Deskripsi Kuantitatif
Proses pembuahan terjadi jika pertumbuhan tabung polen dapat mencapai sel telur, untuk itu perlu diketahui viabilitas polen yang diamati dari beberapa variabel seperti diameter polen, panjang tabung polen, dan daya berkecambah polen. Hasil percobaan perkecambahan polen dianalisis menggunakan RAL dengan uji lanjut DMRT (Lampiran 1, Lampiran 2, dan Lampiran 3) dan uji kontras ortogonal (Lampiran 4, Lampiran 5, dan Lampiran 6) untuk mengetahui pengaruh kategori ukuran buah terhadap variabel yang diamati.
Hasil analisis percobaan perkecambahan polen pepaya dari empat genotipe yaitu IPB 1, IPB 3, IPB 6, dan IPB 9 selama empat jam dapat dilihat pada Tabel 1 diperoleh hasil bahwa diameter polen, panjang tabung polen dan daya berkecambah polen terbesar dimiliki oleh polen pepaya IPB 9 (kategori buah sedang) yaitu 0.035 mm, 0.458 mm dan 57.7%. Diameter polen terkecil dihasilkan oleh genotipe IPB 3 (kategori buah kecil) yaitu 0.030 mm, sedangkan panjang tabung polen dan daya berkecambah polen terkecil dihasilkan oleh genotipe IPB 6 (kategori buah besar) yaitu 0.180 mm dan 5.5%.
Tabel 1. Diameter polen, panjang tabung polen, dan daya berkecambah polen pepaya
Genotipe Diameter Polen (mm) Panjang Tabung Polen (mm) Daya Berkecambah Polen(%)
IPB 1 (kecil) 0.031a 0.402a 33.2b
IPB 3 (kecil) IPB 6 (besar) 0.030a 0.034a 0.324ab 0.180b 35.3b 5.5c
IPB 9 (sedang) 0.035a 0.458a 57.7a
Uji Kontras Kecil vs sedang Kecil vs besar Sedang vs besar tn tn tn tn tn * * * *
Keterangan : Angka yang diikuti dengan huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata, sedangkan angka dengan huruf yang berbeda berbeda nyata
* = berpengaruh nyata pada uji F (α=5%)
Hasil penelitian Suketi et al. (2011) menunjukkan tidak ada hubungan antara kategori pepaya berdasarkan ukuran buah dengan viabilitas polen yang diukur dari daya berkecambah polen dan panjang tabung polen pada pepaya genotipe IPB 1, IPB 2, IPB 3, IPB 4, IPB 5, IPB 7, IPB 9, dan IPB 10. Setiap genotipe yang diuji menunjukkan karakteristik viabilitas polen yang berbeda dengan genotipe lainnya.
Diameter Polen Pepaya
Diameter polen pada genotipe IPB 1, IPB 3, IPB 6, dan IPB 9 tidak berbeda. Diameter polen juga tidak dipengaruhi oleh kategori ukuran buah, sehingga kategori ukuran buah dan genotipe pepaya tidak bisa dijadikan tolok ukur untuk menentukan besarnya diameter polen (Tabel 1). Hasil tersebut berbeda dengan penelitian Suketi et al. (2011) yaitu genotipe berpengaruh nyata terhadap diameter polen. Diameter polen kategori sedang (IPB 5, IPB 9, dan IPB 10) berbeda nyata dengan diameter polen kategori besar ( IPB 2, IPB 7, dan IPB 8). Diameter polen kategori kecil (IPB 1, IPB 3, dan IPB 4) tidak berbeda nyata dengan kategori pepaya besar.
Diameter polen pada empat genotipe bervariasi pada beberapa jam pengamatan. Peningkatan diameter polen cukup tinggi dihasilkan oleh genotipe pepaya IPB 3 pada tiga jam pengamatan dan menurun kembali setelah 3.5 jam pengamatan (Gambar 1). Variasi yang terjadi pada diameter polen disebabkan perbedaan viabilitas polen tiap satuan percobaan dan terjadinya peningkatan pertumbuhan tabung polen sehingga diameter polen semakin menurun.
