Perpustakaan Universitas Gunadarma BARCODE
BUKTI UNGGAH DOKUMEN PENELITIAN PERPUSTAKAAN UNIVERSITAS GUNADARMA
Nomor Pengunggahan
SURAT KETERANGAN
Nomor: 128/PERPUS/UG/2020
Surat ini menerangkan bahwa:
Nama Penulis : Muhammad Alfarabi Istiqlal, SP.,MSi Nomor Penulis : 160215
Email Penulis : [email protected] Alamat Penulis : Jln. Margonda Raya No. 100 Pondok Cina, Beji dengan penulis lainnya sebagai berikut:
Penulis ke-2/Nomor/Email :Tubagus Kiki Kawakibi Azmi, SPMSi / 160213 / [email protected]
Telah menyerahkan hasil penelitian/ penulisan untuk disimpan dan dimanfaatkan di Perpustakaan Universitas Gunadarma, dengan rincian sebagai berikut :
Nomor Induk : FTI/ID/PENELITIAN/128/2020
Judul Penelitian : PENGARUH MUTAGEN TERHADAP PERKEMBANGAN PROTOCORM ANGGREK BULAN SECARA IN VITRO
Tanggal Penyerahan : 21 / 08 / 2020
Demikian surat ini dibuat untuk dipergunakan seperlunya dilingkungan Universitas Gunadarma dan Kopertis Wilayah III.
PENGARUH MUTAGEN TERHADAP PERKEMBANGAN
PROTOCORM ANGGREK BULAN SECARA IN VITRO
Muhammad Ridha Alfarabi Istiqlal, Tubagus Kiki Kawakibi AzmiProgram Studi Agroteknologi, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Gunadarma Kampus F6 Gunadarma Perumahan Taman Puspa, Kota Depok
Abstrak
Protocorm merupakan material yang sering digunakan dalam induksi mutasi menggunakan kolkisin. Hal tersebut terkait dengan karakterisitik protocorm yang belum mengalami diferensiasi membentuk organ spesifik seperti daun dan akar. Perlakuan mutagen kolkisin pada protocorm P. gigantea bertujuan untuk mempelajari pengaruhnya terhadap kemampuan pertumbuhan dan perkembangan protocorm. Konsentrasi kolkisin yang digunakan dalam percobaan adalah 0, 25, 50, 75, dan 100 mg L-1, dengan durasi perendaman selama
sepuluh hari. Hasil percobaan menunjukkan bahwa protocorm P. gigantea memiliki daya tahan yang baik pada semua konsentrasi kolkisin yang digunakan. Konsentrasi kolkisin berpengaruh nyata terhadap kemampuan pertumbuhan dan perkembangan protocorm dalam membentuk daun dan akar. Protocorm mampu membentuk daun dan akar pada konsentrasi 0 sampai 50 mg L-1, sedangkan pada konsentrasi yang lebih tinggi tidak diperoleh satupun protocorm yang membentuk akar.
Kata kunci: anggrek, persentase hidup, mutasi
EFFECT OF MUTAGEN TREATMENT ON PROTOCORM
DEVELOPMENT OF MOTH ORCHID VIA IN VITRO
Abstract
Protocorm is used very often in orchid mutation induction using colchicine as a plant material. It is because of protocorm’s characteristic which is consisted of undifferentiated cells with no leaf and root organ formation. Colchicine treatment on protocorm P. gigantea aims to study its effect on development of protocorm. Colchicine concentrations used in the study were 0, 25, 50, 75, and 100 mg L-1, with immersion duration during colchicine treatment was ten days. The result showed that survival rate of P. gigantea’s protocorm was high in all colchicine concentration used. Leaf and root formation of protocorm significantly affected by colchicine concentration. Leaf and root was formed on treated protocorm with 0 to 50 mg L-1 colchicine, otherwise in higher colchicine concentration.
Pendahuluan
Phalaenopsis gigantea merupakan salah satu spesies endemik yang dapat ditemukan di Indonesia. Spesies ini tersebar mulai dari Sabah bagian timur Malaysia sampai Kalimantan Timur, Indonesia (Christenson 2009). Bunganya yang bercorak menjadikan spesies ini banyak digunakan sebagai tetua persilangan dalam menghasilkan hibrida-hibrida unggul. Dalam menentukan tetua persilangan, tidak jarang kriteria tingkat ploidi menjadi pertimbangan. Griesbach (1985) menyatakan bahwa pemulia anggrek sering menggunakan anggrek poliploid sebagai tetua persilangan karena memiliki karakter yang baik dibandingkan diploidnya. Umumnya, perubahan yang berasosiasi dengan adanya peningkatan jumlah kromosom adalah
gigantic karakter (daun, bunga, buah, dan benih) yang diwariskan pada generasi berikutnya (Eigsti & Dustin 1957).
