tugas rektan iii , tugas iv pemanfaatan sinar radiasi dalam pemuliaan tanaman kedelai
Post on 13-Jan-2016
219 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
TUGAS IV
MATA KULIAH REKAYASA TANAMAN III
PEMANFAATAN SINAR RADIASI DALAM PEMULIAAN TANAMAN KEDELAI
AGROTEKNOLOGI - E
KELOMPOK 1
HEDI PARAMITA 150510100157
AHMAD ZEIN 150510110011
VALENTINA NAIBAHO 150510100105
AHMAD DANNY H 150510110131
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN
JUNI, 2013
BAB I
PENDAHULUAN
Dalam meningkatkan pada kualitas dan kuantitas pada tanaman, perlunya
menciptakan varietas unggul pada berbagai tanaman komoditas pertanian. Terutama pada
tanaman pangan pokok yaitu salah satunya kedelai. Kedelai merupakan tanaman pangan yang
merupakan komoditas pertanian yang sangat penting, dan memiliki banyak olahan, serta
diandalkan dalam komoditas ekspor. Kehadiran tanaman juga tidak lepas dari faktor
pembatas yang menurunkan kualitas dan hasil produksi. Yang menjadi faktor pembatas yaitu
tingkat produktifitas akibat lingkungan dan hama penyakit. Penyakit yang merupakan faktor
pembatas penting dan sering ditemukan pada komoditas kedelai yaitu penyakit karat daun
yang disebabkan oleh jamur Phakopsora pachyrhiz Syd juga produktivitas yang rendah.
Kebutuhan kedelai nasional Indonesia meningkat tiap tahunnya. Saat ini kebutuhan
perkapita mencapai 13,41 kg. Kebutuhan kedelai secara nasional per tahun 2004
sebanyak 2.955.000 ton sedangkan produksi dalam negeri hanya 1.878.898 ton (PDIN
BATAN).Jumlah ketersediaan varietas unggul kedelai di Indonesia hingga sekarang masih
terbatas. Karena itu BATAN dalam peran sertanya memperbanyak varietas unggul terus
melaksanakan kegiatan penelitian untuk memecahkan masalah nasional tersebut.
Salah satu cara yang dapat dilakukan dalam pengembangan varietas unggul adalah
dengan melakukan induksi mutasi dengan iradiasi sinar gamma. Induksi mutasi dengan
iradiasi sinar gama dapat digunakan dalam pengembangan varietas unggul tanaman (Aisyah,
et al., 2009). Mutasi adalah perubahan materi genetik, yang merupakan sumber pokok dari
semua keragaman genetik dan merupakan bagian dari fenomena alam (Aisyah, 2006).
Mutasi dapat terjadi secara spontan di alam, namun peluang kejadiannya sangat kecil, yaitu
sekitar 10-6 (Aisyah, 2009). Induksi mutasi dapat dilakukan dengan menggunakan mutagen
kimia seperti EMS (ethylene methane sulfonate), NMU (nitrosomethyl urea), NTG
(nitrosoguanidine), dan lain-lain) atau mutagen fisik (seperti sinar gamma, sinar X, sinar
neutron dan lain-lain). Akan tetapi mutasi dengan iradiasi pada bagian vegetative tanaman
memperlihatkan hasil yang lebih baik dibandingkan perlakuan dengan mutagen kimia
(Aisyah, 2009).
Sehingga dari hasil induksi mutasi oleh radiasi sinar gamma tersebut didapat
membuat varietas unggul tanaman, baik dari segi kualitas yaitu seperti berbulir besar, tahan
hama penyakit, dan berprotein tinggi juga berproduktivitas tinggi. Seperti varietas yang
berhasil diciptakan oleh PDIN BATAN yaitu varietas mitani (protein tinggi 42,56%, tahan
penyakit karat daun dan hama kutu hijau), varietas rajabasa (dengan bobot 1000 butir yang
tinggi 150 gram, dan hasil tinggi serta tahan karat daun), yang merupakan hasil persilangan
galur mutan, dan varietas muria, tengger dan meratus dengan sinnar gamma yang memiliki
ketahanan terhadap menyakit karat daun.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Tanaman kedelai
Kedelai merupakan tanaman pangan berupa semak yang tumbuh tegak. Kedelai jenis
liar (Glycine ururiencis) merupakan kedelai yang menurunkan berbagai kedelai yang ada
pada saat ini, yaitu (Glycine max (L) Merril). Kedelai merupakan komoditas pertanian yang
sangat penting. Kedelai dapat dikonsumsi langsung dan dapat juga digunakan sebagai bahan
baku agroindustri seperti tempe, tahu, tauco, kecap,susu kedelai dan untuk keperluan industri
pakan ternak. Kebutuhan kedelai nasional Indonesia meningkat tiap tahunnya. Saat ini
kebutuhan perkapita mencapai 13,41 kg. Kebutuhan kedelai secara nasional per tahun 2004
sebanyak 2.955.000 ton sedangkan produksi dalam negeri hanya 1.878.898 ton (PDIN
BATAN).
