et al., 2004). Keberhasilan mendapatkan tanaman haploid dan atau haploid ganda" baik melalui kultur antera (anther culture) maupun

HAPLOID SECARA

IN

VITRO

Oteh: Suaibt, ll/oerjono Mangoendidjojot, Mirzowan, P.D.N., dan Ari Indriantoa.

ABSTRACT

An experiment to study the sugarcane panicles containing more than 50 7o of uninucleate microspore development based on the two morphological characteristics of the three sugarcane clones namely

:

52OC2, 52OC4 and POJ3025 was conducted

in

Tissue Culture Laboratory at Biology Faculty, Gadjah Mada University, Yogyakarta, since March until May 2005. Morphological characters of both kinds of panicles i.e. unsheated- and sheated-flowers from sheat flag leafwere observed. Mean, percentage, and standard deviation from the mean values of the three different stages of microspore development e.g early-uninucleate and late-uninucleate developments, and pollen grains were statistically used in this calculation. All data percentages were analyzed by variance analysis through General Linier Model Procedure, and comparison between means based on microspore position in the three different parts of the panicles was calculated by Least Square Difference method. Comparisons between the two different panicles characteristics in accordance with the proportion of the three difference microspore development, however, were analyzed by T-student procedure.

All calculation were done by using SAS program of computer statistics package. Result of the research shows

that:

(l)

the unsheated panicles were contained more than 90 %o of uninucleate microspore development; (2) the sheated panicles tend to be in high proportion of binucleate microspore development and pollen grains, and (3) the more away of spikclets or anthers positioned in the panicle or subpanicle, the more number or percentage of uninucleate microspores development were tend to be gradually decreased.

Key wor : panicle ntorpholog', micro,spore, uninucleate, pollen grains, haploid breeding

PENDAHULUAN

Pemuliaan tanaman secara

in

vitro diilhami oleh tslakeslee dan koleganya yang menemukan tanaman haploid pada tanaman

Datura

stramonium pada

awal

abad

XX (Blakeslee et

al.,

1922). Sampai pada tahun 1983, telah berhasil diperoleh tanaman haploid dan haploid ganda melalui kultur antera dan mikrospora secara

in

vitro

pada 247 spesies

dari 88 genera dan 34

famili

(Maheswari et

al.,

1983). Bahkan, tahun 2004 telah dilepas lebih dari 60 kultivar unggul berbagai spesies

hasil kultur

antera dan mikrospora (Cistue

et

al.,

2004).

Keberhasilan mendapatkan tanaman haploid dan atau haploid ganda" baik melalui kultur antera (anther culture) maupun

melalui

kultur

mikrospora

(microspore

culture),

sangat ditentukan

oleh

beberapa

faktor.

Faktor-faktor dimaksud adalah:

(l)

genotipe tanarnan donor.

(2)

kondisi

per-tumbuhan tanaman donor,

(3)

tahap per-kembangan mikrospora,

(4)

praperlaku-an, dan (5) medium dan kondisi kultur (Kush

&

Virmani,

1996; Palmer

dan Keller,

1997; Bhojwani

&

Bhatnagar, 1999).

Tahap perkembangan mikrospora se-bagai salah satu faktor yang menentukan arah

diferensiasi mikrospora akan menghasilkan embrio dan atau kalus. Terbentuknya embrio akan menghasilkan tanaman hijau dan leng-kap, sedangkan terbentuknya kalus cenderung akan - menghasilkan tanaman

bulai

dalam frekuensi yang tinggi.

Ini

berarti diperlukan informasi yang tepat mengenai

ciri

morfologi malai yang mengandung mikrospora dalam frekuensi yang

tinggi

pada tahap uninukleat atau berinti satu. Pada tanaman Barley (Kasha et a\,,2001) dan Wheat (Liu et a\.,2002) akan

diperoleh

embriogenik

mikrospora

dan

r)

StafPengajar pada Fakultas Pertanian Universitus tlaltroleo, Kendari 2)

Guru Bcsar llmu Pcmuliaan Tanaman pada Fakuitas PertaniarVSekolah Pascasarjana Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta r) _{Direktur Pusat Pcnclitian dan Perkebunan Gula lndonesia} ( _{P3Gl), Pasuruan Jawa timar}

n)

tanaman _{haploid ganda dalam .iumlah} yang banyak apabila mikrospora dikulturkan pada

tahap

uninukleat tengah (mid-uninucleate)

hingga

uninukleat

akhir

(late-uninucleate). Sementara

itu,

produksi tanaman haploid ganda (doubled haploid) yang sangat tinggi pada tanaman Barley dapat dicapai apabila rnikrospora dikulturkan ketika berada pada tahap uninukleat awal hingga uninukleat akhir

