INISIASI REGENERASI SECARA MUTASI MENGGUNAKAN KOLKISIN PADA UMBI BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) VARIETAS TAJUK
VARIETAS TAJUK
J
1 PAPER OLEH:
JEREMI SABATIAN PELAWI 220301154
AGROTEKNOLOGI-3
LABORATORIUM DASAR PEMULIAAN TANAMAN PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2023
INISIASI REGENERASI SECARA MUTASI MENGGUNAKAN KOLKISIN PADA UMBI BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) VARIETAS TAJUK
VARIETAS TAJUK
J
PAPER OLEH:
JEREMI SABATIAN PELAWI 220301154
AGROTEKNOLOGI-3
Paper Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Dapat Memenuhi Kompenen Penilaian di Laboratorium Dasar Pemuliaan Tanaman Program Studi Agroteknologi
Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Diketahui oleh:
Asisiten Koordinator
(Kelvin Syahtiyo Maulana) NIM: 190301245
Diperiksa Oleh Asisten Korektor 1
(Derry Syafira Wardhana) NIM: 190301187
Diperiksa Oleh Asisten Korektor 2
(Desy Fitri Ayuni) NIM: 210301022
LABORATORIUM DASAR PEMULIAAN TANAMAN PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2023
i
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur ke khadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.
Adapun judul dari Paper ini adalah “Inisiasi Regenerasi Secara Mutasi Menggunakan Kolkisin Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Varietas Tajuk.” yang merupakan salah satu syarat untuk memenuhi komponen penilaian di Laboratorium Dasar Pemuliaan Tanaman Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Penyelesaian penyusunan laporan ini tidak terlepas dari bantuan dan partisipasi semua pihak, untuk itu penulis menyampaikan terima kasih pada Ir. Hot Setiado, MS.; Dr. Ir. Emmy Harso Kardhinata M.Sc.; Prof. Dr. Ir.
Rosmayati MS.; Prof. Luthfi Aziz Mahmud Siregar SP., M.Sc., Ph.D.; Ir. Revandy Iskandar Muda Damanik MSi., M.Sc., Ph.D.; Dr. Khairunnisa Lubis SP., MP.; Prof. Dr. Diana Sofia Hanafiah SP., MP.; Hafnes Wahyuni SP., MP.; Muhammad Syahril S.P., M.P.; Dolly Sojuangan Siregar S.P., M.P.; Rahmatika Alfi SP, MSi.; Dr. Novalina S.P., M.Si.; selaku dosen mata kuliah Dasar Pemuliaan Tanaman serta abang dan kakak asisten Laboratorium yang telah membimbing dalam penulisan paper ini.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diharapkan demi perbaikan penulisan. Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih.
Medan, November 2023
Penulis
0
ii
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ... i
DAFTAR ISI ... ii
PENDAHULUAN Latar Belakang ... 1
Tujuan Penulisan ... 2
Kegunaan Penulisan ... 2
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) ...4
Botani Tanaman Kacang hijau (Allium ascalonicum L.)... 6
Syarat Tumbuh ... 9
Tanah ... 9
Iklim ... 10
INISIASI REGENERASI SECARA MUTASI MENGGUNAKAN KOLKISIN PADA UMBI BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) Pengertian Pemuliaan Mutasi ... 11
Teknik Induksi Mutasi Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) ... 11
Keragaman Karakter Morfologi Mutan ... 13
Pengaruh Kolkisin Dalam Perubahan Karakter Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) ... 15
Inisiasi Regenerasi Secara Mutasi Menggunakan Kolkisin Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Varietas Tajuk ...17
KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan ... 21
Saran ... 21 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
PENDAHULUAN Latar Belakang
Bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan salah satu komoditas tanaman holtikultura yang banyak dikonsumsi masyarakat sebagai campuran masak setelah cabai. Selain sebagai campuran bumbu masak, bawang merah juga dijual dalam bentuk olahan seperti ekstrak bawang merah, bubuk, bawang goreng, sebagai bahan obat untuk menurunkan kolestrol, gula darah, mencegah pengumpulan darah, menurunkan tekanan darah serta mempelancar aliran darah (Sembiring, 2022).
Tanaman bawang merah berasal dari daerah Asia Selatan yaitu di daerah sekitar India, sampai Palestina.Negara-negara di Eropa Barat, Eropa Timur, dan Spanyol.
Mengenal bawang merah pada abad ke delapan.Dari eropa Barat, Eropa Timur, dan Asia Tenggara. Penyebaran ini tampaknya berhubungan dengan pemburuan rempah- rempah oleh bangsa Eropa ke wilayah Timur jauh yang kemudian berlanjut dengan penduduk Kolonial di wilayah Indonesia(Thamrin et al., 2019).
Kondisi iklim yang tidak menentu dan pasar bawang merah yang fluktuatif menyebabkan petani lebih memilih menjual bawang merah segar dibandingkan dijual sebagai benih. Hal tersebut menyebabkan ketersediaan benih bawang merah menjadi langka sehingga berdampak pada petani bawang menggunakan benih yang umur simpannya kurang dari 3 bulan atau 12 minggu (Andriani, 2020).
Mutasi dapat terjadi secara alami maupun buatan. Mutasi buatan bisa diinduksi baik secara fisik maupun kimia. Mutasi buatan dapat diinduksi secara kimiawi dengan menggunakan kolkisin yang telah banyak digunakan untuk menginduksi duplikasi kromosom pada beberapa tanaman. Tanaman yang diperlakukan dengan kolkisin
menunjukan ekspresi gen yang lebih besar pada keragaan fenotipe dan kandungan senyawa kimianya lebih tinggi. Keragaan fenotipe tanaman yang lebih besar ini terjadi karena adanya penggandaan jumlah kromosom pada tanaman tersebut menjadi 2 kali atau lebih (Alam, 2013).
