INDUKSI TETRAPLOID PADA TANAMAN CABAI MERAH KERITING DAN CABAI RAWIT DENGAN KOLKISIN.

(1)

Stigma Volume XII No.3, Juli – September 2004

INDUKSI TETRAPLOID PADA TANAMAN CABAI MERAH KERITING DAN

CABAI RAWIT DENGAN KOLKISIN

(Induction the tetraploid of curly red chili and small chili by colchicine)

Mansyurdin, Hamru, dan Dewi Murni *)

ABSTRACT

Early sprout of curly red chilli (Capsicum annum L.) and small chilli (C. frutescens L.) were induced by colchicine to produces tetraploid plant. The early sprouts were treated by 0.0%, 0.01%, 0.025% and 0.05% colchicine during 24 hours. The results showed that a teatment of 0,025% colchicine is effective to induce tetraploid plant. The treatment causes the swollen root tip (a morphological tetraploid indication) in curly red and small chillis are 90,82% and 89,47% in respectivelly. The chromosome numbers in swollen root tip cells of all sprouts are doubled. By follows accounting of chromosome numbers in bud anther cells of the plants were got tetraploid curly red and small chillis are 95,83% and 100% respectivelly. The tetraploid plants are shorter, stem diameter are bigger, leave and corrola size more wider and longer, while early flowering time more later compare to their diploid plant.

Key words : induction, tetraploid plant, chili

PENDAHULUAN

Tanaman cabai (Capsicum spp.) sebagai salah satu komoditas sayuran yang bernilai ekonomi tinggi dan mempunyai prospek cukup cerah dalam upaya meningkatkan taraf hidup petani. Jenis cabai yang umum diusahakan petani adalah cabai merah (Capsicum annum L.) dan cabai rawit (Capsicum frutescens L.). Kultivar cabai rawit yang populer ditanam petani di Sumatera Barat adalah cabai merah keriting.

Akhir-akhir ini kebutuhan akan komoditas buah cabai cenderung meningkat seiring dengan banyaknya industri makanan, obat-obatan dan kosmetika yang memanfaatkannya (Nawangsih et al., 1994). Menurut laporan BPS (1996) luas daerah penanaman cabai di Indonesia adalah 182.000 ha dengan rata-rata produksi 2,6 ton/ha. Menurut laporan FAO (1995) Indonesia merupa-kan negara dengan daerah penanaman terluas di dunia, tetapi produktivitasnya masih jauh di bawah rata-rata produksi dunia yang mencapai 9,5 ton/ha. Rendahnya produktivitas cabai di Indonesia disebabkan oleh kualitas benih yang masih rendah, teknik budidaya yang diterapkan belum optimal, dan gangguan hama serta penyakit (Hening, 1999).

Pada umumnya petani menggunakan benih lokal secara turun temurun yang keseragamannya tidak sama sehingga berpengaruh terhadap pro-duksi. Akhir-akhir ini banyak dipasarkan benih cabai hibrida yang unggul, namun benih tersebut hanya dapat ditanam satu kali generasi. Akibatnya petani akan tergantung akan kesediaan bibit dipa-saran dan juga akan mengeluarkan biaya yang le-bih tinggi. Salah satu benih cabai yang berproduk-si tinggi dan generasi berikutnnya dapat diusaha-kan adalah benih tetraploid.

Menurut Brewbaker (1983) penggandaan jumlah kromosom (poliploid) dapat diinduksi tetraploid dengan senyawa penghambat mitosis seperti kolkisin dan nitrogen oksida. Kolkisin paling banyak digunakan sebagai penginduksi tetraploid karena paling efektif dan mudah larut dalam air. Menurut Poespodarsono (1977 cit. Mindari et al., 1998) perlakuan kolkisin dapat di-aplikasikan dengan cara perendaman, pencelupan, penetesan, pengolesan, penyuntikan dan penyem-protan. Perlakuan dapat diberikan terhadap benih, akar kecambah, ujung batang planlet hasil biakan kultur jaringan dan bunga. Kolkisin dapat diguna-kan dalam bentuk larutan atau pastayang dicam-pur dengan lanolin.

Upaya induksi tetraploid telah banyak dilaku-kan, diantaranya pada tanaman melon (Puspita et al., 1992), tomat (Santosa dan Anggorowati, 1993) dan kacang tanah (Harahap, 1996), cabai merah keriting dan cabai rawit (Mansyurdin, 2000). Mansyurdin (2000) melaporkan bahwa ke-cambah cabai keriting dan cabai rawit dapat di-induksi dengan 0,01% sampai 0,5% larutan kolkisin selama 24 jam. Makin tingi konsentrasi kolkisin makin tinggi persentase sel yang tetra-ploid, tetapi persentase kematian kecambah makin tinggi pula. Pemeriksaan kromosom pada kedua jenis cabai tersebut hanya pada ujung akar dan tidak dilanjutkan pemeriksaannya pada kuncup antera, sehingga tanaman yang diperoleh belum dapat dipastikan tetraploid.