(Li &

Devaux, 2003). Pada tanaman Brassica napus (Cordewener et a1.,1996), untuk

meng-hasilkan embrio

yang

banyak, mikrospora harus berada pada tahap

akhir

mikrospora

berinti satu

hingga pada tahap

awal

mikrospora

_berinti

dua

(early-binucleate). Pada tanaman

tebu, tahap

perkembangan mikrospora melalui kultur

antera

mernberi-kan hasil yang lebih baik ketika mikrospora berada pada tahap sesaat setelah stadium sel induk tepung sari yaitu stadium dua sel (diad) hingga stadium empat sel (tetrad) (Chen et al., 1979). Sementara iru, Fitch dan Moore (19g3) mengemukakan bahwa tahap akhir mikrospora berinti satu hingga

berinti dua

merupakan

tahap

yang paling

produktif

pada

embriogenesis mikro-spora tanaman tebu liar, Saccharum sponlaneum

L.,

melalui kultur antera secara in vitro.

Tahap-tahap perkembangan micro-spora

di

atas mempunyai hubungan yang

signifikan

dengan

morfologi

dan

panjang

waktu

setelah

inisiasi

bunga

atau

malai. Namun demikian, penggunaan renrang umur setelah inisiasi bunga, kurang diaplikasikan karena sulitnya menen-tukan saat mula-mula terjadinya inisiasi bunga atau malai. Akarr tetapi, penggunaan kriteria rnorfologi bunga berupa ukuran panjang bunga atau malai, atau ukuran pemunculan bunga atau pemunculan malai di atas daun bendera merupakan kriteria yang umum dipakai pada banyak tanaman gramineae. Pada tanaman rumput makanan ternak tahunan, Ryegrass (Lolium perenne L.), pemun-culan seperempat bagian malai di atas

daun

bendera

menghasilkan

populasi mikrospora terbanyak pada fase uninucleate (Suaib

et

al.,

1997). Sementara

itu,

untuk tanaman padi ladang beberapa varitas lokal asal Kendari _{menunjukkan balrwa malai} yang

muncul di atas gulungan kelopak dau bendera

setinggi kurang

dari

3,0

cm

menghasilkan mikrospora pada fase mikrospora berinti satu dalam jumlah yang lebih banyak (> 60 %) dari

total

mikrospora dan tepung sari matang di dalam antera (Suaib, 2000). Indrianto (2003) menyatakan bahwa pada tanaman Wheat,

rnorfologi

pertumbuhan

malai yang

me-ngandung mikrospora

yang

'sesuai untuk kultrrr

in

vitro adalah ketika masih

di

dalarn bungkusan kelopak daun bendera atau belum ada bulir yang muncul

di

atas daun bendera. Khusus pada tanaman tebu

liar

Saccharum spontaneum L., dilaporkan bahwa mikospora yang sesuai bagi kultur antera didapat ketika malai masih berada di dalam bungkusan daun bendera (Fitch

&

Moore, 1983; Moore et al..

r e89).

Belum ada informasi mengenai ciri morfologi malai tanaman tebu

klon

hibrida yang rnengandung populasi mikrospora pada

tahap yang sesuai

bagi kultur

mikrospora. Oleh karena itu, tulisan ini membahas ciri-ciri morfologi malai

tiga klon

hibrida tanaman tebu yang mengandung _{mikrospora lebih dari} 50 % pada tahap uninucleate.

METODE PENELITIAN Penanaman Tanaman Donor

Potongan batang (bagal, seilsz) tebu klon:

(l)

52OC2, (2) 52QC4, dan (3) pOJ3025 sepanjang _{dua buku yang digunakan dalam} penelitian

ini,

ditanam pada

4

Juli

2004 di Rumah Kawat _{Fakultas Pertanian Universitas}

Cadjah Mada, Kampus

Bulak

Sumur,

Y\)g)akarta.

Bagal

ditanam dengan posisi horizontal

di

dalam juring pada kedalaman

*

25 crn. Panjang juring adalah 5 m dan jarak antara

juring

adalah

I

m,

sehingga luas

keseluruhdn penanaman

_tebu

_sumber mikrospora adalah

25

m2. Setelah tumbuh, tanaman dipelihara hingga berbunga dalam

bentuk

pemberian

pupuk

_{N, p,}

_dan

_K, berturut-turut berupa Urea, Sp36, dan KCI dengan dosis berturut-turut 200, 100, dan 100

kg

per _{hektar atau berturut-turut 0,10; 0,05,} dan 0,05 kg per 5 m panjang juring. _Aplikasi

ketiga pupuk

di

atas seluruhnya dilakukan

pada

umur

empat minggu

setelah tanam

(MSr).

