Bkmabakypppm

K

Pbam1mpooc

K

PENDAH

Sememilihdiri banpesona.sehubunginternasioPemuliaanpeningkatwarna yberbungapenyakit

Ppemuliaangenetik.hibridisasPadagenetikberkeraba

Risa/ah Seminar Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, 2()(J6

PENGARUH IRRADIASI SINAR GAMMA PADA PERTUMBUHAN PLANTLETANGGREK BULAN Phalaenopsis amabilis (L.)BI.

Rahayu Sulistianingsih1, Woerjono Mangoendidjojo2, Aziz Purwantoro2 dan Endang Semiarti31. Fakultas Pertanian UPN 'Veteran' Yogyakarta,

2. Fakultas Pertanian UGM Yogyakarta,3. Fakultas Biologi UGM Yogyakarta.

ABSTRAK

PENGARUH IRRADIASI SINAR GAMMA PADA PERTUMBUHAN PLANTLET ANGGREKULAN Phalaenopsis amahilis (L.)BI. Peningkatan potensi anggrek bulan dapat dilakukan dengan perluasaneragaman genetik melalui induksi mutasi Mutan yang dihasilkan dapat digunakan sebagai tetua persilanganaupun sebagai varietas baru. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan pool mutan anggrek alam P.

mabilis. Buah dengan biji fertil umur enam bulan hasil persilangan sendiri diradiasi dengan sinar gammaersumber pada Cobalt-60 dengan berbagai dosis penyinaran,yaitu 0, 15, 20, 25,20+20, 35 dan 40 Gy. Bijinggrek ditabur pada media NP (New Phalaenopsis) yang diberi bahan organik ekstrak tomat 100 g II dan airelapa 150 mill. Hasil penelitian menunjukkan terlihat adanya pool mutan dan ada pengaruh sinar gammaang diberikan pada biji anggrek pada kecepatan tumbuh protokorm, persentase pertumbuhan protokorm,anjang akar, panjang daun,. Pemberian radiasi dosis berulang (20 +20 Gy) menghambat pertumbuhanlanlet. Secara morfologi radiasi 20 dan 25 Gy menunjukkan perubahan pada bentuk akar dan daun padalantJet yang dihasilkan. Akar lebih panjang dibandingkan dengan perlakuan lain, sedangkan bentuk daunengalami perubahan bentuk.

ata kunci : Biji, irradiasi sinar gamma, mutan, plantlet, morfologi, P.amabilis.

ABSTRACT

INFLUENCE OF GAMMA IRRADIATION ON THE GROWTH OF PLANTLET OFhalaenopsis amahilis ( L.)Bl. ORCHID. To improve the potential of P. amabilis orchid could be achievedy broading, its genetic variability using mutation induction. Mutant could serve as parental materials andlso produce new varieties. The puorposes of this study is to create an orchid mutant pool of P. amabilis. Six­onth old Orchid fruit from self pollination was irradiated by Cobalt-60 (gamma raysl using various dose of 0,5, 20, 25,20+20, 35 and 40 Gy. After irradiation the Orchid seeds were planted on NP (New Phalaenopsis)edia, enriched by tomato extract 100 g II and coconut water 150 mill. The result showed that the mutant

ool was obtained. Other result showed that gamma irradiation increase the growth rate of protocorm, lengthf root and leaves. intermitten irradiation ( 20 + 20 GYIinhibited plant growth. the gamma irradiation at dosef 20 and 25 Gy morphologycally changed root and leaf shapes of planlet. The roots became longerompared to that of other treatments as well as the changed of leaf shapes.

eyword: Seed, gamma irradiation, plantlet, mutant, morphology, P. amabli

ULUAN

jak tahun 1990, pemerintah memutuskananggrek bulan sebagai symbol dan pejatigs a dan menetapkan sebagai puspaLangkah ini merupakan strategi pentingan dengan pencanangan programnal 'Visit Indonesia Year 1991' (1).

tanaman anggrek mempunyai sasaranan keragaman genetik pada bent uk danang unik, disenangi konsumen, frekuensi

tinggi dan tahan terhadap hamaserta cekaman lingkungan (2).

erakitan kultivarl klon unggul melaluitanaman berdasarkan keragaman

Metoda ini dapat dilakukan melaluii, mutagenesis dan transformasi gen.pemuliaan, konvensional keragaman

hanya berasal dari tanaman yangt dekat (spesies, genus). Pad a metode

rekayasa genetika keragaman genetik berasal dariorganisme lain (mikroba, insekta, mamalia, dB.)selain tanaman. Semua metode pemuliaan inimenghasilkan berbagai keragaman genotipe danfenotipe(3) .