Jumlah ketersediaan varietas unggul kedelai di Indonesia hingga sekarang masih
terbatas. Karena itu BATAN dalam peran sertanya memperbanyak varietas unggul terus
melaksanakan kegiatan penelitian untuk memecahkan masalah nasional tersebut. pemuliaan
mutasi kedelai dimulai pada tahun 1977. Sampai dengan tahun 1998 dengan memanfaatkan
teknik mutasi radiasi telah dihasilkan 3 vareietas unggul kedelai yaitu Muria dan Tengger,
yang dirilis pada tahun 1987 dan varietas Meratus yang dirilis pada tahun 1998. Hasil dari
kegiatan litbangyasa di bidang kekacangan ini agak lambat karena penelitian lebih
difokuskan pada varietas padi yang merupakan bahan pangan utama dan lebih memerlukan
perhatian untuk mencukupi kebutuhan pangan nasional.
Pada tahun 2004 yang lalu BATAN kembali merilis varietas unggul baru kedelai
setelah beberapa tahun tidak merilis varietas sejak tahun 1998. Varietas baru ini merupakan
hasil persilangan dari galur mutan No.214 dengan Galur Mutan 23-D (dihasilkan dari iradiasi
sinar Y terhadap varietas Guntur). Varietas ini diberi nama Rajabasa dan dilepas sebagai
varietas unggul melalui SK Menteri Pertanian No. 171/KPTS/LB 240/3/2004.
Induksi Mutasi Fisik dalam Pemuliaan Tanaman
Pemuliaan tanaman merupakan ilmu pengetahuan yang bertujuan untuk memperbaiki
sifat tanaman, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Pemuliaan tanaman bertujuan untuk
menghasilkan varietas tanaman dengan sifat-sifat (morfologi, fisiologi, biokimia, dan
agronomi) yang sesuai dengan sistem budidaya yang ada dan tujuan ekonomi yang
diinginkan. Pemuliaan tanaman akan berhasil jika di dalam populasi tersebut terdapat banyak
variasi genetik. Variasi genetik dapat diperoleh dengan beberapa cara, yaitu koleksi,
introduksi, hibridisasi, dan induksi mutasi (Crowder, 1986). Pemuliaan tanaman secara
konvensional dilakukan dengan hibridisasi,
sedangkan pemuliaan secara mutasi dapat diinduksi dengan mutagen fisik atau mutagen
kimia. Pada umumnya mutagen fisik dapat menyebabkan mutasi pada tahap kromosom,
sedangkan mutagen kimia umumnya menyebabkan mutasi pada tahapan gen atau basa
nitrogen (Aisyah, 2006)
Mutasi adalah suatu proses dimana suatu gen mengalami perubahan struktur
(Crowder, 1986), sedangkan menurut Poehlman and Sleper (1995) mutasi adalah suatu proses
perubahan yang mendadak pada materi genetik dari suatu sel, yang mencakup perubahan
pada tingkat gen, molekuler, atau kromosom. Induksi mutasi merupakan salah satu metode
yang efektif untuk meningkatkan keragaman tanaman (Wulan, 2007). Mutasi gen terjadi
sebagai akibat perubahan dalam gen dan timbul secara spontan. Gen yang berubah karena
mutasi disebut mutan.
