sebelum mencapai anthesis maupun tahap matangnya buah. Tingkat kerontokan bunga tertinggi adalah 88,8% dan terendah 33,3%. Kerontokan buah terbesar mencapai 61,9%, dan terendah 0% (Gambar 11).
Gambar 14 Perkembangan buah muda hingga buah matang Hasil sayatan membujur buah berumur 2 minggu setelah anthesis menunjukkan seiring berkembangnya biji, endokarp, mesokarp dan eksokarp dapat diamati dengan jelas (Gambar 15).
100 80 60 40 20 0
a
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10 Pohon Bunga Buah
b
Gambar 11 Persentase kerontokan bunga dan buah Perkembangan buah Perkembangan bunga mekar hingga mencapai buah tua membutuhkan waktu 2750 hari setelah anthesis (Gambar 12). Buah akan berubah menguning pada minggu ke 5 setelah anthesis (Gambar 13a), sedangkan pada minggu ke 6-8 setelah anthesis warna buah akan berubah menjadi kuning seutuhnya (Gambar 13b). Total waktu yang dibutuhkan buah muda untuk mencapai buah matang adalah 8-11 minggu setelah anthesis (Gambar 14). Rata rata bobot basah buah dan biji adalah 1 gram dan 0,14 gram. Rata rata panjang buah dan biji adalah 18,37 mm dan 11,39 mm, sedangkan rata rata lebar buah dan biji adalah 12,15 mm dan 6,1 mm.
).
Gambar 12 Perkembangan bunga mekar menjadi buah tua
ac
d
Gambar 15 Sayatan membujur buah 2 MSA perbesaran 4x10 ; (a) biji, (b) endokarp, (c) mesokarp, (d) eksokarp Viabilitas polen. Pada pewarna anilin blue 1%, jumlah rata rata polen fertil berkisar antara 88,3% hingga 97,7%. Jumlah rata rata polen fertil dengan pewarna I2KI 1% berkisar antara 96,4% hingga 98,9% (Gambar 16). Polen berbentuk bulat, berukuran 2037,5 µm, simetri polen radial dan tipe aperture monoporata dengan polaritas polen isopolar. Tipe ornamentasi exine berupa tonjolan tonjolan pilus (Gambar 17)
Aperture Tonjolan pilus
Gambar 17 Polen Gyrinops versteegii dengan tipe aperture monoporata dan ornamentasi exine berupa tonjolan pilus skala 10 µm Gambar 13 (a) buah menguning, (b) buah kuning
7
100
Anilin blue 1%
100
95
99
% Polen 90 viabel 85
% Polen 98 viabel 97
80
95
I2KI 1%
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 G9 G10
96
Kode pohon
Kode pohon
Gambar 16 Persentase viabilitas polen dengan pewarna Anilin blue 1% dan I2KI 1% PEMBAHASAN Pada dewasa ini, karakteristik bunga dan biji gaharu sudah banyak dilaporkan, namun untuk perkembangan bunga dan buah serta viabilitas polennya belum banyak dipelajari. Sebagai contoh, informasi perkembangan kuncup menjadi bunga, waktu pembungaan dan waktu menjadi buah sangat menentukan keberhasilan sebuah kegiatan perkawinan antar pohon. Lebih lanjut informasi tentang waktu pembungaan sangat penting untuk memperkirakan keberhasilan reproduksi (House 1997). Karakteristik perkembangan bunga Gyrinops mengikuti pola perkembangan bunga gaharu lainnya pada tingkat genus yang sama. Namun, informasi tentang periode anthesis dan pembungaannya adalah informasi baru tentang sifat bunga G. versteegii. Dalam 1 hari, bunga Gyrinops pada umumnya mengalami 2 kali anthesis. Pola ini juga dimiliki oleh bunga Aquillaria crassna yang memiliki waktu anthesis pada pukul 16.30 dan 18.30 (Tangmitcharoen 2008). Jumlah stamen G. versteegii selalu sama dengan petalnya dan juga bervariasi 38. Padahal Ding Hou (1960), Gunn et al. (2004) dan Bangai (2007) melaporkan Aquilaria dan Gyrinops dibedakan berdasarkan jumlah stamen saja. Pada Aquilaria jumlah stamen adalah 10, dua kali jumlah petal (daun mahkota), sedangkan Gyrinops memiliki jumlah stamen yang sama dengan jumlah petalnya yaitu 5. Hal tersebut berbeda dengan hasil penelitian ini. Pada penelitian ini, jumlah stamen Gyrinops bervariasi dari 3-8, dan tidak pernah mencapai 10, sehingga G. versteegii masih dapat dibedakan berdasarkan kriteria bunganya.
