(
Garcinia mangostana
L.) HASIL IRADIASI SINAR
GAMMA BERDASARKAN MORFOLOGI, ANATOMI,
DAN PENANDA ISSR
ALFIN WIDIASTUTI
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis berjudul: “Analisis Keragaman
Genetik Manggis (
Garcinia mangostana
L.) Hasil Iradiasi Sinar Gamma
Berdasarkan Morfologi, Anatomi, dan Penanda ISSR” adalah karya saya sendiri
dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi manapun. Sumber
informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak
diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan tercantum dalam Daftar
Pustaka di bagian akhir tesis ini.
Bogor, Januari 2010
ALFIN WIDIASTUTI. Genetic Diversity Analysis of Mangosteen (
Garcinia
Mangostana
L.) Irradiated by Gamma-ray based on Morphological, Anatomical, and
ISSR Marker. Supervised by SOBIR and M RAHMAD SUHARTANTO
Mangosteen (Garcinia mangostana L.) propagated through apomictic seed, and tends to has narrow genetic variability. Induced mutation breeding offer an effective alternate for creating genetically variable in mangosteen.
The aim of this research was
to increase genetic variability of mangosteen irradiated by gamma rays dosage of
0Gy, 20Gy, 25Gy, 30Gy,35Gy and 40Gy. Plant material used was seed collected
from Kampung Cegal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor.
Data was generated from morphological, anatomical, and molecular marker namely
ISSR. The result indicated that increasing of gamma ray dosage had inhibited ability
of seed to growth, wich needed longer time and decreased seed viability.
Morphologically, it also decreased plant heigh, stem diameter, leaf seizure, and
amount of leaf. Anatomically, stomatal density had positive correlation with plant
height by correlation was 90% and 74%. Gamma rays irradiation successfully
increase both morphological ang genetic variability, with increasing of morphological
variability higher (30%) than its genetic (5%). Seed creavage after irradiation
increased genetic variability and survival rate of mangosteen.
ALFIN WIDIASTUTI. Analisis Keragaman Genetik Manggis (
Garcinia Mangostana
L.) Hasil Iradiasi Sinar Gamma Berdasarkan Morfologi, Anatomi, dan Penanda ISSR.
Dibimbing oleh SOBIR dan M RAHMAD SUHARTANTO
Manggis merupakan buah asli indonesia yang mempunyai prospek sangat
cerah untuk dikembangkan. Tanaman manggis berkembangbiak secara aseksual
melalui embrio adventif, sehingga keragaman genetiknya rendah dan perbaikan sifat
melalui persilangan konvensional tidak mungkin dilakukan. Salah satu cara yang
telah lazim digunakan untuk meningkatkan keragaman genetik manggis adalah
dengan induksi mutasi dengan menggunakan iradiasi sinar gamma. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk: (1) Mendapatkan manggis dengan keragaman genetik
lebih tinggi melalui iradiasi dengan sinar gamma, (2) Mendapatkan metode iradiasi
yang paling efektif pada manggis dalam rangka meningkatkan keragaman genetik.
Materi yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari biji manggis asal Kampung
Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang, Kabupaten Bogor. Pengamatan
dilakukan terhadap karakter morfologi, anatomi, dan DNA dengan menggunakan
marka ISSR. Pengamatan morfologi meliputi waktu dan jumlah munculnya tunas,
tinggi tanaman, diameter daun, jumlah daun, panjang dan lebar daun. Pengamatan
anatomi dilakukan terhadap irisan paradermal meliputi jumlah stomata, jumlah
epidermis, indek stomata dan kerapatan stomata, dan irisan transfersal meliputi tebal
kutikula, epidermis, parenkim palisade, bunga karang dan tebal daun. Pengamatan
molekuler dilakukan berdasarkan pita-pita yang muncul.
Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa iradiasi sinar gamma menyebabkan
abnormalitas terhadap munculnya tunas dan morfologi manggis. Semakin tinggi dosis
iradiasi sinar gamma, semakin sedikit biji yang mampu membentuk tunas dan
semakin lama waktu yang diperlukan untuk membentuk tunas. Selain itu, semakin
tinggi dosis iradiasi sinar gamma, pertumbuhan manggis semakin terhambat yang
ditandai dengan terhambatnya tinggi tanaman, jumlah daun, panjang dan lebar daun
dibandingkan tanaman kontrol. Hal tersebut disebabkan pengaruh adanya kerusakan
jaringan akibat pengaruh iradiasi sinar gamma sehingga proses fisiologisnya menjadi
terganggu. Iradiasi sinar gamma menyebabkan peningkatan keragaman morfologi
sebesar 30%. Waktu pemotongan biji juga memberikan perbedaan keragaman
morfologi manggis. Biji yang diiradiasi sebelum pemotongan biji memberikan
keragaman morfologi sebesar 59%, sedangkan biji yang diiradiasi setelah
pemotongan biji keragaman morfologi sebesar 54%. Keragaman dan kemampuan
hidup biji yang dipotong setelah iradiasi lebih besar dibandingkan biji yang dipotong
sebelum iradiasi.
pada tanaman hasil iradiasi 25Gy dengan pemotongan biji menjadi dua sama besar.
Pengaruh iradiasi terhadap parameter morfologi dan anatomi bersifat individual
walaupun pada dosis yang sama. Hasil analisis korelasi, menunjukkan bahwa
parameter tinggi tanaman memiliki korelasi positif dengan kerapatan stomata sebesar
90%, sedangkan korelasi antara panjang daun dan lebar daun sebesar 74%.
Iradiasi sinar gamma dengan dosis 0, 20 Gy, 25 Gy, 30 Gy, 35 Gy, dan 40 Gy
meningkatkan keragaman morfologi manggis sebesar 30% dan keragaman genetik
manggis dengan marka ISSR sebesar 5%.
Peningkatan keragaman tertinggi pada manggis didapat pada: (i) dosis iradiasi
25 Gy, (ii) pemotongan biji menjadi dua sama besar, dan (iii) pemotongan biji yang
dilakukan setelah iradiasi sinar gamma. Peningkatan keragaman manggis terbesar
diperoleh dengan metode iradiasi pada biji dengan dosis 25 Gy kemudian biji
dipotong melintang menjadi dua sama besar.
Kerapatan stomata memiliki korelasi positif dengan tinggi tanaman sebesar
90%. Kerapatan stomata dapat dijadikan sebagai kriteria seleksi untuk menduga
pertumbuhan manggis.
.
© Hak cipta miliki IPB, tahun 2010
Hak cipta dilindungi
Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa mencantumkan atau menyebut sumber.
Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah,
penyususnan laporan, penyususnan kritik atau tinjauan suatu masalah; dan
pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB.
mangostana
L.) HASIL IRADIASI SINAR GAMMA
BERDASARKAN MORFOLOGI, ANATOMI, DAN
PENANDA ISSR
ALFIN WIDIASTUTI
Tesis
sebagai salah satu sarat untuk memperoleh gelar
Magister Sains pada
Mayor Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman
SEKOLAH PASCASARJANA
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
mangostana
L.) Hasil Iradiasi Sinar Gamma
Berdasarkan Morfologi, Anatomi, dan Penanda ISSR
Nama Mahasiswa
: Alfin Widiastuti
Nomor Pokok
: A253070101
Disetujui:
Komisi Pembimbing
Dr. Ir. Sobir, M.Si
Ketua
Dr. Ir. M Rahmad Suhartanto, M.Si
Anggota
Diketahui:
Koordinator Mayor Pemuliaan
dan Bioteknologi Tanaman
Dr. Ir Trikesoemaningtyas, MS.
Dekan Sekolah Pascasarjana IPB
Prof. Dr. Ir. Khairil Anwar Notodiputro, MS.
Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT, Tuhan semesta alam; shalawat
dan salam bagi Rasulullah Muhammad SAW. Naskah tesis berjudul: “Analisis
Keragaman Genetik Manggis (
Garcinia mangostana
L.) Hasil Iradiasi Sinar
Gamma Berdasarkan Morfologi, Anatomi, dan Penanda ISSR”, disusun dengan
tujuan untuk mendapatkan manggis dengan keragaman genetik yang lebih luas dan
mendapatkan mutan baru manggis yang lebih baik dari sebelumnya.
Dalam menyelesaikan tesis ini, penulis mendapatkan bantuan dari berbagai
pihak. Penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1.
Dr. Ir. Sobir, MSi dan Dr. Ir. M Rahmad Suhartanto, MSi selaku ketua dan
anggota komisi pembimbing atas bimbingan, arahan, dan motivasinya.
2.
Prof. Dr. Sriani Sujiprihati, MS atas kesediaanya menjdi dosen penguji luar
komisi.
3.
Pusat Kajian Buah-buahan Tropika (PKBT) Lembaga Penelitian IPB atas
dukungan dana penelitian dan fasilitasnya melalui proyek RUSNAS.
4.
Laboratorium mikroteknik Departemen Biologi IPB dan staf atas semua
bantuan dan kerjasamanya.
5.
Kepada Yayasan Dewan Nasional Indonesia untuk Kesejahteraan Sosial atas
bantuan studi yang diberikan.
6.
Sulasih SP, Pipit, Elina Mansyah MP, dan semua rekan-rekan di laboratorium
PKBT atas segala bantuan, motivasi, dan kemudahan yang diberikan.
7.
Sahabat-sahabatku di Pasca S2 Pemuliaan dan Bioteknologi Tanaman 2007:
Siti Noorrohmah, Yusie Arisanti, Erni Suminar, Heni Safitri, Nurwanita E,
Isnaini, Rokhana Faizah, Fifin Nasyirotunisa, Hairinsyah dan Amin Nur atas
segala bantuan, motivasi, semangat dan kebersamaannya.
8.
Bapak, Ibu, dan Ibu mertua serta semua kakak-kakak dan adik-adiku atas
semua dukungan dan doa, kepada Bibi Eni yang yang terkira bantuannya.
9.
Secara khusus terima kasih dan penghargaan yang tinggi kepada suami
tercinta Ahmad Dwi Setyawan, MSi atas segala bantuan, doa, dukungan
moral dan materiil dan kesempatan yang diberikan kepada penulis, kepada
ananda tercinta Abdurrahman Gaza Setyawan atas pengorbanannya.
