pengaruh iradiasi

15
1 Arya Widura Ritonga dan Aida Wulansari Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB PENGARUH INDUKSI MUTASI IRADIASI SINAR GAMMA PADA BEBERAPA TANAMAN PENDAHULUAN Latar Belakang Padi, sorgum, kedelai, dan cabe merupakan termasuk komoditi penting di Indonesia. Luas pertanaman padi di Indonesia diperkirakan mencapai 11–12 juta ha, yang tersebar di berbagai tipologi lahan seperti sawah (5,10 juta ha), lahan tadah hujan (2,10 juta ha), ladang (1,20 juta ha), dan lahan pasang surut (Susanto, et al., 2003). Sorgum merupakan merupakan salah satu komoditi unggulan untuk meningkatkan produksi bahan pangan dan energi, karena keduanya dapat diintegrasikan proses budidayanya dalam satu dimensi waktu dan ruang (Sungkono, et al., 2009). Kebutuhan kedelai secara nasional per tahun 2004 sebanyak 2.955.000 ton sedangkan produksi dalam negeri hanya 1.878.898 ton (PDIN BATAN). Pada saat tertentu, kebutuhan cabai sangat tinggi sehingga produksi nasional tidak mampu memenuhi permintaan yang selalu bertambah dari tahun ke tahun (Suharsono, et al., 2009). Pengembangan varietas unggul pada tanaman padi, sorgum, kedelai, dan cabai perlu terus dilakukan agar dapat memenuhi kebutuhan masyarakat. 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 anyelir (Aisyah, et al., 2009), dan sorgum. 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 vegetatif tanaman memperlihatkan hasil yang lebih baik dibandingkan perlakuan dengan mutagen kimia (Aisyah, 2009).

Upload: muhamad-iqbal

Post on 01-Jan-2016

115 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Iradiasi

TRANSCRIPT

Page 1: Pengaruh iradiasi

1

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

PENGARUH INDUKSI MUTASI IRADIASI SINAR

GAMMA PADA BEBERAPA TANAMAN

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Padi, sorgum, kedelai, dan cabe merupakan termasuk komoditi penting di

Indonesia. Luas pertanaman padi di Indonesia diperkirakan mencapai 11–12 juta ha,

yang tersebar di berbagai tipologi lahan seperti sawah (5,10 juta ha), lahan tadah hujan

(2,10 juta ha), ladang (1,20 juta ha), dan lahan pasang surut (Susanto, et al., 2003).

Sorgum merupakan merupakan salah satu komoditi unggulan untuk meningkatkan

produksi bahan pangan dan energi, karena keduanya dapat diintegrasikan proses

budidayanya dalam satu dimensi waktu dan ruang (Sungkono, et al., 2009). Kebutuhan

kedelai secara nasional per tahun 2004 sebanyak 2.955.000 ton sedangkan produksi

dalam negeri hanya 1.878.898 ton (PDIN BATAN). Pada saat tertentu, kebutuhan

cabai sangat tinggi sehingga produksi nasional tidak mampu memenuhi permintaan

yang selalu bertambah dari tahun ke tahun (Suharsono, et al., 2009).

Pengembangan varietas unggul pada tanaman padi, sorgum, kedelai, dan cabai

perlu terus dilakukan agar dapat memenuhi kebutuhan masyarakat. 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 anyelir (Aisyah, et al.,

2009), dan sorgum.

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 vegetatif

tanaman memperlihatkan hasil yang lebih baik dibandingkan perlakuan dengan

mutagen kimia (Aisyah, 2009).

Page 2: Pengaruh iradiasi

2

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

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.