Selain

pemupukan,

juga

dilakukan pengendalian

gulma

dan

pengaturan pe-nyiraman, serta penggemburan tanah di sekitar perakaran tanaman. Tanaman mulai berbunga pada umur 37,38 dan 39 MST berturut-turut

bagi

klon

52OC2, 52OC4,

dan

POJ3025. Sementara

itu,

isolasi antera dan mikrospora dimulai pada 39 MST.

Pemanenan Malai

Tanaman tebu yang telah berbunga, baik malai masih terbungkus di dalarn kelopak dar"rn bendera maupun yang telah rnuncul di atas daun bender4 dipotong pada 2-3 ruas di

bawah pangkal

malai.

Malai

tersebut dimasukkan ke dalam tabung gelas yang berisi

air

kran, lalu dibungkus dengan kertas koran

yang

lembap

dan

segera

dibawa

dan

dimasukkan ke dalam lemari pendingin pada

suhu 5oC. Ciri morfologi malai yang diamati, yakni berdasarkan:

(l)

malai masih terbungkus di dalam kelopak daun bendera, dan (2) malai telah muncul di atas daun bendera. Setiap ciri morfologi pertumbuhan

malai

diamati tiga cabang

malai dan

masing-masing cabang malai diamati tiga bulir, sedangkan tiap bulir mengandung

tiga

antera

sebagai sumber mikrospora. Setiap

unit

pengamatan diamati

minimal

300

mikrospora,

yakni

masing-rnasing satu malai yang belum muncul bagi

klon

52OC2, 52OC4, POJ3025, satu malai yang telah membuka bagi klon 52OC4, dua

malai

yang

telah

membuka

bagi

klon POJ3025, dan tiga malai yang telah membuka

bagi

klon

52OC2. Setiap perlakuan yang berulangan dilakukan pada waktu dan dengan

malai

yang

berbeda.

Dengan

demikian, seluruhnya

diamati

sembilan

malai

dalam pengamatan ini.

Isolasi

dan

Pemeriksaan

Tahap

Per-kembangan Mikrospora

Mikrospora diisolasi dengan

cara

:

antera dikeluarkan

dari

dalam lemma dan palea bulir dengan sepasang pinset, kemudian

diletakkan di atas deckglass yang sebelumnya

telah ditetesi dengan larutan

3

0% sukrosa.

Dengan sepasang

ujung

pinset, mikrospora dikeluarkan

dari

dalam antera dengan cara membelah antera hingga mikrospora keluar

dari

dalam antera. Kotoran berupa sisa-sisa

jaringan dinding

antera, kemudian ditutup dengan cover

slip.

Popu-lasi mikrospora di atas deckgloss tersebut siap diamati di bawah mikroskop biasa.

Penentuan

tahap

perkembangan mikrospora di atas menggunakan patokan ciri perkem-bangan mikrospora

pada

tanaman gandum

(Lu

&

Kuo,

1984), pada tanaman Barley (Kasha et a\.,2001), dan pada tanaman padi (Zhang et a|.,2005). Adapun tahap-tahap perkembangaq

mikrospora

yang

diamati adalah:

(a)

uninukleat awal,

(b)

uninukleat

akhir,

dan

(c)

tepung

sari.

Ciri

morfologi ketiga tahap perkembangan mikrospora, antara lain: uninukleat awal, inti terletak pada bagian tepi dekat dinding mikrospora dan dekat porus tumbuh (germ pore) yang membagi dua dari seperempat

bagian lingkaran

mikrospora; uninttkleat akhir, inti terletak pada bagian tepi

dekat

dinding

mikrospora

dan

berlawanan dengan porus tumbuh atau mem-bagi dua bagian lingkaran mikraspora, dan tepung sari, mikrospora yang telah mengalami pembelahan mitosis pertama, inti berjumlah dua atau lebih

dan

telah

mengandung

butir-butir

pati

di

dalam sitoplasma. Setiap

unit

pengamatan diamati minimal 300 individu mikrospora. Variabel Penelitian

Variabel penelitian adalah persentase

tahap-tahap perkembangan mikrospora dan

dihitung dengan formula:

Persen Uninukleat Awal (o/o _{UA; =}

I

uua

tffi-;Znx

roo%

dengan

_{IVUa =}

jumlah

mikrospora uninukleat awal;

IMUp:

jumlah mikospora uninukleat akhir;

_ITS

= jumlah tepung sari

Perhitungan

tahap

perkembangan

mikrospora

lainnya

yakni

persentase uninukleat akhir, dan tepung sari, mengikuti

cara yang

sama dengan

cara

perhitungan uninukleat awal di atas.

Analisis Data

Data yang

diperoleh

kemudian

dihitung

nilai

rerata,

persentase, dan

simpangan baku-nya.

Data

persentase di-analisis secara anova melalui prosedur model

linier

umum (PROC QLM, General Linear Model Procedure), sedangkan korelasi antara panjang pemunculan malai terhadap

persen-tase tahap-tahap perkembangan mikrospora

dianalisis

dengan

PROC CORR.