Penulis berharap mudah-mudahan naskah tesis ini bermanfaat bagi
masyarakat yang membutuhkan informasi di dalamnya.
Bogor, Januari 2010
Penulis dilahirkan di Wonosobo, Jawa Tengah pada tanggal 27 Desember
1981, merupakan anak pertama dari empat bersaudara putra-putri dari Bapak
Sugiman dan ibu Sulastri.
Telah menikah dengan Ahmad Dwi Setyawan, MSi
tahun 2006 dan telah dikaruniai satu orang putra, yaitu: Abdurrahman Gaza
Setyawan.
Pada tahun 2005, penulis lulus pendidikan strata-1 dari Program Studi
Pemuliaan dan Teknologi Benih, Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian,
Institut Pertanian Bogor. Pada tahun 2009, penulis diterima sebagai Calon Pegawai
Negeri Sipil (CPNS) pada Departemen Pertanian (pusat).
Bogor, Januari 2010
xi
Halaman
DAFTAR TABEL …...………..
xiii
DAFTAR GAMBAR...……….. ..
xiv
DAFTAR LAMPIRAN ……….
xv
PENDAHULAN
Latar Belakang ...………..
1
Tujuan Penelitian …...………...………..
3
Kerangka Penelitian ...………...……
4
TINJAUAN PUSTAKA
Botani dan Keragaan Genetik Tanaman Manggis ...….
5
Tanaman Apomiksis …...…...…………..
8
Pemuliaan Mutasi ...…...…...………..
10
Analisis Molekuler……...………..
12
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian...….………
13
Bahan dan Alat ...…...………..
13
Rancangan Percobaan…...…...…...………..
14
Pelaksanaan Percobaan …...………..
15
Pengamatan ...……...………..
15
Analisis Data ...……...………..
17
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengamatan Morfologi ...………..
18
Pengamatan Anatomi ...…...………..
33
Pengamatan Molekuler……...…...…...………..
41
KESIMPULAN DAN SARAN ...………..
50
xii
Halaman
1.
Daftar primer ISSR (inter simple squence repeat) yang digunakan untuk
analisis keragaman genetik manggis……….... 14
2.
Jumlah biji manggis yang membentuk tunas pada setiap taraf perlakuan
iradiasi sinar gamma…...………...
22
3.
Rata-rata tinggi tanaman manggis, jumlah daun, diameter batang, panjang
daun, dan lebar daun pada 25 MST...
24
4.
Koefisien keragaman karakter morfologi pada taraf iradiasi kontrol, 20 Gy,
dan 25 Gy...……….
27
5.
Koefisien keragaman karakter morfologi pada pembelahan biji: utuh,
dipotong menjadi dua, dan dipotong menjadi
tiga ...
28
6.
Koefisien keragaman karakter morfologi pada perlakuan biji diradiasi
sebelum dipitong, dan biji diradiasi setelah
dipotong ...
29
7.
Pengamatan irisan tranfsersal daun pada beberapa individu manggis...
34
8.
Rata-rata jumlah stomata, jumlah epidermis, indek stomata, dan kerapatan
stomata daun manggis... ………..
37
9.
Nilai korelasi antara indeks stomata, kerapatan stomata, tinggi tanaman,
panjang daun, dan lebar daun ...……….……… 40
10.
Nilai korelasi tebal kutikula, tebal epidermis atas, tebal epidermis bawah,
xiii
Halaman
1.
Bagan alir penelitian Analisis Keragaman Genetik Manggis (Garcinia Mangostana L.) Hasil Irradiasi Sinar Gamma Berdasarkan Morfologi, Anatomi,dan Penanda ISSR
…...………... 4
2.
Reproduksi seksual dan apomiksis pada tanaman angiospermae …...…
8
3.
Pertumbuhan tunas pada biji manggis yang tidak mendapat perlakuan
iradiasi sinar gamma (a) dan (b), dan biji yang mendapat perlakuan
iradiasi sinar gamma (c), (d), (e), dan (f)...
19
4.
Bentuk morfologi daun manggis: ovate (a), obovate (b), dan lacoleate (c),
dan warna daun muda manggis: merah bata (d), hijau kecoklatan (e), dan
coklat kemerahan…...………...
20
5.
Warna daun: kontrol, perlakuan iradiasi 20 Gy, dan perlakuan iradiasi
25 Gy …...………...
21
6.
Perbandingan tanaman kontrol dan hasil iradiasi pada
25MST...
25
7.
Dendogram tanaman manggis yang tidak mendapat perlakuan sinar
gamma berdasarkan morfologi...
31
8.
Dendogram tanaman manggis setelah mendapat iradiasi sinar gamma
berdasarkan morfologi...
31
9.
Dendogram tanaman manggis dengan pemotongan biji setelah iradiasi
sinar gamma... …..
32
10.
Dendogram tanaman manggis dengan pemotongan biji sebelum iradiasi
xiv
16.
Dendogram tanaman manggis tanpa perlakuan sinar gamma berdasarkan
pola pita DNA ISSR...
44
17.
Dendogram tanaman manggis hasil iradisi sinar gamma berdasarkan pola
pita DNA ISSR...
44
18.
Dendogram tanaman manggis hasil iradisi sinar gamma berdasarkan pola
pita DNA ISSR pada perlakuan pemotongan biji setelah iradiasi...
45
19.
Dendogram tanaman manggis hasil iradisi sinar gamma berdasarkan pola
pita DNA ISSR pada perlakuan pemotongan biji sebelum iradiasi...
45
20.
Dendogram tanaman kontrol berdasarkan kombinasi penenda morfologi
xv
Halaman
1.
Proses pembuatan preparat irisan paradermal dan transversal
daun manggis...
57
2. Data biner hasil scoring karakter morfologi manggis hasil iradiasi sinar
gamma... 60
3. Nilai rata-rata, ragam dan standar deviasi pada 16, 20, dan 25 MST
berdasarkan perbedaan taraf iradiasi ...
62
4. Data biner pola pita ISSR pada 14 individu tanaman hasil iradiasi sinar
gamma ...
63
Latar Belakang
Manggis (Garcinia mangostana L.) adalah komoditas buah asli indonesia yang mempunyai prospek sangat baik untuk dikembangkan. Manggis merupakan salah satu buah tropis yang sangat terkenal, dan disebut sebagai Queen of Fruit
karena rasa buahnya yang lezat dan banyak digemari (Uji 2007). Selain itu,
manggis telah lama dimanfaatkan sebagai obat-obatan diantaranya sebagai anti inflamasi (Chen et al. 2008), antibakteri (Chomnawang et al. 2009), serta sebagai perlakuan terhadap infeksi dan luka. Perbaikan varietas manggis bertujuan untuk mendapatkan varietas unggul yang diarahkan untuk mempercepat pertumbuhan manggis melalui perbaikan sistem perakaran, cepat berproduksi (genjah),
produktivitas tinggi dan kualitas buahnya baik. Pemuliaan tanaman manggis untuk memperbaiki sifat-sifat tersebut terkendala karena tanaman manggis memiliki variabilitas genetik yang rendah dan tidak dimungkinkannya peningkatan variabilitas genetik tanaman manggis melalui persilangan karena bunga jantan mengalami rudimentasi (Morton 1987).
Tanaman manggis merupakan jenis tanaman dengan masa juvenil yang sangat panjang, dimana lambatnya pertumbuhan diantaranya disebabkan oleh buruknya sistem perakaran, penyerapan hara dan air lambat, rendahnya laju fotosintesis dan rendahnya laju pempotongan sel pada meristem pucuk (Wible,
Chacko, Downtown 1992; Ramlan et al. 1992; Poerwanto 2000). Biji manggis terbentuk secara apomiktik dan berkembang dari embrio adventif secara aseksual (Sobir dan Poerwanto 2007). Regenerasi tanaman manggis yang berlangsung aseksual mengakibatkan variabilitas genetik tanaman ini rendah (Richard 1990b) dan secara genetik tanaman manggis mewarisi sifat tetua betinanya (Koltunow et
menyimpukan bahwa variabilitas genetik melalui uji isozim dikategorikan sempit, walaupun beberapa karakter memperlihatkan variabilitas fenotip yang luas.
