TINJAUAN PUSTAKA Botani Tanaman
Tanaman kedelai dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Kingdom : Plantae; Divisi : Spermatophyta; Kelas : Dicotyledoneae;
Ordo : Rosales; Famili : Papilionaceae (Leguminosae); Genus : Glycine ;
Species : Glycine max L. (Steenis, 2003).
Sistem perakaran pada kedelai terdiri dari sebuah akar tunggang yang
terbentuk dari calon akar. Bintil akar pertama terlihat 10 hari setelah tanam.
Panjang akar tunggang ditentukan oleh berbagai faktor, seperti kekerasan tanah,
populasi tanaman, varietas, dan sebagainya. Akar tunggang dapat mencapai
kedalaman 200 cm (Permata, 2002).
Pertumbuhan batang kedelai dibedakan menjadi dua tipe, yaitu tipe
determinate dan indeterminate. Jumlah buku pada batang tanaman dipengaruhi
oleh tipe tumbuh batang dan periode panjang penyinaran pada siang hari. Pada
kondisi normal, jumlah buku berkisar 15-30 buah. Jumlah buku batang
indeterminate umumnya lebih banyak dibandingkan batang determinate. Cabang
akan muncul di batang tanaman (Irwan, 2006).
Daun kedelai terbagi menjadi empat tipe, yaitu (1) kotiledon atau daun
biji, (2) dua helai daun primer sederhana, (3) daun bertiga, dan (4) profila. Daun
primer berbentuk oval dengan tangkai daun sepanjang 1-2 cm, terletak
berseberangan pada buku pertama diatas kotiledon. Bentuk daun kedelai adalah
lancip, bulat dan lonjong serta terdapat perpaduan bentuk daun misalnya antara
Tanaman kedelai memiliki bunga sempurna (hermaphrodite), yakni pada
tiap kuntum bunga terdapat alat kelamin betina (putik) dan alat kelamin jantan
(benangsari). Mekarnya bunga berlangsung pada pukul 08.00-09.00 dan
penyerbukannya bersifat menyerbuk sendiri. Kuntum bunga tersusun dalam
rangkaian bunga, namun tidak semua bunga dapat menjadi polong (buah), sekitar
60% bunga rontok sebelum membentuk polong (Hanum, 2008).
Jumlah polong yang terbentuk pada setiap tangkai daun sangat beragam,
antara 1-10 buah dalam setiap kelompok. Di dalam polong terdapat biji yang
berjumlah 2-3 biji. Setiap biji yang kedelai memiliki ukuran bervariasi, mulai dari
kecil (sekitar 7-9 g/100 biji), sedang (10-13 g/100 biji), dan besar (> 13 g/100 biji)
(Adisarwanto, 2005).
Biji merupakan komponen morfologi kedelai yang bernilai ekonomis.
Bentuk biji kedelai beragam dari lonjong hingga bulat, dan sebagian besar kedelai
yang ada di Indonesia berkriteria lonjong. Pengelompokan ukuran biji kedelai
berbeda antar negara, di Indonesia kedelai dikelompokkan berukuran besar
(berat > 14 g/100 biji) (Permata, 2002).
Syarat Tumbuh Iklim
Pada lingkungan yang optimal biji kedelai berkecambah setelah 4 hari
setelah tanam, sedangkan pada suhu sekitar 10º C biji baru berkecambah 2 mingu
setelah tanam. Pertumbuhan terbaik terjadi pada suhu 29,4º C dan menurun bila
suhu lebih rendah. Apabila air mencukupi kedelai masih dapat tumbuh baik pada
suhu yang sangat tinggi 36º C dan akan berhenti tumbuh pada suhu 9º C
Kedelai dapat tumbuh subur pada curah hujan optimal 100- 200
mm/bulan. Temperatur 25- 27º Celcius dengan penyinaran penuh minimal 10
jam/hari. Tinggi tempat dari permukaan laut 0-900 m, dengan tanah tipis-tipis
(Hanum, 2008).
Tanah
Tanaman kedelai dapat tumbuh pada berbagai jenis tanah dengan drainase
dan aerasi tanah yang cukup baik serta air yang cukup selama pertumbuhan
tanaman. Tanaman kedelai dapat tumbuh baik pada tanah alluvial, regosol,
grumosol, latosol atau andosol. Pada tanah yang kurang subur (miskin unsur hara)
dan jenis tanah podsolik merah-kuning, perlu diberi pupuk organik dan
pengapuran (Hanum, 2008).
