TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman Menurut Yufdi,M dkk (2006) kacang tanah memiliki sistematika sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisi
: Spermatophyta
Sub Divisi : Angiospermae Klas
: Dicotyledoneae
Ordo
: Leguminales
Famili
: Papilionaceae
Genus
: Arachis
Spesies
: Arachis hypogaea L Kacang tanah mempunyai susunan perakaran sebagai berikut pertama
adalah akar tunggang. Akar ini mempunyai akar-akar cabang yang lurus. Akar cabang mempunyai akar yang bersifat sementara dan berfungsi sebagai alat pengisap. Karena meningkatnya umur tanaman akar-akar tersebut akan mati, sedangkan akar yang masih tetap bertahan hidup menjadi akar-akar permanen. Akar permanen tersebut akhirnya mempunyai cabang lagi dan berfungsi juga sebagai alat pengisap. Kadang-kadang polong pun mempunyai alat pengisap, yakni bulu akar yang menempel pada kulitnya. Bulu akar ini berfungsi sebagai alat pengisap zat-zat hara (Aak, 1989).
Universitas Sumatera Utara
Tanaman kacang tanah mempunyai daun majemuk bersirip genap. Setiap helai daun terdiri dari empat helai anak daun. Permukaan daunnya sedikit berbulu, berfungsi sebagai penahan atau penyimpanan debu dan obat semprotan. Sedangkan gerakan Nyctitropic merupakan aktivitas daun sebagai persiapan diri untuk dapat menyerap cahaya matahari sebanyak-banyaknya (Aak, 1989). Bunga kacang tanah mulai muncul dari ketiak daun pada bagian bawah tanaman yang berumur antara 4-5 minggu dan berlangsung hingga umur sekitar 80 hari setalah tanam. Bunga berbentuk kupu-kupu (papilionaceus), berukuran kecil dan terdiri atas lima daun tajuk. Dua diantar daun tajuk tersebut bersatu seperti perahu. Di sebelah atas terdapat sehelai daun tajuk yang paling lebar yang dinamakan bendera (vexillum), sementara di kanan dan kiri terdapat dua tajuk daun yang disebut sayap (ala). Setiap bunga bertangkai berwarna putih. Tangkai bunga sebenarnya adalah tangkai kelopak. Mahkota bunga (corolla) berwarna kuning atau kuning kemerah-merahan. Bendera dari mahkota bunga bergaris-garis merah pada pangkalnya (Pitojo, 2005). Buah kacang tanah disebut polong. Polongnya terbentuk setelah terjadi pembuahan. Setelah terjadi pembuahan, bakal buah tumbuh memanjang. Inilah yang disebut ginofora yang nantinya akan menjadi tangkai polong. Mula-mula ujung ginofora yang runcing mengarah ke bawah dan selanjutnya masuk kedalam tanah. Pada waktu ginofora menembus tanah, peranan hujan sangat membantu. Setelah terbentuk polong, pertumbuhan memanjang ginofora akan terhenti. Panjang ginofora dapat mencapai 18 cm. ginofora yang terbentuk di cabang bagian atas tidak masuk kedalam tanah sehingga tidak akan membentuk polong (Suprapto, 2002).
