Pemanfaatan radiasi untuk pemuliaan tanaman pangan,

Pemanfaatan radiasi untuk pemuliaan tanaman pangan,AULIA NUANZA ALAM4411412055Pemulaan tanaman mempelajari tentang perubahan susunan genetik (sifat) tanaman agar diperoleh tanaman yang menguntungkan bagi manusia Pemuliaan tanaman adalah melakukan penelitian dan pengembangan aplikasi teknologi nuklir dalam perbaikan varietas tanaman salahsatunya melalui penelitian pemuliaan dengan teknik mutasi.Tujuan utama : untuk memperoleh atau mengembangkan varietas atau hibrida, sehingga memberi hasil lebih tinggi dan menguntungkanTujuan lain pemuliaan mutasi adalah untuk memperbaiki satu atau beberapa karakter khusus dari suatu kultivar/galur, untuk membentuk penanda morfologi (warna, rambut, brakteadan lain-lain) sebagai identitas pada galur-galur harapan, untuk membentuk galur mandul jantan yang berguna bagi pembentukan kultivar hibrida, untuk mendapatkan karakter khusus dalam genotipe yang telah beradaptasi (Herawati dan Setiamihardja, 2000).Pemuliaan MutasiPerbaikan varietas tanaman dengan aplikasi teknik mutasi dalam upaya meningkatkan ragam genetik Prospektif pada pemuliaan tanaman yang memiliki kesulitan atau kendala untuk dilakukan persilangan (hibridisasi) misal pisang, sawit dsb. Upaya rekayasa gen baru yang mungkin tidak ada dijumpai di alam atau plasma nutfah, misal gen ketahanan terhadap fusarium pada pisang Merubah struktur tanaman secara drastis ke arah abnormal, misal tanaman steril, kerdil (bonsai), belang pada daun (mutasi klorofil) dsb.Bahan mutagen yang sering digunakan dalam penelitian pemuliaan tanaman digolongkan menjadi dua kelompok yaitu mutagen kimia (chemical mutagen) dan mutagen fisika (physical mutagen).

Mutagen kimia pada umumnya berasal dari senyawa alkyl (alkylating agents) misalnya seperti ethyl methane sulphonate (EMS), diethyl sulphate (dES), methyl methane sulphonate (MMS), hydroxylamine, nitrous acids, acridines dan sebagainya (IAEA, 1977). Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation) dan termasuk diantaranya adalah sinar-X, radiasi Gamma, radiasi beta, neutrons, dan partikel dari aselerators.Mutagen fisika bersifat sebagai radiasi pengion (ionizing radiation) yang dapat melepas energi (ionisasi), begitu melewati atau menembus materi. Mutagen fisika termasuk diantaranya sinar-x, radiasi gamma, radiasi beta, neutrons, dan partikel dari aselerators sudah umum digunakan dalam pemuliaan tanaman. Begitu materi reproduksi tanaman diradiasi, proses ionisasi akan terjadi dalam jaringan dan dapat menyebabkan perubahan pada jaringan itu sendiri, sel, genom, kromosom, dan DNA atau gen. Perubahan yang ditimbulkan pada tingkat genom, kromosom, dan DNA atau gen dikenal dengan istilah mutasi (mutation).Tipe RadiasiSumberDeskripsiEnergiDaya TembusSinar-XMesin sinar-XRadiasi elektomagnetik50-300 kVBeberapa mm sampai banyak cmSinar GammaRadioisotop dan reaksi nuklirRadiasi elektomagnetikSampai beberapa MeVBanyak cmNeutronReaktor nuklir dan aseleratorPartikel tidak berubahKurang dari 1 sampai berjuta eVBanyak cmPartikel BetaRadioistope atau aseleratorBerupa elektronSampai beberapa MeVSampai beberapa mmPartikel AlfaRadioisotopInti Helium2-9 MeVSedikit mmProton atau DeutronReaktor nuklir atau aseleratorInti HidrogenSampai beberapa GeVSampai banyak cmKarakteristik berbagai jenis radiasi.Untuk mendukung penelitian pemuliaan tanaman dengan teknik mutasi, digunakan beberapa alat penelitian berupa Gamma chamber, Gamma cell, Gamma room, laboratorium, laboratorium kultur jaringan, ruang tumbuh, rumah kaca, kebun percobaan dan sawah. Gamma chamber model 4000A memiliki sumber sinar Gamma dari Cobalt-60 dengan aktivitas awal sebesar 3474.6632 Curies. Gamma cell model GC-220 memiliki sumber sinar Gamma dari Cobalt-60 dengan aktivitas awal sebesar 10.697 Curies. Pada umumnya Gamma chamber dan Gamma cell digunakan untuk penelitian yang memerlukan perlakuan radiasi akut (accute irradiation), yaitu radiasi dengan laju dosis tinggi seperti pada biji-bijian atau materi reproduktif tanaman lainnya yang berukuran kecil. Sedangkan untuk penelitian yang memerlukan perlakuan radiasi kronik (chronic irradiation), yaitu radiasi dengan laju dosis rendah seperti terhadap tanaman pot atau tanaman dalam media kultur jaringan, dapat digunakan Gamma room. Gamma room model Panoramic Batch Irradiator yang ada di BATAN memiliki sumber sinar Gamma dari Cobalt-60 dengan aktivitas awal sebesar 75.000 Curies.

Tanaman yang diteliti di PATIR-BATAN dikelompokkan sebagai berikut: Tanaman pangan:padi, kedelai, kc. hijau, kc.tanah,sorghum, dangandum, Tanamanhortikultura: pisang, cabai, bawang merah, dan bawang putih, Tanaman industri:kapas,sorghum, danjarak. Tanaman bunga: krisan dan anggrek, dan Tanaman pakan ternak:sorghum.

Faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi. Dosis iradiasi diukur dalam satuan Gray (Gy). 1 Gy sama dengan 0.10 krad yakni 1 J energi per kilogram iradiasi yang dihasilkan. Dosis iradiasi dibagi tiga, yaitu tinggi (>10 k Gy), sedang (1-10 k Gy), dan rendah (< 1 k Gy). Perlakuan dosis tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas. Pada umumya dosis yang rendah dapat mempertahankan daya hidup atau tunas, dapat memperpanjang waktu kemasakan pada buah- buahan dan sayuran, serta meningkatkan kadar pati, protein, dan kadar minyak pada biji jagung, kacang dan bunga matahari. Tanaman mutan juga memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap serangan patogen dan kekeringan. Warna bunga atau daun dapat pula berubah sehingga diperoleh mutan yang komersial (Soedjono, 2003)Dosis iradiasi yang digunakan untuk menginduksi keragaman sangat menentukan keberhasilan terbentuknya tanaman mutan. 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 yang diiradiasi, maka akan semakin banyak pula radikal bebas yang terbentuk sehingga tanaman menjadi lebih sensitif. 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 (Ritonga dan Aida, 2010).