Kondisi umum lokasi penelitian
Percobaan dilaksanakan di Kebun Percobaan Cikabayan, Institut Pertanian Bogor yang berada pada ketinggian 216 m dpl, 06°31’ LS dan 106°44’ BT pada bulan Desember 2011 – Februari 2013 Berdasarkan data Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Darmaga Bogor, Kota Bogor memiliki rata-rata curah hujan tinggi (323.63 mm/bln), jumlah hari hujan 297 hari/tahun, suhu harian antara 21.2°C – 32.4°C, jumlah rata-rata bulan basah 12 bulan/tahun. Data klimatologi wilayah Darmaga Bogor dari Desember 2011 – Februari 2013 disajikan pada Lampiran 2.
Analisis karakter agronomi Karakter batang
Batang tanaman jarak pagar panjang, bulat, dan berwarna hijau keabuan (Gambar 2). Tanaman jarak pagar tumbuh bercabang dengan sistem percabangan yang tidak teratur. Bila tanaman memiliki sedikit cabang primer, maka tipe pertumbuhan tampak tegak. Namun bila jumlah cabang primer banyak, tipe pertumbuhan tampak seperti semak. Kondisi ini ditemukan pada semua genotipe Banten dan Lampung trimonoecious baik dari bunga betina maupun hermaprodit (Gambar 3).
12
a b c
Gambar 2 Bentuk batang dan warna batang; (a) batang muda tanaman monoecious umur 2 BST; (b) batang muda tanaman trimonoecious umur 2 BST; (c) batang tua umur 4 BST
a b c d e
Gambar 3 Cabang yang muncul dari batang utama pada genotipe jarak pagar umur 6 BST; (a) BTB: Banten trimonoecious betina; (b) BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; (c) LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; (d) LTB: Lampung trimonoecious betina; (e) BMB: Banten monoecious betina
Semua karakter batang pada genotipe BMB mempunyai ukuran lebih kecil dibandingkan genotipe yang berasal dari tanaman trimonoecious (Tabel 1), sehingga pertumbuhannya lebih tegak. Jumlah cabang primer dan jumlah cabang sekunder mempengaruhi tipe pertumbuhan tanaman jarak pagar (Santoso 2009). Sudut cabang tanaman trimonoecious lebih besar dibandingkan tanaman monoecious, sehingga semakin besar sudut cabang primer maka arstitektur kanopi lebih rimbun (Raden et al. 2009) (Gambar 4). Cabang produktif adalah cabang yang menghasilkan buah. Jumlah cabang akan menentukan jumlah bunga, buah dan biji karena bunga jarak pagar muncul disetiap ujung batang atau ketiak daun. Sehingga semakin banyak cabang diharapkan akan meningkatkan jumlah bunga dan buah yang dihasilkan (Xiu dan Gui 2012).
0.5 cm 1 cm
0.5 cm
13
Tabel 1 Karakter batang dan daun umur 4 - 6 BST jarak pagar trimonoecious dan monoecious
Karakter Agronomi Genotipe
Tanaman trimonoecious Tanaman
monoecious
BTB BTH LTH LTB BMB
Jumlah cabang sekunder 13.1a 10.3a 10.1a 12.5a 3.5b
Jumlah cabang produktif 4.1b 6.6a 5.5a 2.7bc 1.7c
Sudut cabang primer ( °) 62.9a 67.0a 68.8a 62.0a 53.3b
Tinggi tanaman berbunga (cm) 97.1b 107.5a 102.1ab 99.3b 94.6b
Diameter pangkal batang (cm) 6.1a 6.3a 5.6a 5.4a 3.9b
Jarak buku (cm) 39.7a 40.0a 39.1a 35.2ab 30.6b
Jumlah buku 6.1b 10.9a 6.6b 6.8b 6.4b
Huruf yang sama pada lajur yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (uji DMRT taraf 5%). BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
a b c d e
Gambar 4 Pertumbuhan tanaman jarak pagar umur 6 BST; (a) BTB: Banten trimonoecious betina; (b) BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; (c) LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; (d) LTB: Lampung trimonoecious betina; (e) BMB: Banten monoecious betina
Diameter pangkal batang tanaman monoecious lebih kecil dibandingkan tanaman trimonoecious, sehingga pertumbuhan tanaman trimonoecious lebih kokoh karena diameter batang yang besar mempunyai kemampuan pertumbuhan yang lebih besar dan tidak mudah roboh (Sudjijo 2009). Ukuran diameter pangkal batang suatu genotipe akan bertambah seiring dengan semakin bertambahnya jumlah cabang primer, karena percabangan (cabang primer) banyak terbentuk di pangkal batang dekat permukaan tanah (Santoso 2009).