Gambar 1. Diameter polen empat genotipe pepaya selama empat jam pada uji perkecambahan polen 0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 Dia mete r Pol en (mm) Waktu (jam) IPB 1 IPB 3 IPB 6 0.5 1.5 2.5 3.5 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06
Panjang Tabung Polen Pepaya
Hasil analisis yang diperoleh pada percobaan ini adalah pertumbuhan panjang tabung polen terbesar dihasilkan pada perkecambahan polen genotipe pepaya IPB 9 (kategori buah sedang) yaitu 0.458 mm dan pertumbuhan panjang tabung polen terkecil dihasilkan oleh genotipe IPB 6 (kategori buah besar) yaitu 0.180 mm dapat dilihat pada Tabel 1. Hasil penelitian Suketi et al. (2011) tentang viabilitas dan pertumbuhan tabung polen menunjukkan bahwa panjang tabung polen untuk pepaya kategori buah kecil (IPB 1, IPB 3, dan IPB 4) lebih panjang dari kategori buah lainnya yaitu sebesar 1,030.67±19.14 µm, sementara jarak antara stigma dan bakal buah pendek (14.85±19.14 mm) sehingga diduga proses pembuahan akan terjadi lebih cepat dibandingkan pada kategori buah pepaya lainnya.
Perbedaan hasil dari percobaan sebelumnya disebabkan oleh viabilitas polen yang rendah karena kondisi tanaman yang tidak optimum dan bunga yang tidak tepat pada fase satu hari sebelum antesis sehingga menyebabkan pertumbuhan panjang tabung polen pada pepaya genotipe IPB 1 dan IPB 3 (kategori buah kecil) lebih rendah dibanding pepaya genotipe IPB 9 (kategori buah sedang) yang viabilitas polennya masih tinggi (Tabel 1).
Hasil sidik ragam yang disajikan pada Tabel 1 menunjukkan bahwa panjang tabung polen pada genotipe IPB 1 tidak berbeda dengan IPB 3 dan IPB 9 tetapi panjang tabung polen IPB 1 berbeda dengan IPB 6. Panjang tabung polen dipengaruhi oleh kategori ukuran buah perbandingan kategori pepaya sedang (IPB 9) dengan pepaya besar (IPB 6). Menurut Suketi et al. (2011) panjang tabung polen untuk pepaya kategori kecil (IPB 1, IPB 3, dan IPB 4) tidak berbeda dengan pepaya ketegori buah besar (IPB 2, IPB 7, dan IPB 8) dan kategori buah sedang (IPB 5, IPB 9, dan IPB 10).
Pertumbuhan tabung polen cenderung meningkat sampai empat jam pengamatan pada empat genotipe, tetapi pada pepaya genotipe IPB 1 menurun pada tiga jam pengamatan ditunjukkan oleh Gambar 2. Penurunan pertumbuhan panjang tabung polen disebabkan viabilitas polen yang rendah pada satuan percobaan tersebut, karena pada setiap satuan percobaan tidak selalu berasal dari satu bunga yang sama sehingga viabilitasnya berbeda. Perbandingan pertumbuhan
panjang tabung polen pada empat genotipe pepaya bervariasi pada saat 0.5 dan 1.5 jam ditunjukkan oleh Gambar 3 dan Gambar 4.
Gambar 2. Pertumbuhan panjang tabung polen empat genotipe pepaya selama empat jam pada uji perkecambahan polen
Gambar 3. Perbandingan pertumbuhan panjang tabung polen empat genotipe pepaya pada 0.5 jam uji perkecambahan polen (perbesaran 400x)
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 P anjang tabung polen (mm) Waktu (jam) IPB 1 IPB 3 IPB 6 IPB 9 IPB 1 0.5 1.5 2.5 3.5 0.1 0.2 0.3 0.4 IPB 3 IPB 6 IPB 1 0.5
Gambar 4. Perbandingan pertumbuhan panjang tabung polen empat genotipe pepaya pada 1.5 jam uji perkecambahan polen (perbesaran 400x)
Daya Berkecambah Polen Pepaya
Hasil analisis ragam yang disajikan pada Tabel 1 menunjukkan hasil bahwa pada empat genotipe polen yaitu daya berkecambah polen genotipe IPB 1 tidak berbeda dengan IPB 3, tetapi daya berkecambah polen IPB 1 berbeda dengan IPB 6 dan IPB 9. Daya berkecambah polen dipengaruhi oleh kategori buah, sehingga kategori buah kecil, sedang dan besar dapat dijadikan tolok ukur untuk menentukan besarnya daya berkecambah polen.