Mutasi memiliki arti penting bagi pemuliaan tanaman, yaitu (1) Iradiasi
memungkinkan untuk meningkatkan hanya satu karakter yang diinginkan saja, tanpa
mengubah karakter yang lainnya. (2) Tanaman yang secara umum diperbanyak secara
vegetatif pada umumnya bersifat heterozigot yang dapat menimbulkan keragaman yang
tinggi setelah dilakukannya iradiasi. (3) Iradiasi merupakan satu-satunya cara yang dapat
dilakukan untuk meningkatkan keragaman pada tanaman yang steril dan apomiksis (Melina,
2008). Mutasi juga dapat menghasilkan karagaman yang lebih cepat dibandingkan pemuliaan
secara konvensional. Selain itu, mutasi juga dapat menghasilkan keragaman yang tidak dapat
diprediksi dan diduga. Hal ini sangat baik dalam perkembangan tanaman hias. Pemuliaan
dengan mutasi, selain mempunyai beberapa keunggulan juga memiliki beberapa kelemahan,
dimana sifat yang diperoleh tidak dapat diprediksi dan ketidakstabilan sifat-sifat genetik yang
muncul pada generasi berikutnya (Syukur, 2000).
Aplikasi induksi mutasi dengan mutagen fisik dapat dilakukan melalui beberapa
teknik, yaitu (a) iradiasi tunggal (acute iradiation), (b) chronic irradiation, (c) iradiasi terbagi
(frationated irradiation), dan (d) iradiasi berulang (Misniar, 2008). Iradiasi tunggal adalah
iradiasi yang dilakukan hanya dengan satu kali penembakan sekaligus. Chronic irradiation
adalah iradiasi dengan penembakan dosis rendah, namun dilakukan secara terus-menerus
selama beberapa bulan. Iradiasi terbagi adalah radiasi dengan penembakan yang seharusnya
dilakukan hanya satu kali, namun dilakukan dua kali penembakan dengan dosis setengahnya
sedangkan radiasi berulang adalah radiasi dengan memberikan penembakan secara berulang
dalam jarak dan waktu yang tidak terlalu lama.
Dosis iradiasi yang digunakan untuk menginduksi keragaman sangat menentukan
keberhasilan terbentuknya tanaman mutan. Broertjes dan Van Harten (1988) melaporkan
kisaran dosis radiasi sinar gamma pada berbagai jenis tanaman hias, dan untuk tanaman
anyelir kisaran yang telah dicobakan berada pada selang yang masih cukup lebar, yaitu antara
25-120 gray. Jika iradiasi dilakukan pada benih, pada umumnya kisaran dosis yang efektif
lebih tinggi dibandingkan jika dilakukan pada bagian tanaman lainnya. Semakin banyak
kadar oksigen dan molekul air (H2O) dalam materi yang diiradiasi, maka akan semakin
banyak pula radikal bebas yang terbentuk sehingga tanaman menjadi lebih sensitif (Herison ,
et al., 2008). Untuk itu maka perlu dicari dosis optimum yang dapat efektif menghasilkan
tanaman mutan yang pada umumnya terjadi pada atau sedikit dibawah nilai LD50 (Lethal
Dose 50). LD50 adalah dosis yang menyebabkan 50% kematian dari populasi yang diradiasi.
Radiasi Sinar Gamma
Radiasi adalah pancaran energi melalui suatu materi atau ruang dalam bentuk panas,
partikel, atau gelombang elektromagnetik (foton) dari suatu sumber energy (BATAN, 2008).
Radiasi energi tinggi adalah bentuk-bentuk energi yang melepaskan tenaga dalam jumlah
yang besar dan kadang-kadang disebut juga radiasi ionisasi (BATAN, 2008) karena ion-ion
dihasilkan dalam bahan yang dapat ditembus oleh energi tersebut (Crowder, 1986). Radiasi
dapat menginduksi terjadinya mutasi karena sel yang teradiasi akan dibebani oleh tenaga
kinetik yang tinggi, sehingga dapat mempengaruhi atau mengubah reaksi kimia sel tanaman
yang pada akhirnya dapat menyebabkan terjadinya perubahan susunan kromosom tanaman
(Poespodarsono,
1988).
Radiasi memiliki beberapa tipe, yaitu radiasi sinar X, radiasi sinar gamma, dan radiasi
sinar ultra violet (Crowder, 1986). Radiasi sinar gamma dipancarkan dari isotop radio aktif,
panjang gelombangnya lebih pendek dari sinar X, dan daya tembusnya adalah yang paling
kuat. Hidayat, (2004) mengatakan bahwa sinar gamma merupakan bentuk sinar yang paling
kuat dari bentuk radiasi yang diketahui, kekuatannya hampir 1 miliar kali lebih berenergi
dibandingkan radiasi sinar X.