Karakter panjang buku dipengaruhi oleh jenis tanaman monoecious dan trimonoecious, panjang buku pada tanaman monoecious memiliki panjang buku yang lebih rendah dibandingkan tanaman trimonoecious.
10 cm 10 cm
14
Karakter daun
Daun jarak pagar bertipe daun tunggal yang terletak pada buku batang yang didukung oleh tangkai daun, dengan tangkai daun berbentuk silinder dan tak berongga. Susunan atau tata letak daun (filotaksis) jarak pagar disebut tersebar (folia sparsa). Susunan daun tersebut mengikuti rumus daun (divergensi) 5/13 serah putaran jarum jam. Orientasi daun terhadap batang tempat daun duduk bervariasi dari tegak hingga horisontal. Orientasi tegak jika daun masih muda dan kemudian menjadi horisontal setelah dewasa. Daun jarak pagar berbentuk jantung dengan bentuk ujung daun yang runcing dan pada pangkal daun berlekuk dalam, memiliki tipe tulang daun menjari dengan lima tulang daun utama (Gambar 5).
a b c d e
Gambar 5 Daun jarak pagar 4 BST; (a) BTB: Banten trimonoecious betina; (b) BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; (c) LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; (d) LTB: Lampung trimonoecious betina; (e) BMB: Banten monoecious betina
Daun muda tidak memiliki bulu. Tekstur permukaan atas dan bawah daun muda dan daun tua pada jarak pagar licin. Tangkai daun yang menghubungkan helaian daun dengan batang umumnya berwarna ungu khususnya pada pangkal (dekat buku) dan ujung tangkai daun. Seiring pertumbuhan dan perkembangan daun, warna ungu berkurang bahkan menghilang dan menjadi warna kuning kehijauan. Daun muda pada tanaman jarak pagar umumnya berwarna coklat (coklat kemerahan, hijau kecoklatan, colat kehijauan). Daun tua berwarna hijau pada keseluruhan genotipe.
Tabel 2 Karakter daun jarak pagar trimonoecious dan monoecious 4 BST
Karakter Agronomi Genotipe
Tanaman trimonoecious Tanaman monoecious
BTB BTH LTH LTB BMB
Panjang petiole (cm) 13.5a 12.1b 12.7ab 13.0ab 10.5c
Huruf yang sama pada lajur yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (uji DMRT taraf 5%). BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
Panjang tangkai daun dipengaruhi oleh jenis tanaman jarak pagar pada masing-masing genotipe. Panjang tangkai daun antara genotipe terdapat perbedaan. Masing-masing genotipe memiliki panjang tangkai daun yang berbeda.
2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 2 cm 1 cm
15
Ukuran panjang tangkai daun yang paling panjang terdapat pada genotipe Banten trimonoecious sedangkan genotipe Banten monoecious memiliki panjang tangkai daun terpendek. Hal ini dapat dijadikan salah satu penanda antara tanaman trimonoecious dan monoceious. Tanaman trimonoecious memiliki ukurang tangkai daun yang lebih panjang dibandingkan tanaman monoecious. Pada daun-daun muda, tangkai daun-daun membentuk sudut kecil kemudian melebar hingga mencapai maksimum umur 14 minggu terhadap posisi cabang (Raden et al 2008).
Karakter Bunga
Bunga jarak pagar tersusun dalam malai (inflorescence), malai bunga terbentuk di ujung cabang dengan warna bunga yang sama antar genotipe yaitu kuning kehijauan (Gambar 6). Kepala sari berwarna kuning muda dan kepala putik berwarna hijau sementara itu kelopak bunga dan tangkai bunga berwarna hijau muda. Bunga jarak pagar tersusun dalam malai yang berbentuk dikasium berganda (Raju et al. 2002).