Tujuan

Tujuan dari dilakukannya pratikum ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh berbagai dosis iradiasi sinar gamma terhadap

pertumbuhan benih tanaman padi, kedelai, sorgum, dan cabai

2. Mengetahui tingkat radiosensitivitas benih tanaman padi, kedelai, sorgum, dan

cabai

3. Mengetahui LD50 benih tanaman padi, kedelai, sorgum, dan cabai

Page 3: Pengaruh iradiasi

3

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

TINJAUAN PUSTAKA

Tanaman Padi

Padi merupakan tanaman pangan berupa rumput berumpun. Tanaman ini berasal

daru dua benua, yaitu Asia dan Afrika Barat tropis dan subtropis. Luas pertanaman padi

di Indonesia diperkirakan mencapai 11–12 juta ha, yang tersebar di berbagai tipologi

lahan seperti sawah (5,10 juta ha), lahan tadah hujan (2,10 juta ha), ladang (1,20 juta

ha), dan lahan pasang surut (Susanto, et al., 2003). Padi merupakan bahan makanan

yang menghasilkan beras. Bahan makanan ini merupakan makanan pokok bagi sebagian

besar penduduk Indonesia.

Terdapat 25 spesies Oryza. Jenis yang paling terkenal adalah O. sativa dengan

dua subspesies. Pertama, adalaj Japonica (padi bulu) yang ditanam di daerah subtropis.

Kedua, indica (padi cere) yang ditanam di daerah tropis. Adaptasi Japonica yang

berkembang di beberapa daerah di Indonesia disebut sebagai subspesies javanica.

Kegiatan penelitian tanaman padi sawah dengan teknik mutasi telah banyak

dilakukan, institusi BATAN sendiri telah berhasil menciptakan varietas baru melalui

pemuliaan dengan teknik mutasi ini. Contoh keberhasilan tersebut adalah dilepaskannya

beberapa varietas padi diantaranya adalah; Atomita 1, Atomita 2, Atomita 3, Atomita 4,

Situgintung, Cilosari, Woyla, Meraoke, Kahayan, Winongo, Diah Suci, Yuwono dan

Mayang. Beberapa varietas unggul tersebut telah dimanfaatkan dalam program

persilangan padi.

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).

Page 4: Pengaruh iradiasi

4

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

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.

Tanaman Sorgum

Sorgum (Sorghum bicolor L.) adalah tanaman serealia yang potensial untuk

dibudidayakan dan dikembangkan, khususnya pada daerah-daerah marginal dan kering

di Indonesia. Keunggulan sorgum terletak pada daya adaptasi agroekologi yang luas,

tahan terhadap kekeringan, produksi tinggi, perlu input lebih sedikit serta lebih tahan

terhadap hama dan penyakit dibading tanaman pangan lain. Selain itu, tanaman sorgum

memiliki kandungan nutrisi yang tinggi, sehingga sangat baik digunakan sebagai

sumber bahan pangan maupun pakan ternak alternatif. Terkait dengan energi, di

beberapa negara seperti Amerika, India dan Cina, sorgum telah digunakan sebagai

bahan baku pembuatan bahan bakar etanol (bioetanol). Sorgum merupakan merupakan

salah satu komoditi unggulan untuk meningkatkan produksi bahan pangan dan energi,

karena keduanya dapat diintegrasikan proses budidayanya dalam satu dimensi waktu

dan ruang (Sungkono, et al., 2009).

Page 5: Pengaruh iradiasi

5

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

Sejumlah galur mutan tanaman sorgum dengan sifat-sifat agronomi unggul

seperti tahan rebah, genjah, produksi tinggi, kualitas biji baik, dan lebih tahan terhadap

kekeringan telah dihasilkan dan dikoleksi sebagai plasma nutfah di PATIR-BATAN.

Bekerjasama dengan Departemen Pertanian, penelitian dilanjutkan untuk pengujian

secara multi lokasi dan multi musim, sebelum akhirnya galur-galur mutan diusulkan

untuk dilepas menjadi varietas sorgum baru. Pengujian dilakukan di beberapa Propinsi

termasuk Jabar, Jateng, DIY, Jatim, NTB, NTT, Sultra, Sulut, and Gorontalo.