Perakitan varietas unggul bawang merah (Allium cepa L.) ditujukan untuk memperbaiki varietas dalam upaya peningkatan daya hasil, perbaikan kualitas umbi, peningkatan ketahanan/toleransi tanaman terhadap cekaman biotis dan abiotis. Salah satu tahap dalam perakitan varietas bawang merah yaitu seleksi. Faktor yang menjadi keberhasilan seleksi antara lain adalah tersedianya informasi keragaman genetic karakter-karakter yang menjadi target program seleksi. Analisis keragaman genetik dari setiap sumber daya genetik yang tersedia perlu dilakukan untuk mendapatkan data deskripsi atau karakter spesifik dari masing-masing genotipe baik secara morfologi maupun molekuler (Sari et al., 2017).
Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan paper ini adalah untuk mengetahui bagaimana Inisiasi Regenerasi Secara Mutasi Menggunakan Kolkisin Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Varietas Tajuk.
Kegunaan Penulisan
Adapun kegunaan dari penulisan ini adalah sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikum di Laboratorium Dasar Pemuliaan Tanaman Program Studi Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.
TINJAUAN PUSTAKA Tanaman Bawang Merah (Allium cepa L.)
Tanaman bawang merah (Allium ascalonicum L.) merupakan salah satu komoditas sayuran dataran rendah, berasal dari Syria dan telah dibudidayakan semenjak 5.000 tahun yang lalu. Tanaman bawang merah memiliki nama latin Allium ascalonicum L. Berikut ini taksonomi bawang merah:
Divisio : Spermatophyta Sub – divisio : Angiospermae Kelas : Monocotyledonea Ordo : Lilialeaes (Liliaflorae) Famili : Liliales Genus : Allium Species : Allium ascalonicum L. (Firmansyah dan Anto, 2013).
Bawang merah (Allium cepa L.) merupakan tanaman yang memiliki banyak manfaat dan merupakan salah satu komoditas utama sayuran di Indonesia. Bawang termasuk ke dalam kelompok rempah tidak bersubtitusi yang berfungsi sebagai bumbu penyedap makanan serta bahan obat tradisional. Kandungan yang terdapat pada bawang merah yang dapat menjadi obat tradisional diantaranya yaitu tannin, saponin, minyak atsiri, kaemferol, flavonglikosida, fluroglusin, dihidroaliin, sikloaliin, metialin, kuersetin, polifenol, sulfur, dan flavonoid (Utami et al., 2013).
Bawang merah (Allium cepa L.) disebut juga umbi lapis dengan aroma spesifik yang dapat marangsang keluarnya air mata karena kandungan minyak eteris alliin.
Batangnya berbentuk cakram dan di cakram inilah tumbuh tunas dan akar serabut.
Bunga bawang merah (Allium cepa L.) berbentuk bongkol pada ujung tangkai panjang yang berlubang di dalamnya. Bawang merah berbunga sempurna dengan ukuran buah yang kecil berbentuk kubah dengan tiga ruangan dan tidak berdaging (Putra, 2015).
Pada umumnya bawang merah (Allium cepa L.) diperbanyak dengan
menggunakan umbi sebagai bibit. Kualitas umbi bibit merupakan salah satu faktor yang menentukan tinggi rendahnya hasil produksi bawang merah. Umbi yang baik untuk bibit harus berasal dari tanaman yang sudah cukup tua umurnya, yaitu sekitar 70-80 hari setelah tanam. Umbi bibit sudah siap ditanam apabila telah disimpan selama 2-4 bulan sejak panen, dan tunasnya sudah sampai ke ujung umbi. Petani bawang merah (Allium cepa L.) menggunakan bibit dari umbi konsumsi. Penggunaan bibit dari umbi konsumsi dilakukan secara turun temurun dalam kurun waktu yang lama.
Akibatnya umbi bibit yang digunakan mempunyai mutu yang rendah (Triharyanto et al., 2013).
Tanaman bawang merah (Allium cepa L.) memiliki banyak varitas diantaranya Bima, Brebes, Medan, dan Keling. Bawang merah mempunyai rasa dan aroma yang khas.Bawang merah memiliki umbi ganda secara jelas, yaitu berupa benjolan di bagian kiri dan kanannya. Benjolan umbi ganda tampak jelas karena hanya memiliki lapisan pembungkus 2-3 helai saja. Setiap siung bawang merah dapat membentuk umbi baru sekaligus umbi samping sehingga terbentuk rumpun yang terdiri dari 3-8 umbi baru.
Sementara itu, daun bawang merah berbentuk pipa berwarna hijau muda. Akarnya berupa akar serabut yang merupakan perakaran dangkal sehingga tidak tahan terhadap kekeringan (Wulandari, 2016).
Botani Bawang Merah (Allium cepa L.)
Secara morfologi sistem perakaran bawang merah (Allium cepa L.) tersusun atas rambut akar, batang akar, ujung akar, dan tudung akar. Sedangkan secara anatomi (struktur dalam) akar tersusun atas epidermis korteks, endodermis, dan silinder pusat.