Penr-bandingan rerata respon kedua morfblogi

malai yang

digunakan pada penelitian ini dilakLrkan dengan

uji+

(Student's T-te,tt) sesuai prosedur

Steel

dan Torrie

( I 98 I ₎

dengan PROC TTEST. Semua perhitungan di atas menggunakan paket statistika SAS (SAS lnstitute lnq., 1989-l 996).

HASIL DAN PEMBAHASAN Paling sedikit, telah diarnati 218.700

butir

rnikrospora dan tepung

sari

dari 729 antera,243 bulir,

Sl

bagian cabang malai,27 cabang malai, dan sernbilan malai pada dua

klon

tebu Saccharum

_ffieinarum

dan satu

klon hibrida kompleks dalam menentukan

ciri-ciri

rnorfologi

pertumbuhan

malai

yang mengandung mikrospora berinti satu lebih dari

50

%.

Sernbilan malai bahan penganlatan berasal dari dua klon Saccharum officinarum rnasing-rrrasing klorr 52OC2 dan 52OC4, dan

satu

klon

hibrida komleks

yakni

POJ3025, sedangkan

.27

cabang

malai

berasal dari

rnasing-masing

tiga

bagian,

yakni

:

u.jr-rng,

tengah

dan

pangkal malai. Masing-rnasing cabang malai nrerupakan sumber

tiga

bulir dimana setiap bulir rnengandung tiga antera.

Tabel

l.

Morfblogi dan rerata pcrsentase nrikrospora rncnurut tahap pcrke _{rnbangannya, serta ukurau} pemunculan malai dua klon tebu Saccharurn olJicinurum (L.) dan satu klon tebu hibriiJa.

Persentase _{Ukuran dan Rentang}

Klon MorfologiMalai Uninukleat

>lNdan

Pemunculan Awal

Akhir

Pollen

Malai (cm)

52-OC Belum rnuncul

0,00

_0,00

Telam muncul2)

52-OC-4

Belum munculr)

-

9&10

98,r0 t-9t.90 93,60 72.20 6,40 21.70 6, l0 68,00-80,00 Telarn munculr) 46,40 35,00 0,00 18,60 0,00 67,00 POJ-3025 Belum muncul 88,00 2,82 0,00 Telam muncul3) 16,49 Keterangan : _{') Satu malai,} 2)

Tiga malai, dan r) Dua malai; > lN = bi-, tri-, multi-nukleat dan tepung sari

Tabel

I

menunjukkan bahwa semua

malai yang belum memunculkan bunganya,

tidak

mengandung mikrospora yang berinti lebih dari satu

(>lN)

atau tepung _{sari Qtoilen).} Sedangkan

_{malai yang telah}

_muncul bunganya, seluruhnya

telah

mengandung

ketiga

macam

tahap

perkembangan mikrospora dengan persentase yang berbeda-beda. Adanya _{perbedaan persentase}

masing-masing tahap perkembangan _mikrospora di-sebabkan

oleh

adanya perbedaan:

(l)

_klon yang diamati,

(2)

panjang malai seluruhnya,

(3)

ukuran

pemunculan

bunga,

dan

(4) proporsi bagian bunga _{yang belum dan} telah muncul. Pengamatan keempat

ciri

morfologi malai di atas disajikan pada Tabel 2.

Tabel

2.

Ciri

morfologi malai berdasarkan _{pemunculan rnalai, panjang malai seluruhnya (cm),} panjang pemunculan malai (crn), dan proporsi panjang malai seluruhnya dengan panjang malai yang telah muncul dua klon tebu Sacchorum oficinarum (L.)

iun

rutu klon tebu hibrida kompleks

Klon Nomor

Malai

Pcmunculan

Malai PML cm

Panjang Malai Panjang Muncul

52-OC-2 _{Belum muncul}

Telah muncul Telah muncul Telah muncul I 2 J 4 95,50 r09,s0 107,50 95,00 0,00 68,00 80,00 76,00

I

: 0.00

I

: 0,62

I

:0,74

I

: 0,80

52-OC-4 _{Belum muncul}

Telah muncul I 2 84,50 91,50 0,00 61.00

I

: 0,00

I

: 0,73

POJ-3025 _{Belum muncul}

Telah muncul 'T'clah rnuncLr!

I

: 0,00

I

: 0,30

I

: 0.51 I 2 J 88.00 8 r,00 83,50 0,00 24,00 42.50

Rerata malai belum rnuncul 89.33 0,00

_1:0.