Tanaman Cabai

Cabai (Capsicum spp.) berasal dari dunia baru, spesies C. annum berasal dari

meksiko, C. frutescens, C, baccatum, C. chinense, dan C. pubescens berasal dari

Amerika Selatan. Lebih dari 100 spesies Capsicum telah diidentifikasi. Klasifikasi

speies – speies tersebut berdasarkan pada karakter morfologi (utama bunga), dan dapa

tidaknya dilakukan persilangan antar spesies, serta biji hibrida yang fertil. Pemuliaan

cabai pertama dilakukan di Amerika tropis untuk kultivar cabai manis, sedangkan untuk

cabai pedas, pemuliaannya baru berkembang akhir – akhir ini (Sanjaya, et al., 2002) .

Cabai merah (Capsicum annum) merupakan salah satu jenis sayuran penting

yang bernilai ekonomis tinggi dan cocok untuk dikembangkan di daerah tropika seperti

di Indonesia. Cabai sebagian besar digunakan untuk konsumsi rumah tangga dan

sebagiannya untuk ekspor dalam bentuk kering, saus, tepung dan lainnya. Pada saat

tertentu, kebutuhan cabai sangat tinggi sehingga produksi nasional tidak mampu

memenuhi permintaan yang selalu bertambah dari tahun ke tahun (Suharsono, et al.,

2009).

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,

Page 6: Pengaruh iradiasi

6

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

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

Page 7: Pengaruh iradiasi

7

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

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 beni,

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 energi

(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.

Page 8: Pengaruh iradiasi

8

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

BAHAN DAN METODE

Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Penanaman benih hasil iradiasi berbagai konsentrasi ditanam pada hari Selasa,

13 Desember 2010 di Lab Pemuliaan Tanaman, Departemen Agronomi dan

Hortikultura, FAPERTA, IPB.

Bahan dan Alat

Bahan – bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Benih cabai

2. Benih padi

3. Benih sorgum

4. Benih kedelai

5. Media tanam jadi

Alat – alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah:

1. Tray perkecambahan

2. Label

3. Alat tulis

4. Alat ukur

5. Gamma chamber 4000A

Metode Pelaksanaan

1. Masukkan benih padi, cabai, sorgum, dan kedelai ke dalam plastik

2. Radiasi benih – benih tersebut ke dalam gamma chamber 4000A dengan sumber

radiasi Co60

3. Kecambahkan benih dalam tray perkecambahan

4. Amati daya tumbuh dan tinggi tanaman

5. Bandingkan antar perlakuan

6. Buat kurva respon LD50

Page 9: Pengaruh iradiasi

9

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

HASIL DAN PEMBAHASAN

LD50 pada Benih Padi, Kedelai, Sorgum, dan Cabai

Nilai LD50 dapat diperoleh dengan mengetahui pola respon daya tumbuh

tanaman terhadap berbagai dosis iradiasi. Gambar 24 memperlihatkan berbagai respon

daya tumbuh benih tanaman padi, kedelai sorgum, dan cabai.

(a) (b)

(c) (d)

Gambar 24. Kurva Respon Daya Tumbuh Brnih (a) Padi, (b) Kedelai, (c) Sorgum, dan (d) Cabai.

Gambar 24 memperlihatkan bahwa semakin tingi dosis iradiasi, dapat

menurunkan daya tumbuh tanaman. Menurunnya daya hidup tanaman disebatkan karena

adanya efek deterministik akibat iradiasi sinar gamma. Efek deterministik adalah efek

yang disebabkan karena kematian sel akibat paparan radiasi (PPIN BATAN, 2008)

S = 15.67698913r = 0.93025489

Dosis Iradiasi (Gy)

% D

ay

a T

um

bu

h

0 100 200 300 400 500 600 700 8000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

S = 11.87935994r = 0.84775609

Dosis Iradiasi (Gy)

% D

aya

Tu

mb

uh

0 100 200 300 400 500 600 700 8000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

S = 13.82551074r = 0.89325812

Dosis Iradiasi (Gy)

% D

ay

a T

um

bu

h

0 100 200 300 400 500 600 700 8000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

S = 23.53128415r = 0.84420888

Dosis Iradiasi (Gy)

% T

ana

ma

n H

idu

p

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Page 10: Pengaruh iradiasi

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

(gambar 25). Efek deterministik timbul bila dosis yang diterima tanaman di atas dosis

ambang (threshold dose) dan umumnya timbul beberapa saat setelah iradiasi. Tingkat

keparahan efek deterministik akan meningk

dosis ambang.