*) _{Biologi Fakultas MIPA Universitas Andalas, Padang}

Untuk mendapatkan tanaman cabai keriting dan cabai rawit tetraploid masih perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai modifikasi konsen-trasi kolkisin. Penelitian ini bertujuan untuk : 1) mencari konsentrasi kolkisin yang lebih efektif

menginduksi kecambah cabai keriting dan cabai rawit menjadi tanaman tetraploid; dan 2) mem-bandingkan karakter morfologi antara tanaman tetraploid dengan diploid.

ISSN 0853-3776 AKREDITASI DIKTI No. 52/DIKTI/KEP/1999 tgl. 12 Nopember 2002

(2)

BAHAN DAN METODE

Penelitian dilakukan dari bulan Juni 2000 sampai Mei 2001 di rumah kawat Jurusan Fakul-tas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas, Padang. Benih cabai merah keriting dan cabai rawit yang diperlakukan adalah kultivar lokal yang berasal dari daerah Bukittinggi, Sumatera Barat. Biji dikecambahkan pada cawan petri yang dialas dengan kertas saring dan dilembabkan dengan air destilasi steril. Biji yang baru berkecambah diperlakuan dengan 0,0%, 0,01%, 0,025% dan 0,5% larutan kolokisin dengan lama perlakuan 24 jam.

Pada masing-masing perlakuan dihitung res-pon kecambah yaitu persentase ujung akar yang membengkak dan persentase ujung akar yang nekrosis. Ujung akar yang membengkak diperiksa jumlah kromosomnya dengan metode “squash” (Evans dan Reed, 1981). Ujung akar difiksasi dengan larutan carnoy selama 1 jam, sel-selnya dimaserasi dalam larutan 1 N HCl pada suhu 450_{C dan objek diwarnai dengan} dengan larutan “aceto-orcein”. Jumlah kromosom dihitung pada sel yang sedang berada pada tahap metafase dan untuk memudahkan perhitungan jumlah kromosom, film hasil pemotretan kromosom diproyeksikan dengan alat pembesar (enlarger).

Kecambah hasil perlakuan yang persentase tertinggi ujung akarnya membengkak yang dipeli-hara dalam baki yang diberi media tanah dan seba-gai pembandingnya adalah kecambah diploid. Kecambah yang berumur empat minggu

ditanam pada polybag dan dipelihara di rumah kawat. Tanaman dipupuk dengan pupuk dasar dan pupuk susulan. Pupuk dasar diberikan sebelum tanam yang terdiri dari 250 gram pupuk kandang dan 2,5 gram TSP per tanaman. Pupuk susulan diberikan tiga, enam dan sembilan minggu setelah tanam yang terdiri dari 2,5 gram Urea, 7,5 gram ZA dan 3,75 gram KCl per tanaman (Sumarni, 1996).

Setelah tanaman berbunga diperiksa kromo-som dari sel kuncup anternya dengan metode seperti di atas. Berdasarkan hasil pemeriksaan jumlah kromosom pada sel kuncup anter dihitung persentase tanaman tetrapoid. Tanaman cabai tetraploid diamati karakter morfologinya antara lain tinggi tanaman, diameter batang, panjang dan lebar daun, umur pertama berbunga, panjang dan lebar korola. Ukuran masing-masing karakter ter-sebut dibandingkan antara tanaman cabai merah keriting maupun cabai rawit tetraploid dan tanam-an diploidnya berdasarkan Uji T.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Persentase tertinggi ujung akar kecambah yang membengkak diperoleh pada perlakuan kon-sentrasi 0,025% kolkisin yaitu 90,82% untuk cabai merah keriting dan 75,93% untuk cabai rawit, serta tanpa menyebabkan kematian ujung akar (Tabel 1). Hasil penelitian ini melengkapi laporan Mansyurdin (2000) yang belum menda-patkan konsentrasi efektif untuk penggandaan kromosom sel ujung akar tanpa mengakibatkan kematian ujung akar.