Induksi poliploidi pada anggrek sering dilakukan untuk perbaikan karakter anggrek, khususnya bunga. Usaha dalam memperoleh anggrek dengan tingkat ploidi yang lebih tinggi telah banyak dilakukan, diantaranya oleh Nakasone (1960), Chaicharoen dan Saejew (1981), Griesbach (1981), Chen et al (2009), Sarathum et al. (2010), Miguel dan Leonhardt (2011), Kerdsuwan dan Te-chato (2012), Atichart (2013), dan Rahayu (2014). Sebagian besar material yang digunakan dalam induksi poliploidi pada anggrek adalah menggunakan protocorm. Teknik perlakuan yang dilakukan umumnya melalui perendaman pada larutan agen-anti mitosis. Selain material dan teknik perlakuan, faktor kritikal lain sebagai penentu keberhasilan induksi poliploidi adalah konsentrasi dan waktu perlakuan kolkisin.
Protocorm merupakan istilah yang pertama kali digunakan oleh Melchior Treub pada tahun 1890 untuk mendeskripsikan struktur bulat yang terbentuk dari perkecambahan biji anggrek (Arditti 2008). Protocorm merupakan jaringan yang bersifat meristematik dan belum memiliki organ-organ khusus seperti daun dan akar. Sebagaimana yang telah diketahui bahwa induksi poliploidi yang menggunakan agen anti-mitosis seperti kolkisin akan memberikan hasil yang efektif ketika menggunakan material yang belum terdiferensiasi. Kondisi tersebut terkait dengan sifat kolkisin yang berperan dalam menghambat pembentukan benang gelendong ketika proses mitosis berlangsung.
Kolkisin memiliki sifat toksik terhadap jaringan tanaman, khususnya jaringan meristematik. Sifat toksisitas tersebut dapat menyebabkan pengaruh yang besar hingga sel-sel dari suatu jaringan mengalami kematian. Hubungan antara pengaruh kolkisin yang bersifat toksik dengan kemampuan pertumbuhan dan perkembangan protocorm perlu diketahui terkait pertimbangan awal dalam penentuan konsentrasi kolkisin. Konsentrasi kolkisin yang digunakan sebagai perlakuan induksi poliploidi diharapkan akan efektif dan tetap menghasilkan persentase hidup protocorm yang tinggi. Penelitian ini dilakukan dalam rangka mempelajari pengaruh kolkisin terhadap kemampuan pertumbuhan dan perkembangan protocorm P. gigantea melalui perendaman larutan kolkisin pada berbagai konsentrasi.
Bahan dan Metode
Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman 1 Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian IPB. Bahan yang digunakan adalah protocorm P. gigantea yang telah berumur sekitar sembilan bulan dari pengecambahan. Protocorm diberikan pra-perlakuan melalui perendaman pada media cair Knudson C dan dishaker selama tiga hari. Larutan kolkisin dibuat dengan melarutkan serbuk kolkisin pada media cair Knudson C. Konsentrasi kolkisin yang digunakan terdiri dari lima taraf, yaitu 0, 25, 50, 75, dan 100 mg L-1.
Protocorm diberikan perlakuan kolkisin melalui perendaman larutan kolkisin dan dishaker selama sembilan hari. Protocorm kemudian disubkultur pada media padat Knudson C. Percobaan disusun secara RAL faktor tunggal dengan enam ulangan, setiap ulangan terdiri dari lima botol kultur sehingga terdapat 150 botol kultur sebagai satuan percobaan. Sebanyak tiga protocorm
ditanam untuk setiap botol kutur, sehingga terdapat 450 protocorm sebagai satuan amatan. Variabel pertumbuhan seperti jumlah daun, akar, dan pembentukan protocorm like body (plb) mulai diamati pada empat minggu setelah subkutur (MSSk) dan dianalisis menggunakan SAS 9.1.3 portable.