Gambar 25. Tanaman Cabai yang Gagal Tumbuh Akibat Iradiasi Sinar Gamma

Gambar 24 juga memperlihatkan respon daya tumbuh benih sorgum dan cabai

sama – sama menghasilkan respon linear, sedangka

respon daya tumbuh kuadratik dan modified power. Persamaan masing

daya tumbuh, dan LD 50 nya dapat dilihat pada ta

Tabel 3. LD50 pada Pada Benih Tanaman Padi, Kedelai, Sorgum, dan Cabai

Tanaman Persamaan Kurva

Padiy = 87.200424

- 0.00012054545 (x

Kedelai y = 70.751567 (0.99771429

Sorgum y = 87.6975 - 0.10383333x

Cabai y = 102.13376

Tabel 3 memperlihatkan bahwa benih padi menghasilkan LD50 yang paling

besar diantara yang benih lainnya yaitu 515.296 Gy. LD50 terkecil dihasilkan oleh

benih kedelai, yaitu 260.284 Gy. Benih padi varietas Super Basmati memiliki LD50

sebesar 223 Gy (Cheema and Att

dalam laporannya bahwa benih kedelai CO1 dan CO2 memiliki LD50 sebesar 620 dan

583 Gy. Human and Sihono (2010) melaporkan bahwa benih sorgum memiliki LD50

sebesar 504 Gy.

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

. Efek deterministik timbul bila dosis yang diterima tanaman di atas dosis

) dan umumnya timbul beberapa saat setelah iradiasi. Tingkat

keparahan efek deterministik akan meningkat bila dosis yang diterima lebih besar dari

Tanaman Cabai yang Gagal Tumbuh Akibat Iradiasi Sinar Gamma

juga memperlihatkan respon daya tumbuh benih sorgum dan cabai

sama menghasilkan respon linear, sedangkan benih padi dan kedelai menghasil

respon daya tumbuh kuadratik dan modified power. Persamaan masing – masing respon

daya tumbuh, dan LD 50 nya dapat dilihat pada tabel 3.

LD50 pada Pada Benih Tanaman Padi, Kedelai, Sorgum, dan Cabai

Persamaan Kurva Respon Kurva LD50 (Gy)

y = 87.200424 - 0.026250303x

0.00012054545 (x2)Quadratic Fit 515.298

y = 70.751567 (0.99771429x) Modified Power 260.284

0.10383333x Linear Fit 422.397

102.13376 - 0.126588x Linear Fit 457.285

memperlihatkan bahwa benih padi menghasilkan LD50 yang paling

besar diantara yang benih lainnya yaitu 515.296 Gy. LD50 terkecil dihasilkan oleh

benih kedelai, yaitu 260.284 Gy. Benih padi varietas Super Basmati memiliki LD50

sebesar 223 Gy (Cheema and Atta, 2003). Karthika and Lakshmi (2006) menjelaskan

dalam laporannya bahwa benih kedelai CO1 dan CO2 memiliki LD50 sebesar 620 dan

583 Gy. Human and Sihono (2010) melaporkan bahwa benih sorgum memiliki LD50

10

Program Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

. Efek deterministik timbul bila dosis yang diterima tanaman di atas dosis

) dan umumnya timbul beberapa saat setelah iradiasi. Tingkat

at bila dosis yang diterima lebih besar dari

Tanaman Cabai yang Gagal Tumbuh Akibat Iradiasi Sinar Gamma

juga memperlihatkan respon daya tumbuh benih sorgum dan cabai

n benih padi dan kedelai menghasil

masing respon

LD50 (Gy)