Tabel 1. Respon kecambah cabai merah keriting dan cabai rawit pada berbagai perlakuan konsentrasi kolkisin

Jenis cabai Respon kecambah _0,01% Konsentrasi kolkisin_0,025% _0,005%

Merah keriting Ujung akar membengkak (%)Ujung akar yang mati (%) 80,910 90,820 85,013,0

n=110 n=98 n=100

Rawit Ujung akar membengkak (%)Ujung akar yang mati (%) 75,930 89,470 75,3621,74

n=54 n=18 n=69

Keterangan: n = jumlah kecambah yang diperlakukan

Kromosom sel-sel ujung akar dari semua ke-cambah yang ujung akarnya membengkak hasil perlakuan 0,01%, 0,025% dan 0,005% kolkisin ternyata mengalami tertraploidisasi (Tabel 2; Gambar 2.A). Pembengkakan ujung akar kecam-bah pada kedua jenis cabai setelah perlakuan

kol-kisin dapat dijadikan sebagai indikasi morfologi telah terjadinya ploidisasi. Menurut Stebbins (1970) sel tetraploid memiliki ukuran sel yang lebih besar sehingga ukuran jaringan dan organ juga lebih besar dibandingkan dengan diploid.

Tabel 2. Tingkat ploidi sel ujung akar kecambah cabai merah keriting dan cabai rawit yang ujung akarnya membengkak

Jenis cabai Tingkat ploidi Persentase ploidi kecambah pada perlakuan :

0,01% kolkisin 0,025% kolkisin 0,005% kolkisin

Merah keriting 2n=242n=48 100%0% 100%0% 100%0%

n=12 n=12 n=9

Rawit _2n=24 _0% _0% _0%

(3)

2n=48 100% 100% 100%

n=10 n=11 n=10

Keterangan: n = jumlah kecambah yang diperiksa

Hasil pemeriksan kromosom terhadap sel kuncup antera tanaman cabai merah keriting dan cabai rawit yang berasal dari kecambah yang ujung akarnya membengkak (konsentrasi 0,025%), diperoleh tanaman tetraploid berturut-turut 95,83% dan 100% (Tabel 3). Dengan demi-kian dapat dinyatakan bahwa konsentrasi 0,025% bukan hanya mampu menggandakan kromosom sel-sel ujung akar tetapi juga mampu menggan-dakan kromosom sel-sel primordia

pucuk pada saat kecambah dan stabil sampai fase generatif.

Tabel 3. Persentase cabai merah keriting dan cabai rawit tetraploid yang berasal dari kecambah yang ujung akarnya membengkak berdasarkan pemeriksaan sel kuncup antera

Jenis cabai Jumlah tanaman_{yang diperiksa} _{tetraploid (%)}Tanaman

Merah keriting 24 95,83

Rawit 14 100

Gambar 1. Kromosom dari sel ujung akar kecambah: A. diploid; B. tetraploid

Semua karakter morfologi yang diukur dari tanaman cabai merah keriting dan cabai rawit tetraploid berbeda dengan diploidnya, kecuali diameter batang pada tanaman cabai rawit (Tabel 4). Rata-rata tinggi tanaman kedua jenis cabai tetraploid lebih pendek dibandingkan dengan tanaman diploid. Diameter batang cabai keriting tetraploid lebih besar dibandingkan dengan tanaman diploid, sedangkan pada cabai rawit tidak berbeda nyata. Hasil yang sama juga diperoleh oleh Kurniawati (2002) bahwa tanaman melon teraploid lebih pendek dibandingkan dengan tanaman diploidnya.

Rata-rata ukuran daun kedua jenis cabai tetraploid lebih panjang dan lebar dibandingkan dengan tanaman diploid, begitu juga halnya dengan ukuran korola. Pada umumnya tanaman tetraploid memiliki ukuran daun yang lebih besar dibandingkan tanaman diploidnya, seperti pada Raphanus sativus dan Brassica campestris (Kaloo, 1988), pada melon (Kurniawati, 2002). Menurut Brewbaker (1984) setiap penambahan jumlah pasangan kromosom hampir selalu diikuti oleh penambahan ukuran sel, sehingga mengakibatkan penambahan ukuran jaringan maupun organ.

Tabel 4. Perbandingan bebrapa karakter morfologi tanaman cabai merah keriting dan cabai rawit diploid pada tingkat diploid dan tetraploid

Karakter morfologi _DiploidCabai merah keriting_Tetraploid _DiploidCabai rawit_Tetraploid Tinggi tanaman (cm)

Diameter batang Panjang daun (mm) Lebar daun (mm)

Umur pertama berbunga (hst) Panjang korola (mm) Lebar korola (mm)

84,95 7,49 86,88 34,79 136,40

9,95 4,97

61,40* 8,50* 115,10*

54,65* 173,10*

12,30* 6,16*

120,50 10,85 58,00 25,90 103,20

8,34 4,57

59,65* 11,70ns

80,50* 46,60* 161,20*

9,95* 5,22* Keterangan: hst = hari setelah tanam

(*) = berbeda nyata antara tetraploid dan diploid pada jenis cabai yang sama berdasarkan uji rata-rata (t) pada taraf 5%