Ujung akar merupakan titik tumbuh akar. Ujung akar terdiri atas jaringan meristem yang sel-selnya berdinding tipis dan aktif membelah diri. Ujung akar dilindungi oleh tudung akar (kaliptra). 8 Tudung akar berfungsi melindungi akar terhadap kerusakan mekanis pada waktu menembus tanah . Pada akar, terdapat rambut-rambut akar yang merupakan perluasan permukaan dari sel-sel epidermis akar. Adanya rambut-rambut akar akan memperluas daerah penyerapan air dan mineral. Rambut-rambut akar hanya tumbuh dekat ujung akar dan relatif pendek. Bila akar tumbuh memanjang kedalam tanah maka pada ujung akar yang lebih muda akan terbentuk rambutrambut akar yang baru, sedangkan rambut akar yang lebih tua akan hancur dan mati (Hervani et al., 2014).
Batang pada bawang merah (Allium cepa L.) merupakan batang yang semu yang terbentuk dari kelopak-kelopak daun yang saling membungkus. Kelopakkelopak daun sebelah luar selalu melingkar dan menutupi daun yang ada didalamnya. Beberapa helai kleopak daun terluar mengering tetapi cukup liat. Kelopak daun yang menipis dan kering ini membungkus lapisan kelopak daun yang yang ada didalamnya yang membengkak. Karena kelopak daunnya membengkak bagian ini akan terlihat mengembung, membentuk umbi yang merupakan umbi lapis, Bagian yang membengkak pada bawang merah (Allium cepa L.) berisi cadangan makanan untuk
persediaan makanan bagi tunas yang akan menjadi tanaman baru, sejak mulai bertunas sampai keluar akarnya. Sementara itu, bagian atas umbi yang membengkak mengecil kembali dan tetap saling membungkus sehingga membentuk batang semu, Pada pangkal ubi membentuk cakram yang merupakan batang pokok yang tidak sempurna.
Dari bagian bawah cakram ini tumbuh akar-akar serabut yang tidak terlalu panjang.
Sedangkan dibagian atas cakram, diantara lapisan kelopak daun yang membengkak (Saidah et al., 2019).
Secara morfologi, pada umumnya daun bawang merah (Allium cepa L.) memiliki bagian-bagian helaian daun (lamina), dan tangkai daun (petiolus). Daun pada bawang merah (Allium cepa L.) hanya mempunyai satu permukaan, berbentuk bulat kecil dan memanjang dan berlubang seperti pipa. Bagian ujung daunya meruncing dan bagian bawahnya melebar seperti kelopak dan membengkak, Pada bawang merah, ada juga yang daunya membentuk setengah lingkaran pada penampang melintang daunya.
warna daunya hujau muda (Estu dan Nur, 2015).
Bunga bawang merah (Allium cepa L.) merupakan bunga majemuk berbentuk tandan. Setiap tandan mengandung 50-200 kuntum bunga. Bunga bawang merah (Allium cepa L.) termasuk bunga sempurna yang setiap bunga terdapat benang sari dan kepala putik. Biasanya terdiri atas 5-6 benang sari dan sebuah putik dengan daun bunga berwarna hijau bergaris keputihputihan atau putih, serta bakal buah duduk diatas membentuk suatau bangun seperti kubah, Bakal buah terbentuk dari tiga daun buah yang disebut carpel, membentuk tiga buah ruang dan setiap ruang mengandung 2 bakal biji. Benang sari tersusun dalam dua lingkaran, 3 benang sari pada lingkaran dalam, dan benag sari 10 yang lainya pada lingakaran luar. Tepung sari dari benang sari pada
lingkaran dalam biasanya lebih cepat matang dibandingkan dengan tepung sari pada lingkaran luar. Penyerbukan antar bunga dalam satu tandan, maupun penyerbukan antarbunga dengan tandan yang berbeda berlangsung dengan perantaraan lebah atau lalat hijau (Suhardi, 2018).
Umbi bawang merah merupakan umbi lapis, jika ditinjau dari asalnya merupakan hasil metamorfosis batang beserta daunnya diseyang disebut umbi lapis karena memperlihatkan susunan berlapis-lapis, yang terdiri atas daun-daun yang telah menjadi tebal, lunak, dan berdaging, yang dimana bagian umbi yang menyimpan zat–
zat makanan cadangan, sedangkan batangnya hanya merupakan bagian kecil pada bagian bawah umbi lapis itu bagian–bagian dari umbi lapis (Putra, 2019).
Syarat Tumbuh Tanaman Bawang Merah (Allium cepa L.) Iklim
Bawang merah (Allium cepa L.) dapat tumbuh dan berproduksi dengan baik di dataran rendah sampai dataran tinggi sampai 1.100 meter diatas permukaan laut, tetapi produksi terbaik dihasilkan dari dataran rendah yang didukung keadaan iklim, tempat terbuka dan mendapat sinar matahari 70%, karena bawang merah termasuk tanaman yang memerlukan sinar matahari cukup panjang (long day plant). Tiupan angin sepoisepoi berpengaruh baik terhadap laju proses fotosintesis dan hasil umbinya akan tinggi, ketinggian tempat yang paling ideal adalah 0-800 meter diatas permukaan laut (Nugrahini, 2013).
Daerah yang paling baik untuk budidaya bawang merah adalah daerah beriklim kering yang cerah yang cukup mendapat sinar matahari dengan suhu udara 25-32°C dan lebih baik jika lama penyinaran matahari lebih dari 12 jam. Bawang merah dapat tumbuh dengan baik pada dataran rendah dengan ketinggian tempat 10-250 mdpl (Ardila, 2016).