515.298

260.284

422.397

457.285

memperlihatkan bahwa benih padi menghasilkan LD50 yang paling

besar diantara yang benih lainnya yaitu 515.296 Gy. LD50 terkecil dihasilkan oleh

benih kedelai, yaitu 260.284 Gy. Benih padi varietas Super Basmati memiliki LD50

a, 2003). Karthika and Lakshmi (2006) menjelaskan

dalam laporannya bahwa benih kedelai CO1 dan CO2 memiliki LD50 sebesar 620 dan

583 Gy. Human and Sihono (2010) melaporkan bahwa benih sorgum memiliki LD50

Page 11: Pengaruh iradiasi

11

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

LD50 pada benih di atas pada umunya tinggi, hal ini mengindikasikan bahwa

baenih – benih tersebut memiliki radiosensitivitas yang rendah. Hal ini diduga karena

kandungan air pada benih – benih tersebut sudah sangat rendah. 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). Rendahnya LD50 pada benih kedelai diantara benih lainnya

diduga karena benih kedelai lebih cepat mengalami kerusakan. Hal ini karena benih

kedelai memiliki kandungan protein yang tinggi dibandingkan benih – benih lainnya.

Tinggi Tanaman

Tinggi tanaman padi, kedelai, sorgum, dan cabai pada 14 MST dapat dilihat

pada gambar 26. Gambar 26 memperlihatkan bahwa pada semua tanaman, semakin

tinggi dosis iradiasi dapat menurunkan tinggi tanaman. Wuryan (2009) mengemukakan

bahwa iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata menurunkan rata-rata tinggi planlet

beberapa genotipe krisan. Aisyah (2006) juga menjelaskan bahwa menurunnya tinggi

kecambah adalah indikator yang paling umum digunakan untuk melihat efek mutagen,

baik fisik maupun kimia.

Gambar 26. Grafik Tinggi Benih Padi, Kedelai, Sorgum, dan Cabai pada Berbagai Dosis Iradiasi.

02468

101214161820

Tin

gg

i Tan

aman

(cm

)

Dosis Iradiasi (Gy)

Sorgum

Padi

Cabai

Kedelai

Page 12: Pengaruh iradiasi

12

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

Penurunan tinggi tanaman tersebut dapat terjadi karena iradiasi dapat

menyebabkan rusaknya kromosom tanaman, sehingga mengakibatkan terganggunya

tanaman tersebut. Ionisasi akibat iradiasi dapat menyebabkan pengelompokan molekul –

molekul sepanjang jalur ion yang tertinggal karena iradiasi yang dapat menyebabkan

mutasi gen atau kerukan kromosom (Aisyah, 2006).

Page 13: Pengaruh iradiasi

13

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

Iradiasi sinar gamma dapat menurunkan daya hidup padi, kedelai, sorgum, dan

cabai. Terdapat 3 pola respon daya hidup yang dihasilkan dalam percobaan ini, yaitu:

linear pada benih sorgum (y = 87.6975 - 0.10383333x ) dan cabai (y = 102.13376 -

0.126588x), kuadratik pada benih padi (y = 87.200424 - 0.026250303x -

0.00012054545 (x2)), dan modified power pada benih kedelai (y = 70.751567

(0.99771429x)).

Benih padi menghasilkan LD50 yang tertinggi yaitu 515.298, sedangkan LD50

terendah dihasilkan oleh benih kedelai, yaitu 260.284. Benih sorgum dan cabai

menghasil LD50 yang hampir sama, yaitu 422.397 dan 457.285 Gy. Iradiasi sinar

gamma juga dapat menurunkan tinggi kecambah benih padi, kedelai, sorgum, dan cabai.

Saran

Perlu dilakukan pengamatan sitologis terhadapa kecambah benih – benih yang

diiradiasi, agar dapat terlihat jika terdapat mutasi baik pada tingkat gen atau tingkat

kromosom.

Page 14: Pengaruh iradiasi

14

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, S. I. 2006. Mutasi induksi, hal. 159 - 178. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. IPB Press. Bogor.