a b c d
Gambar 6 Bunga jarak pagar; (a) malai bunga terbentuk di ujung cabang, (b) bunga hermaprodit, (c) bunga jantan, (d) bunga betina
Tabel 3 Karakter bunga bunga jarak pagar trimonoceious dan monoecious per tanaman 7 BST Karakter Agronomi Benih asal Bunga Genotipe
Tanaman trimonoecious Tanaman monoecious
BTB BTH LTH LTB BMB
Jumlah bunga Jantan 895.9 876.4 536.4 365.1 544.5 Hermaprodit 30.8 37.5 24.5 19.9 - Betina 41.2 27.3 17.7 28.3 17.4 Jenis bunga (%) Hermaprodit 42.7 69.2 58.1 41.3 - Betina 57.3 30.8 41.9 58.7 100 Jumlah bunga menjadi buah (%) Hermaprodit 87.9 59.8 82.0 76.9 - Betina 57.5 73.3 63.8 71.0 90.4
Huruf yang sama pada lajur yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (uji DMRT taraf 5%). BTB: Banten trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodite; LTB: Lampung trimonoecious betina
0.1 cm 0.1 cm
0.1 cm 0.1cm
16
Jumlah bunga betina dan hermaprodit lebih sedikit dibandingkan dengan bunga jantan (Tabel 3). Hal ini dapat disebabkan potensi pembentukan bunga betina dan hermaprodit memang rendah, tetapi dapat juga dipengaruhi oleh faktor lingkungan atau terlalu banyak hujan dan lain sebagainya (Xiu & Gui 2012). Selain itu menurut Jun et al. (2010) bahwa jarak pagar memiliki bunga betina yang tidak muncul di situs bunga jantan, tetapi bunga jantan dapat berkembang di situs bunga betina sehingga jumlah bunga jantan lebih banyak.
Persentase kemunculan masing-masing bunga berbeda. Persentase kemunculan bunga hermaprodit lebih banyak pada genotipe BTH dan LTH. Sedangkan persentase kemunculan bunga betina lebih banyak pada genotipe BTB dan LTB (Tabel 3). Persentase keberhasilan bunga menjadi buah tertinggi pada genotip BTB dan terendah pada genotipe BTH. Pada genotipe BTB, LTB dan LTH, persentase keberhasilan bunga hermaprodit menjadi buah lebih tinggi dibandingkan persentase bunga betina menjadi buah. Genotipe BTH memiliki persentase keberhasilan bunga betina menjadi buah yang lebih tinggi. Hal ini terjadi karena bunga betina mengalokasikan hasil fotosintesis hanya untuk produksi pembentukan buah, sedangkan hermaprodit selain mengalokasikan resource ke pembentukan buah, bunga hermaprodit juga mengalokasikan resource pada produksi polen (Toivonen & Mutikainen 2012). Bunga hermaprodit lebih mampu unuk menyimpan resource pada organ reproduksi betinanya dibandingan kemampuan bunga betina menyimpan resource ke organ reproduksinya, walaupun bunga hermaprodit juga mengalokasikan sebagian resource ke reproduksi jantannya (Miyake 2009).
17
(a)
(b)
Gambar 7 (a) Fluktuasi pembungaan tanaman trimonoecious asal bunga hermaprodit; (b) Fluktuasi pembungaan tanaman trimonoecious asal bunga betina
Perkembangan bunga tanaman trimonoecious asal bunga hermaprodit pada empat bulan pertama (Juni – September) menghasilkan bunga betina dan hermaprodit, bulan selanjutnya hanya menghasilkan bunga hermaprodit. Perkembangan tanaman trimonoecious asal bunga betina pada bulan Juni hanya menghasilkan bunga betina, bulan selanjutnya menghasikan bunga hermaprodit dan betina (Gambar 7) (Lampiran 3). Fluktuasi perkembangan jenis bunga yang muncul setiap bulan dapat dipengaruhi oleh ekspresi gen-gen yang mengendalikan jenis gamet pada tanaman yang sangat dipengaruhi oleh lingkungan seperti fotoperiode, suhu dan lain sebagainya (Roy 2000). Berdasarkan data dari BMKG Darmaga Bogor, rata-rata curah hujan 117 – 217 mm/bulan pada bulan Juli hingga September 2012. Pada rentang waktu tersebut muncul bunga hermaprodit. Hal ini sesuai dengan penelitian Jun et al. (2010) bahwa bunga hermaprodit pada jarak pagar paling banyak dihasilkan pada saat empat bulan pembungaan pertama (Juni – September) dengan curah hujan yang tidak terlalu tinggi hanya berkisar < 500 mm/tahun. Curah hujan yang optimal akan meningkatkan perkembangan bunga betina dan hermaprodit.