: 0,00

Rerata malai telah muncul 94.t5 59,59

_I

_{: 0,63}

'fabel

₂

_{menr.rnjukkan bahwa}

nralai

yang belum memunculkan bunganya mem-punyai _{panjang rata-rata 89,J3 crn, sedangkan}

malai yang

telah

memunculkan bunganya mempunyai panjang rata-rata 94,75

cm.

lni berarti bahwa rerata panjang malai tanaman

tebu

obyek pengamatan _{adalah 92,04} cm. Tabel

3

juga

_{menunjukkan bahwa} apabila bunga telah muncul sepanjang

63

o/o _atau 59,58 cm, perkembangan mikrospora satu inti

menjadi

mikrospora

lebih satu

inti

akan mencapai sebesar 24,71 yo (Tabel

l).

Dengan

demikian, pada tanaman

tebu

masih akan

diperoleh mikrospora

berinti

saru mskipun bunganya telah muncul lebih dari separuhnya asalkan belum terjadi antesis yang ditandai dengan perubahan warna antera dari berwarna

hijau

muda

menjadi berwarna

ungu

atau cokelat muda, atau rambut sutera (silk) yang terdapat pada pangkal bulir belum merekair.

Apabila panjang pemunculan malai dikorelasil<an dengan persentase tahap

per-kembangan

mikrospora,

nampak

bahwa

hampir selnua variabel berkorelasi negatif kecuali antara variabel panjang pemunculan

rnalai dengan tahap mikrospora uninukleat akhir yang bernilai

positif.

Demikian pula,

signifikansi

tidak

berarti

antara

panjang pemunculan malai dengan ketiga tahap per-kembangan mikrospora.

Hanya

persentase

tahap uninukleat awal dan persen-tase tahap tepung sari yang berkorelasi sangat erat dan

signifikan meskipun bernilai negatiq

sedang-kan

uninukleat

awal

dan

uninukleat akhir berkorelasi secara tidak signifikan (Tabel 3).

Dengan

_{demikian, apabila}

_rnalai

_telah memunculkan bunganya maka peluang malai

akan _{mengandung mikrospora berada pada}

tahap _{berinti lebih dari} satu hingga pada tahap tepung sari menjadi semakin besar. Semakin panjang pemunculan _{bunga akan semakin}

tinggi

persentase mikrospora berada pada

tahap

lebih dari

satu

inti

khususnya tahap tepung sari sehingga jumlah mikrospora yang berpeluang untuk memasuki

jalur

sporofitik akan semakin berkurang.

'_

Tabel 3. Korelasi antara rnikrospora tiga

panjang pemunculan malai dcngan persentase tiga tahap perkem-bangan klon tebu.

Uninukleat awal Uninukleat akhir Tepung sari Pemunculan malai - 0,17009 ts 0,6617 0,54508 ts 0,t291 - 0,04413 ts 0,9102 Uninukleat awal - 0,25280 ts 0,51r6 - 0,92197 ss 0,0004 Uninukleat akhir _{- 0,141 60 ts} 0,7 r 63

Keterangan

:

Nilai-nilai _{yang dicetak biasa adalah koefisien korelasi; Nilai-nilai yang dicetak miring} adalah peluang > _{lRl terhadap Ho:Rho:0(o = 0,05) ts = riclak signifikan,}

ss = s-angat signifikan

Gambar 1 menunjukkan bahwa malai

yang

belum memunculkan bunganya pada

ketiga

klon

yang

diamati

mengandung

mikrospora pada tahap

berinti

satu

pada frekuensi yang tinggi (> 80 %).

0t o o .L 50.00 45.00 10.00 35.00 30.00 25.0 0 20.00 15.00 10.00 s.00 0.00 M8M Tsrgdr MTM 15.53 tEo UJW|C lldpah MBM

Kon 52'@-2 Klon 52-CC-,4 _{loon Po.l3025}

O Uninukl@l Awal E Uninrkl*t AkHr

Gambarl' Reratapersentasemikrosporauninukleatawal,uninukleatakhirdantepungsari

menurutklondan morfologi _{malai belum muncul (MBM) dan}

malai relah muncul (MTM),-serta letak pada ujung, tengah dan pangkal malai.

mikrospop berada pada pada tahap berinti

satu

apabila

malai

belum

memuncul_kan bunganya. _{Akan tetapi bagi malai yang telah} nrernunculkan bunganya, persentase nrikro_ spora yang berada pada tahap berinti satu

menunjukkan penurunan

proporsi

atau

jumlahnya mengikuri letak pacla _malai yakni semakin mengarah ke _{ujung malai,} semakin besar penu-runannya. _{Artinya, perkembangan}

Di

pihak lain, malai yang telah me_

munculkan bunganya menunjukkan bahwa persentase _{mikrospora berinti lebih dari}

satu

atau

mikrospora

_{pada tahap tepung}

_sari menjadi semakin meningkat seiring dengan

peningkatan

_ukuran

_{pemunculan- bunga.} Dilihat dari letak mikrospora

di

dalam

*uLi,

baik

pada bagian ujung dan bagian tengah

maupun

pada

pangkal

_malai,

seluruh

mikrospora meningkat ke perkembangan lebih lanjut (tepung sari) dimulai dari bagian ujung malai. Hasil uji+ perbedaan antara malai yang belum dengan malai yang telah memunculkan bunganya menunjukkan _{bahwa rerata}

per-sentase

mikrospora uninukleat

awal, uninukleat akhir, dan tepung sari pada kedua

bentuk

morfologi

malai

menunjukkan

perbedaan yang signi-fikan (Tabel 4).