Tanaman bawang merah (Allium cepa L.) dapat membentuk umbi di daerah yang suhu udaranya rata-rata 22°C, tetapi hasil umbinya tidak sebaik di daerah yang suhu udara lebih panas. Bawang merah (Allium cepa L.) akan membentuk umbi lebih besar bilamana ditanam di daerah dengan penyinaran lebih dari 12 jam. Di bawah suhu udara 22°C tanaman bawang merah (Allium cepa L.) tidak akan berumbi. Oleh karena itu, tanaman bawang merah (Allium cepa L.) akan tumbuh di dataran rendah dengan iklim yang cerah (Ayu et al., 2016).
Tanah
Jenis tanah yang baik untuk budidaya bawang merah (Allium cepa L.) adalah tanah lempung berpasir atau lempung berdebu. Keasaman tanah yang paling sesuai untuk bawang merah adalah yang agak asam sampai normal (5,5 –7,0). Tanah yang terlalu asam dengan pH dibawah 5,5 banyak mengandung garam aluminium (Al) yang dapat bersifat racun sehingga menyebabkan tanaman menjadi kerdil. Sedangkan di tanah yang terlalu ba sa dengan pH lebih dari 7, garam mangan (Mn) tidak dapat diserap oleh tanaman, yang dapat mengakibatkan umbi yang dihasilkan lebih kecil dan produksi tanaman rendah (Hardjowigeno, 2016).
Tanaman bawang merah tidak menyukai lahan atau plot yang tergenang air dan terlebih berlumpur tetapi sebaliknya bawang merah dalam proses pertumbuhan membutuhkan air yang cukup banyak terutama pada masa pembentukan umbi. Bawang merah dapat tumbuh pada pH tanah yang hampir mendekati netral yaitu berkisar antara 5,6-6,5 (Zul, 2020).
Bawang merah menghendaki struktur tanah remah memiliki perbandingan bahan padat dan pori-pori yang seimbang.Bahan padat merupakan tempat berpegang akar.Tanah yang disukai oleh tanaman bawang merah adalah tanah bercampur pasir daripada tanah bergumpal. Tanah yang cukup lembab dan air tidak mengenang disukai tanaman bawang merah (Gultom, 2018).
INISIASI REGENERASI SECARA MUTASI MENGGUNAKAN KOLKISIN PADA UMBI BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) VARIETAS TAJUK Pengertian Pemuliaan Mutasi
Teknik mutasi dalam bidang pemuliaan tanaman, teknik mutasi dapat meningkatkan keragaman genetik tanaman sehingga memungkinkan pemulia melakukan seleksi genotipe tanaman sesuai dengan tujuan pemuliaan yang dikehendaki. Mutasi induksi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen tertentu terhadap organ tanaman seperti biji, setek batang, serbuk sari, akar, rhizome, media kultur jaringan dan sebagainya (Wistiani et al., 2016).
Mutasi atau perubahan kromosom dapat terjadi secara spontan dan secara buatan. Mutasi secara buatan dapat dilakukan dengan teknik-teknik khusus, misalnya dengan menggunakan agen mutasi tertentu. Penggunaan bahan kimia misalnya kolkhisin yang diaplikasikan pada biji, mata tunas, organ meristematis, atau tunas pucuk akan memberikan atau mengakibatkan perubahan-perubahan secara genetik yang akan memberikan dampak variasi genetik. Mutasi atau perubahan struktural kromosom dapat terjadi pada suatu bagian dari tanaman. Suatu organ tanaman yang telah mengalami mutasi akan memberikan kenampakan yang berbeda dibandingkan dengan tanaman yang lain. (Mangoendidjojo, 2013).
Mutasi alami atau mutasi yang terjadi secara spontan di alam pada suatu tanaman itu tidak menguntungkan. Tetapi mutasi yang direncanakan dan terarah (mutasi buatan) dapat menghasilkan pengembangan beberapa varietas tanaman yang unggul. Mutasi adalah suatu proses dimana suatu gen mengalami perubahan struktur.
Gen yang berubah karena mutasi disebut mutan. Mutasi adalah perubahan struktur kimia dalam gen yang dapat diwariskan kepada generasi berikutnya. Perubahan struktur kimia ini dapat terjadi secara kecil-kecilan yang hanya meliputi satu pasang nukleotida atau dapat pula seara besar-besaran yang melibatkan seluruh perangkat kromosom (Abadi, 2016).
Berdasarkan akibat yang ditimbulkan, mutasi dibedakan menjadi mutasi kecil dan mutasi besar. Mutasi kecil hanya menimbulkan perubahan kecil yang kadang tidak jelas perubahannya atau sedikit memberikan perubahan fenotip jadi hanya semaam variasi. Mutasi besar menimbulkan perubahan besar pada fenotip yang biasanya di anggap abnormal atau cacat (Ranney, 2014).
Sumber dari keragaman genetik adalah mutasi gen, serta persilangan dan rekombinasi. Mutasi didefinisikan sebagai perubahan yang terjadi secara spontan dan diwariskan yang tidak disebabkan oleh segregasi atau rekombinasi. Mutasi yang terjadi bahkan dalam laju yang rendah dapat terakumulasi dan merupakan sumber utama keragaman untuk perbaikan pada tanaman menyerbuk sendiri. Persilangan merupakan sebuah mekanisme untuk menciptakan kombinasi gen baru melalui segregasi dan rekombinasi. Karakter yang sama sekali baru dapat muncul karena adanya interaksi gen dan meningkatkan besarnya keragaman (Chahal dan Gosal, 2017).