Menurut Suketi et al. (2011) daya berkecambah polen merupakan salah satu tolok ukur untuk mengetahui viabilitas polen. Daya berkecambah polen pepaya setiap kategori buah pada 0.5, 1.5, 2.5, dan 4 jam pengamatan mengalami peningkatan yang beragam. Pada pepaya kategori buah kecil, daya berkecambah polen genotipe IPB 3, IPB 1 dan IPB 4 selama empat jam berturut-turut sebesar 62.66%, 50.68%, dan 55.46%. Daya berkecambah polen pepaya kategori buah sedang (genotipe IPB 9) adalah 58.95%.
Peningkatan daya berkecambah polen terbesar diperoleh pada genotipe IPB 9. Hal tersebut disebabkan oleh viabilitas polen yang tinggi karena pada saat
IPB 1
IPB 6
IPB 3
pengambilan bunga hermaprodit mendekati atau tepat pada fase satu hari sebelum antesis dan kondisi tanaman yang masih optimum. Pepaya genotipe IPB 1 dan IPB 3 cenderung mempunyai peningkatan daya berkecambah yang sama, hal tersebut disebabkan keduanya merupakan genotipe kategori buah berukuran kecil dengan kondisi tanaman yang sudah tidak optimum. Pepaya genotipe IPB 6 mempunyai peningkatan daya berkecambah yang rendah disebabkan bunga yang tidak tepat satu hari sebelum antesis sehingga viabilitasnya rendah (Gambar 5).
Gambar 5. Daya berkecambah polen empat genotipe pepaya selama empat jam pada uji perkecambahan polen
Kompatibilitas Polen dan Stigma Pepaya
Menurut Lush et al. (1998) yaitu hidrasi polen dan pertumbuhan tabung polen dalam sistem kultur dengan melihat arah pertumbuhannya pada stigma
Nicotiana alata. Perkecambahan tabung polen pada stigma dipantau dengan
memeriksa butiran yang dilepaskan dengan cara meletakkan stigma dalam minyak mineral dan pewarnaan untuk mengetahui keberadaan tabung polen dalam stigma. Perkecambahan pertama kali terdeteksi pada butiran yang dilepas pada stigma 30 menit setelah polinasi. Tabung pertama pada stigma itu juga terdeteksi setelah 30 menit, tetapi periode utama penetrasi ke stigma terjadi antara dua dan empat jam setelah polinasi. Mayoritas (90%) dari tabung polen tumbuh menuju langsung ke stigma. 0 10 20 30 40 50 60 70 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 D ay a B er ke ca mba h (% ) Waktu (jam) IPB 1 IPB 3 IPB 6 IPB 9 0.5 1.5 2.5 3.5
Percobaan kompatibilitas polen dilakukan dengan menggunakan polen dari bunga hermaprodit pada masing - masing genotipe meliputi IPB 1, IPB 3, IPB 6, dan IPB 9 dan stigma dari bunga betina IPB 9. Uji kompatibilitas yang dilakukan pada empat genotipe pepaya diperoleh hasil bahwa semua genotipe kompatibel pada stigma IPB 9. Sifat kompatibel tersebut dapat dilihat dari arah perkecambahan tabung polen yang diamati setelah dua jam. Arah perkecambahan tabung polen dari setiap genotipe sumber polen mendekati atau mengarah pada stigma IPB 9 dapat dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Perkecambahan polen pada uji kompatibilitas polen pepaya IPB 1, IPB 3, dan IPB 6 pada stigma IPB 9
Keterangan : = tabung polen mengarah pada stigma
= ekstrak stigma
Pada Tabel 2 dapat dilihat bahwa uji kompatibilitas yang dilakukan pada empat genotipe pepaya terhadap stigma pepaya IPB 9 menunjukkan bahwa persentase kompatibilitas terbesar diperoleh dari polen pepaya IPB 6 (kategori buah besar) dengan persentase kompatibilitas 42.95%, sedangkan yang terkecil adalah IPB 1 (kategori buah kecil) dengan persentase sebesar 14.36%. Hasil tersebut berbeda dengan percobaan sebelumnya yang dilakukan oleh Rahayu (2013) yaitu polen pepaya genotipe IPB 3 lebih kompatibel pada stigma pepaya
IPB 1 IPB 3
genotipe IPB 9 (13.04%). Persentase kompatibilitas paling rendah ditunjukkan oleh polen genotipe IPB 4 pada stigma genotipe IPB 6 (2.8%).