Aisyah, S. I., H. Aswidinoor, A. Saefuddin, B. MArwoto, dan S. Sastrosumarjo. 2009. Induksi mutasi pada stek pucuk anyelir (Dianthus caryophyllus Linn.) nelalui iradiasi sinar gamma. J. Agron. Indonesia. 37 (1) : 62 – 70.

BATAN. 2008. Radiasi. http://www.batan.go.id/organisasi/kerjasama.php. 19 Desember 2008.

Cheema, A. A. and B. M. Atta. 2003. Radiosensitivity studies in Basmati rice. Pak. J. Bot. 35 (2) : 197 – 207.

Crowder, L. V. 1986. Mutagenesis. Hal 322 – 356. Dalam Soetarso (Ed). Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press. Jogjakarta.

Herison, C., Rustikawati, Sujono H. S., Syarifah I. A. 2008. Induksi mutasi melalui sinar gamma terhadap benih untuk meningkatkan keragaman populasi dasar jagung (Zea mays L.). Akta Agrosia 11(1):57-62.

Hidayat, D. 2004. Terungkapnya Asal-Usul Sinar Kosmis. Tempo. 5 November 2004.

Human, S. and Sihono. 2010 Sorghum breeding for improved drought tolerance using induced mutation wiyh gamma irradiation. J. Agron. Indonesia. 38 (2) : 95 – 99

Karhika, R. and B. S. Lakshmi. 2006. Effect of gamma rays and EMS on two varieties of soybean. Asian Journal of Plant Sciences. 5 (4) : 721 – 724.

PDIN BATAN. Kedelai Varietas Unggul Baru Hasil Pemuliaan Mutasi Radiasi. http://www.warintek.ristek.go.id/nuklir/kedelai.pdf. [9 Januari 2011].

Poehlman, J. M., and D. A. Sleper. 1995. Breeding Field Crops. Iowa State University Press. Ames. 432 p.

Poespodarsono, S. 1988. Dasar-Dasar Ilmu Pemuliaan Tanaman. PAU IPB dan LSI-IPB. Bogor. 168 hal.

PPIN BATAN. 2008. Radiasi. http://www.batan.go.id/FAQ/faq_radiasi.php. [31Oktober 2009]

Page 15: Pengaruh iradiasi

15

Arya Widura Ritonga dan Aida WulansariProgram Studi Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman, Departemen AGH, FAPERTA, IPB

Sanjaya, L., G. A. Wattimena, E. Guharja, M. Yusuf, H. Aswidinnoor, dan P. Stam. 2002. Keragaman ketahanan aksesi Capsicum terhadap antraknose (Colletotrichum capsici) berdasarkan penanda RAPD. Jurnal Bioteknologi Pertanian. 7 (2) : 37 – 42.Susanto, U., A. A. Daradjat, dan B. Suprihatno. 2003. Perkembangan pemuliaan padi sawah di Indonesia. Jurnal Litbang Pertanian. 22(3):125-131

Soedjono, S. 2003. Aplikasi mutasi induksi dan variasi somaklonal dalam pemuliaan tanaman. Jurnal Litbang Pertanian. 22(2) : 70-78.

Suharsono, M. Alwi, A. Purwito. 2009. Pembentukkan tanaman cabai haploid melalui induksi ginogenesis dengan menggunakan serbuk sari yang diiradiasi sinar gamma. J. Agron. Indonesia. 37 (2) : 123 – 129.

Sungkono, Trikoesoemaningtyas, D. Wirnas, D. Sopandie. S. Human. M. A. Yudiarto. 2009. Pendugaan parameter genetik dan seleksi galur mutan sorgum (Sorhum bicolor (L.) Moench) di Tanah Masam. J. Agron. Indonesia. 37 (3) : 220 – 225.

Syukur, S. 2000. Efek Iradiasi Gamma pada Pembentukan Variasi Klon dari Catharantus roseus [L.] Don. Risalah Pertemuan Ilmiah Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi. Biochemistry Biotechnology Lab. Andalas University Padang. Padang. 33-37.