Pada lahan kering terdapat tipe tanah dengan pH < 5 dan kejenuhan basa
< 50% disebut lahan kering masam. Tanah akan menjadi bereaksi masam dengan
kejenuhan basa rendah, dan menunjukkan kejenuhan aluminium yang
tinggidisebabkan karena tingginya curah hujan. Curah hujan yang tinggi
menyebabkan tingkat pencucian hara tinggi terutama basa, sehingga
basa-basa dalam tanah akan segera tercuci keluar lingkungan tanah dan yang tinggal
dalam kompleks adsorbsi liat dan humus adalah ion H dan Al (Barus, 2013).
Kedelai sebaiknya ditanam pada jenis tanah bertekstur lempung berpasir
atau liat berpasir untuk mencapai tingkat pertumbuhan dan produksi yang optimal.
Ketersediaan air pada jenis tanah seperti ini cukup tinggi sehingga mendukung
pertumbuhan kedelai. Kedelai dapat bertahan dan produksi pada cekaman
dalam pertumbuhannya yaitu pada saat perkecambahan, masa berbunga, dan
pengisian polong (Adisarwanto, 2005).
Mutasi
Keragaman genetik yang dapat ditingkatkan melalui induksi mutasi antara
lain adalah peningkatan variasi karakter kualitatif seperti morfologi tanaman,
morfologi daun, bentuk bunga dan warna bunga. DNA merupakan komponen
utama dari gen yang merupakan sasaran utama dari pemberian mutagen untuk
menimbulkan mutasi yaitu perubahan sifat yang diatur oleh gen dan dapat
diwariskan. Mutasi tersebut akhirnya akan membentuk keragaman genetik yang
baru. Keragaman ini merupakan harapan pemulia tanaman untuk memperbaharui
varietas-varietas yang telah ada menjadi varietas yang diinginkan
(Syafni, 2013).
Mutasi adalah perubahan dari struktur gen yang sifat keturunannya yang
diwariskan yang dapat terjadi secara spontan maupun buatan. Mutasi buatan
terjadi akibat penyinaran radioaktif atau perlakuan dengan zat–zat kimia tertentu.
Kultivar – kultivar unggul dapat diperoleh melalui pemuliaan tanaman
diantaranya mutasi dan produk transgenik. Pemuliaan dengan mutasi dapat
dilakukan dengan menggunakan kolkhisin pada jaringan meristem
(Suharni, 2004).
Pada bidang pemuliaan tanaman, teknik mutasi dapat meningkatkan
keragaman genetik tanaman memungkinkan pemulia melakukan seleksi genotipe
tanaman sesuai dengan tujuan pemuliaan yang dikehendaki. Mutasi induksi dapat
tanaman seperti biji, stek batang, serbuk sari, akar, rizhoma, media kultur jaringan
dan sebagainya (BATAN, 2006).
Mutasi terjadi secara acak dan mutagen jarang mengubah hanya satu gen
tertentu, maka perlakuan mutagenic terhadap karakter yang diwariskan secara
kuantitatif dapat juga dipertimbangkannya. Semua agensia mutagenik yang telah
dikenal diaplikasikan pada taraf yang menghasilkan sejumlah mutasi yang dapat
terlihat, juga untuk menimbulkan keragaman pada karakter yang diwariskan
secara kuantitatif (Hanafiah, 2007).
Mutasi makro menggunakan dosis iradiasi yang tinggi, biasanya
menyebabkan ketidakstabilan genetik. Adapun mutasi mikro mengubah karakter
kuantitatif yang diturunkan dan lebih bermanfaat bagi pemulia, karena mutasi
mikro sedikit merusak walaupun mutasi ini sulit dideteksi. Mutasi mikro
meningkatkan keragaman pada hasil, kandungan protein, tinggi tanaman,
pembungaan, produksi polong, berat biji dan hasil-hasil lain yang berhubungan
dengan karakter kuantitatif yang diturunkan. Dosis irradiasi sinar gamma yang
direkomendasikan oleh IAEA (International Atomic Energy Agency) untuk
tanaman kedelai adalah pada penyinaran 200 Gy, yang berguna untuk
memperbaiki karakter kuantitatif tanaman. Dosis iradiasi ini berbeda untuk tiap
kultivar dan spesies kedelai yang ada. (Hanafiah et al., 2010).
Kehijauan Daun
Klorofil merupakan pigmen utama daun yang terdapat pada kloroplas,
klorofil juga merupakan faktor utama yang berperan dalam proses fotosintesis
(Campbell et al., 2003). Klorofil yang terdapat pada daun berfungsi sebagai
setiap jenis tumbuhan berbeda-beda. Sintesis klorofil dalam daun dipengaruhi
oleh berbagai faktor seperti cahaya, gula atau karbohidrat, air, temperatur, faktor
genetik, unsur-unsur hara seperti N, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, S dan O. Prosess sintesis
klorofil dapat terhambat jika tumbuhan mengalami kekurangan air. Akibatnya laju
fotosintesis yang menurun dan terjadinya peningkatan temperatur dan transpirasi
yang menyebabkan disentegrasi klorofil (Hendriyani dan Setiari, 2009).