BAB III
BAHAN DAN METODE
Data diambil dari penelitian Syamsir S.E Samosir (2011). Hasil Radiasi Sinar Gamma
pada Generasi M4. Universitas Sumatra Utara
Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilaksanakan di lahan Balai Benih Induk Tanaman Pangan diKelurahan
Tanjung Slamat, Medan dengan ketinggian tempat + 25 m diataspermukaan laut, penelitian
ini dilaksanakan pada bulan September 2010 sampai Desember 2010.
Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah benih kedelai yangditurunkan dari
irradiasi pada generasi pertama yaitu mutan Argomulyo merupakan generasi M4 yang
ditanam secara bulk sebagai objek yang diamati.Sumber radiasi digunakan sinar gamma
chamber dari ionisasi cobalt 60 memalui irradiator gamma chamber 4000A. Kompos sebagai
penutup benih yang ditanam. Pupuk (Urea, KCl, TSP), insektisida Decis 2,5 EC, fungisida
Dithane M-4,5, dan bahan-bahan lain yang mendukung penelitian ini. Adapun alat yang
digunakan adalah cangkul, gembor, meteran, timbangan analitik, tali plastik, alat tulis,
kalkulator, kertas label, pacak sampel, plank nama dan alat-alat lain yang mendukung
penelitian ini.
Metode Pelaksanaan1. Kecambahkan benih (10 benih setiap dosis/perlakuan) dalam tray/bak plastik
perkecambahan yang telah diisi tanah/pasir sebelumnya (lihat Gambar 1)2. Amati daya tumbuh dan tinggi tanaman 14 hari setelah tanaman (HST)3. Bandingkan antar perlakuan (0, 100, 200, dan 300 gray)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Kontrol
100
200
300
Gambar 1. Cara penanaman benih
BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
Data diambil dari penelitian Syamsir S.E Samosir (2011). Hasil Radiasi Sinar Gamma
pada Generasi M4. Universitas Sumatra Utara
Hasil
Persentase Perkecambahan (%)
Tabel 1 menunjukkan bahwa rataan persentase perkecambahan tertinggi terdapat pada
populasi P3 yaitu 89,00 % dan yang terkecil terdapat pada populasi P1 yaitu 75,67 %.
Tinggi tanaman (cm)
Hasil analisis sidikragam tersebut menunjukkan bahwa populasi mutan tidak berbeda
nyata terhadaptinggi tanaman pada fase V2, fase V4 s/d V6 dan fase V8 s/d V9 , sedangkan
padafase V1, V3 dan V7 pada populasi mutan berbeda nyata terhadap tinggi tanaman.
Bobot Biji per Tanaman (gram)
Tabel menunjukkan bahwa rataan bobot biji per tanaman tertinggiterdapat pada populasi P2
yaitu 30,11 gram dan yang terendah terdapat padapopulasi P0 yaitu 24,43 gram.
Bobot 100 Biji (gram)
Kandungan lemak dan minyak
Pembahasan
Dari perbandingan antara deskripsi tanaman kedelai varietas Argomulyo dengan
populasi M4 diperoleh bahwa pada populasi M4 mengalami pertambahan tinggi tanaman. Ini
menunjukkan bahwa populasi M4 hasil radiasi dapat mempengaruhi pertumbuhan dari
tanaman mutan sehingga dapat mempengaruhi proses pertumbuhan pada setiap fasenya. Hal
ini sesuai Oeliem, dkk (2008) yang menyatakan bahwa mutasi dapat terjadi pada setiap
bagian tanaman dan fase pertumbuhan tanaman.
Dari hasil analisis dapat dilihat bahwa populasi M4 hasil radiasi berpengaruh nyata
terhadap parameter jumlah biji pertanaman. Dapat dilihat pada tabel 14, jumlah biji per
tanaman tertinggi pada P2 (198,50 biji) dan yang terendah pada P0 (142,50 biji). Ini
menunjukkanbahwa populasi M4 hasil radiasi dapat mempengaruhi jumlah polong berisi
pertanaman. Hal ini sesuai dengan literatur Micke dan Donini (1993) yangmenyatakan bahwa
mutasi memberikan efek yang nampak pada perubahan secarabiologi.