Hasil dan Pembahasan
Protocorm P. gigantea yang diberi perlakuan kolkisin menunjukkan tanda-tanda pembengkakan pada 4 MSSk. Selain itu, sebagian besar protocorm, khususnya dari perlakuan 75 dan 100 mg L-1 berhenti tumbuh, namun tetap hidup dan berwarna hijau sampai diakhir pengamatan. Protocorm P. gigantea relatif tahan terhadap perlakuan kolkisin yang diberikan. Kondisi tersebut terlihat dari persentase hidup protocorm yang cukup tinggi bahkan pada perlakuan kolkisin dengan konsentrasi 100 mg L-1 (Tabel 1). Lethal dose 50 (LD50) yang diperoleh berada jauh dari konsentrasi yang digunakan dalam penelitian, yaitu sebesar 363.9 mg L-1. Pada penelitian lain yang dilakukan oleh Kerdsuwan dan Te-chato (2012), LD50 dari protocorm Rhynchostylis gigantea diperoleh pada 1400 mg L-1.
Persentase hidup protocorm P. gigantea yang diperoleh dari setiap perlakuan kolkisin melebihi 85.0%. Penelitian lain yang menggunakan protocorm anggrek diperoleh persentase hidup sebesar 36.8% pada Dendrobium scabrilingue dengan perlakuan kolkisin 750 mg L-1 (Sarathum et al. 2010) dan 26.0% pada Rhynchostylis gigantea dengan konsentrasi 2000 mg L-1 (Kerdsuwan & Te-chato 2012). Sebagian kecil protocorm berubah warna menjadi coklat atau putih dan kemudian mati pada 8 MSSk. Kematian protocorm diawali dengan keluarnya senyawa fenolik berwarna coklat dalam jumlah banyak. Griesbach (1981) juga menemukan bahwa
protocorm anggrek bulan yang diberikan perlakuan kolkisin mengeluarkan beberapa senyawa fenolik dalam jumlah banyak ke media kultur.
Protocorm yang mengalami pembengkakan umumnya mengalami proliferasi dan akhirnya membentuk protocorm like body (plb). Rata-rata dan persentase protocorm yang menghasilkan plb memiliki nilai yang kecil pada setiap perlakuan kolkisin. Protocorm like body (plb) terbentuk melalui proses embriogenesis somatik yang dipengaruhi oleh banyak faktor. Pembentukan plb mungkin terjadi akibat pengaruh langsung ataupun tidak langsung dari perlakuan kolkisin. Menurut Tokuhara dan Mii (2003), pembentukan plb pada anggrek Doriataenopsis salah satunya dipengaruhi oleh jenis karbohidrat pada media. Murdad et al. (2006) melaporkan bahwa pembentukan plb lebih tinggi pada protocorm P. gigantea yang dipotong.
Protocorm mulai menunjukkan tanda-tanda pertumbuhan pada 6 MSSk. Pertumbuhan dan perkembangan protocorm sangat lambat pada semua perlakuan kolkisin dan juga kontrol. Kondisi tersebut dapat dilihat dari pertambahan jumlah daun maupun akar yang hanya sedikit selama waktu pengamatan. Christenson (2009), menyebutkan bahwa P. gigantea merupakan spesies yang memiliki pertumbuhan yang paling lambat diantara spesies anggrek bulan. Kemampuan protocorm dalam membentuk daun dan akar secara nyata berkurang pada perlakuan kolkisin dengan konsentrasi yang lebih tinggi. Hasil yang sama juga telah dilaporkan oleh Rahayu (2014) pada P. amabilis dan P. amboinensis. Griesbach (1981) menambahkan bahwa
protocorm anggrek bulan yang diberi perlakuan kolkisin tumbuh sangat lambat dan perlu perlakuan lain untuk dapat menginduksi perakarannya. Pengaruh penghambatan pertumbuhan
dan regenerasi menjadi planlet oleh kolkisin pada tanaman lain dilaporkan oleh Nonaka et al. (2011) pada tanaman Lychnis sp. dan Cai dan Kang (2011) pada Populus.
Kesimpulan
Protocorm P. gigantea memiliki daya tahan yang cukup baik terhadap perlakuan kolkisin sampai pada konsentrasi 100 mg L-1. Lethal dose 50 dari perlakuan kolkisin yang diperoleh adalah sebesar 363.9 mg L-1. Peningkatan konsentrasi kolkisin secara nyata menghambat pertumbuhan dan perkembangan protocorm dalam membentuk daun dan akar. Protocorm masih dapat membentuk daun dan akar sampai konsentrasi kolkisin 50 mg L-1. Perlakuan kolkisin dengan konsentrasi 75 dan 100 mg L-1 menyebabkan sebagian besar protocorm berhenti tumbuh.