Upaya perbaikan sifat tanaman manggis dengan meningkatkan keragaman
genetiknya perlu dilakukan. Seperti telah diketahui, modal dasar pemulian tanaman adalah adanya keragaman yang luas. Dengan adanya variabilitas yang luas, proses seleksi dapat dilakukan secara efektif karena akan memberikan peluang yang lebih besar untuk diperoleh karakter-karkter yang diinginkan. Salah satu alternatif yang dapat diaplikasikan dalam rangka peningkatan variabilitas
pada tanaman apomiktik adalah melalui teknik mutasi buatan (Sobir dan Poerwanto 2007). Penggunaan radiasi dengan menimbulkan mutasi atau perubahan susunan genetik telah banyak menimbulkan dampak positif terhadap bertambahnya jumlah varietas tanaman baru. Teknik ini memberikan kontribusi
dalam meningkatkan keragaman genetik dan diharapkan dari mutan-mutan yang dihasilkan ada yang memiliki karakter unggul. Fauza et al. (2005) menyatakan bahwa iradiasi sinar gamma pada biji manggis memperlihatkan adanya peningkatan variabilitas fenotip pada beberapa karakter yang diamati seperti tinggi tanaman, jumlah daun per tanaman, diameter batang, dan lebar daun. Pada tanaman padi, radiasi dengan sinar gamma pada dosis tertentu diketahui dapat
menginduksi mutasi klorofil dan meningkatkan varaisi genetik ketahanan terhadap penyakit blas (Mugiono 1996). Institute of Radiation Breeding di Jepang telah menggunakan induksi mutasi sejak tahun 1969 untuk mendapatkan mutan-mutan potensial. Beberapa varietas baru pada tanaman apel, tebu, barley, dan tanaman
hias telah dilepas sampai tahun 1998 (Institute of Radiation Breeding 2001). Radiasi adalah penyinaran dengan sinar radioaktif yang dapat menimbulkan mutasi. Radiasi energi tinggi biasanya merupakan bentuk-bentuk yang melepaskan tenaga dalam jumlah besar dan kadang-kadang disebut radisi ionisasi karena ion-ion dihasilkan dalam bahan yang ditembus oleh energi tersebut
(Crowder 1997). Mutasi dengan radisi dapat meningkatkan variasi genetik. Sel yang dapat bertahan hidup dengan baik sesudah penyinaran akan mengalami beberapa perubahan secara fisiologis atau genetik. Perubahan ini dapat menghasilkan tanaman yang berpenampilan lebih baik (tanaman unggul) dari
materi yang diturunkan. DNA yang merupakan komponen utama dari gen sebagai pembawa informasi genetik dari generasi ke generasi, merupakan sasaran utama dari pemberian radiasi. Perubahan DNA yang terjadi akibat adanya mutasi, akan
menimbulkan variasi genetik baru yang akan diturunkan pada turunannya. Perubahan genetik yang terjadi akibat iradiasi dapat terlihat secara fenotipik namun dapat juga tidak terekspresi. Keberhasilan mutasi dapat diamati melalui perubahan morfologi, anatomi, maupun pada tingkat DNA. Dewasa ini telah banyak dikembangkan teknik-teknik molekuler berdasarkan DNA dan merupakan
alat yang sangat baik untuk menganalisis genom tanaman. Salah satu penanda molekuler yang dikembangkan dari daerah mikrosatelit adalah Inter Simple Sequence Repeat (ISSR). Daerah ISSR merupakan bagian mikrosatelite yang tidak mengkode protein (non coding region) dan biasanya berupa mono, di atau trinukleotida (Anonim 2008). Marker ISSR memperbaiki kekurangan teknik
RAPD, dimana ISSR lebih sensitif mendeteksi diversitas genetik pada tingkat rendah namun relatif mudah dan sama ekonomisnya dengan teknik RAPD (Bradford 2008). Mutan-mutan yang memperlihatkan sifat morfologi lebih baik dari tetua sebelumnya serta memperlihatkan adanya perbedaan secara genetik diharapkan dapat dikembangkan menjadi varietas baru yang unggul.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1) Mengetahui pengaruh iradiasi sinar gamma terhadap keragaman genetik manggis.
Kerangka Penelitian
Tanaman manggis adalah tanaman apomiksis yang memiliki biji klonal
dan bersifat maternal, sehingga memiliki keragaman genetik yang rendah. Untuk melakukan perbaikan genetik pada tanaman manggis diperlukan adanya sumber keragaman genetik. Keragaman genetik pada tanaman manggis dapat diinduksi secara buatan dengan radisi sinar gamma. Sinar gamma memiliki sifat menimbulkan mutasi secara acak dan merusak jaringan. Biji manggis bersifat
poliembrioni sehingga dari satu biji dapat tumbuh lebih dari satu tunas. Pemotongan biji menjadi beberapa bagian bertujuan untuk memperbesar jumlah materi iradian untuk memperbesar keberhasilan mutasi. Keragaman genetik yang diperoleh selanjutnya dievaluasi pada tingkat morfologi, anatomi dan molekuler dengan penanda ISSR. Mutan-mutan yang dihasilkan selanjutnya diseleksi untuk
mendapatkan mutan baru yang secara genetik lebih unggul dari tetua sebelumnya.
Gambar 1. Bagan alir penelitian Analisis Keragaman Genetik Manggis (Garcinia Mangostana L.) Hasil Irradiasi Sinar Gamma Berdasarkan Morfologi, Anatomi, Dan Penanda ISSR.
Biji Manggis
Analisis keragaman
SELEKSI Induksi keragaman
dengan mutasi
Biji dipotong sebelum iradiasi Biji dipotong
TINJAUAN PUSTAKA
Botani dan Keragaan Genetik Tanaman Manggis
Tanaman manggis (Garcinia mangostana L.) termasuk famili Guttiferae yang merupakan tanaman daerah tropis. Asal usul tanaman manggis masih belum jelas, namun tanaman ini dipercaya berasal dari Sunda Island yang meliputi Kalimantan, Sulawesi, dan Sumatra serta Maluku. Tanaman ini diketahui masih
tumbuh liar di Kemaman, Semenanjung Malaya (Morton 1987). Manggis yang saat ini dibudidayakan diduga berasal dari persilangan antara Garcinia hombroniana Pierre dengan Garcinia malaccensis T. Anderson (Richard 1990a). Budidaya tanaman manggis hanya terbatas di Asia Tenggara, meliputi Indonesia, Papua Nugini, pulau Mindanao (Filipina), Malaysia, Thailand, Myanmar,
Vietnam, dan Kamboja, namun perkembangan terakhir tanaman ini semakin meluas ke Srilangka, India, Amerika Tengah, Brazil dan Queelsland (Australia) (Ashari 2006). Di Indonesia kerabat dekat manggis di antaranya G. malaccensis
(Jambi), G. porrecta (Maluku), G. celebica (Sulawesi) (Sinaga 2008).
Tanaman manggis tumbuh tegak dan sangat lambat dengan tajuk berbentuk
piramid. Tinggi tanaman ini dapat mencapai 25 meter, dengan percabangan melengkung ke bawah dan menghasilkan getah berwarna kuning (lateks). Daun tanaman manggis berhadapan, tebal dan lebar dengan ukuran 15-25 cm x 7-13 cm, berwarna hijau kekuning-kuningan pada sisi bawah, berwarna hijau tua pada sisi atas, sedangkan pada bagian dekat tulang daun utama berwarna pucat (Morton
1987).
Bunga manggis berukuran diameter 4-6 cm, dan merupakan bunga sempurna (Richard, 1990a). Bunga manggis tergolong bunga hermaprodit, namun pada perkembangannya benangsari mengalami aborsi sehingga tidak menghasilkan serbuksari (Morton 1987). Bunga manggis terletak pada ujung
bersifat superior, dikelilingi oleh 4 buah mahkota merah bergaris-garis. Bakal biji berjumlah 4 sampai 8 buah sesuai dengan banyaknya sel telur (Steenis 1975; Rismunandar 1986; Verheij dan Coronel 1991). Manggis memiliki jumlah
kromosom 2n = 4x = 90, diduga tetraploid dan kemungkinan allotetraploid atau amplidiploid, turunan dari G. malacensis (2n = 2x = 42) dan G. hambroniana (2n = 2x = 48), karena manggis mempunyai morfologi intemediet antara 2 species diploid ini, sedangkan spesies Garcinia lainnya jumlah kromosomnya adalah 2n = 48 (Richard 1990a).
Buah manggis termasuk buah berry, berdiameter 3.5-7 cm, berbentuk bulat dan berwarna ungu kehitaman. Buah dapat mengandung 1-3 biji yang besar berwarna coklat (Stephen 1935). Kulit buahnya tebal (0.8-1 cm), mempunyai getah kuning yang pahit (Morton 1987). Biji manggis dilapisi oleh aril lunak, berwarna putih, mengandung sari buah. Biji ini merupakan biji apomiksis yaitu biji terbentuk tidak secara kawin
sehingga secara genetik sama dengan tetua betina (Verheij dan Coronel 1991). Biji manggis bersifat poliembrioni dan nutrisi untuk perkembangan embrionya didukung oleh nusellus atau jaringan integument dan inti endosperm. Sekitar 10% dari biji yang berkecambah akan menumbuhkan lebih dari satu tunas dan masing-masing tunas akan tumbuh pada posisi yang berlainan dan membawa
perakarannya sendiri-sendiri (Sinaga 2008). Benangsari manggis mengalami rudimenter, hal ini menjadi kendala untuk perbaikan varietas melalui persilangan (Sunarjono 1988). Sistem perakaran manggis kurang berkembang dan pertumbuhannya lambat (Cox 1988). Lambatnya pertumbuhan bibit disebabkan
oleh akar lateral tidak memiliki bulu akar yang sangat dibutuhkan untuk absorpsi nutrisi dan air (Almeyda dan Martin 1976).
Populasi manggis yang merupakan apomiktik obligat berasal dari satu klon. Hal ini didukung oleh penelitian menggunakan isozim oleh Sinaga (2008) yang menyatakan bahwa manggis mengelompok terpisah dengan kerabat dekatnya
dimana kelompok pertama merupakan kelompok manggis (G. mangostana) dan kelompok kedua terdiri dari kerabat dekatnya yaitu G. porrecta, G. rigida, G. hombronia, G. ceebica, dan G. benthami. Perbedaan fenotip antar tanaman manggis yang ditemukan di lapang diduga karena tumbuh pada lokasi lingkungan
penelitiannya terhadap 30 tanaman manggis yang berasal dari beberapa daerah di Sumatera Barat dan menyimpulkan bahwa variabilitas genetik tanaman manggis melalui uji isozim dikategorikan sempit dimana pita isozim GPI pada tanaman
manggis yang diteliti menunjukkan pita yang sama.
Tanaman Apomiksis
Pada beberapa spesies tanaman tingkat tinggi, embrio dihasilkan tidak melalui proses seksual yang melibatkan meiosis dan fertilisasi, tetapi secara
aseksual, dimana reproduksi terjadi tanpa adanya fertilisasi. Reproduksi semacam ini disebut sebagai apomiksis. Tanaman yang hanya menghasilkan embrio apomiktik disebut tanaman apomiktik obligat (Hartman dan Kester 1968). Apomiksis didefinisikan sebagai proses reproduksi aseksual melalui biji, dimana biji berkembang tanpa adanya fertilisasi sehingga genotipenya identik dengan
genetik tetua betina (Koltunow dan Grossniklaus 2003).
Apomiksis dikendalikan oleh gen yang memerintahkan sel inti/nukleus somatik untuk membentuk kantung embrio tanpa meiosis menjadi embrio dan endosperm tanpa fertilisasi. Pada tanaman apomiksis, gen untuk reproduksi seksual tidak terekspresi. Pada apomiksis fakultatif, sel inti tertentu mengalami
reproduksi seksual sementara sel yang lain mengalami reproduksi aseksual. Pada apomiksis obligat, kejadian seksual dihambat (Koltunow dan Grossniklaus 2003).