Kualitas polen dapat ditentukan berdasarkan tingkat viabilitasnya (Kelly et al., 2002). Kualitas dan kuantitas polen yang diproduksi bunga merupakan komponen penting dalam kelestarian tanaman. Viabilitas polen dapat menjadi indikator produksi buah. Kualitas polen akan mempengaruhi viabilitas benih yang dihasilkan (Warid 2009). Selain itu, penerapan teknik perkawinan silang membutuhkan pengetahuan yang baik mengenai karakteristik bunga dan perkembangannya menjadi buah serta potensi polennya. Pewarna yang digunakan pada pengujian viabilitas polen adalah anilin blue 1% dan I2KI 1%. Aniline blue merupakan salah satu pewarna yang cukup banyak digunakan untuk menduga viabilitas polen. Pewarna ini bereaksi dengan kalosa. Kalosa adalah karbohidrat yang memisahkan sel induk mikrospora dari sel lainnya dan menyelimuti polen sesudah meiosis (Lersten 2004). Apabila suatu polen mengandung kalosa, maka polen tersebut akan terwarnai menjadi biru tua. Banyaknya kandungan pati pada polen juga dapat digunakan sebagai indikator tingkat viabilitas polen. Kandungan pati pada setiap butir polen digunakan sebagai sumber energi sehingga polen mampu berkecambah. Semakin banyak kandungan pati, maka viabilitas polennya juga semakin tinggi. Hal ini ditunjukkan dengan semakin hitam warna yang dihasilkan pada uji I2KI (Bolat & Pirlak 1999). Konsentrasi pewarna anilin blue dan I2KI yang digunakan pada penelitian ini adalah 1%. Konsentrasi ini merupakan konsentrasi yang paling baik untuk digunakan dalam pengujian viabilitas polen G. versteegii dibandingkan dengan
8
konsentrasi yang lebih rendah. Dafni (1992) juga menggunakan anilin blue 1% dalam pengujian pewarnaan butir polen. Konsentrasi 1% pada pewarna I2KI juga digunakan dalam metode pengujian viabilitas polen tanaman Poaceae, Euphorbiaceae, Solanaceae, dan Myrtaceae (Warid 2009). Selain pengamatan terhadap intensitas warna, diamati juga bentuk polen. Polen yang didapat melalui pengamatan ada yang ditemukan dalam bentuk tidak bulat utuh. Bentuk polen dengan dinding yang tidak bulat rata menunjukkan viabilitas polen yang rendah/steril sedangkan bentuk polen yang bulat utuh merupakan polen yang viabilitasnya tinggi. Saptosari (1993) melaporkan hasil yang serupa pada tanaman Ipomoea. Ukuran polen G. versteegii tergolong memiliki ukuran polen sedang karena ukuran polennya berkisar antara 2037,5 µm. Menurut Erdtman (1943) ukuran polen dapat dikelompokkan sebagai berikut yaitu sangat kecil/permi-nute (< 10 μm), Kecil/minute (10-25µm), sedang/mediae (25-50μm), besar/magnae (50-100μm), sangat besar/permagnae (100-200μm), dan raksasa/giganteae (> 200 μm). SIMPULAN Tahapan perkembangan tunas G. versteegii memerlukan waktu 3-9 hari untuk membentuk atau mengeluarkan kuncup bunga. Setelah terbentuknya kuncup bunga, dibutuhkan waktu 13-27 hari untuk mencapai waktu anthesis (mekar). Bunga akan memasuki fase pembuahan setelah memasuki 7-21 HSA. Buah matang akan dicapai 8-11 minggu setelah pembentukan buah muda. Perubahan warna menguning pada buah terjadi saat buah memasuki minggu ke 5. Viabilitas polen dengan menggunakan pewarna I2KI 1% lebih tinggi daripada menggunakan anilin blue 1%. Polen fertil dengan I2KI 1% berkisar 96,4% hingga 98,9% sedangkan dengan anilin blue berkisar 88,3% hingga 97,7%. SARAN Setelah dilakukannya penelitian ini, untuk mempermudah dalam penelitian lanjutan mengenai studi pembungaan G. versteegii, khususnya dalam pengujian viabilitas polen yang membutuhkan serbuk