Tabel 4. Perbedaan rerata persentase tiga tahap perkembangan mikrospora antara

malai yang

belurr

dan yang teiah memunculkan bunganya

Morfologi

Uninukleat

Uninuklcat

terdiri dari cabang utama (rachis) dan

anak-anak

cabang

(rachilla) yang

merupakan tempat tcrbentuknya susunan cabang pertama, kedua dan ketiga. Pada bagian bawah atau

pangkal

malai

berukuran besar kemudian ukurannya semakin kecil sampai pada ujung malai yang hanya

terdiri dari

satu cabang. Cabang utama

(main

axes)

atau

susunan pertama (first order) terbentuk secara lateral anak cabang (lateral axes) atau susunan kedua (second _{order) yang lebih panjang, dan dari} anak cabang-anak cabang

ini

terbentuk anak-anak cabang atau susunan ketiga (third order). Bulir (spikelets) yang terdiri dari bulir bagian pangkal (sessile.florers) dan bulir di atas bulir pangkal _Qtedicellate

_/lorets)

_terbentuk pada anak cabang lateral _{dan anak-anak cabang.}

Hasil pengamatan _{dalam penelitian ini} menunjr.rkkan bahwa kernatangan tepung sari

terjadi mulai

dari

ujung malai

utama dan ujung cabang malai pada cabang bagian ujung malai utama hingga pada cabang malai paling bawah

dari

malai

utama.

Hal

ini

karena persentase _{terbanyak mikrospora yang sudah} memasuki tahap perkembangan _{lebih dari satu} inti atau tepung sari adalah pada sessile _florets

dan ujung malai. Pada pengamatan

_ini.

tidak ditemukan mikrospora

yang

masih berada

pada tahap

diad

dan

tetrad

sebagaimana

dilaporkan

oleh

Raghavan

(l9Sg)

pada

tanaman padi, Summers

e/ al.

(1992) pada tanaman tomat, da Silva-Lauxen et al. (2003) pada tanaman kedelai, dan lndrianto

et

al. (2004) pada tanaman cabai besar. Ketiadaan

mikrospora

tahap

diad

dan tetrad

pada

penelitian

ini

disebabkan

oleh

umur malai yang

mulai

memasuki tahap perkembangan

Iebih lanjut yang

ditandai

oleh

semakin panjangnya ukuran

malai dan

munculnya bunga di atas gulungan _{daun bendera sehingga}

semakin banyak

mikrospora

yang

telalr memasuki perkembangan lanjut.

Berdasarkan ukuran panjang antera

pada

tanaman

padi

(Oryza sativa

L.), Raghavan (1988) _{melaporkan bahwa semakin}

panjang

ukuran antera,

semakin

tinggi persentase _{mikrospora yang berada pada tahap} perkembagan

_{lebih lanjut.}

_{Sementara itu,} semakin

lanjut

pertumbuhan

malai

akan

Malai

awal

akhir

Tepung sari Belum membuka Telah menrbuka 93,22 a 47,79 b 5,84 p 23.30 q 0,94 x 28,75 y Keterangan

:

Nilai-nilai yang diikuti huruf yang

berbeda pada kolom yang sama

berarti berbeda signifikarr menurut

u-ii T-Student

Demikian pula, perbedaan antar klon terhadap rerata persentase _tiga tahap perkem-bangan mikrospora melalui Lr.ii -f-Fishcr (LSD,

Leust

Square

DifJbrencc)

menunjukkan adanya perbedaan _{yang signifikan}

_di

_antara ketiga klon yang diamati (Tabel 5).

Tabel _{5. Perbedaan rerata} persentase tiga tahap perkembangan ntikrospora antara tiga klon tebu.

Klon

_Uninukleat

_{Uninukleat Tepurrg}

Awal

akhir

sari

s20c2

82,90 a 14,05 k 3,05 o

52OC4

72,25

a

18,45

k

9,30 p

_loJ!9{__wsa t3,t7k

37,08q Keterangan

_:

Nilai-nilai yang diikuti huruf yang

berbeda pada kolom yang sama

berarti berbeda signifikan menurut uji T-Student

Menurut Moore ( _{1987) bunga} tana-man tebu berbentuk malai Qtanicle) mernbuka setelah muncu dari bungkusan daun benclera,

senrakin panjang

pula

ukuran

altteranya sehingga pada ukuran bulir sepanjang 7.000

-9.142

pm,

antera akan berukuran 1.125

-1.750 pm, dan umumnya, mikrospora telah berada pada tahap uninukleat dan sebagian telah memasuki tahap binukleat.