Mutasi dengan induksi sinar gamma seringdilakukan untuk mendapatkan varietas baru padatanaman ornamental seperti Krisan, bungakertas, bugenville, mawar dan streptocarpus.Tanaman ini diradiasi dengan menggunakan stekyang ditumbuhkan secara in-vitro. Perbanyakanmutan dapat dilakukan dengan berbagaikombinasi perbanyakan vegetatif secara invitro.Dosis yang sering digunakan untuk mendapatkanhasil mutan yang baik adalah 20 Gy(4).

Faktor yang mempengaruhi terbentuknyamutan antara lain adalah besarnya dosis iradiasi.Irradiasi adalah proses amplikasi radiasi energipada suatu sasaran. Radiasi mengionisasiterhadap tanaman akan mengakibatkan

121

Risa/ab Semi/J8T I/miab Ap/ikasi Isofop daD Radiasi, 2006

morfologi yang tidak normal, juga terjadiperubahan metabolisme. Perubahan initergantung derajat dan lama penyinaran, spesies,umur dan kondisi fisik serta lingkungan selamadan sesudah penyinaran Besarnya dosis yangdiberikan pada waktu radiasi sangat menentukanpengaruh kualitas dan kuantitas mutan (5, 6 I·Dosis iradiasi dibagi menjadi tiga, yaitu al dosistinggi ( > 10 kGy), b) dosis sedang (1- 10 kGyldan c) dosis rendah « 1 kGy). lrradiasi sinargamma dengan dosis 1-3 kGy dapat merubahmorfologi akar dan fisiologis akar Arabidopsis (7).

Penggunaan sinar gamma sebagai induksipada mutasi anggrek Dendrobium hibridapompadour dengan menggunakan PLB (~tQfQL.mLike Bodies), pertumbuhan adventif bibit anggrekin-vitro memberikan hasil terjadinya perubahan

jumlah kromosom dari diploid menjaditetraploid, bunga yang semakin besar. Selain itudaun menjadi variegata dan adanya perubahanwarna bunga dari red purple dengan spot gelapmenjadi putih dengan spot yang gelap. Penelitiantentang induksi mutasi pada Cattleya telahmemberikan suatu solusi untuk pemuliaan padatanaman anggrek (9).

BAHAN DAN METODE

Penelitian dilakukan di Laboratorium

Kultur Jaringan Tumbuhan Fakultas BiologiUGM dan P3TIR- BATAN Jakarta.

Buah anggrek P. amabilis ekotipe GunungKidul digunakan sebagai bahan penelitian. Buahumur 6 bulan diradiasi dengan sinar gamma yangberasal dari Gamma Chamber 4000A dengansumber Cobalt 60 pada berbagai dosis yangsudah ditentukan. Biji dari buah yang telahdiradiasi ditanam pada media dasar NP (New

Phalenopsisl yang ditambah dengan ekstraktomatlOO g/l, air kelapa. Zat pengatur tumbuh(ZPT) kelompok auksin NAA 0,5 ppm, dankelompok sitokinin 2,0 ppm 2iP. Kultur bijianggrek terse but dipelihara secara in-vitrodengan cahaya lampu TL secara kontinyu,temperatur 25-27 °C

Variasi irradiasi sinar gamma dilaksanakanmenggunakan metode laboratorium denganrancangan lingkungan Acak Lengkap satu faktordengan 7 (tujuhl aras, yaitu: dosis radiasi sinargamma O. 15. 20, 25, 35. 20+20 dan40 grey.Perlakuan diulang sebanyak tiga kali dengan 10sampel pengamatan. Pengamatan dilakukan padakecepatan tumbuh protokorm, persentasepertumbuhan protokorm, panjang akar, panjangdaun, lebar daun. Data dianalisis menggunakansidik rag am 5% dan secara deskripsi untukperubahan yang terjadi.

122

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perubahan morfologi tanaman diamatisecara deskripsi ditampilkan pada tabel 1.perubahan yang pada masing-masing perlakuandapat dijadikan pool mutan yang nantinya dapatdiperbanyak secara vegetatif. Tabel 1menunjukkan adanya perubahan secaramorfologi pada perlakuan yang diujikan, mutanyang dihasilkan pada perlakuan 20 dan 25 Gylebih beragam dibandingkan perlakuan yang lain.Perubahan ini disebabkan adanya perubahankromosom akibat· irradiasi yang diberikan.Perlakuan iradiasi dapat menyebabkan terjadinyamutasi gen at au mutasi kromosom. Mutasiinduksi dapat menyebabkan mutasi gen ataumutsi mikro, perubahan yang terjadi padasusunan molekul gen (DNAI dan mutasi makro,perubahan yang -terjaai pad a struktur dansusunan kromosom (131. lradiasi yang diberikanpada jaringan generatif tanaman akanmenyebabkan terjadinya perubahan yangmenyeluruh. Perubahan morfologi yang terjadipada perlakuan yang diujikan akan menghasilkanpool mutan (11, 121.