Tabel 2. Uji kompatibilitas polen empat genotipe pepaya terhadap stigma pepaya IPB 9
Genotipe Σd Σj Kompatibilitas (%)
IPB 1 (buah kecil) 1.2 8.4 14.36%
IPB 3 (buah kecil) 1.2 7.6 20.53%
IPB 6 (buah besar) 1.2 5.6 42.95%
IPB 9 (buah sedang) 1.2 8.6 28.92%
Keterangan : Σd = jumlah tabung polen yang mendekati stigma
Σj = jumlah tabung polen yang menjauhi stigma
Persentase kompatibilitas empat genotipe dikategorikan rendah karena tidak mencapai lebih dari atau sama dengan 50% (Tabel 2). Kecilnya persentase tersebut disebabkan perbedaan genotipe pada sumber polen dan stigma sehingga pertumbuhan tabung polen tidak mengarah atau menembus stigma. Genotipe pepaya IPB 9 memiliki persentase kompatibilitas yang rendah disebabkan karena kedua gamet jantan dan betina masa antesisnya tidak tepat. Persentase kompatibilitas yang kecil juga disebabkan jumlah polen yang berada di sekeliling stigma tidak dapat dikontrol sehingga berpengaruh terhadap penggunaan rumus perhitungan persentase kompatibilitas polen. Menurut Suwarno (2008) inkompatibilitas dapat disebabkan oleh ketidakmampuan tabung polen dalam (a) menembus kepala putik, atau (b) tumbuh normal sepanjang tangkai putik namun tidak mampu mencapai ovule karena pertumbuhan yang terlalu lambat. Mekanisme ini mencegah penyerbukan sendiri (selfing) dan mendorong adanya penyerbukan silang (crossing).
Korelasi antar Peubah
Analisis korelasi antar peubah yaitu daya berkecambah, diameter polen , dan panjang tabung polen dilakukan untuk mengetahui pengaruh dari masing - masing peubah terhadap peubah yang lain jika mengalami perubahan. Hasil analisis korelasi antar peubah adalah diameter polen berkorelasi negatif dengan panjang tabung polen dengan nilai koefisien korelasi (KK) sebesar -0.746. Nilai negatif menunjukkan bahwa semakin besar diameter polen maka panjang tabung
polennya semakin pendek. Diameter polen juga berkorelasi positif dengan daya berkecambah dengan nilai koefisien korelasi 0.698. Karakter antar sifat yang bernilai positif menunjukkan bahwa semakin besar diameter polen, maka karakter daya berkecambah polen semakin meningkat. Daya berkecambah berkorelasi negatif dengan panjang tabung polen dengan nilai koefisien korelasi -0.306. Nilai negatif menunjukkan bahwa semakin besar daya berkecambah maka pertumbuhan panjang tabung polen semakin kecil (Tabel 3).
Tabel 3. Uji korelasi antar peubah pada uji perkecambahan polen pepaya Daya Berkecambah Polen Diameter Polen Panjang Tabung Polen Daya Berkecambah Polen
Diameter Polen Panjang Tabung Polen
- 0.698* -0.306*
-
-0.746* -
Keterangan : * = Berkorelasi nyata pada uji F (α=5%)
Hasil yang berbeda pada korelasi panjang tabung polen terhadap daya berkecambah dan diamater polen dihasilkan pada percobaan Rahayu (2013) yaitu panjang tabung polen pepaya yang berkorelasi positif dengan diameter polen pepaya (KK = 21.14). Semakin besar diameter polen pepaya maka laju pertumbuhan tabung polen pepaya akan semakin cepat dan panjang tabung polen pepaya juga akan meningkat. Daya berkecambah polen pepaya juga berkorelasi positif dengan panjang tabung polen pepaya (KK = 22.65). Semakin besar persentase daya berkecambah suatu polen maka semakin cepat laju pertumbuhan tabung polennya dan panjang tabung polen juga akan meningkat.
Besarnya koefesien korelasi berkisar antara +1 sampai dengan -1. Koefesien korelasi menunjukkan kekuatan (strength) hubungan linear dan arah hubungan dua variabel acak. Nilai koefiseien korelasi yang semakin tinggi menunjukkan bahwa tingkat validasi suatu percobaan akan semakin rendah (Smartstat, 2010). Hasil dari percobaan kompatibilitas polen pepaya pada stigma tidak mendekati +1 dan -1 meskipun melebihi +0.5 dan -0.5 yang menunjukkan bahwa tingkat validasi percobaan cukup tinggi.