Meskipun beragam ukuran panjang

kuncup pada

tiga

kultivar

tanaman toltlat, masing-masing: A.Craig, L-680A, dan Licato, ukuran panjang antera ketiganya relatif sama

yakni

2,8-3,5 rnm,

semua

kultivar

hanya

mengandung

mikrospora

berinti

satu

(Summers et

al.,

1992). Demikian pula pada

tiga kultivar kedelai berturut,turut '. Decada, IAS5, dan RSZ dilaporkan bahwa bunga yang berukuran 1,5-2,9

mm

akan

mengandung

mikospora mulai pada tahap sebelum diad hingga tetrad, sedangkan bunga yang telah berukuran 3,0*33,5

mm

akan mengandung mikrospora pada tahap uninukleat awal hingga uninukleat

akhir (da

Silva-Lauxen

er

al., 2003).

Pada tanarnan cabai besar, Indrianto et

al.

(2004) _{menguraikan bahwa mikrospora}

pada tahap tetrad hanya dijumpai pada kr-rncup bunga yang berukuran hingga 0,3-{,5 cm dan

anteranya berwarna mulai

dari hijau

rnuda,

sebagian

hijau dan

sebagian

ungu,

akan mengan-dung _{rnikrospora uninukleat. Setelah} bungan berukuran 0,6

_-

0,8 cm dan anteranya berwarna

ungu

muda, bunga hanya akan

mengandung mikrospora binukleat. Dengan demikian, tahap perkembangan mikrospora di dalam antera sangat ditentukan oleh ukuran malai, bunga dan antera, sehingga penggunaan

ciri

morfologi

malai atau

ukuran kuncup merupakan cara yang tepat dalarn menentukan tahap perkembangan mikrospora yang sesuai

bagi pelaksa-naan _{pemuliaan haploid melalui} kultur mikrospora secara in vitro.

KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan pengamatan

_dua

_ciri rnorfblogi _{pertumbuhan malai terhadap} jumlah mikospora pada _{tahap satu}

_inti

_{lebih dari 50} Yo, dapat disimpulkan sebagai berikut: (a) pada

malai bunga yang masih terbungkus di dalam

kelopak daun bendera terdapat mikrospora umlrmnya pada tahap uninukleat;

(b)

rnalai

yang telah memunculkan bunganya

di

atas

gulungan

_daun

_{bendera cenderung akan} mengandung mikrospora yang sebagian besar pada tahap binukleat atau tepung sari, dan; (c) senrakin ke ujung letak bulir atau antera pada

malai atau cabang malai, jumlah mikrospora yang berada pada tahap uninukleat semakin berkurang.

lsolasi mikrospora paling tepat di-lakukan pada saat bunga belum muncul di atas

gulungan kelopak

daun

bendera karena persentase _{mikrospora berinti satu} mencapai maksi-malnya

ketika

bunga

masih

berada dalam gulungan lielopak daun bendera.

DAFTAR PUSTAKA

Bhojwani, S.S. and S.P. Bhatnagar, 1999, .'The embriology

of

angiosperms", pp.

30g-321. 4'h revised and enlarged' edition. Vikas Publishing House pVT. LTD. Blakeslee, A., J. I3elling, M.E. Farnham and A.D.

Berger, 1922.

*A

_{haploid mutant in the}

jinrson weed Dqlura

slramoniunt,'. Science. SS: 646-647.

Chen, 2.H., _{C. Qian,} M. Qin, C. Wang, C. Suo, F.

Chen and Z. Dheng, 1979, ,,'fhe inducrion

of

pollen plants

of

sugarcane". .,lnau. Rep. Inst. Genet. Acad..tir., pp.9l_93. Cistue, L., M.P. Valles, B.Echavarri, M. Sans, and

A.M.

Castiilo, 20Q4. ..production of barley doubled haploids by anther and

microspore culture", pp.l-17. Dalam :

Mujib, A., M.J. Cho, S. predieri, and S. Barnerjee (eds.). _{ln Vitro Application in} Crop Improvement. Science publishers lnc., Enfield, USA.

Cordewener, _{J.H.G., J.B.lU. Custers, H.J.M. Dons}

and

M.M.

Van

Lookeren Campagne, 1996, "Molecular and biochemical events

during

the

induction

of

microspore embryo-genesis", pp.

lll-124.

Dalatn ..

Jain, S.M.,

S.K.

Sopory,

and

R.E.

Veilleux (Eds.).