Teknik Induksi Mutasi Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Teknik induksi mutasi dengan kolkisin menyebabkan terjadinya mutasi secara acak, sehingga fenotipe mutan yang didapatkan juga bersifat acak. Meskipun masih pada tahapan planlet, adanya keragaman fenotipik untuk berbagai karakter yang diamati dapat menjadi indikasi terjadinya mutasi pada planlet yang didapat. Namun demikian, evaluasi lebih lanjut memang masih perlu dilakukan pada tingkat bibit dan tanaman di lapangan. Jika terbukti bahwa keragaman fenotipik pada tingkat in vitro yang diamati untuk umbi Bawang Merah hasil perlakuan Kolkisin ternyata benar disebabkan oleh mutasi, maka populasi bibit yang dihasilkan dalam penelitian ini dapat diseleksi untuk mengidentifikasi varian atau mutan yang mempunyai sifat unggul tertentu seperti kualitas dan kuantitas buah yang lebih baik atau memiliki ketahanan terhadap penyakit (Medina et al., 2004)
Induksi mutasi mampu menghasilkan mutan dengan tingkat keragaman pada banyak karakter yang bisa diseleksi, sementara dengan pendekatan transgenik hanya satu karakter yang bisa diintegrasikan kedalam genom tanaman. Pendekatan transgenik juga memiliki kekurangan dalam hal regulasi dan penerimaan tanaman hasil rekayasa genetika. Keuntungan spesifik dari mutasi induksi adalah untuk mengembangkan galur mutan yang kemudian diidentifikasi karakter gen spesifiknya dalam rangka membangun database gen, untuk studi molekular yang berkaitan dengan fungsi genomik, pengembangan bioinformatika dan untuk pengembangan varietas yang dapat tumbuh pada lahan pertanian di bawah kondisi perubahan iklim (Jain, 2010).
Perbaikan karakter tanaman dapat diupayakan dengan cara lain, diantaranya
dengan induksi poliploid. Induksi poliploid dapat dilakukan dengan pemberian mutagen kimia seperti kolkisin pada jaringan meristem tanaman. Senyawa ini dapat menghambat terbentuknya benangbenang spindel pada tahap anafase (pembelahan sel) sehingga menyebabkan terbentuknya individu poliploid. Tanaman yang bersifat poliploid umumnya akan menghasilkan ukuran morfologi lebih besar dari tanaman diploidnya, sehingga induksi poliploid dimanfaatkan dalam pemuliaan tanaman, karena hasil panen menjadi lebih tinggi (Alam et al., 2011).
Induksi mutasi dengan kolkisin yang diterapkan pada umbi bawang merah varietas Tajuk ini dilakukan untuk melihat bagaimana pengaruh yang ditimbulkan oleh mutagen kolkisin terhadap beberapa karakter bawang merah ini. Mutagen kolkisin diharapkan dapat menginduksi terjadinya perubahan karakter yang lebih baik, terutama pada karakter hasil dan produksi. Untuk itu, tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh konsentrasi kolkisin terhadap pertumbuhan, hasil, keragaman karakter dan memperoleh nilai lethal concentration 20-50% (LC20-50) dari bawang merah varietas Tajuk M1 (Pharmawati, 2015).
Pemotongan 1/4 bagian umbi mampu meran-gsang pembentukan hormon tumbuh tanpa mengganggu mata tunas. Sebaliknya, pemotong-an umbi bibit 1/3 bagian diduga mengganggu mata tunas sehingga pertumbuhannya terganggu. Pada umumnya bawang merah diperbanyak dengan menggunakan umbi sebagai bibit. Kualitas umbi bibit menentukan tinggi rendah-nya hasil produksi bawang merah. Untuk umbi bibit yang umur simpannya kurang dari 2 bulan biasanya dilakukan pemotongan ujung umbi sepanjang kurang lebih 1/4 bagian dari seluruh umbi. Tujuannya untuk mempercepat
per-tumbuhan tunas dan merangsang tumbuhnya umbi samping (Jumini, 2010).
Keragaman Karakter Morfologi Mutan
Keragaman genetik merupakan salah satu faktor penting tanaman dalam mempertahankan keberadaan jenisnya. Kemampuan mempertahankan diri dari serangan penyakit dan perubahan iklim ekstrem dimiliki oleh suatu populasi dengan keragaman genetik tinggi, sehingga dapat hidup dalam kondisi lingkungan yang baik pada beberapa generasi. Tingkat kergaman genetik suatu tanaman merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan strategi pemuliaan tanaman. Nilai keragman genetik suatu populasi bergantung juga pada keberhasilan sistem reproduksi pada populasi tersebut (Sulistyawati, 2014).
Penampilan suatu tanaman merupakan interaksi antara faktor genetik dan lingkungan oleh karena itu karagaman genetik dapat dikatakan sebagai suatu besaran yang mengukur variasi suatu penampilan tanaman yang disebabkan oleh komnen komponen genetiknya, sedangkan keragaman fenotip yang tampak dihasilkan oleh perbedaan genotipe dan lingkungan tumbuhnya (Meydina Barmawi, Sa’diyah, 2015).
Keragaman genetik suatu tanaman dapat diketahui melalui beberapa parameter, yaitu koefisien keragaman genetik (KKG) koefisien keragaman fenotip (KKF), standar deviasi keagaman genetik, dan heritabilitas. Koefisien keragaman genetik akan mengindikasikan tingkat keragaman karakter tanaman yang diamati. Populasi nilai KKG yang tinggi menunjukan bahwa tingkat keberagaman tanaman dalam populasi tersebut tinggi. Artinya terdapat perbedaan yang sangat tinggi antara genotip satu dengan yang lainya, sehingga terdapat genotip yang berpotensi dijadikan sebagai calon
tetua dalam kegiatan persilangan. Sebaliknya, apabila nilai KKG rendah, maka dapat dikatakan bahwa semua genotip dalam populasi tersebut tidak berbeda satu sama lain, sehingga kegiatan seleksi belum dapat dilaksanakan karena seragamnya genotip dalam populasi tersebut (Zulfikri et al.,2015).