sari dari bunga yang baru mekar sebaiknya bunga diambil pada pukul 08.00 dan 16.00, sehingga serbuk sari yang diperoleh jumlahnya akan lebih banyak dan viabel. Selain itu, untuk melengkapi informasi mengenai studi pembungaan G. versteegii sebaiknya perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai tipe penyerbukannya. DAFTAR PUSTAKA Bangai SL. 2007. Sustainable Management and Botanical Knowledge of Eaglewood Species in Papua New Guinea. Conference Booklet. Thailand : Second International Agarwood Conference and Workshop. Bolat I. and Pirlak L. 1999. An investigation on pollen viability, germination, and tube growth in some stone fruits. J Agric Fores 99 383-388. Dafni A. 1992. Pollination Ecology A Practical Approach. New York : Oxford University Press. Dwijoseputro D. 1980. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : Gramedia. Erdtman G. 1943. An Introduction to Pollen Analysis. New York : Chronica Botanica Erdtman G. 1952. Pollen Morphology and Plant Taxonomy : Angiosperms. New York : Chronica Botanica Gunn B, Steven P, Margaret S, Sunari L, Chatterton P. 2004. Eaglewood in Papua New Guinea. Resource Management in Asia-Pacific Program (Working Paper 51). Port Moresby. Hou D. 1960. Thymeliaceae. In : Van Steenis, CGGJ (Ed). J Flor Malsian Series 1. Vol 6. Groningen : Netherlands Wolter-Noordholf Publishing House SM. 1997. Reproductive Biology of Eucalypts. In: Eucalypt Ecology, eds Williams JE dan Woinarski JCZ. Cambridge : Cambridge University Press Jayusman. 2005. Perbanyakan gaharu melalui stek. J Penel Hut Tan 2:117-124. Kapadia ZJ, Gould FN. 1964. Biosystematic studies in Bouteloua curtipendula complex. J Bot 51:166-172 Kelly JK, Rasch A, Kalisz S. 2002. A method to estimate pollen viability
9 from pollen size variation. Am J Bot 89:1021-1023. Lersten 2004. Flowering Plant Embryology. USA : Blackwell Publishing Professional Ames. Mas’ud AF. 2003. Teknik Budidaya Gaharu. Bogor : Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam. Owens JN. 1991. Flowering and seed set [skripsi]. British Columbia, Canada : Department of Biology, University of Victoria, Santoso BB, Susanto S, Purwoko BS. 2011. Pembungaan jarak pagar (Jatropha curcas L.) beberapa ekotipe Nusa Tenggara Barat. J Agron Indones 39:210-216. Saptosari N. 1993. Zuriat hasil penyilangan tanaman Ipomoea tetraploid dengan triploid [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor Sidiyasa K. 1986. Jenis jenis gaharu di Indonesia. J penel pengemb kehut 2:7-16. Stanley RG, Linskens HF. 1974. Pollen Biology Biochemistry Management. Berlin : Springer-Verlag Sumarna Y. 2002. Budi Daya Gaharu. Jakarta : Penebar Swadaya. Tangmitcharoen S et al. 2008. Floral Biology of Aquilaria crassna. Thai J Fores 27: 1-13. Thailand Warid. 2009. Korelasi metode pengecambahan in vitro dan pewarnaan dalam pengujian viabilitas polen [skripsi]. Bogor : Institut Pertanian Bogor Wiriadinata H. 2010. Materi seminar gaharu. Pangkal Pinang
10
LAMPIRAN
11 Lampiran 1 Komposisi Larutan Seri Johansen Larutan Johansen (%) Komposisi I
II
III
IV
V
VI
VII
Air
40
30
15
-
-
-
-
Etanol 95%
50
50
50
50
-
-
-
Etanol 100%
-
-
-
-
50
-
-
Tertier Butil Alkohol
10
20
35
50
75
100
50
Minyak Parafin
-
-
-
-
-
-
50
Lampiran 2 Komposisi Larutan Gifford Bahan
Volume (ml)
Alkohol 60%
80
Asam asetat glacial
20
Gliserin
5