Universitas Sumatera Utara
Warna biji kacang tanah bermacam-macam ada yang putih, merah, ungu dan kusumba. Kacang tanah yang paling baik adalah yang berwarna kusumba (Suprapto, 2002). Syarat Tumbuh Iklim Curah hujan yang sesuai untuk tanaman kacang tanah antara 800-1.300 mm/tahun. Hujan yang terlalu keras akan mengakibatkan rontok dan bunga tidak terserbuki oleh lebah. Selain itu, hujan yang terus menerus akan mengakibatkan kelembapan di sekitar pertanaman kacang tanah (Yufdi,M dkk, 2006). Secara umum suhu yang baik untuk pertumbuhan tanaman kacang tanah berkisar antara 25-350C. Di daerah yang bersuhu kurang dari 200C, tanaman kacang tanah tumbuh lambat, berumur lebih lama dan produksi tanaman relative sedikit. Suhu tanah merupakan faktor penentu dalam perkecambahan biji dan pertumbuhan awal tanaman (Pitojo, 2005). Kelembaban udara untuk tanaman kacang tanah berkisar antara 65-75 %. Adanya curah hujan yang tinggi akan meningkatkan kelembaban terlalu tinggi di sekitar pertanaman (Yufdi,M dkk, 2006). Faktor iklim yang berpengaruh adalah cahaya. Kacang tanah merupakan tanaman C3, sedangkan cahaya mempengaruhi fotosintesis dan respirasi. Kacang tanah termasuk tanaman hari pendek, sedangkan pembungaan tidak tergantung pada fotoperiode. Sehingga terbukanya bunga dan jumlah bunga yang terbentuk sangat tergantung pada cahaya. Intensitas cahaya yang rendah pada saat pembentukan ginofora akan mengurangi jumlah ginofor. Disamping itu rendahnya
Universitas Sumatera Utara
intensitas penyinaran pada masa pengisian polong akan menurunkan jumlah dan berat polong serta akan menambah jumlah polong hampa (Adisarwanto, 2003). Tanah Tanaman kacang tanah tidak terlalu menuntut persyaratan lingkungan yang ideal. Namun demikian untuk tumbuh dan berproduksi dengan baik tanaman ini memerlukan syarat-syarat yang harus dipenuhi. Syarat itu antara lain tanah yang gembur, pH antara 6-6,5, agak lembab dan berdrainase baik. Tanah yang berdrainase buruk akan menyebabkan akar dan polong busuk. Sebaliknya jika terlalu kering pertumbuhan akan merana dan polong tidak terbentuk. Curah hujan ideal terletak antara 45-200 mm/ bulan (Najiyati dan Danarti, 1999). Ketinggian tempat yang baik dan ideal untuk tanaman kacang tanah adalah pada ketinggian antara 500 m dpl. Jenis kacang tanah tertentu dapat ditanam pada ketinggian tempat tertentu untuk dapat tumbuh optimal (Yufdi,M dkk, 2006). Mutasi Buatan Mutasi adalah perubahan susunan atau kontruksi dari gen maupun kromosom suatu individu tanaman, sehingga memperlihatkan penyimpangan (perubahan) dari individu asalnya dan bersifat baka (turun temurun). Mutasi dapat terjadi secara alamiah tetapi frekuensinya sangat rendah yaitu 10-6 pada setiap generasi. Untuk mempercepat terjadinya mutasi dapat dilakukan secara buatan dengan memberikan perlakuan-perlakuan sehingga terjadi mutasi (induced mutation). Mutasi pada tanaman dapat menyebabkan perubahan-perubahan pada bagian-bagian tanaman baik bentuk maupun warnanya juga perubahan pada sifat-
Universitas Sumatera Utara
sifat lainnya. Tanaman hasil mutasi dinamakan mutan, sedangkan generasinya biasa dinyatakan dengan M1, M2 dan seterusnya (Herawati dan Ridwan, 2000). Dalam bidang pemuliaan tanaman, teknik mutasi dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman memungkinkan pemulia melakukan seleksi genotipe tanaman sesuai dengan tujuan pemuliaan yang dikehendaki. Mutasi induksi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ tanaman seperti biji, stek batang, serbuk sari, akar, rizoma, media kultur jaringan dan sebagainya (BATAN, 2006). Pemuliaan mutasi adalah mutasi buatan untuk mendapatkan varietas tanaman yang