Perbedaan reproduksi secara apomiksis dengan reproduksi seksual adalah, pada apomiksis embrio berasal dari jaringan sel ovule maternal tanpa fusi gamet
jantan dan betina. Pada reproduksi seksual sporofit (2n) membentuk mikrospora dan megaspora melalui meiosis, kemudian mengalami mitosis membentuk mikrogametofit dan megagametofit. Selanjutnya terjadi fertilisasi ganda menghasilkan endosperm dan embrio zigotik (Savidan 1995). Reproduksi aseksual dapat terjadi melalui jalur pendek. Pada apomiktik yang tidak stabil,
pembentukan embrio haploid (1n) terbentuk tanpa adanya fertilisasi terlebih dahulu, sedangkan pada apomiktik yang stabil, kantung embrio (gamet betina) berkembang dari sel telur, tetapi proses meiosis tidak terjadi secara komplet, sehingga sel telur memiliki jumlah kromosom diploid, sama seperti jumlah
fertilisasi (Hartman et al. 1997). Arti penting apomiktik dalam proses regenerasi adalah: 1) mensubstitusi reproduksi seksual menjadi aseksual, 2) terjadi secara normal pada tanaman yang dapat menghasilkan bunga, 3) terjadi tanpa adanya
fusi sel telur dan sel sperma (Copeland dan McDonald 2001)
Menurut Koltunow dan Grossniklaus (2003), apomiksis dapat diawali dari berbagai tahap perkembangan sel telur. Apomiksis dapat terbentuk dari nucellus, integumen, atau sel epidermal pada sel telur. Berbeda dengan reproduksi seksual dimana sel yang mengawali proses reproduksi pada sel telur berasal dari lapisan
LII, daerah pada apomiktik berasal dari lapisan LI dan juga LII (Gambar 2.) Mekanisme reproduksi apomiksis dibedakan atas diplospori, apospori, dan embrio adventif. Diplospori adalah pembentukan kantung embrio dari sel induk megaspora tanpa adanya proses meiosis. Sel telur berkembang secara partenogenesis menjadi embrio atau sel lain dari kantung embrio. Aposphori
adalah mekanisme dimana kantung embrio muncul dari sel somatik pada nusellus atau integumen disamping kantung embrio sel induk dalam sel telur (Asker dan Jerling 1992; Koltunow dan Grossniklaus 2003). Pada embrio adventif, embrio berkembang di luar kantung embrio dan terbentuk dari sel nusellus atau integumen, sehingga generasi diploid dan generasi gametofit tidak dilalui
(Hartman et al. 1997).
Tanaman manggis termasuk tanaman apomiktik obligat sehingga perbaikan genetik tidak dapat dilakukan dengan persilangan. Richard (1990b) mengkategorikan manggis sebagai agamospermae. Karakteristik agamospermae
pada Garcinia antara lain dicirikan oleh terbentuknya biji tanpa pengaruh organ jantan, pembentukan embrio yang berjalan cepat sebelum terjadinya anthesis, terbentuknya proembrio adentif dari inti atau integumen, terbentuknya beberapa kecambah dari satu biji, atau jarang/tidak diperolehnya tanaman jantan. Konsekuensinya konstitusi genetik dari biji manggis yang terbentuk akan serupa
dengan tetua betinanya dan tidak ditemukan adanya rekombinasi genetik, sehingga knstitusi genetik dari populasi manggis akan homogenus. Menurut Asker dan Jerling (1992) pada apomiktik obligat metode peningkatan variabilitas genetik dilakukan dengan seleksi diantara variasi ekotipe yang merupakan pendekatan umum dalam pemuliaan tanaman apomiksis.
Pemuliaan Mutasi
Secara umum, mutasi didefinisikan sebagai perubahan materi genetik yang tidak disebabkan oleh fenomena segregasi atau rekombinasi genetik. Mutasi dapat
terjadi pada tingkat gen tunggal, sejumlah gen atau susunan kromosom. Menurut Aisyah (2006), mutasi berperan penting dalam proses evolusi, dan dapat menghasilkan keragaman genetik sebagai bahan baku dalam pemuliaan tanaman. Pada tanaman yang steril atau tanaman apomiktik obligat, mutasi merupakan upaya untuk menghasilkan keragaman.
Mutasi dapat terjadi pada setiap bagian tanaman dan fase pertumbuhan tanaman, namun kebanyakan terjadi pada bagian yang aktif membelah seperti tunas dan biji. Secara molekuler, mutasi terjadi karena adanya perubahan urutan (sekuens) nukleotida DNA kromosom, yang mengakibatkan terjadinya perubahan pada protein yang dihasilkan (Aisyah 2006).
Kejadian mutasi di alam sangat kecil, yaitu sekitar 1x10-6. Untuk meningkatkan frekuensi kejadian mutasi, dilakukan mutasi buatan menggunakan mutagen. Menurut Simmonds (1979), secara umum mutagen dapat dibedakan menjadi mutagen fisik dan mutagen kimia. Mutagen yang termasuk dalam
gamma. Poespodarsono (1988) menyebutkan yang termasuk dalam mutagen kimia antara lain EMS (ethylene methane sulfonate), NMU (nitrosomethyl urea), dan NTG (nitroguanisidine).
Radiasi merupakan penyinaran dengan sinar radioaktif, yang mempunyai kemampuan menghasilkan radiasi pengion. Radiasi pengion adalah radiasi dengan energi tinggi yang dapat mengadakan reaksi dengan obyek yang dikenai dengan cara pengionan. Mutasi fisik dengan menggunakan radiasi sinar gamma lebih sering digunakan karena mempunyai daya tembus lebih tinggi, sehingga peluang
terjadinya mutasi juga lebih besar. Sinar gamma merupakan radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang yang lebih pendek dari sinar X, yang berarti dapat menghasilkan radiasi elektromagnetik dengan tingkat energi yang lebih tinggi. Daya tembusnya ke dalam jaringan sangat dalam, dapat mencapai beberapa sentimeter dan bersifat merusak jaringan yang dilewatinya. Prinsip kerja
sinar gamma adalah menghasilkan radikal bebas yang reaktif dan bereaksi dengan molekul dalam sistem biologi, sehingga mengacaukan proses-proses biokimia di dalam sel sehingga mengganggu homeostastis/keseimbangan sel. Keadaan ini menyebabkan molekul lain di dalam sel tidak dapat bekerja seperti semula (van Harten 1998).
Mutasi yang terjadi pada tingkat DNA dapat berupa perubahan-perubahan basa atau pasangan nukleotida. Perubahan ini mengakibatkan berubahnya protein. Perubahan pada protein yang fungsional dapat mengakibatkan perubahan ekspresi yang dapat diamati, termasuk perubahan proses diferensiasi sel menjadi jaringan
tertentu hingga terbentuknya organ. Teknik mutasi banyak digunakan sebagai alternatif pemuliaan tanaman untuk tanaman yang tidak memungkinkan persilangan secara konvensinal seperti manggis yang merupakan tanaman apomiktik obligat. Mutasi diharapkan dapat menambah keragaman genetik yang bermanfaat untuk perbaikan sifat-sifat tanaman. Keberhasilan teknik mutasi
buatan dengan sinar gamma untuk menambah keragaman genetik telah banyak dibuktikan. Qosim (2006) menyatakan radiasi sinar gamma dapat meningkatkan keragaman fenotipik tanaman manggis yang ditandai dengan daun berukuran kecil, ruas batang yang pendek, dan muncul tunas abino, sedangkan Harahap (2005)
menunjukkan bahwa seluruh tanaman hasil radiasi sinar gamma tidak ada yang sama dengan tanaman kontrol, artinya perlakuan mengalami perubahan DNA. Chasanah (2005) menyatakan bahwa perlakuan tiga dosis radiasi sinar gamma
yaitu 10 Gy, 20 Gy, dan 30 Gy berpengaruh nyata terhadap pertumbuhan tanaman manggis. Iradiasi sinar gamma juga menyebabkan perubahan terhadap bentuk daun, penyusutan ukuran daun, perubahan struktur anatomi seperti perubahan jumlah stomata, kerapatan stomata, indeks stomata, ketebalan kutikula, ketebalan epidermis, struktur jaringan palisade, ketebalan bunga karang, perubahan rasi
jaringan dan ketebalan daun. Sementara hasil analisis DNA pada sampel hasil radiasi dengan metode RAPD menunjukkan adanya tiga kelompok yang berbeda yang menunjukan adanya keragaman pada tingkat genetik. Penelitian pada tanaman padi, diketahui bahwa perubahan akibat mutasi yang terjadi dapat diamati diantaranya dengan menghitung frekuensi mutasi klorofil dan
meningkatkan variasi genetik ketahanan terhadap penyakit blas (Mugiono 1996). Hartati (2002) menyatakan bahwa, mutasi sinar gamma pada tanaman tomat berpengaruh sangat nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah cabang, umur berbunga, umur berbuah, umur panen, dan persentase daun gugur.
Analisis Molekuler
Perubahan genetik yang terjadi akibat adanya mutasi dapat terekspresi secara fenotipik maupun tidak. Secara molekuler, perubahan pada tingkat DNA
dapat diamati dengan menggunakan teknik-teknik molekuler yang saat ini sudah banyak berkembang. Penanda DNA yang umum digunakan adalah RAPD (Random Amplified Polymorphic DNA), AFLP (Amplified Fragment Length Polimorism), SSR (Simple Sequence Repeat), dan (Inter Simple Sequence Repeat) ISSR.
Daerah mikrosatelit merupakan segmen DNA yang berulang yang dimiliki oleh semua organisme baik eukariot maupun prokariot. Daerah ini terdiri dari pengulangan daerah secara berpasangan dari beberapa nukletida, umumnya 2-6 nukletida dengan perulangan mencapai ukuran sampai dengan 106 bp yang
di dalam genom seluruh organisme, tingginya level variasi alelik, penurunan secara kodominan, dan potensial untuk analisis yang dapat diautomasi menjadikan daerah ini sebagai marker molekuer yang unggul (Trojanowska 2004).