Tabeli. Perubahan morfologi planlet anggrek P.amabilisyangterbentuk

PerlakuanVariasi yang terbentuk

o gray

Normal 100 %

15 Gray

Ltunas banyak 10%

2. daun asimetris

10%

20 Gray

1. daun begabung 10 %

2 Daun mlintir

20 %

3. Daun membulat uiun2 runcin2

20%

25 Gray

1. Daun bergelombang 20 %

2. Akar mlintir, daun mlengkung kedalam

10 %

3. Ujung daun lancip

10%

4. Daun bergerigi

10%

5. Daun terbalik 180'

10 %

6. Akar panjang berwarna merah

20%

35 Gray

Tidak ada pertumbuhan 100 %

40 gray

Pertumbuhan terhambat 70%

20+20

Masih terbentuk protokorm, pertumbuhan90%

Gray

terhambat

Rerata perlakuan disajikan pada tabel 2.Hasil analisis pada persentase pertumbuhanprotokorm menunjukkan dosis iradiasi yangdiberikan tidak menunjukkan perbedaan yangnyata kecuali pada dosis 35 gray yang tidakmenunjukkan adanya pertumbuhan biji.

Saat tumbuh protokorm menunjukkandosis 25 gray memberikan rerata waktu yanglebih cepat yaitu 16,67 hari sudah munculprotokorm dibandingkan tanpa perlakuanmemerlukan 29,667 hari. Ternyata iradiasi yang

diberikan dapat memacu pembentukan auks inendogen sehingga pertumbuhan biji lebih cepat,berbeda dengan penelitian Handayati et al (101

yang mengatakan dosis iradiasi yang semakinmeningkat akan menghambat auks in endogensehingga pembentukan sel meristem pada ujungbatang mawar dan anyelir semakin terhambat.

Risalah Seminar Ilmiah Aplikasi Isotop dan Radiasi, 2006

normal mampu bertahan hidup sehingga karaktertanaman normal akan kembali muncul.Sebaliknya bila sel mutan dapat bertahan makasel normal akan hilang dan penampilan tanamanakan mengikuti sifat yang dibawa oleh sel mutantersebut(lOl·

Tabel 2. Rerata persentase tumbuh protokorm (PT), saat tumbuh protokorm (WT), jumlah daunUO), jumlah akar

UAK)/panjang akar (PA), panjang daun (PO) dan lebar daun(LDI pada planlet umur 8 bulan setelah tanam

Perlakuan PTWTJOJAKPAPOLD%

hr emememo gray

93.33a29.667a4. 7767a0.7767ed0.1310e1.0667a0.167a15 Gray

90.00a22.667b1.7733be1.11Obeo .1220e1.Oooa0.183a20 Gray

76.67 a20.667be3.3333ab1.890ab1.2867b1.2ooa0.573a

25 Gray

100 a16.667d3. 1100ab2.220a1.8000a1.333a0.467a

35 Gray0.00 bO.OOeO.OOOdo.oOOdO.OOOeO.OoobO.OOa

40 gray

83.33a18.667ed0.220edO.OOOdO.OOOe0.200bo .400a

20+20 Gray

83.33a19.667e1.220ed1.3333abe0.8557bO.100b0.067a

Keterangan: Angka yang diikuti huruf yang sarna rnenunjukkan tidak berbeda nyata pada UJBD 5%. Angka nol rnenunjukkan tidak adaperturnbuhan.

Jumlah daun pada planlet yang terbentukmenunjukkan perlakuan 20 dan 25 graymemberikan jumlah daun yang tidak berbedanyata dengan kontrol. Tetapi perlakuan tersebutberbeda nyata dengan perlakuan 15/ 40 dan20 + 20. Ternyata perlakuan iradiasi tidakmerubah banyak karakter sesuai denganpendapat Broetjes dan van Harten (10) yangmenyatakan keutamaan penggunaan mutasiinduksi adalah perubahan yang dihasilkan hanyaterjadi pada karakter spesifik dan tidakmempengaruhi karakter yang lain. Iradiasi yangdiberikan terhadap buah akan mengakibatkankematian, perangsangan atau penghambatanpertumbuhan, mempercepat diferensiasi sel danmorfologi yang tidak normal, juga terjadiperubahan metabolisme (5/ 6). Jumlah akaryang terbentuk pada 20 , 25 dan 20 +20 Graytidak berbeda nyata tetapi berbeda denganperlakuan yang lain. Pada panjang akar 25 Graymemberikan panjang akar yang terpanjang. Halini sependapat dengan Medina III ( 61 yangmenyatakan iradiasi juga dapat memacupertumbuhan tanaman, begitu juga dengan (11/12) menyatakan bahwa iradiasi yang diberikanpada jaringan generatif tanaman akanmenyebabkan terjadinya perubahan yangmenyeluruh, walaupun kemungkinan perubahanitu akan dapat kembali lagi karena setelahperistiwa mutasi induksi akan terjadi khimera.