Ekspresi seksual pada tanaman berbunga berada di bawah kendali genetik, seperti faktor epigenetik (kondisi lingkungan, fitohormon, fotoperiode dll). Faktor fotoperiodisme pada tanaman Hemp dapat menimbulkan pengaruh maskulinisasi maupun feminisasi. Hari panjang dan meningkatnya suhu lingkungan dapat menginisiasi pembentukan kelamin jantan, sedangkan hari pendek dan menurunnya suhu dapat menginisiasi pembentukan kelamin betina (Manoj et al.
-5 0 5 10 15
June July Aug Sept Oct Nov Dec
J u m la h B u n g a Her m a p r o d it Hermaprodit Betina -5 0 5 10 15 20 25
June July Aug Sept Oct Nov Dec
J u m la h B u n g a B e ti n a Hermaprodit Betina
18
2005). Oleh karena itu, fluktuasi yang terjadi pada kedua jenis tanaman jarak pagar tersebut biasa saja terjadi, dikarenakan pengaruh lingkungan.
Perkembangan bunga betina mengalami penurunan jumlah, sedangkan jumlah bunga hermaprodit cenderung konstan dan bahkan meningkat (Gambar 8a). Hal ini dapat terjadi karena antara bunga betina dan hermaprodit berbeda dalam pola alokasi fotosintat. Pada kondisi lingkungan tercekam bunga betina dapat bertahan. Pola ini menunjukkan bahwa bunga betina dapat mengalokasikan fotosintat sehingga lebih meningkatkan kemampuan bertahan pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan dibandingkan bunga hermaprodit, sehingga berdampak pada berkurangnya jumlah bunga betina seiring perkembangan tanaman (Delph 2003). Hal ini berkaitan dengan hasil penelitian Miyake et al. (2009) bahwa total berat buah, jumlah buah, jumlah biji dan jumlah bunga dipengaruhi oleh biomassa. Ketika biomassa digunakan dalam proses pertahanan maka pembentukan bunga tersebut akan menyebabkan perbedaan tingkat fitness pada kedua jenis bunga betina dan hermaprodit. Hal yang sama dikemukakan oleh Ramsai & Vaughton (2001), bahwa bunga betina lebih banyak mengalokasikan simpanan cadangan ataupun unsur hara ke dalam biji dibandingkan bunga hermaprodit. Bunga betina dan hermaprodit memiliki strategi investasi hara yang berbeda.
Karakter buah
Buah jarak pagar sering disebut kapsul atau buah kendaga (rhegma), mempunyai sifat seperti buah berbelah dan tiap bagian buah mudah pecah sehingga biji yang terdapat di dalamnya dapat terlepas dari bilik atau ruang (Gambar 8c). Berdasarkan jumlah kendaganya keseluruhan genotipe jarak pagar dalam penelitian ini termasuk ke dalam buah berkendaga tiga, ketika masak pecah menjadi tiga bagian, masing-masing pecah dan mengeluarkan satu biji. Warna buah muda dan buah masak antar genotipe tidak berbeda, yaitu pada buah muda berwarna hijau muda dan buah masak berwarna kuning (Gambar 8). Ketebalan, panjang, dan diameter buah asal bunga hermaprodit lebih besar dibandingkan dengan buah asal dari bunga betina. Ukuran buah berbanding lurus dengan bobot buah rata-rata yang dihasilkan.