Marker ISSR (Inter Simple Sequence Repeat) pertama kali dipublikasikan pada tahun 1994. Marker ini dikembangkan dari daerah di antara lokus mikrosatelit atau yang disebut juga Single Sequence Repeat (SSR). SSR merupakan daerah nukleotida yang berpasangan dengan ulangan pendek yang berukuran sekitar 2-6 pasang basa, dan terdapat pada genom eukariot (Wolfe dan
Liston 1998 ). Sementara ISSR merupakan daerah yang berada di antara dua daerah SSR dan biasanya berupa mono, di atau trinukleotida (Anonim 2008). ISSR merupakan bagian mikrosatelite yang tidak mengkode protein (non coding region), sedangkan SSR merupakan daerah yang mengkode protein (Sudarsono 2008, komunikasi pribadi). Marker ISSR memperbaiki kekurangan teknik RAPD,
dimana ISSR lebih sensitif mendeteksi diversitas genetik pada tingkat rendah namun relatif mudah dan sama ekonomisnya dengan teknik RAPD (Bradford 2008). ISSR melibatkan amplifikasi segmen DNA yang berada pada jarak yang dapat teramplifikasi antara dua daerah mikrosatelit berulang yang identik tetapi dengan orientasi arah yang berbeda. Primer tunggal sepanjang 16-18 bp bisa
berupa di-nucleotide, tri-nucleotide, tetranucleotide atau penta-nukleotide unanchored atau umumnya anchored pada ujung 3` atau 5` dengan 1 sampai 4 basa degenerate yang berada pada daerah batas ujung mikrosatelit (Trojanowska 2004). Selain itu ISSR merupakan marker spesifik.
Penanda ISSR telah banyak digunakan di antaranya pada analisis mandul jantan, jantan fertile, dan hibrid tanaman pearlmillet (Pennisetum glaucum (L.)
( Kumar, et al. 2006) dan polimorfisme genetik hasil persilangan pada tanaman
kelapa (Cocos nucifera) (Manimekalai et al. 2004). Penanda ISSR juga diketahui
telah dapat memetakan peta keterpautan genetik pada tanaman Catharanthus
METODOLOGI PENELITIAN
Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini dilakukan pada bulan Januari sampai Agustus 2009 bertempat di rumah kaca dan laboratorium Pusat Kajian Buah Tropika (PKBT), Institut Pertanian Bogor, Laboratorium mikroteknik Departemen Biologi Institut Pertanian Bogor, dan Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Isotop dan Radiasi (IP3TIR), Badan Tenaga Nuklir (Batan) Jakarta.
Bahan dan Alat
Materi yang digunakan dalam penelitian adalah biji manggis yang berasal dari hasil panen di Kampung Cengal, Desa Karacak, Kecamatan Leuwiliang,
Kabupaten Bogor. Bahan-bahan yang digunakan dalam pengamatan anatomi antara lain: adalah alkohol 70%, HNO3, safranin 1%, fastgreen 0,5%, gliserin 10%,
FAA, TBA, parafin, dan larutan xilol. Alat-alat yan digunakan antara lain: tabung film, cawan petri, pinset, kuas, silet, oven, mikrotom putar (rotary microtome), gelas obyek, gelas penutup, mikrometer okuler dan obyektif, pisau mikrotom dan
mikroskop.
Bahan yang digunakan dalam pengamatan molekuler antara lain: DNA dari 14 tanaman manggis yang telah diseleksi dari populasi hasil iradiasi sinar gamma, pasir kuarsa, merkaptoetanol, PVPP (polyvinylpolypyrrolidone), CTAB,
akuades steril, CIAA (chloroform isoamyl alcohol), alkohol absolut, isopropanol, etanol 70%, natrium asetat, agarose, air bebas ion, parafilm, buffer TAE, loading dye, PCR kit (go taq green master mix, Promega), primer ISSR (Tabel 1.), dan 1 kb ladder (Promega).
Alat-alat yang digunakan antara lain microtube ukuran 1.5 ml dan 0.2 ml,
Tabel 1. Daftar primer ISSR (inter simple squence repeat) yang digunakan untuk analisis keragaman genetik manggis.
No. Nama primer Sekuens TM (oC)
1 PKBT-1 (AC)8TG 52
2 PKBT-2 (AC)8TT 52
3 PKBT-3 (AG)8T 52
4 PKBT-4 (AG)8AA 52
5 PKBT-5 (AG)8TA 52
6 PKBT-6 (AG)8TT 52
7 PKBT-7 Dinukleo 3 anchored (GA)9-A 53.1
8 PKBT-8 (GA)9-C 55.3
9 PKBT-9 (GA)9-T 53.1
10 PKBT-10 (GT)9-A 53.1
11 PKBT-11 (GT)9-C 55.3
12 PKBT-12 (GT)9-T 53.1
13 RED18 (TCT)5 53
Rancangan Percobaan
Penelitian ini menggunakan materi biji manggis dari kampung Cengal, Bogor. Biji dipilih berdasarkan bobot biji yaitu yang memiliki bobot diatas 1 gram. Secara umum, penelitian ini terdiri dari dua percobaan, yaitu: (1). biji manggis dipotong setelah perlakuan iradiasi sinar gamma, dan (2). biji manggis dipotong
sebelum perlakuan iradiasi sinar gamma. Dosis radiasi sinar gamma yang digunakan mengacu pada Harahap (2005) yang menyatakan bahwa lethal dosis 50% (LD50%) tanaman manggis yang berasal dari biji adalah 32.09 Gy, sehingga dosis yang digunakan pada penelitian ini adalah 0 Gy (I0) sebagai kontrol, 20 Gy (I1), 25 Gy (I2), 30 Gy (I3), 35 Gy (I4), dan 40 Gy (I5). Alat yang digunakan
untuk iradiasi adalah Gamma Chamber 4000A dengan sumber radiasi adalah Co-60 dengan laju dosis radiasi 96.481 krad/jam (0.96481 kGy/jam). Perlakuan pemotongan biji manggis terdiri dari tiga taraf yaitu biji dibiarkan utuh (B0), biji dipotong menjadi dua sama besar (B1), dan biji dipotong menjadi tiga bagian
yang sama besar (B2). Masing-masing percobaan terdiri dari 18 satuan percobaan sehingga total dari kedua percobaan adalah 36 satuan percobaan. Tiap satuan percobaan terdiri dari 10 ulangan sehingga total keseluruhan populasi dalam penelitian ini adalah 360.
Nilai koefisien keragaman (KK) dihitung berdasarkan masing-masing taraf
Pelaksanaan Percobaan
Biji manggis yang telah diekstraksi dan dibersihkan, selanjutnya dipisah-pisah untuk dibagi ke dalam dua kelompok. Kelompok 1 (percobaan 1) biji
dipotong setelah perlakuan iradiasi dan kelompok 2 (percobaan 2) biji dipotong sebelum perlakuan iradiasi. Masing-masing kelompok dibagi berdasarkan kombinasi perlakuan taraf iradiasi sinar gamma (0 Gy, 20 Gy, 25 Gy, 30 Gy, 35 Gy, dan 40Gy) dan taraf pemotongan biji (utuh, dipotong dua, dipotong tiga). Selanjutnya biji dimasukkan ke dalam kantung kertas yang berbeda dan
masing-masing dipisahkan untuk kombinasi perlakuan. Satu wadah merupakan satuan percobaan. Biji yang telah diradiasi ditanam dalam polibag sesuai dengan perlakuan masing-masing.
Pengamatan
Pengamatan Morfologi dan Anatomi
Pengamatan dilakukan terhadap biji yang membentuk tunas pada setiap kombinasi perlakuan. Pengamatan morfologi dilakukan dengan mengamati jumlah daun, panjang daun, lebar daun, bentuk daun, diameter batang, dan tinggi tanaman. Pengamatan dilakukan sejak biji berkecambah hingga tanaman berumur 6 bulan.
Pengamatan anatomi daun manggis dilakukan pada irisan transfersal dan paradermal. Irisan paradermal dibuat dengan menggunakan sediaan utuh (whole mount) sedangkan irisan transfersal dibuat dengan mengikuti metode paraffin. Daun disayat dengan menggunakan mikrotom putar dengan tebal 10 µm,
selanjutnya diwarnai dengan safranin 1% dan fastgreen 0,5% (Sass 1951). Proses pembuatan irisan paradermal dan transfersal dapat dilihat pada Lampiran 1.
Pengamatan anatomi meliputi pengamatan peubah kerapatan stomata, indeks stomata, tebal daun, tebal kutikula atas, tebal epidermis atas, tebal palisade, tebal bunga karang, tebal epidermis bawah, tebal kutikula bawah, tebal daun dan
rasio jaringan. Daun yang digunakan untuk pengamatan anatomi adalah daun yang muncul kedua.
Kerapatan stomata = Σ S/Luas bidang pandang (mm2 ).
Indeks Stomata = (ΣS/(ΣS+ ΣE)) x 100
Keterangan:
S = Stomata TP = Tebal Palisade
E = Epidermis TBK = Tebal Bunga karang
TEA = Tebal Epidermis atas TEB = Tebal Epidermis Bawah
Analisis Molekuler ISSR
Bahan yang digunakan untuk analisis molekuler adalah daun manggis
yang masih muda. Sebanyak 0.2 g daun digunakan untuk ekstraksi genomik DNA menggunakan metode CTAB (Lian et al. 2005). Sampel dilumatkan
menggunakan pestel dan mortar steril pada suhu rendah dan ditambahkan 300 μl
buffer ektraksi, lalu dimasukkan ke dalam tabung 1.5 ml. Buffer ekstrasi terdiri atas 3% CTAB, 100 mM Tris HCl pH 8.0, 20 mM EDTA, 1.4 M NaCl dan 0.2%
merkaptoetanol. Sampel kemudian disentrifus pada 15,000 rpm selama 10 menit
dan supernatan dibuang. Ke dalam pelet kemudian ditambahkan 600 μl IAA
(isoamilalkohol:kloroform 24:1). Sampel diinkubasi selama 30 menit pada 65oC dan disentrifuse pada 15,000 rpm pada suhu 18oC selama 10 menit.