Keragaman morfologi dapat disebabkan oleh faktor genetik dan lingkungan.
Keragaman morfologi antar genotipe merupakan modal awal dalam proses pemuliaan tanaman. Karakter polimorfik yang dihasilkan dapat menunjukkan adanya keragaman morfologi meskipun genotipe berasal dari spesies yang sama (Sari et al. 2017).
Varietas lokal asal sumenep Madura ini mempunyai ciri yang menonjol sehingga mudah dibedakan dari varietas lainnya. Ciri tersebut sebagai berikut: umbinya berwarna kuning pucat sampai merah muda kekuning-kuningan pucat dan bergaris- garis halus. Bentuk umbi bulat panjang, bawang ini banyak diolah menjadi bawang goreng karena hasilnya mempunyai kualitas baik, tahan kering, dan aromanya sangat digemari (Rahayu, 2000).
Nilai ragam genetik dan ragam fenotipik didasarkan pada standar deviasi genetik dan fenotipik masing-masing karakter. Karakter tinggi tanaman, lebar daun, tebal daun, tinggi batang semu, diameter batang semu, jumlah daun per rumpun, berat kering umbi per rumpun, susut bobot basah-kering umbi, hasil umbi basah per hektar dan hasil umbi kering per hektar memiliki ragam genetik yang sempit, tetapi memiliki ragam fenotipik yang luas. Karakter yang memiliki keragaman genetik luas akan memiliki keragaman fenotipik luas, tetapi karakter yang memiliki keragaman genetik sempit belum tentu keragaman fenotipenya sempit (Priyanto et al., 2018).
Pengaruh Kolkisin Dalam Perubahan Kaarakter Bawang Merah (Allium ascalonicum L.)
Peningkatan ukuran umbi bawang merah dapat dilakukan melalui manipulasi penggandaan kromosom (poliploid) dengan memanfaatkan kolkisin. Pengaruh poliploidi pada tanaman adalah peningkatan ukuran nukleus, sehingga dapat mengakibatkan penambahan ukuran sel dan jaringan, organ dan tanaman. Umumnya kolkisin akan bekerja efektif pada konsentrasi 0,01 - 1% untuk jangka waktu 6 - 72 jam, namun setiap jenis tanaman memiliki respon yang berbeda- beda (Lundqvist et. al., 2012).
Kolkhisin menghambat pembentukan benang-benang spindel pada tahap profase, menghambat pembelahan inti, pemisahan kromosom, pembentukan anak sel dan secara efektif menghentikan proses pembelahan, karena itu keberadaan kolkhisin menyebabkan kromosom tidak dapat terbagi menjadi dua anak sel yang baru sehingga mengakibatkan jumlah kromosom dalam sel tersebut menjadi dua kali lipat. Dengan konsentrasi yang cukup, benang-benang spindel yang telah terbentuk pada tahap anafase dapat dihancurkan (Eigsti dan Dustin, 1957).
Konsentrasi kolkhisin 1% yang diinduksikan pada tanaman bawang merah (Allium ascalonicum L.) telah mempengaruhi variasi bentuk, ukuran, dan jumlah kromosom. Perlakuan kolkisin pada tanaman biasanya dilakukan dengan menggunakan larutan kolkisin dengan konsentrasi sekitar 0,2%, sedangkan lama sel-
sel tanaman kontak dengan larutan kolkhisin bervariasi antara
24-96 jam (Suminah 2002).
Bibit bawang merah yang unggul dan yang tahan serangan hama penyakit dapat diperoleh dengan cara pemuliaan tanaman diantaranya yaitu melalui teknik mutasi kimia dengan kolkisin dan teknik mutasi fisik dengan iradiasi sinar gamma. Dengan perlakuan perendaman dan konsentrasi kolkisin berpengaruh nyata terhadap perubahan lebar daun, tinggi tanaman, bobot segar, diameter umbi, volume umbi, bobot siung dan kandungan protein pada bawang merah (Hindarti, 2016).
Salah satu kultivar unggul bawang merah di Indonesia ialah Batu Ijo yang mampu beradaptasi di dataran tinggi dan rendah. Kultivar bawang merah tersebut memiliki keunggulan yaitu rasa yang dihasilkan lebih pedas dengan aroma yang kuat, namun umbi yang dihasilkan kultivar ini masih berukuran sedang. Penelitian induksi poliploid dapat dilakukan pada kultivar bawang merah ini untuk perbaikan ukuran umbi. menyatakan bahwa konsentrasi larutan kolkisin 0,0005% dan 0,001% dengan
perendaman 6 jam berpengaruh terhadap jumlah kromosom Bawang Merah (Permadi et al., 2017).
Inisiasi Regenerasi Secara Mutasi Menggunakan Kolkisin Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Varietas Tajuk.
Peningkatan produksi tanaman bawang merah dapat dilakukan dengan menerapkan teknik atau metode pemuliaan tanaman, sebagai upaya perbaikan genetik tanaman, seperti mendapatkan varietas baru bawang merah yang lebih unggul dari varietas sebelumnya. Metode tersebut juga dimanfaatkan untuk memperbaiki karakter- karakter tanaman, terutama karakter hasil dan produksi. (Sari et al., 2019).