a b c
Gambar 8 Buah jarak pagar; (a) buah muda, (b) buah masak, (c) biji dalam bilik/ruang
1.0 cm
19
Tabel 4 Karakter buah 5-12 BST jarak pagar trimonoecious dan monoecious Karakter
Agronomi
Benih asal Bunga
Genotipe
Tanaman trimonoecious Tanaman monoecious BTB BTH LTH LTB BMB Tebal daging buah (cm) Hermaprodit 0.5 0.5 0.5 0.5 - Betina 0.3b 0.4b 0.4b 0.1bc 0.6a Panjang buah masak (cm) Hermaprodit 3.0 3.0 3.0 2.9 - Betina 2.1ab 2.7ab 2.5ab 1.9b 3.0a Diameter buah masak (cm) Hermaprodit 2.9 2.9 2.8 2.6 - Betina 1.9b 2.1b 2.1b 1.8bc 2.9a Jumlah buah per tanaman Hermaprodit 27.1 27.2 20.1 13.0 - Betina 23.7ab 14.9b 11.3b 20.1b 80.8a Total buah 50.8 42.1 31.4 33.1 80.8 Bobot buah rata-rata (gr) Hermaprodit 12.7 13.6 13.2 12.4 - Betina 8.9ab 10.1ab 9.3ab 3.5b 10.0a
Huruf yang sama pada lajur yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (uji DMRT taraf 5%). BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
Jumlah buah pertanaman hanya dipengaruhi oleh genotipe tanaman jarak pagar trimonoecious asal buah dari bunga betina. Tingginya jumlah buah betina yang dihasilkan pada genotipe BMB dikarenakan, pada genotipe ini hanya menghasilkan bunga betina saja, sedangkan genotipe lain selain menghasilkan bunga betina juga menghasilkan bunga hermaprodit (Tabel 4). Semakin banyak jumlah bunga betina dan hermaprodit maka akan semakin banyak pula jumlah buah yang dihasilkan, karena bunga betina dan hermaprodit yang akan menjadi buah setelah terjadi antesis. Meskipun demikian tidak semua bunga menghasilkan buah karena pengaruh beberapa faktor, antara lain adalah bunga betina yang telah mengalami penyerbukan gagal berkembang menjadi buah, bunga betina terkena penyakit seperti tepung putih, buah yang masih inisiasi menguning / diserang kepik penghisap (Ahkamulloh et al. 2013).
Ukuran buah dari hermaprodit memiliki nilai yang lebih besar dibandingkan dengan buah asal bunga betina, dilihat dari tebal daging buah, panjang dan diameter buah masak. Adanya kemampuan menghasilkan buah yang lebih baik dari bunga hermaprodit dibandingkan bunga betina dilaporkan oleh Reale et al
(2009) yang melakukan penelitian pada tanaman olive oil (Olea europaea L.). Hasil penelitiannya menunjukkan adanya perbedaan sebaran kandungan pati antara bagian-bagian bunga hermaprodit dan bunga betina. Pada bunga hermaprodit, kandungan pati yang tinggi ditemukan pada ovari, style dan stigma, sedangkan pada pistil dan stamen dari bunga non-hermaprodit tidak ditemukan. Pada tanaman jarak pagar belum diketahui faktor penyebab bunga hermaprodit lebih mampu berkembang menjadi buah dibandingkan bunga betina tetapi diduga kemampuan bunga hermaprodit yang mampu melakukan penyerbukan sendiri
20
dibandingkan dengan bunga betina yang penyerbukannya tergantung dari bunga jantan yang mekar tidak bersamaan dengan bunga betina.
Karakter biji
Biji jarak pagar sesaat setelah dipanen tampak berwarna hitam kecoklatan. Bentuk biji oval sampai melonjong, tergantung pada bentuk buah, dan jumlah biji yang terdapat pada satu buahnya (Gambar 9). Semakin banyak biji yang terdapat dalam satu buah maka ukurannya relatif lebih kecil, sedangkan jika biji yang terdapat pada satu buah hanya sekitar 1 - 2 biji, maka ukurannya dapat lebih besar.
a b c
d e
Gambar 9 Biji jarak pagar; (a) BTB: Banten trimonoecious betina; (b) BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; (c) LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; (d) LTB: Lampung trimonoecious betina; (e) BMB: Banten monoecious betina
21
Tabel 5 Karakter buah dan biji 5-12 BST jarak pagar trimonoecious dan monoecious Karakter Agronomi Benih asal Bunga Genotipe
Tanaman trimonoecious Tanaman monoecious BTB BTH LTH LTB BMB Panjang biji (cm) Hermaprodit 2.1 2.1 2.0 1.9 - Betina 1.6a 1.8a 1.7a 1.0b 1.7a Bobot basah per biji (gr) Hermaprodit 1.1b 1.3a 1.2ab 1.1b - Betina 0.8ab 1.0a 0.9a 0.5c 0.6bc Bobot kering per biji (gr) Hermaprodit 0.6b 0.7a 0.7a 0.7a - Betina 0.5ab 0.6a 0.5ab 0.3c 0.4bc Bobot total
kering biji per tanaman (gr) Hermaprodit 72.9 76.3 50.7 32.9 - Betina 54.0a 40.2b 28.3b 24.8b 99.7ab Total bobot kering 126.9a 116.5a 79.0b 57.7ab 99.7ab
Huruf yang sama pada lajur yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata (uji DMRT taraf 5%). BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
Panjang biji buah betina dari genotipe LTB memiliki perbedaan dibandingkan dengan biji genotipe lainnya yang memiliki panjang biji yang paling kecil. Bobot basah dan bobot kering biji asal bunga betina dipengaruhi oleh gentipe jarak pagar trimonoecious dan monoceious. Bobot basah biji, bobot kering biji dari buah asal bunga hermaprodit dan bobot total kering biji dari buah asal betina dipengaruhi oleh genotipe tanaman jarak pagar. Bentuk dan ukuran biji tanaman trimonoecious dan monoecious relatif sama (Tabel 5). Periode perkembangan buah yang panjang terutama bila terjadi pada kondisi lingkungan yang baik akan menambah bobot biji (Foidl et al. 1996).