Supernatan diambil 500 μl, kemudian dipindahkan ke tabung 1.5 ml baru
dan ditembahkan 500 μl isopropanol dingin, kemudian dikocok perlahan dan
diinkubasi pada suhu –30 oC selama 10-15 menit, dan disentrifuse pada 15,000 rpm suhu 4 oC.
Supernatan dibuang dan ditambahkan etanol 70% dingin dan disentrifus ulang pada 15,000 rpm selama 3-5 menit. Etanol dibuang dan pelet dikeringkan
selama 20-30 menit dan ditambahkan air steril (ion free) sebanyak 50 μl dan
simpan pada suhu 4 oC atau –30 oC untuk digunakan kemudian.
Kualitas DNA diamati pada agarose gel 1% menggunakan 1x buffer TAE pada 80 volt selama 55 menit. Gel kemudian diwarnai dengan EtBr 0.1% selama 30 menit dan dibaca menggunakan UV.
PCR dilakukan dengan komposisi reaksi:
*DNA sampel 5 ng 2 μl
*PCR Mix (Go taq green Master) 6 μl
*Primer ISSR 5 mM 0,5 μl
PCR dijalankan dengan predenaturasi 94oC, selama 4 menit, denaturasi 94oC, selama 4 menit, anneling 37oC, selama 1 menit, amplifikasi 72oC, selama 1 menit, ekstensi 72oC, selama 5 menit dan proses PCR tersebut diulang sebanyak
35 siklus.
Analisis Data
Pita yang diperoleh disekor secara biner ‘0’ absen dan ‘1’ ada. Data biner ISSR dianalisis menggunakan SAHN, setelah dihitung matrik kesamaannya menggunakan program NTSYS ver. 2.01. Data selanjutnya ditampilkan dalam
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada awal penelitian, jumlah biji yang ditanam adalah 360 biji dan masing-masing biji ditanaman dalam satu polibag. Tidak semua biji menunjukkan
kemampuan membentuk tunas, total biji yang mampu membentuk tunas baik pada perlakuan kontrol maupun hasil iradiasi sinar gamma adalah 57 biji. Data yang ditampilkan dalam penelitian ini berupa data yang berhubungan dengan pengamatan morfologi, anatomi, dan hasil analisis molekuler dengan menggunakan marka ISSR terhadap biji manggis yang diberikan perlakuan
pemotongan biji dan iradiasi sinar gamma. Pengamatan morfologi manggis dilakukan terhadap semua biji yang membentuk tunas, sementara pengamatan anatomi dilakukan terhadap bibit yang berhasil bertahan pada umur 30 MST dan memperlihatkan pertumbuhan yang normal, yakni tidak terhambat pertumbuhannya.
Pengamatan Morfologi
Hasil pengamatan morfologi menunjukkan bahwa jumlah dan waktu biji membentuk tunas, tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, panjang dan
lebar daun beberapa tanaman manggis yang mendapat perlakuan iradiasi mengalami abnormalitas. Dari 360 satuan percobaan yang dilakukan, hanya 57 biji yang membentuk tunas, yaitu 14 di antaranya adalah kontrol. Jumlah ini menurun pada minggu pengamatan berikutnya, karena beberapa tanaman
mengalami kematian yang diawali dengan nekrosis dan kerontokan daun. Jumlah tunas terbesar terdapat pada 20 MST, dan pada beberapa tanaman kontrol tumbuh lebih dari satu tunas dari satu biji. Tanaman kontrol menunjukkan pertumbuhan yang normal yakni tanaman tidak mengalami keterlambatan dalam membentuk tunas dan pertumbuhan tidak terhambat. Harahap (2005) menyatakan bahwa biji
a b c
[image:35.612.132.503.77.306.2]d e f
Gambar 3. Pertumbuhan tunas pada biji manggis yang tidak mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma (a) dan (b), dan biji yang mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma (c), (d), (e), dan (f).
Bentuk morfologi daun manggis baik pada tanaman yang mendapat perlakuan maupun kontrol umumnya adalah ovate, obovate, dan sebagian kecil laceolate. Dari hasil pengamatan, tidak terdapat pola khusus yang membedakan antara bentuk daun tanaman kontrol dengan tanaman hasil iradiasi. Flush yang
muncul pada tunas yang tidak mendapat perlakuan iradiasi berwarna merah kecoklatan, sementara flush yang muncul dari tunas hasil iradiasi umumnya berwarna hijau muda dengan perkembangan yang sangat lambat. Bentuk morfologi daun manggis dan warna daun muda manggis yang muncul pada
penelitian ini disajikan pada Gambar 4.
Sebagian besar tanaman manggis memiliki daun muda berwarna merah bata dan coklat kemerahan, tetapi pada beberapa tanaman yang mendapat perlakuan iradiasi muncul daun muda berwarna hijau dengan warna kecoklatan pada bagian tepinya. Respon tanaman terhadap perlakuan iradiasi sinar gamma
a b c
[image:36.612.186.481.77.339.2]d e f
Gambar 4. Bentuk morfologi daun manggis: ovate (a), obovate (b), dan lacoleate (c). Warna daun muda manggis: kontrol merah bata (d), hijau kecoklatan hasil iradiasi (e), dan kontrol coklat kemerahan (f).
Respon setiap individu tanaman manggis terhadap adanya cekaman iradiasi sinar gamma berbeda-beda. Pada dosis 20 Gy muncul daun berwarna hijau muda dan terlihat transparan, namun pada dosis yang lebih tinggi, yaitu 25 Gy dan 30 Gy muncul daun yang memiliki ukuran lebih kecil, berwarna hijau tua
dan lebih tebal (Gambar 5). Abnormalitas tersebut merupakan respon terhadap gangguan proses fisiologis akibat cekaman yang ditimbulkan oleh radiasi sinar gamma. Menurut Soeranto (2003), abnormalitas pada populasi yang diradiasi menunjukkan terjadinya perubahan besar pada tingkat genom, kromosom dan DNA, sehingga proses fisiologi di dalam sel yang dikendalikan secara genetik
menjadi tidak normal. Sedangkan menurut Harahap (2005), perubahan pada daun akibat iradiasi diduga terjadi karena peningkatan jumlah klorofil akibat cekaman iradiasi sinar gamma.
a b c d
Gambar 5. Warna daun: kontrol (a), perlakuan iradiasi 20 Gy (b), (c) dan perlakuan iradiasi 25 Gy (d).
Waktu dan Jumlah Biji Membentuk Tunas
Biji manggis yang tidak mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma dan
pemotongan rata-rata menunjukkan munculnya tunas pada 3 MST (Tabel 2.), sementara biji yang mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma saja (tanpa pemotongan biji) munculnya tunas bervariasi antara 3 sampai 16 MST. Tunas yang terbentuk paling lama terjadi pada satu individu dengan perlakuan iradiasi 40
Gy, namun tanaman tersebut mengalami pertumbuhan yang sangat lambat dan tidak mampu bertahan hidup pada akhir pengamatan (25 MST). Dari hasil pengamatan, terlihat semakin tinggi perlakuan dosis iradiasi sinar gamma, maka semakin sedikit dan semakin lama waktu yang diperlukan biji untuk munculnya tunas. Pada dosis yang cukup tinggi yaitu di atas 30 Gy, sebagian besar biji tidak
mati ataupun busuk walaupun telah 20 minggu disemai, namun juga tidak menunjukkan tanda-tanda akan munculnya tunas/kecambah. Selanjutnya pada akhir penelitian biji yang tidak berkecambah akhirnya mati dan membusuk. Pada dosis 35 Gy, tidak satupun biji yang menunjukkan munculnya tunas, sementara pada perlakuan iradiasi 40 Gy terdapat satu biji muncul tunas yang sangat lambat
yaitu pada 16 MST.
Tabel 2. Jumlah biji manggis yang membentuk tunas.
Jumlah tunas pada - MST (MST)
Biji diradiasi sebelum dipotong
TARAF
IRADIASI (Gy) 3 4 8 9 10 11 13 14 15 16 20
Biji utuh
0 5 7 9 8 8 8 10 10 10 10 6*
20 0 3 3 3 3 3 3 3 3 3 4*
25 0 2 2 2 2 1 3 4 4 6 5
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Biji dipotong dua
0 4 5 5 5 5 6 6 6 6 6 3*
20 0 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3
25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Biji dipotong tiga
0 3 3 3 3 3 3 4 4 5 4 3*
20 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
25 0 0 0 0 1 1 2 2 2 2 1*
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Biji diradiasi setelah dipotong
Biji utuh
0 5 8 8 8 7 7 8 10 10 8 9
20 2 2 4 5 4 4 4 4 4 5 4*
25 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
30 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
Biji dipotong dua
0 0 2 6 3 3 2 2 2 2 2 4
20 0 0 0 0 0 1 1 1 1 2 1
25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Biji dipotong tiga
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
20 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
25 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
30 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
40 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Jumlah tanaman manggis yang bertunas pada perlakuan kontrol terus meningkat sampai pada 15 MST dan berkurang pada 16 MST, 20 MST, dan 25 MST, yaitu dari 33 tanaman pada 16 MST menjadi 30 tanaman pada 20 MST dan
menjadi 25 tanaman pada 25 MST. Pada perlakuan 20 Gy dan 25 Gy pengurangan jumlah tanaman yang bertahan hidup terjadi pada 20 MST yaitu masing-masing dari 15 menjadi 14 dan 9 menjadi 7 (Tabel 2). Hal ini disebabkan pada beberapa individu tanaman yang telah bertunas dan muncul daun mengalami kematian yang diawali dengan mengeringnya ujung daun hingga seluruh daun dan akhirnya daun
gugur. Kematian beberapa individu tersebut dikarenakan tidak mampu bertahan hidup akibat cekaman yang disebabkan iradiasi setelah muncul tunas. Menurut van Harten (1998), iradiasi sinar gamma bersifat merusak jaringan yang dilewatinya. Disamping itu, karena daya tembusnya ke dalam jaringan sangat dalam, maka kerusakan yang ditimbulkan dapat mencapai beberapa sentimeter.