unggul. Istilah “pemuliaan mutasi” kadang-kadang digunakan untuk menunjukkan pemakaian mutagen oleh pemulia tanaman dalam usahanya untuk menciptakan keragaman dari mutasi buatan. Ini berlawanan dengan pemuliaan konvensional dimana pemulia tanaman bergantung pada keragaman alami dan keuntungannya diperoleh dari rekombinasi gen, kadang-kadang dibantu dengan hibridisasi (Crowder, 1997). Teknik mutasi buatan merupakan usaha merubah susunan atau jumlah materi genetik/ DNA dengan menggunakan radiasi sinar radioaktif (sinar x, alpha, beta dan gamma) atau dengan senyawa (kolkhisin). Teknik mutasi dengan sinar gamma biasanya ditujukan untuk menghasilkan biji-biji tanaman padi dan palawija, agar berumur pendek (cepat dipanen), hasilnya banyak dan tahan terhadap serangan hama wereng. Selain itu, terdapat teknik mutasi buatan lainnya yakni teknik perendaman biji-biji tanaman perkebunan dan pertanian dalam senyawa kolkhisin, senyawa ini menyebabkan tanaman mempunyai buah yang
Universitas Sumatera Utara
besar dan tidak berbiji, misalnya buah semangka, papaya, jeruk dan anggur tanpa biji (e-dukasi.net 2006). Pada tanaman budidaya yang berproduksi secara seksual, perlakuan terhadap biji merupakan cara yang paling umum digunakan untuk induksi mutasi. Sistem lain yang biasa ialah perlakuan terhadap semai yang masih muda. Mutasi yang terjadi pada sel yang bertanggung jawab terhadap satu bagian tanaman akan menghasilkan kimera mutan, karena dua bagian yang berdekatan pada jaringan tersebut mempunyai genotipe berbeda. Mutasi harus terjadi pada jaringan meristem yang ditimbulkan pada sel-sel reproduksi jika ingin diwariskan kepada keturunannya secara seksual. Penggabungan kimera terjadi bila jaringan tanaman merupakan kombinasi sel dari tanaman yang ada dan tanaman keturunan (Welsh, 1991). Kecepatan mutasi bervariasi sesuai dengan dosis mutagen. Makin tinggi dosis mutagen, makin sering terjadi mutasi dan makin sering terjadi pemunculan kromosom-kromosom dan kematian gen yang tidak diharapkan. Dosis yang dianggap efektif ialah yang hanya menyebabkan kematian 50% dari populasi yang mendapat perlakuan. Dosis ini disebut dosis letal 50% atau LD50 (50% lethal dose) (Welsh, 1991). Kromosom dapat mengalami perubahan susunan atau jumlah bahan genetiknya, yang mengakibatkan adanya perubahan fenotip, perubahan gen-gen yang berangkai, dan perubahan nisbah yang diharapkan dalam keturunan. Peristiwa ini dinamakan aberasi kromosom (Suryo, 1995).
Universitas Sumatera Utara
Mutagen Kolkhisin Kolkhisin (C22H25O6N) merupakan suatu alkaloid yang berasal dari umbi dan biji Autumn crocus (Colchicum autumnale Linn) yang termasuk dalam famili Liliaceae. Nama Colchicum diambil dari nama Colchis, ialah seorang raja yang menguasai daerah di tepi Laut Hitam, karena di daerah itulah ditemukan banyak sekali tanaman tersebut. Tanaman yang berbunga dalam musim gugur ini hanya memperlihatkan bunga-bunganya saja diatas permukaan tanah. Dalam musim semi tanaman ini memiliki daun, buah dan biji (Suryo, 1995). Kolkhisin diperdagangkan dalam bentuk serbuk halus berwarna putih. Senyawa ini memiliki sifat mudah larut dalam air dan digunakan dalam konsentrasi rendah. Untuk menginduksi poliploidi pada tanaman kolkhisin efektif digunakan pada konsentrasi 0,01 – 1,00% dengan lama waktu perendaman 6-72 jam (Gunarso 1989 dalam Anggraito 2004). Kolkhisin merupakan salah satu reagen untuk mutasi yang menyebabkan terjadinya poliploid dimana organisme memiliki tiga set atau lebih kromosom dalam sel-selnya, sedangkan sifat umum dari tanaman poliploid adalah menjadi lebih kekar, bagian tanaman lebih besar sehingga nantinya sifat-sifat yang kurang baik nantinya menjadi lebih baik, selain itu kolkhisin juga dapat merubah susunan protein, vitamin, karbohidrat (Sulistianingsih, 2006). Jika konsentrasi larutan kolkhisin dan lamanya waktu perlakuan kurang mencapai keadaan yang tepat, maka poliploidi belum dapat diperoleh. Sebaliknya jika konsentrasinya terlalu tinggi atau waktunya perlakuan terlalu lama, maka kolkhisin akan memperlihatkan pengaruh negatif yaitu penampilan tanaman