Berdasarkan data pengamatan kandungan lemak dan minyak diperoleh bahwa
kandungan lemak yang tertinggi terdapat pada populasi P0 (tanpa perlakuan) yaitu 17,61 %
dan yang terendahterdapat pada populasi P1 (100 gray) yaitu 6.53 %. Kemudian dapat dilihat
juga menunjukkan bahwa kandungan minyak tertinggi terdapat pada populasi P0 (tanpa
perlakuan) yaitu 19.94 % dan yang terendah terdapat pada populasi P1 (100 gray) yaitu 8.58
%. Pada deskripsi tanaman kedelai varietas Argomulyo, diperoleh bahwa kandungan lemak
kedelai sebanyak 20,8 %. Sedangkan pada hasil penelitian populasi M4 tanpa radiasi (P0)
diperoleh kandungan lemak sebanyak 17,61 %, pada P1 (6,53 %), pada P2 (13,23 %), dan
pada P3 sebanyak 12,43 %. Dari perbandingan antara deskripsi tanaman kedelai varietas
Argomulyo dengan populasi M4 diperoleh bahwa pada populasi M4mengalami penurunan
kandungan lemak. Ini menunjukkan bahwa populasi M4 radiasi dapat mempengaruhi
kandungan lemak dan minyak. Hal ini sesuaidengan literatur http://www.pustaka-
deptan.go.id (2010) yang menyatakan bahwapada umumnya dosis yang rendah dapat
meningkatkan kadar protein, dan kadar minyak pada biji kacang.
BAB V
KESIMPULAN
Kesimpulan
Induksi mutasi dan radiasi sinar gamma telah banyak dilakukan untuk memperoleh
berbagai varietas unggul terutama untuk ketahanan penyakit, dan perbaikan kualitas hasil
pada kedelai yang banyak dilakukan adalah untuk pertumbuhannya serta produktivitasnya
dengan berbagai pengujian dan penelitian efek terhadap dosis radiasi gamma pada tinggi,
bobot biji, berat 100g dan kandungan biji akibat hasil mutasi. Dan hal tersebut bisa dilihat
berpengaruh signifikan.
Dosis radiasi sinar gamma yang berbeda yang diberikan pada tanaman kedelai M4
varietas agromulyo memberikan pengaruh yang nyata pada parameter jumlah daun, bobot
akar dan bobot total biji pada generasi M4. Semakin tinggi dosis radiasi gamma
mengakibatkan semakin tinggi jumlah daun, bobot akar dan bobot total biji serta kandungan
yang terdapat di dalam kedelai.
DAFTAR PUSTAKA
Samosir, Syamsir s. E. D. 2011 Seleksi Massa Kedelai (Glycine max L. Merrill) Hasil Radiasi Sinar Gamma Pada Generasi M4. Pemuliaan Tanaman. Universitas Sumatra Utara.http://repository.usu.ac.id/handle/123456789/23676 (Diakses tanggal 17 Juni 2013)
Murdaningsih H.K., A. Baihaki, G. Satari, T. Danakusuma, dan A.H.Permadi.1990. Penampilan Bawang Putih generasi VM2 Radiasi Sinar Gamma dan neutron Cepat. Zuriat. Vo. 1(1): 41−47
Oeliem, T. M. H., S. Yahya, D. Sofia, dan Mahdi, 2008. Perbaikan Genetik Kedelai Melalui Mutasi Induksi Sinar Gamma Untuk Menghasilkan Varietas Unggul dan Tahan Terhadap Cekaman Kekeringan. USU, Medan.
Pusat Penelitian dan Pengembangan Tanaman Pangan, 2007. Kedele. Teknik Produksi dan Pengembangan, Bogor.
Mugiono, 2001. Pemuliaan Tanaman Dengan Teknik Mutasi. Badan Tenaga Nuklir Nasional, Pusat Pendidikan dan Pelatihan, Jakarta.
Deptan Litbang. 2011. Pemanfaatan Sinar Radiasi dalam Pemuliaan Tanaman http://pustaka.litbang.deptan.go.id/publikasi/wr331113.pdf (Diakses tanggal 17 Juni 2013)
top related