Tingkat kehijauan daun sangat dipengaruhi oleh pemberian pupuk.
Dimana, semakin tinggi dosis pupuk nitrogen yang diberikan maka warna daun
juga akan semakin hijau, namun jika dosis pupuk nitrogen yang diberikan sedikit
atau tidak sesuai dengan kebutuhan tanaman maka warna daun yang dihasilkan
akan berwarna kekuningan (Nasaruddin dan Parawansa, 2010).
Menurut Muhuria et al. (2006), intensitas kehijauan meningkat secara
nyata oleh perlakuan intensitas cahaya. Dimana, semakin tinggi kandungan
klorofil maka semakin tinggi intensitas kehijauan daun yang dihasilkan. Karena
itu diduga peningkatan intensitas kehijauan dalam cahaya rendah merupakan
gambaran adanya akumulasi klorofil pada permukaan daun bagian atas.
Menurut penelitian Ritonga dan Sukma (2009), calon tanaman mutan ini
diperoleh dari berbagai taraf dosis iradiasi, yaitu 30 Gy, 60 Gy dan 90 Gy pada
aglaonema Butterfly memiliki warna daun lebih merah dibandingkan dengan
tanaman kontrolnya. Hal ini diduga karena iradiasi sinar gamma dapat
menurunkan kandungan klorofil daun tanaman aglaonema. Hasil penelitian
Syukur (2000) juga menunjukkan bahwa meningkatnya dosis radiasi akan
Menurut penelitian Imelda et al. (2011) menyatakan bahwa dosis radiasi
sinar gamma 10 Gy menunjukkan dapat menstimulasi penggandaan dan
pertumbuhan kultur in vitro dan dosis radiasi yang lebih tinggi yaitu 20 Gy,
menghasilkan perubahan kadar klorofil lidah buaya.
Mutasi DNA kloroplas (cpDNA) pada tanaman hias mengakibatkan
plastida pada sebagian jaringan kurang atau bahkan tidak bisa memproduksi
klorofil, sedangkan bagian yang lain produksi klorofil normal, sehingga daun
sebagian berwarna hijau dan bagian lainnya berwarna kuning atau putih
(Misniar, 2008).
Menurut penelitian Oktavina (2011), menyatakan dosis iradiasi 60 dan 90
Gy menghasilkan rata-rata jumlah daun yang terendah. Daun yang mati karena
pengaruh iradiasi dicirikan dengan daun yang berwarna cokelat dan kering pada
daun baru maupun daun sebelumnya. Dalam penelitian Natawijaya et al. (2009)
bahwa daun yang mati karena efek iradiasi dicirikan dengan daun yang berwarna
cokelat dan kering, terjadi karena iradiasi dicirikan dengan daun yang berwarna
cokelat dan kering, terjadi karena iradiasi dapat mendegradasi klorofil pada daun,
sehingga dapat mengganggu proses fotosintesis dan pada akhirnya akan
mengalami kematian.
Menurut penelitian Ratman dan Sumanggono (1998), frekuensi mutasi
klorofil pada tanaman kedelai M-2 pada iradiasi sinar gamma S0Co dosis 0,10;
0,20; 0,30 dan 0,40 kGy menunjukkan bahwa tipe inutasi klorofil yang timbul ada
dua macam yakni tipe xantha yang berwarna kuning dan tipe albino yang
berwarna putih. Mutan dengan tipe xantha dan albino akan mati pada umur
mutasi tipe xantha atau albino tidak memiliki butir-butir klorofil sehingga tidak
dapat melakukan fotosintesis dengan sempurna. Mutasi klorofil yang sulit
dideteksi adalah tipe viridis. Tanaman dengan mutasi tipe viridis dapat hidup
sampai panen karena tanaman tersebut mempunyai butirklorofil. Pada dosis 0,10
kGy ada 4 mutan tipe xantha, dan 2 mutan tipe albino sedang pada dosis 0,20 kGy
terdapat 5 mutan tipe xantha, dan satu mutan tipe albino. Pada dosis 0,30 kGy
hanya terdapat sebanyak satu mutan tipe xantha. Sehingga dapat disimpulkan
bahwa iradiasi sinar gamma dosis 0,10 dan 0,20 kGy dapat meningkatkan mutasi