(ns_{) = tidak berbeda nyata antara tetraploid dan diploid pada jenis cabai yang sama berdasarkan uji rata-rata (t) pada taraf 5%}

ISSN 0853-3776 AKREDITASI DIKTI No. 52/DIKTI/KEP/1999 tgl. 12 Nopember 2002

(4)

Rata-rata umur pertama berbunga kedua jenis cabai tetraploid lebih lebih lama dibandingkan dengan tanaman diploid. Santoso dan Anggoro (1993) melaporkan bahwa masa perbungaan ta-naman tomat teraploid lebih lambat dibandingkan dengan tanaman diploidnya. Menurut Stebbins (1970) bahwa siklus sel poliploid lebih lama di-bandingkan siklus sel diploid sehingga pertumbuh-an sel lebih lambat dan akibatnya masa vegetatif lebih panjang.

KESIMPULAN

1. Konsentrasi 0,025% kolkisin lebih efektif menginduksi kecambah cabai merah keriting dan cabai rawit menjadi tanaman tetraploid. 2. Tanaman cabai merah keriting dan cabai

rawit tetraploid lebih pendek, diameter batang lebih besar, ukuran daun dan mahkota bunga lebih lebar dan panjang, sedangkan umur pertama berbunganya lebih lambat dibandingkan dengan tanaman diploid.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penelitian ini didanai oleh Proyek DUE-Like Bath I Tahun Anggaran 2000 Program Studi Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengeta-huan Alam, Universitas Andalas, Padang. Maka dari itu penulis mengucapkan terima kasih kepada Project Officer DUE-Like Program Studi Biologi dan Direktur LPIU DUE-Like Universitas Andalas.

DAFTAR PUSTAKA

BPS. 1996. Produksi Tanaman Sayuran dan Buah-buahan 1995. Biro Pusat Statistik, Jakarta.

Brewbaker, J.L. 1984. Genetika Pertanian. Seri Lembaga Genetika Modern. Penerbit Gede Jaya. Jakarta.

Evans, D.A. and S.M. Reed. 1981. Cytogenetics Techniques, in: Plant Tissue Methods and Applications in Agricultur. T.A. Thorpe (Editor). Academic Press. New York. 213-240. FAO. 1995. Yearbook: Production 1995. Food and Agriculture

Organization (FAO) of The United Nations. Rome. Harahap, F. 1996. Analisis sitologi tanaman kacang hijau

(Vigna radiata (L.) Wilczek). Majalah Pendidikan Science. 20(10): 92-99.

Hening, F.M.S. 1999. Bertanam cabai. Penebar Swadaya. Jakarta.

Kallo, D.R. 1996. Vegetable Breeding. Vol. 1. CRC Press Inc. Florida.

Kurniawati, T. 2002. Kajian aspek pertumbuhan dan produksi tanaman melon tetraploid hasil induksi kolkisin. Tesis Pascasarjana Universitas Andalas, Padang

Mansyurdin. 2000. Penggandaan kromosom tanaman cabai keriting dan cabai rawit. Artikel Penelitian Doktor Muda. SPP/DPP Universitas Andalas Tahun 1999/2000. Mindari W.S., S. Tjondro W. dan P. Bambang. 1998. Pengaruh

konsentrasi colchisine dan lama perendaman ujung-ujung batang kecambah terhadap pertumbuhan dan hasil tanaman tomat (Solanum lycopersicum L.). MIP UPN Veteran, Jawa Timur. 8(18): 91-97.

Nawangsih, A.A., H.P. Imdad dan A. wahyudi. 1994. Cabai Hot Beauty. Penebar Swadaya, Jakarta.

Puspita, E., D. Salbiah dan R.P.E. Murni. 1992. Pengaruh konsentrasi colchiicne dan waktu perendaman benih terhadap pertumbuhan dan jumlah kromosom tanaman melon (Cucumis melo L.). Jurnal penelitian Universitas Riau, Edisi10: 33-38.

Santosa, R. dan S. Anggorowati. 1993. Pengaruh pemberian perlakuan colchisine terhadap pertumbuhan dan produksi buah tomat. Majalah Ilmiah Universitas Sudirman, No. 4, Th. XIX: 24-31.

Stebbins, G.L. 1971. Chromosomal Evolution in higher Plants. Edward Arnold (Publishers) Ltd., London.

Sumarni, N. 1996. Budidaya Tanaman Cabai Merah, dalam: Teknologi Produksi Tanaman Cabai Merah. A.S. Duriat, A.W.W.H. Soeganda, T.A. Soetioso dan L. Proboningrum (Editors). Puslitbang Hortikultura, Balitthor: 36-45.