DAFTAR PUSTAKA
Arditti J. 2008. Micropropagation of Orchids. Volume 1. Malden (US): Blackwell Pub.
Atichart P. 2013. Polyploid induction by colchicine treatments and plant regeneration of
Dendrobium chrysotoxum. Thai J Agric Sci. 46(1): 59-63.
Cai X, Kang XY. 2011. In vitro tetraploid induction from leaf explants of Populus pseudo-simonii Kitag. Plant Cell Rep. 30:1771-1778.doi: 10.1007/s00299-011-1085-z.
Chaicharoen S, Saejew K. 1981. Autopolyploidy in Dendrobium phalaenopsis. J Sci Soc. 7: 25-32.
Chen WH, Tang CY, Kao YL. 2009. Ploidy doubling by in vitro culture of excised protocorms or protocorm-like bodies in Phalaenopsis spesies. Plant Cell Tiss Org Cult. 98: 229-238.doi:10.1007/s11240-009-9557-3.
Christenson, EA. 2001. Phalaenopsis: A Monograph. Oregon (US): Timber Pr.
Eigsti OJ, Pierre D. 1957. Colchicine in Agriculture, Medicine, Biology, and Chemistry. Iowa(US). Iowa State College Pr.
Griesbach RJ. 1981. Colchicine-induced polyploidy in Phalaenopsis orchid. Plant Cell Tiss Org Cult. 1: 103-107.
Griesbach RJ. 1985. Poliploidy in Phalaenopsis orchid improvement. J Heredity. 76: 74-75. Tabel 1 Pengaruh perlakuan kolkisin terhadap beberapa karakter pertumbuhan dan
perkembangan protocorm P. gigantea pada 14 minggu setelah subkultur (MSSk)
Kolkisin (mg L-1) % hidup protocorm Rata-rata plb % plb % protocorm
berdaun % protocorm berakar (%) 0 93.33 0.13 2.22 54.44a 24.44a 25 94.44 0.08 1.11 44.44a 21.11a 50 91.1 0.31 6.66 24.44b 6.66b 75 85.55 0.06 1.11 6.67bc 0.00b 100 85.55 0.15 2.22 2.22c 0.00b
Keterangan: Huruf berbeda pada kolom yang sama menunjukkan perbedaan nyata berdasarkan uji Duncan taraf 5 %. Jumlah sampel 90 protocorm setiap perlakuan.
Kerdsuwan N, Te-chato S. 2012. Effects of colchicine on survival rate, morphological, physiological and cytological characters of chang daeng orchid (Rhynchostylis gigantea var. rubrum Sagarik) in vitro. J Agric Tech. 8(4): 1451-1460.
Miguel TP, Kenneth WL. 2011. In vitro polyploid induction of orchids using oryzalin. Sci Hort.
130: 314-319. doi: 10.1016/j.scienta.2011.07.002.
Murdad R, Hwa KS, Seng CK, Latip MA, Aziz ZA, Ripin R. 2006. High frequency multiplication of Phalaenopsis gigantea using trimmed bases protocorms technique. Sci Hort. 111: 73-79.doi: 10.1016/j.scienta.2006.08.008.
Nakasone HY. 1960. Artificial induction of polyploidy in orchids by the use of colchicine [disertasi]. Hawaii (US): University of Hawaii.
Nonaka T, Oka E, Asano M, Kuwayama S, Tasaki H, Han DS, Godo T, Nakano M. 2011. Chromosome doubling of Lychnis spp. by in vitro spindle toxin treatment of nodal segments.
Sci Hort. 129: 832–839.doi:10.1016/j.scienta.2011.05.004.
Rahayu EMD. 2014. Induksi poliploid Phalaenopsis amabilis (L.) Blume dan Phalaenopsis amboinensis J.J. Smith menggunakan kolkisin secara in vitro dan in vivo [tesis]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
Sarathum S, Hegele M, Tantiviwat S, Nanakorn M. 2010. Effect of concentration and duration of colchicine treatment on polyploidy induction in Dendrobium scabrilingue L. Europ J Hort Sci. 75(3): 123-127.
Tokuhara K, Mii M. 2003. Highly-efficient somatic embryogenesis from cell suspension cultures. In Vitro Cell Dev Biol. 39:635-639.doi:10.1079/1VP200466.