Pemuliaan mutasi tanaman merupakan salah satu metode dalam pemuliaan tanaman yang dapat diterapkan dalam peningkatan keragaman karakter tanaman, selain persilangan, fusi protoplas dan rekayasa genetika. Metode ini dapat dilakukan dengan tiga cara, yaitu fisik, kimia dan biologi. Dalam penelitian ini digunakan cara kimia dengan mutagen kolkisin (Herman et al., 2013).
Menurut Suminah et al. (2002), kolkisin dapat menyebabkan variasi bentuk, ukuran dan jumlah kromosom pada tanaman bawang merah (Allium ascalonicum L.), dan terbentuknya bagian atau individu tanaman yang bersifat poliploid dengan jumlah kromosom yang berlipat ganda, sehingga secara morfologi ukurannya terlihat lebih besar (Suminah et al., 2002).
Kolkisin dalam konsentrasi optimal dapat menghasilkan tanaman poliploid dengan ukuran diameter batang yang lebih besar dibandingkan tanaman kontrol, sedangkan konsentrasi yang terlalu tinggi atau terlalu lama waktu perendaman akan mengakibatkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman terhambat serta dapat menyebabkan kematian pada tanaman (Friska et al., 2017).
Induksi mutasi dengan kolkisin yang diterapkan pada umbi bawang merah varietas Tajuk ini dilakukan untuk melihat bagaimana pengaruh yang ditimbulkan oleh mutagen kolkisin terhadap beberapa karakter bawang merah ini. Mutagen kolkisin diharapkan dapat menginduksi terjadinya perubahan karakter yang lebih baik, terutama pada karakter hasil dan produksi (Kharde, 2017).
KESIMPULAN
1. Larutan kolkisin konsentrasi 0-0.5% mempengaruhi penampilan tanaman bawang merah varietas Tajuk mutan putatif M1, tapi tidak mempengaruhi hasil umbi tanaman, berpengaruh nyata pada jumlah anakan dan jumlah benih tumbuh abnormal, serta pada karakter kualitatif warna daun, tapi tidak berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, jumlah umbi, bobot basah dan bobot kering.
2. Nilai lethal concentration (LC) larutan kolkisin tanaman bawang merah varietas Tajuk diperoleh pada konsentrasi 0.33% pada LC30.
3. Pemberian Kolkhisin pada Bawang Merah (Aliium ascalonicum L.) dapat mempengaruhi morfologi tanaman.
4. Kolkisin dalam konsentrasi optimal dapat menghasilkan tanaman poliploid dengan ukuran diameter batang yang lebih besar dibandingkan tanaman kontrol.
5. Pemberian kolkisin berpengaruh nyata meningkatkan rataan panjang tanaman, jumlah daun, diameter umbi, bobot basah umbi, bobot kering umbi, perubahan morfologi serta jumlah kromosom tanaman bawang merah
Saran
Dengan adanya penulisan paper ini diharapkan dapat bermanfaat bagi para pembaca, dalam hal Inisiasi Regenerasi Secara Mutasi Menggunakan Kolkisin Pada Umbi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Varietas Tajuk
DAFTAR PUSTAKA
Abadi, Haryanto, Bambang dan Muhajier. 2006. Teori Darwin dalam Pandangan Sains dan Islam. Jakarta: Gema Insani
Alam, M.M., M.K. Karim, M.A. Aziz, M.M Hossain, B. Ahmed, A. Mandal. 2013.
Induction and evaluation of polyploidy in some local potato varieties of Bangladesh. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 1(2): 16-21.
Alam, M.M., M.K. Karim, M.A. Aziz, M.M Hossain, B. Ahmed, A. Mandal. 2011.
Induction and evaluation of polyploidy in some local potato varieties of Bangladesh. Journal of Biodiversity and Environmental Sciences. 1(2): 16-21.
Andriani, S. 2020. Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Pada Umur Simpan Dan Suhu Penyimpanan Yang Berbeda.
[Skripsi]. Pekanbaru: Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau, Fakultas Pertanian, Program Studi Agroteknologi.
Ardila, S. 2016. Pemberian Kapur Pertanian (CaMg (CO3)2) Untuk Meningkatkan Produksi Beberapa Varietas Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Di Tanah Lebak. Skripsi. Fakultas Pertanian. Universitas Muhammadiyah Palembang Ayu, N., G., Abdul, R., dan Sakksa, S. 2016. Pertumbuhan Dan Hasil Dua Varietas
Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Pada Berbagai Jarak Tanam. e-J.
Agrotekbis. 4 (5): 530-536.
Chahal, G.S and S.S Gosal. 2002. Principles and Procedures of Plant Breeding. Alpha Science International Ltd. Harrow, U.K
Estu, R, dan Nur, B., 2015. Bawang Merah. Penebar Swadaya, Cet12, 2015. Jakarta.
Hal 6
Firmansyah M. A. dan Anto A. (2013). Teknologi Budidaya Bawang Merah Lahan Marjinal Diluar Musim. Kantor Perwakilan Bank Indonesia. Provinsi Kalimantan Tengah. Palangka Raya.
Gultom, A. 2018. Respon Pertumbuhan Dsn Produksi Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Terhadap Pemberian Kompos Kulit Jengkol Dan Pupuk Organik Cair Eceng Gondok. Medan : Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Fakultas Pertanian, Program Studi Agroteknologi.
Hardjowigeno, S. 2016. Klasifikasi Tanah dan Pedogenesis. Akamedi Presindo, Jakarta.
Herman, H., I.N. Malau, D.I. Roslim. 2013. Pengaruh mutagen kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna radiata L.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan.
In: Seminar Nasional Biodiversitas dan Ekologi Tropika Indonesia (BioETI).