Ahnstroem (1977) dan Datta (2001), juga menyatakan bahwa abnormalitas hingga kematian tanaman yang diradiasi disebabkan oleh terbentuknya radikal bebas seperti Ho, yaitu ion yang sangat labil dalam proses reaksi akibat iradiasi, sehingga banyak menghasilkan benturan ke berbagai arah yang akibatnya akan
membuat perubahan atau mutasi baik di tingkat DNA, dan menyebabkan perubahan pada tingkat sel, maupun tingkat jaringan, bahkan dapat mengakibatkan kematian pada tanaman. Pada perlakuan kontrol, adanya tanaman yang mati diduga disebabkan biji yang digunakan belum masak fisiologis. Pada perlakuan 30 Gy hanya satu biji yang membentuk tunas yang bertahan sampai
umur 20 MST, sementara pada perlakuan 40 Gy, tunas yang muncul tidak dapat bertahan sampai akhir pengamatan (25 MST).
Waktu pemotongan biji manggis berpengaruh terhadap jumlah tunas yang muncul (Tabel 2). Pada taraf iradiasi yang sama yaitu 25 Gy, biji yang dipotong setelah dilakukan iradiasi sinar gamma menunjukkan jumlah biji membentuk
tunas yang lebih tinggi yaitu tiga biji pada perlakuan biji dipotong menjadi dua dan dua biji pada perlakuan biji dipotong tiga dibandingkan biji yang dipotong terlebih dahulu sebelum dilakukan iradiasi sinar gamma yaitu sebesar dua biji pada perlakuan bji dipotong dua dan tidak ada yang muncul tunas pada perlakuan
sebelum pemotongan biji memperlihatkan kemampuan membentuk tunas yang lebih cepat dan lebih banyak dibandingkan biji yang dipotong sebelum iradiasi. Hal ini disebabkan pada biji yang dipotong sebelum iradiasi, kerusakan jaringan
yang diakibatkan oleh efek penyinaran lebih besar dibandingkan pada biji yang dipotong setelah iradiasi.
Tinggi Tanaman, Diameter Batang, Jumlah Daun, Panjang Daun dan Lebar Daun
Pertumbuhan tanaman dapat dilihat dengan melakukan deteksi karakter
[image:40.612.129.513.373.459.2]morfologi. Pada penelitian ini, pengukuran karakter morfologi dilakukan terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, diameter batang, panjang dan lebar daun. Tinggi tanaman diukur dari leher akar hingga titik tumbuh tanaman, sedangkan diameter batang diukur pada ketinggian satu sentimeter di atas leher akar. Panjang dan lebar daun diukur pada daun yang muncul kedua.
Tabel 3. Rata-rata tinggi tanaman manggis, jumlah daun, diameter batang, panjang daun, dan lebar daun pada 25 MST.
Karakter 0 Gy 20 Gy 25 Gy
Tinggi tanaman 5.85 ± 2.58 5.00 ± 1.77 4.40 ± 2.74
Diameter batang 0.19 ± 0.09 0.15 ± 0.04 0.15 ± 0.06
Jumlah daun 1.65 ± 0.47 1.33 ± 0.47 1.33 ± 0.47
Panjang daun 3.79 ± 1.67 3.36 ± 1.40 2.7 ± 1.30
Lebar daun 2.32 ± 0.68 2.23 ± 0.48 1.45 ± 0.91
Tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, panjang, dan lebar daun
semakin kecil nilainya seiring bertambahnya dosis iradiasi sinar gamma (Tabel 3). Hal tersebut dapat terjadi karena adanya kerusakan seluler pada meristem tanaman. Menurut Handayati et al. (2001) kerusakan tersebut antara lain menyebakan menurunnya kandungan indole acetic acid (IAA) karena pengambatan enzim indola acetaldehyde dehidrogenase (Moore 1979).
Penurunan jumlah daun membentuk pola pada perlakuan kontrol, 20 Gy dan 25 Gy, dimana semakin tinggi perlakuan dosis iradiasi sinar gamma jumlah daun semakin menurun. Pengaruh tersebut akibat kerusakan fisiologi oleh iradiasi sinar gamma. Panjang dan lebar daun juga memperlihatkan penurunan ukuran
Iradiasi sinar gamma berpengaruh terhadap karakter morfologi tanaman manggis, perubahan tersebut tampak bersifat individual, meskipun diradiasi pada dosis yang sama. Perbandingan tanaman kontrol dan tanaman hasil iradiasi sinar
gamma disajikan pada Gambar 6.
(a) (b)
[image:41.612.205.437.155.486.2](c) (d) Gambar 6. Perbandingan tanaman kontrol dan hasil iradiasi pada 25MST: hasil
iradiasi 25Gy dan kontrol (a), hasil iradiasi 25Gy dan 20gy kombinasi biji dipotong menjadi dua sama besar setelah iradiasi (b), kontrol dan hasil iradiasi 25Gy kombinasi biji dipotong menjadi tiga sama besar setelah iradiasi (c), dan hasil iradiasi 25Gy kombinasi biji dipotong menjadi tiga sama besar setelah iradiasi (d).
Iradiasi sinar gamma dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan dan
karakter-karakter tersebut nilainya semakin berkurang. Hal ini menunjukkan bahwa dosis yang tinggi menyebabkan pertumbuhan terhambat, bahkan menyebabkan biji sama sekali tidak tumbuh. Hambatan pertumbuhan tersebut
berupa kerusakan fisiologi akibat iradiasi sinar gamma. Panjang dan lebar daun juga memperlihatkan penurunan ukuran pada beberapa tanaman hasil iradiasi. Qosim (2006) menyebutkan kalus nodular manggis dengan iradiasi sinar gamma di atas 25 Gy, membutuhkan waktu 129 hari untuk membentuk tunas. Iradiasi sinar gamma juga dapat menyebabkan perubahan anatomi daun manggis. Jumlah
biji yang mampu membentuk tunas juga terlihat menurun seiring bertambahnya dosis iradiasi. Pada dosis lebih besar dari 25 Gy, hanya satu biji yang mampu membentuk tunas, yaitu pada dosis 30 Gy pada 10 MST, dan satu biji pada 40 Gy pada 16 MST. Penurunan kemampuan biji untuk membentuk tunas atau berkecambah yang terjadi seiring dengan meningkatnya dosis iradiasi juga
dijumpai pada gandum (Gou et al. 2007), kacang tanah (Baddiganavar dan Murty 2007), kedelai (Manjaya dan Nandawar 2007).
Uji keragaman fenotipik manggis akibat pengaruh iradiasi sinar gamma
Menurut Baihaki (1999), untuk mengetahui adanya variasi dari suatu
populasi perlu dilakukan pengukuran dan analisis mengikuti kaidah statistika. Populasi yang bervariasi akan mempunyai ciri-ciri khusus yang dilihat dari nilai koefisien keragaman yang menggambarkan keragaman dalam satu perlakuan. Iradiasi sinar gamma merupakan mutagen fisik yang dapat menyebabkan
peningkatan keragaman dari populasi awal.
Pada penelitian ini, dosis iradiasi sinar gamma yang terlihat memberikan keragaman yang lebih tinggi berdasarkan nilai koefisien keragaman adalah pada dosis 25 Gy sementara dosis yang memberikan keragaman yang paling rendah adalah pada dosis 0 Gy (kontrol) (Tabel 4). Hampir semua karakter
memperlihatkan peningkatan koefisien keragaman seiring meningkatnya taraf iradiasi, kecuali pada karakter diameter batang, pada dosis 20 Gy koefisien keragaman baik pada 16, 20, maupun 25 MST lebih rendah dibanding kontrol. Pada dosis 25 Gy, koefisien keragaman diameter batang yang lebih besar
Tabel 4. Koefisien keragaman (%) masing-masing karakter morfologi pada taraf iradiasi kontrol (I0), 20 Gy (I1), dan 25 Gy (I2).
Taraf Iradiasi sinar gamma Karakter morfologi 0 Gy 20 Gy 25 Gy Jumlah tunas16MST 67.16 188.91 267.46 Jumlah tunas20MST 78.53 170.44 222.51 Jumlah tunas 25MST 84.219 170.44 257.64 Tinggi Tanaman 16MST 35.023 36.780 80.07 Tinggi Tanaman 20MST 37.26 31.28 80.07 Tinggi tanaman 25MST 36.190 39.6 76.08 Jumlah Daun 16MST 34.10 27.3 35 Jumlah Daun 20MST 27.08 35.18 33.126 Jumlah Daun 25MST 27.91 39.95 41.92 Diametar Batang 16MST 30.82 24.84 25.064 Diameter Batang 20MST 25.49 19.84 27.59 Diamater batang 25MST 35.79 23.47 34.65 Panjang Daun 16MST 35.51 45.38 52.906 Panjang Daun 20MST 38.41 40.85 54.16 Panjang Daun 25MST 43.15 43.94 55.50 Lebar Daun 16MST 32.59 49.17 31.4 Lebar Daun 20MST 26.85 42.23 45.08 Lebar Daun 25MST 21.15 23.81 72.53
Peningkatan dosis iradiasi menyebabkan kemampuan biji untuk
membentuk tunas menurun, yang ditandai dengan menurunnya jumlah biji yang membentuk tunas dibandingkan kontrol (Tabel 2). Pada dosis dimana biji masih mampu membentuk tunas dan tumbuh menjadi tanaman, diketahui bahwa pada dosis 25 Gy adalah dosis yang paling menekan pertumbuhan manggis yang ditandai dengan kecilnya nilai rata-rata untuk tiap karakter pengamatan morfologi
dibanding kontrol dan dosis yang lebih rendah (Tabel 3).
Uji keragaman fenotipik manggis akibat pengaruh taraf pemotongan biji
Biji manggis merupakan biji poliembrioni dimana dari satu biji dapat tumbuh lebih dari satu tunas. Nilai koefisien keragaman pada perlakuan taraf
pemotongan biji tertinggi pada jumlah tunas didapat pada perlakuan biji dipotong melintang menjadi tiga sama besar (Tabel 5).
keragaman tertinggi didapat pada perlakuan biji dipotong menjadi dua sama besar.
Tabel 5. Koefisien keragaman (%) masing-masing karakter morfologi pada pemotongan biji: utuh, dipotong menjadi dua, dan dipotong menjadi tiga.