Universitas Sumatera Utara
menjadi jelek, sel-sel banyak yang rusak atau bahkan menyebabkan matinya tanaman (Suryo, 1995). Biji tanaman kacang hijau kultivar wallet yang direndam selama 24 jam dalam larutan kolkhisin dengan konsentrasi 0,000%, 0,001%, 0,002%, 0,003%, 0,004%, dan 0,005% memberikan karakter bobot 100 biji dan bobot biji per tanaman terbaik pada konsentrasi 0,004% dapat memperbesar ukuran biji dan meningkatkan bobot biji per tanaman kacang hijau kultivar tersebut (Tien 1987). Sel-sel tumbuhan umumnya tahan terhadap konsentrasi larutan kolkhisin yang relatif kuat. Substansi kolkhisin cepat mengadakan difusi kedalam jaringan tanaman dan kemudian disebarluaskan ke berbagai bagian tubuh tanaman melalui jaringan pengangkut. Berbagai percobaan menunjukan bahwa penggunaan kolkhisin agak kuat dan dalam waktu singkat memberikan hasil yang lebih baik dari pada kebalikannya. Oleh karena itu konsentrasi 0,2 % sering dipakai. Namun demikian perlu dicari konsentrasi optimum yang dapat menghasilkan persentase yang
paling
tinggi dari sel-sel
yang
mengalami perubahan
poliploid
(Suryo, 1995). Dalam menggunakan kolkhisin, hal yang sering menjadi hambatan adalah sering kali tidak diketahui saat sel-sel tanaman secara simultan mengalami mitosis pada waktu yang sama karena sedang aktif membelah. Bila saat mitosis pada setiap jenis tanaman diketahui, maka perlakuan dengan kolkhisin akan lebih efektif. Hal inilah yang merupakan salah satu penyebab mengapa pada beberapa percobaan lama perendaman tidak memberikan perbedaan nyata terhadap berat buah yang diamati. Sedangkan konsentrasi kolkhisin lebih memberikan perbedaan yang nyata terhadap berbagai parameter pengamatan (Nasir, 2002).
Universitas Sumatera Utara
Kolkhisin dapat mengubah jumlah kromosom dalam sel. Hal ini tampak pada perubahan jumlah kromosom yang amat banyak pada tanaman yang mendapat
perlakuan
waktu
perendaman
dengan
konsentrasi
kolkhisin
dibandingkan dengan jumlah kromosom pada tanaman kontrol. Pemberian kolkhisin pada tanaman memperlihatkan pengaruhnya pada nukleus yang sedang membelah. Proses mitosis mengalami modifikasi dimana tidak terbentuk benang spindel,
sehingga kromosom-kromosom tetap
tinggal
berserakan dalam
sitoplasma. Pada stadium ini kromosom-kromosom memperlihatkan gambaran seperti tanda silang. Akan tetapi kromosom-kromosom dapat memisahkan diri pada sentromernya dan dimulailah anafase. Selanjutnya terbentuklah dinding nukleus sehingga nukleus restitusi (nukleus perbaikan) mengandung jumlah kromosom lipat dua. Apabila pengaruh dari kolkhisin telah menghambur, sel poliploid yang baru ini dapat membentuk spindel pada kedua kutubnya, dan membentuk nukleus anakan poliploidi seperti pada telofase dari mitosis biasanya (Suryo,1995). Pemuliaan Poliploidi Poliploidi adalah keadaan sel yang memiliki lebih dari dua genom dasar (3x, 4x, 5x dan seterusnya), ditemukan banyak pada kingdom tanaman. Poliploid dapat berisikan dua atau lebih pasang genom dengan segmen kromosom yang homolog, keseluruhan kromosom homolog atau keseluruhan kromosom tidak homolog. Perbedaan satu dengan yang lain pada sejumlah gen atau segmen kromosom
yang
menyebabkan
sterilitas
sebagian
atau
seluruhnya
(Hetharie, 2003).