Analisis ukuran kromosom
Berdasarkan panjang kromosom, tanaman jarak pagar memiliki kromosom berukuran kecil. Oleh karena itu, disarankan untuk mengidentifikasi kromosom jarak pagar dilakukan pada saat sel dalam keadaan prometaphase, karena ukuran kromosom lebih panjang dan struktur kromosom lebih jelas.
Bentuk, ukuran, dan jumlah kromosom setiap spesies adalah tetap (Setyawan dan Sutikno 2000) dan dapat dipelajari dengan analisis sitogenetika. Pada analisis sitogenetika, data kromosom disajikan dalam bentuk kariotipe. Kariotipe adalah kromosom yang dikelompokkan berdasarkan panjang, jumlah dan bentuk kromosom pada individu sel somatik (Wulandari et al. 2006).
22
Tanaman jarak pagar kelima genotipe memiliki jumlah kromosom 2n = 22, sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Carvalho et al. (2008). Berdasarkan panjang kromosom, jarak pagar memiliki kromosom berukuran kecil, panjangnya berkisar antara 1.19 –2.69 μm (Tabel 6). Data ini sesuai dengan penelitian Reddy
et al. (2013) dengan ukuran kromosom jarak pagar berkisar 1–3.67 μm. Tabel 6 Panjang kromosom jarak pagar trimonoecious dan monoecious
Pasangan kromosom
Panjang kromosom (μm)
Tanaman trimonoecious Tanaman
monoecious BTB BTH LTH LTB BMB 1 1.96 2.57 2.42 2.69 1.93 2 1.87 2.78 2.71 2.45 1.84 3 1.71 2.64 2.47 2.00 1.67 4 1.62 2.16 2.42 2.19 1.40 5 1.61 2.53 2.40 2.15 1.56 6 1.55 2.31 2.34 2.04 1.50 7 1.47 2.28 2.23 1.96 1.43 8 1.42 2.09 2.22 1.88 1.41 9 1.36 1.88 2.16 1.76 1.39 10 1.26 1.66 1.99 1.66 1.26 11 1.19 1.54 1.67 1.68 1.22 Rata-rata 1.54 2.22 2.27 2.04 1.51
BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
Panjang kromosom rata-rata tanaman trimonoecious lebih besar dibandingkan panjang kromosom rata-rata tanaman monoecious. Panjang kromosom bisa saja berbeda di dalam satu famili, meskipun jumlahnya sama (Gambar 10). Perbedaan panjang kromosom pada tanaman trimonoecious dan monoecious menunjukkan adanya perbedaan jumlah susunan basa pada gen (Harrison dan Schwarzacher 2011). Perbedaan jumlah gen tersebut menyebabkan terjadinya variasi morfologi (Wulandari et al. 2006). Variasi jumlah kromosom yang relatif rendah pada proses pemuliaan tanaman jarak pagar memberikan keuntungan ketika persilangan yang dilakukan pada meiosis (Kaushik et al. 2007).
23
a b c d e
Gambar 10 Kromosom masing-masing genotipe jarak pagar trimonoecious dan monoecious (a) BTB: Banten trimonoecious betina; (b) BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; (c) LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; (d) LTB: Lampung trimonoecious betina; (e) BMB: Banten monoecious betina
Analisis isozim
Pada zimogram dapat dilihat bahwa isozim EST dan PER masing-masing menunjukkan adanya perbedaan jumlah pita. Kedua isozim peroksidase dan esterase yang diujikan memberikan polimorfisme pada pola pitanya. Perbedaan jarak pagar monoecious dan trimonoecious dapat terlihat dengan menggunakan kedua enzim tersebut.