Koefisien keragaman
Karakter Morfologi Biji utuh Biji dipotong dua Biji dipotong tiga Jumlah tunas16MST 137.82 243.01 306.81 Jumlah tunas20MST 131.76 236.79 342.26 jumlah tunas 25MST 162.01 218.60 367.15 Tinggi Tanaman 16MST 42.93 40.78 30.53 Tinggi Tanaman 20MST 43.65 38.50 48.01 Tinggi tanaman 25MST 41.99 44.79 17.06 Jumlah Daun 16MST 35.49 0 37.50 Jumlah Daun 20MST 30.37 30.73 0 Jumlah Daun 25MST 31.38 43.47 31.25 Diametar Batang 16MST 25.47 33.14 102 Diameter Batang 20MST 24.60 20.39 91.20 Diamater batang 25MST 27.37 26.51 101.03 Panjang Daun 16MST 39.20 45.53 39.21 Panjang Daun 20MST 41.06 46.81 16.15 Panjang Daun 25MST 42.99 64.29 11.78 Lebar Daun 16MST 36.38 37.99 19.10 Lebar Daun 20MST 34.10 31.56 8.97 Lebar Daun 25MST 31.04 23.78 23.10
Koefisien keragaman tertinggi karakter jumlah daun pada 16 MST didapat pada perlakuan biji dipotong menjadi tiga sama besar sementara pada 20 dan 25 MST pada perlakuan biji dipotong menjadi dua sama besar (Tabel 5). Pada karakter diameter batang, nilai koefisien keragaman tertinggi didapat pada perlakuan biji dipotong menjadi tiga sama besar, sementara perlakuan panjang
daun koefisien tertinggi didapat pada perlakuan pemotongan biji menjadi dua sama besar. Koefisien keragaman tertinggi karakter lebar daun pada 16 dan 20 MST didapat pada perlakuan biji dipotong menjadi dua sama besar sementara pada 25 MST koefisien keragaman tertinggi didapat pada perlakuan biji utuh (Tabel 5).
biji, diduga membawa konstitusi genetik yang berbeda. Mansyah (2008) mengemukakan, empat dari sembilan biji manggis poliembrioni memperlihatkan perbedaan pita DNA pada tunas-tunas yang tumbuh dari biji manggis yang sama.
Uji keragaman fenotipik manggis akibat pengaruh waktu pemotongan biji
[image:45.612.130.506.250.529.2]Waktu pemotongan biji manggis dibedakan menjadi pemotongan biji sesudah iradiasi (MB) dan pemotongan biji sebelum iradiasi (BM).
Tabel 6. Tabel koefisien keragaman (%) karakter morfologi pada perlakuan biji diradiasi sebelum dipitong , dan biji diradiasi setelah dipotong .
Waktu Pempotongan biji
Karakter morfologi
Biji dipotong setelah Iradiasi
Biji dipotong sebelum Iradiasi
Jumlah tunas16MST 112.38 161.34 Jumlah tunas20MST 114.28 178.37 Jumlah tunas 25MST 122.90 143.11 Tinggi Tanaman 16MST 29.47 41.13 Tinggi Tanaman 20MST 34.26 34.22 Tinggi tanaman 25MST 42.94 22.26 Jumlah Daun 16MST 36.36 17.42 Jumlah Daun 20MST 41.14 14.67 Jumlah Daun 25MST 52.01 22.98 Diametar Batang 16MST 29.33 32.97 Diameter Batang 20MST 36.52 30.39 Diamater batang 25MST 0 0 Panjang Daun 16MST 35.13 34.50 Panjang Daun 20MST 0 34.77 Panjang Daun 25MST 0 33.94 Lebar Daun 16MST 0 31.95 Lebar Daun 20MST 0 23.94 Lebar Daun 25MST 0 24.77
Perlakuan biji yang dipotong sebelum dilakukan iradiasi memiliki nilai koefisien keragaman yang lebih tinggi dibandingkan koefisien kergaman pada biji yang dipotong setelah iradiasi (Tabel 6). Hal ini disebabkan pada perlakuan pemotongan biji sebelum iradiasi, paparan sinar iradiasi langsung mengenai permukaan biji yang mengalami perlukaan akibat pemotongan sehingga efeknya
Peningkatan keragaman morfologi akibat iradiasi sinar gamma
Tanaman manggis termasuk dalam golongan tanaman apomiksis obligat, biji tidak berasal dari hasil fertilisasi tetapi berkembang dari embrio adventif
secara aseksual (Sobir dan Poerwanto 2007), sehingga diduga memiliki keragaman genetik yang rendah (Richards 1990b; Varheij 1992; Cox 1996). Apomiksis pada manggis mengakibatkan sifat genetik pada progeni sama dengan tetuanya (Koltunow et al. 1995). Induksi iradiasi dengan sinar gamma merupakan salah satu alternatif untuk meningkatkan keragaman genetik pada tanaman
manggis yang tidak memungkinkan terjadinya persilangan.
Dalam penelitian ini, dendogram yang disusun dari pengamatan morfologi tanaman manggis menunjukkan bahwa perlakuan iradiasi sinar gamma mampu meningkatkan keragaman dibandingkan kontrol. Nilai kemiripan pada tanaman yang tidak mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma berkisar antara 13-83%
(Gambar 7), sedangkan nilai kemiripan setelah tanaman mendapat perlakuan iradiasi sinar gamma berkisar antara 0-100% (Gambar 8). Keragaman meningkat sebesar 30% setelah dilakukan induksi iradiasi sinar gamma. Sinar gamma termasuk mutagen yang menghasilkan ion dan radikal bebas dalam bentuk hidroksil (OH-). Jika radikal hidroksil menempel pada rantai nukleotida dalam
DNA, maka utas tunggal DNA akan patah dan mengalami perubahan genom (Mohr dan Schopfer 1995). Secara visual keragaman pertumbuhan pada jagung akibat pengaruh iradiasi sinar gamma menjadi lebih besar (Herison et al. 2008).
Pada tanaman manggis yang tidak mendapat perlakuan iradiasi sinar
gamma, kemiripan terbesar didapat pada tanaman tanpa perlakuan pemotongan biji yaitu I0B0 dan B0I0, masing-masing sebesar 83%. Secara garis besar, hasil penelitan mengelompok menjadi dua yaitu tanaman yang berasal dari biji utuh dan tanaman yang berasal dari biji yang dipotong menjadi dua dan tiga sama besar. Nilai kofenetik MXComp yang dihasilkan dari tanaman kontrol adalah (r = 0.967)
dengan goodnessfit yang sangat sesuai, sedangkan tanaman hasil iradiasi sebesar (r = 0.956). Analisis pengelompokkan pada tanaman hasil iradiasi sinar gamma tidak memberikan pengelompokkan khusus antara tanaman kontrol dan tanaman hasil iradiasi sinar gamma. Hal ini terjadi karena sifat mutasi yang ditimbulkan
(B0I2) berada pada kelompok tanaman tanpa perlakuan iradiasi yaitu pada kemiripan 100%. Hal ini menunjukkan bahwa secara morfologi tanaman tersebut tidak berbeda dengan tanaman yang tidak mendapat perlakuan iradiasi sinar
gamma.
Koefisien kemiripan
0.13 0.30 0.48 0.66 0.83
[image:47.612.148.484.175.329.2]
I0B0
B0I0
I0B1
I0B2
B1I0
Gambar 7. Dendogram tanaman manggis yang tidak mendapat perlakuan sinar gamma berdasarkan morfologi.
Koefisien kemiripan
0.00
0.25
0.50
0.75
1.00
I0B0
B0I2
B0I0
I1B0
I2B2
B0I3
I0B1
B0I1
I1B1
I2B0
B1I1
I0B2
B1I0
B0I5
Gambar 8. Dendogram tanaman manggis setelah mendapat iradiasi sinar gamma berdasarkan morfologi.
Peningkatan keragaman morfologi berdasarkan pemotongan biji
[image:47.612.136.522.380.555.2]dilakukan pemotongan terlihat memberikan kemiripan yang lebih kecil yaitu 43 - 88% (Gambar 9.), sementara biji manggis yang mendapat iradiasi setelah biji dipotong memiliki kemiripan 0 - 83% (Gambar 10). Pola pemotongan biji juga
terlihat memberikan keragaman, baik pada perlakuan iradiasi sebelum pemotongan maupun pada perlakuan iradiasi setelah pemotongan. Pada Gambar 9, berdasarkan pola pemotongan biji manggis dendogram terbagi menjadi dua kelompok pada kemiripan 43% yaitu kelompok pertama yang hanya terdiri dari tanaman yang berasal dari biji utuh (I0B0) dan kelompok dua yang terdiri dari
tanaman yang berasal dari biji manggis yang dipotong menjadi dua sama besar (I0B1) dan tiga sama besar (I0B2). Pada selang kemiripan 60% individu tanaman I0B1 dan I0B2 berada pada kelompok yang berbeda yang menandakan dua individu tanaman tersebut juga beragam.
Biji manggis termasuk biji poliembrioni, dimana dalam satu biji dapat
tumbuh lebih dari satu tunas. Masing-masing tunas akan memiliki konstitusi genetik berbeda karena berasal dari embrio yang berbeda. Mansyah (2008) mengemukakan, empat dari sembilan biji manggis poliembrioni memperlihatkan perbedaan pita DNA pada tunas-tunas yang tumbuh dari biji manggis yang sama.
Koefisien kemiripan
0.43 0.54 0.65 0.76 0.88
[image:48.612.164.487.418.568.2]
I0B0 I1B0 I2B2 I0B1 I2B0 I1B1 I0B2
Koefisien kemiripan
0.00 0.21 0.42 0.62 0.83
[image:49.612.173.482.84.230.2]
B0I0
B0I2
B0I1
B0I3
B1I1
B1I0
B0I5
Gambar 10. Dendogram tanaman manggis dengan pemotongan biji sebelum iradiasi sinar gamma.
Pengamatan Anatomi
Irisan Transfersal
Stuktur daun manggis pada irisan transfersal terdiri dari lapisan kutikula, epidermis atas, parenkim palisade,