_In

_Vitro

Haploid Production

in

Higher plants.

Vol.

l, Fundamental Aspccts

and

Methods.

Kluwer

Acadenric Publishers. The Netherlands.

da Silva-Lauxen, M., E. Kaltchuk-Santos, C.y. Hu,

S.M. Callegari-Jacques and M.H.

Boda-nese-Zanettini,

_2003.

..Association between floral bud size and developnrental stage in soybean microspores" . Brassilian Archives

of

Biolog_v

&

Technology,

46()z 8-14.

Fitch, M.M. and P.H. Moore, 1983, .,Haploid production

from

anther

culture

of

Saccharum

spontaneum

L".

Z. Pflanzenphysiol, 109: 197 -206.

lndrianto,

A., 2003,

"Cyological

and ultrastructural features

of

initiation of

wheat

microspore

embryogenesis,'.

Biologi,3(2): 65-79.

lndrianto,

A.,

E.

Semiarti dan Surifah, 2004.

"Produksi galur murni melalui induksi

embrio-genik mikrospora cabai merah dengan stres". Zuriat, l 5(2): 1 33- 1 39.

Kasha, K.J., E. Sirnion, R. Oro, _{e.A. yao,'l'.C. llu} and A.R. Carlson,200 l,..An improved

ir

yilro _technique

_for

_{isolated nricrospore}

culture of barley". Eupltytica, I2Al. 379-3 85.

Kush, G.S. and S.S. Virmani. t996, ..Haploids in plant breeding", pp.12-17. _Dalam

_:

_Jain, S.M., _{S.K. Sopory, and R.E.} Villeux (eds.)

In

Vitro Haploid.Production

in

Higher Plants. Vcll.l. Fundamental Aspects and

Methods. Kluwer Academic publishers, Dord-recht, Boston,

London.

. .

Li,

H.

and P. Devaux, 2003, ..High frequency regeneration

_of

_{barley doubled haploid} plants from isolated microspore culture,'. Plant Science, l64z 379-386.

Liu, W., M.Y. Zheng, E.A. Polle, and C.F. Konzak, 2002, "Highly efficient doubled-haploid production

_in

wheat (Triticun aesliwrnt

L.)

via

induced

m icrospore

embryogenesis". Crop Science, 42: 6t6-692.

Lu,

W. L.

and C.S.

Kuo,

t984. ..Cltological observation

of

microsporogenesis and

pollen developntent

in

wheat

in

vivo',. Acta Botunico Sinica, 26-. 26-33.

Maheswari, S.C., A. Rashid and A.K. Tyagi, 1983.

"Anther pollen culture for production _of haploids

and

their

utility".

IAPTC Newsletter, 4l:2-7.

Moore, P.H. 1987. "Anatomy and morphology", pp.85-142. Dalam

:

Heins, D.J. (ed,).

Sugar-cane

Improvement

Through Breeding. Developments jn Crop Science I

l.

Elsevier, Amsterdam,

New

york, Oxford, Tokyo.

Moore, P.H., C. Nagai and M.M. Fitch, 19g9, "Production and evaluation of sugarcane haploids". Proc.

Int.

Soc. Sugar Cane Technology, 20: 599-607 .

Palmer, C.E. and W.A. Keller, lgg7, ..pollen embryos",

pp.

392-422.

Dalam

:

Shrivanna, K.R. and V.K. Sawney (eds.). Pollen Biotechnology for Crop production and _{Improvement. Cambridge University} Press. U.K.

SAS Institute Inc., 1989-1996, ..SAS/STAT User's Cuide Release 6.12". SAS lnstitutc. lnc.. Cary, N.C.

Steel, R.C.D. and J.H. Torrie, 1981, ..principles

and procedures

of

_{statistics". 2nd ed.} McOraw-Hill Editions, Singapore etc. 633pp.

Suaib, S. Madsen, A. Olesen dan S.B. Andersen, 1997, "Seleksi tanaman rumput makanan ternak tahunan Ryegrass (Lolium perenne

L.)

yang tanggap terhadap perlakuan prakultur antera". Zuriat, 8(2): 90-93. Suaib,2000, "Determinasi enam kultivar lokal padi

ladang asal Kendari yang mengandung

tepung

sari

berinti satu (uninucleate) untuk pemuliaan _{in vitro". Zuriat, l0(2):} 2l-27.

Summers, W,L., J. Jaramillo and T. Bailey, 1992.

"Microspore developmental stage and anther length influence in the induction of tdmato anther callus,'. Hortscience, 27(7): 838-E40.

Zhang,

_{2., Y.}

Lu,

X.

Liu

and J. Feng, 2005, "Nuclear and cell migration during pollen deve-lopment in rice (Oryza sativa L.),,. Sex Plont Reproduction,

₁₇

297-302.