Enzim esterase (EST) dari lima genotipe jarak pagar yang diamati hanya dibedakan menjadi dua pola pita dengan tiga sampai empat pita. Pola pita pada genotipe BTB, BTH, LTH dan LTB mempunyai kesamaan yaitu memiliki empat pita. Hanya genotipe BMB yang memiliki tiga pita (Gambar 11), sehingga dapat dikatakan terdapat keragaman pola pita isozim yang kemungkinan menyandi enzim tersebut.
a b
Gambar 11 Pola pita (a) isozim esterase dan (b) Peroksidase. BTB: Banten trimonoecious betina; BTH: Banten trimonoecious hermaprodit; LTH: Lampung trimonoecious hermaprodit; LTB: Lampung trimonoecious betina; BMB: Banten monoecious betina
2 μm 2 μm
2 μm 2 μm
24
Enzim peroksidase (PER) membedakan genotipe jarak pagar yang diamati ke dalam dua variasi pola pita dengan memiliki tiga sampai empat alel. Pola pita pada genotipe BTB, BTH, LTH dan LTB mempunyai kesamaan yaitu memiliki empat pita. Hanya genotipe BMB yang memiliki tiga alel (Gambar 12). Adanya enzim peroksidase mudah dideteksi karena aktivitas dan stabilitasnya yang tinggi dan dapat menggunakan sejumlah substrat sebagai donor hidrogen (Cahyarini 2004). Hasil analisis kekerabatan menggunakan isozim esterase dan peroksidase menunjukkan variasi genetik yang cukup rendah pada kelima genotipe Jarak pagar.
Isozim dalam penelitian ini berperan sebagai penanda genetik untuk mengidentifikasi genotipe jarak pagar trimonoecious. Sifat morfologi yang membedakan antara jarak pagar monoecious dan trimonoecious seperti bunga dan buah memerlukan waktu cukup lama sampai bisa diamati serta sulit digunakan untuk pemeriksaan pada tingkat benih atau bibit. Pada Gambar 11 dapat terlihat bahwa isozim EST dan PER dapat digunakan sebagai penanda tanaman J. curcas
monoecious dan trimonoecious ketika tanaman masih dalam keadaan bibit dengan menggunakan sampel daun. Seperti Sharma et al. (2010) yang menggunakan enzim peroksidase sebagai penanda alat reproduksi betina pada Hippophae rhamniodes.
Berdasarkan hasil elektroforesis baik dengan pewarnaan peroksidase maupun esterase, keragaman pola pita isozim lebih cenderung tergolong ke dalam keragaman secara kualitatif, yaitu ada atau tidaknya pita pada gel, sedangkan ketebalan pita yang merupakan sifat kuantitatif sebagian besar adalah sama. Pola pita tanaman trimonoecious dan monoecious menghasilkan variasi pola pita yang berbeda. Hal ini menunjukkan adanya perbedaan genetik pada kedua tanaman tersebut. Perbedaan ini terjadi karena adanya lebih dari satu gen dalam tiap tanaman tersebut yang mengkode setiap isozim (Dewatisari et al. 2008).
Pada umunya tanaman memiliki satu daerah aktif pada sitoplasma dan satu daerah di plastid yang masing-masing dikendalikan 1 lokus. Isozim merupakan produk gen, sehingga analisisnya dapat mencerminkan secara langsung aktivitas gen, termasuk bila terjadi perubahan dalam sekuen DNA yang mengakibatkan perubahan asam aminonya (Hartana 2003). Enzim sebagai golongan protein dalam jumlah paling banyak di dalam sel, mempunyai fungsi sebagai katalisator reaksi biokimia. Protein itu sendiri merupakan ekspresi dari DNA dimana proses sintesisnya melalui penerjemahan kodon-kodon pada mRNA menjadi polipeptida, dan setiap kodon tersusun atas basa-basa nukleotida (Wirahadikusuma 2001).
Analisis viabilitas polen
Polen Jarak pagar monoecious dan trimonoecious memiliki bentuk bulat. Hal yang sama dilaporkan oleh Abdelgadir et al. (2011); Venu danMunirajappa