Universitas Sumatera Utara
Secara alami poliploid sering lebih besar penampakan morfologi dari spesies diploid seperti permukaan daun lebih luas, organ bunga lebih besar, batang lebih besar dan tanaman lebih tinggi. Fenomena ini diistilahkan sebagai gigas atau jagur. Populasi poliploid mempunyai kemampuan berkompetisi lebih baik dibanding moyang diploid ditunjukkan dengan daerah penyebarannya yang luas (Hetharie, 2003). Poliploidisasi dapat diperoleh melalui pemberian kolkhisin. Kolkhisin berpengaruh menghentikan aktivitas benang-benang pengikat kromosom (spindel) sehingga kromosom yang telah membelah tidak memisahkan diri dalam anaphase baik pada pembelahan sel tumbuhan maupun hewan. Dengan terhentinya proses pemisahan dalam metaphase mengakibatkan jumlah kromosom dalam suatu sel menjadi berganda. Perlakuan kolkhisin dalam waktu yang makin lama bisa menghasilkan pertambahan genom sebagai suatu deret ukur seperti 4n, 8n, 16n dan seterusnya (Ajijah, N dan Nurliani Bermawie 2003). Gelendong pembelahan (spindle) sebagai apparatus mitosis, tersusun dari mikrotubula dalam bentuk duble. Duble mikrotubula tersusun dari dua buah mikrotubula single, sedangkan mikrotubula single tersusun dari protofilamen. Protofilamen merupakan polimer dari dimer proteintubulin a dan b. Kerja kolkhisin pada dasarnya adalah menghambat pembentukan mikrotubula. Kolkhisin akan berikatan dengan dimer tubulin a dan b, sehingga tidak terbentuk protofilamen. Dengan tidak terbentuknya protofilamen maka tidak terbentuk mikrotubula single dan mikrotubula duble yang berakibat tidak terbentuknya gelendong pembelahan. Dengan terhambatnya pembentukan spindel pembelahan,
Universitas Sumatera Utara
maka kromosom yang sudah dalam keadaan mengganda tidak dibagi kearah berlawanan (Albert et al., 1991). Secara sitologis dengan menggunakan mikroskop kromosom akan diamati pada saat pembelahan sel secara mitosis dari fase metafase ke anaphase, dimana kromosom ditarik oleh benang spindel ke kedua kutubnya dari bidang equator dibagian tengah akan terlihat pecahan-pecahan kromosom dan kromosom yang tertinggal sebagai jembatan (bridge) (Herawati dan Ridwan, 2000). Penelitian Permadi et al., (1991) tentang cara pembelahan umbi, lama perendaman, dan konsentrasi kolkhisin pada poliploidisasi bawang merah ‘Sumenep’, menunjukkan bahwa terdapat interaksi antara konsentrasi kolkhisin dengan waktu perendaman yang menentukan efektivitas induksi poliploidi. Hasil yang diperoleh adalah bentuk tanaman bawang merah yang lebih pendek, jumlah daun sedikit, jumlah stomata sedikit, daun lebih tebal dengan pembesaran stomata baik lebar maupun panjang. Hasil pemeriksaan sel juga telah terjadi penggandaan sel pada tanaman yang diberi kolkhisin, sehingga memiliki ukuran sel yang lebih besar daripada tanaman kontrol. Cara yang paling efektif untuk menginduksi poliploidi adalah pembelahan umbi melintang dengan waktu perendaman 3 jam dalam larutan kolkhisin 400 ppm. Sifat umum tanaman poliploid adalah memiliki ukuran bagian-bagian tanaman lebih besar, meliputi akar, batang, daun, bunga, atau buah. Tanaman poliploid juga memiliki ukuran sel yang lebih besar, inti sel besar, buluh-buluh pengangkutan berdiameter lebih besar, dan ukuran stomata yang lebih besar. Bertambahnya ukuran diameter buluh-buluh pengangkutan, sebagai akibat
Universitas Sumatera Utara
pemberian kolkhisin, menyebabkan diameter batang tanaman yang lebih besar pula (Suryo, 1995).
Universitas Sumatera Utara