Penampilan mutan yang terjadi menyerupaitanaman normal dapat disebabkan karena sel

KESIMPULAN

Sebatas penelitian awal ini dapatdisimpulkan :

1. Irradiasi gamma membentuk pool mutan padaP.ambilis.

2. Ada pengaruh sinar gamma yang diberikanpada buah anggrek pada kecepatan tumbuhprotokorm, persentase pertumbuhanprotokorm, panjang akar, panjang daunt

3. Secara morfologi radiasi 20 dan 25 Gymenunjukkan perubahan pada akar danbentuk daun pada plantet yang dihasilkan.

DAFTAR PUSTAKA

1. SUTATER, T DAN D.S. BADRIAH, 1994.Koleksi dan Karakterisasi anggrekPhalaenopsis. Bull. Penel. Tan. Hias 2(1);57-65.

2. KARTIKANINGRUM, S. 2002. KekerabatanAntar Genus Persekutuan Yanda

Berdasarkan Karakter Morfologi. Pross.Seminar Nasional Anggrek. 22 Oktober2002.

3. WATTIMENA, G.A. 1997. Peluang danTantangan Bioteknologi TanamanNasional Menjelang Abad ke-

21.Pross.Penelitian dan PengembanganAplikasi Isotop dan Radiasi tahun 1997.14 p.

123

Risalah Seminar Ilmiah Aplikasi Isofop dan Radiasi, 2006

4. AHLOOW ALIA B.S., 2003. Improvment ofHorticultural Plants Through In-Vitroculture and Induced Mutation, ISHSActa horticulturae 447: III International

Symposiumon In- Vitro and horticultureBreeding. http//www. ISHSactahort.org/book

5. HARTEN, A.M Van, 1998. Mutation Breeding:Theory and Practical applications.Cambridge University Press. P.1-35.

6. MEDINA,m.F; AMANO E., and TANO, S.,2004. Mutation Breeding Manual. FNCA! Forum For Nuclear Cooperation inAsia! .p.11-25;84-87.

7. Nagata,Toshifumi, Setsuko Todoriki andShoshi Kikuchi . Radial Expansion ofRoot Cells and Elongation of Root Hairsof Arabidopsis thaliana Induced byMassive Doses of Gamma Irradiation.

Plant Cell Physiology, vol.45 (1l).2004.p1557-1565)

124

8. PILUCK ,C.AND S. LAMSEE]AN, 2002.Orchid Improvment through MutationInduction by Gamma rays. Workshop on"Induced Mutation Technique forGenetic Diversity and Economic Cropimprovement- II.4p.

9. THAMMASIR, K. 2005. Effect of GammaIrradiation on Protocorm-Like Bodies ofCattleya Alliance. http://www.delfinadearaujo.com/wocl part1. htm.

10. AISYAH,S.I., 2006. Mutasi Induksi Fisik dan

Pengujian Stabilitas Mutan YangDiperbanyak Secara Vegetatif PadaAnyelir( Dianthus caryiophyllus Linn.!Disertasi Sekolah Pasca SarjanaInstitut Pertanian Bogor

11. Mc CLEAN. P., 1999. Gene and Mutation.,htip:1Lw_ww~ndsu.nodak.edu /instruck/mcclean/p Isc43/ m utation/m utation5. htm.

12. MICKE, A. 2005. Mutation in Plant Breeding.Pl-7. http://www.plantmutation.com.

13. CROWDER, L.V., 1997. GenetikaTumbuhan. Gadjah Mada UniversityPress. Yogyakarta 499p.

Risalah Seminar Ilmiah Aj-.::JrasiIsotop dan Radiasi, 2006

Lampiran :

Morfologi plantlet yang terbentuk pada perlakuan yang diujikan ditampilkan pada gambar 1.

m.25 putar 90° n. 35 gy o. 40 gy p.20+20 gy

Gambar 1 : Morfologi yang terjadi pada masing-masing perlakuan

125

Risalah Seminar /Imiah Aplii.asi /sofop dan Radiasi, 2006

DISKUSI

SOBRIZAL

Berdasarkan apa Saudara mengatakanbahwa muasi yang terjadi pada penelitianSaudara kemungkinan deletion atau pointmutation ?

126

RAHA YU S.

Memang delesi maupun point mutasibelum tepat. Sekarang ini kami sedangmelakukan isolasi DNA untuk mengetahi DNAcontentnya, tetapi ada mutasi 15 Gy yangawalnya bergelombang (atau keritingj setelahusia bertambah, daun kembali normal.Menurut Mieke, Aisyah point mutasi dapatterlihat.