Padang: Universitas Andalas, p. 12
Hervani, D.L., Syukriani., E. Swasti dan Erbasrida. 2014. Teknologi budidaya bawang merah pada beberapa media dalam pot di Kota Padang. Jurnal Warta Pengabdian Andalas, 15 (22): 1-8.
Hindarti, N.W. 2016. Lama Perendaman dan Konsentrasi Kolkisin pada Poliploidisasi Bawang Putih. (Skripsi Fakultas Pertanian Universitas Pembangunan Nasional
“Veteran” Yogyakarta). Fakultas Pertanian UPN. Yogyakarta.
Jain, M.S. 2010. Mutagenesis in crop improvement under the climate change. Rom.
Biotechnol. Lett. 15:88- 106.
Jumini, Yeni S., dan Nurul F., 2010. Pengaruh pemotongan umbi bibit dan Jenis Pupuk Organik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Bawang Merah. Jurnal Floratek. 5(2) : 164- 171.
Jumini, Yeni S., dan Nurul F., 2010. Pengaruh pemotongan umbi bibit dan Jenis Pupuk Organik Terhadap Pertumbuhan dan Hasil Bawang Merah. Jurnal Floratek.
5(2): 164- 171.
Kharde, A., N. Chavan, M. Chandre, R. Autade, M. Khetmalas. 2017. In Vitro enhancement of bacoside in brahmi (Bacopa monnieri) using colchicine. J.
Plant Physiol.Biochem. 5(01): 1000172. Doi: 10.4172/2329- 9029.1000172.
Mangoendidjojo, W. 2003. Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman. Yogyakarta : Penerbit Kanisius
Medina F-IS, Amano E, Tano S. 2004. Mutation Breeding Manual, Japan. Forum For Nuclear Coorporation in Asia (FNCA).
Nugrahini, T. 2013. Respon Tanaman Bawang Merah (Allium Ascolonicum L.) Varietas Tuk Tuk Terhadap Pengaturan Jarak Tanam Dan Konsentrasi Pupuk Organik Cair Nasa. Fakultas Pertanian Universitas Widya Gama Mahakam.
Samarinda.
Permadi, A.H, R Cahyani, S. Syarif. 1991. Cara Pembelahan Umbi, Lama Perendaman, dan Konsentrasi Kolkhisin Pada Poliploidisasi Bawang Merah ’Sumenep’.
Zuriat. 2(5): 17- 26
Pharmawati, M., N.L.A.J. Wistiani. 2015. Induksi mutasi kromosom dengan kolkisin Pada Bawang Putih (Allium sativum L.) kultivar “Kesuna Bali”. J. Bios. Logos.
5(1). Doi: 10.35799/jbl.5.1.2015.9317.
Priyanto, S.B., M. Azrai, & M. Syakir. (2018). Analisis Ragam Genetik, Heritabilitas, dan Sidik Lintas Karakter Agronomik Jagung Hibrida Silang Tunggal. Inform.
Pertan. 27(1): 1–8.
Putra, W. S. 2015. Kitab Herbal Nusantara Kumpulan Resep dan Ramuan Tanaman Obat untuk Berbagai Gangguan Kesehatan. Yogyakarta: Katahati.
Rahayu, E dan Berlian, N. 2000. Bawang Merah. Jakarta: Penebar Swadaya
Ranney, T.G. 2006. Polyploidi: from evolution to landscape plant improvement.
http://www.ces.ncsu.edu (diunduh pada tanggal 1 februari 2013)
Saidah, Muchtar, Syafruddin, dan Retno, P. 2019. Pertumbuhan Dan Hasil Panen Dua Varietas Tanaman Bawang Merah Asal Biji Di Kabupaten Sigi, Sulawesi Tengah. Pros. Semnas Masy Biodiv. Indonesia. 5 (2).
Sari, Y., Sobir, M. Syukur, D. Dinarti. 2019. Induksi poliploid TSS (True Shallot Seed) Bawang Merah varietas Tri- sula menggunakan kolkisin. J. Hort. Indonesia.
10(3): 145–153. Doi: 10.29244/jhi.10.3.145-153.
Sembiring, Y. E. B., Azizah, E., & Samaullah, M. Y. 2022. KORELASI KERAGAMAN GENETIK KARAKTER MORFOLOGI DAN AGRONOMI BEBERAPA AKSESI BAWANG MERAH (ALLIUM CEPA L.) DI DATARAN RENDAH. Jurnal AGROHITA: Jurnal Agroteknologi Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Tapanuli Selatan, 7(4), 773-778.
Suhardi, 2018. Jurnal Hortikultura, Badan Penelitian dan Pengembangan Hortikultura, Jakarta. Hlm. 1021.
Suminah, dan Setyawan, A. 2002. Induksi Poliploidi Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) dengan Pemberian Kolkisin. Biodiversitas. Vol. 3 (1): 174-180
Triharyanto, E., Samanhudi, B. P., dan Purnomo, D .2013. Kajian pembibitan dan budidaya bawang merah (Allium ascalonicum L.) melalui biji botani (True Shallot seed). Seminar Nasional Fak. Pertanian UNS Surakarta Dalam Rangka Dies Natalis Tahun 2013, 21–23.
Utami, P., Puspaningtyas, D. E., dan Gz, S. 2013. The miracle of herbs. AgroMedia Wistiani J., L., P., Made. 2015. Induksi Mutasi Kromosom dengan Kolkisin Pada
Bawang Putih (Allium sativum L.) Kultivar ‘Kesuma Bali’. Jurnal Bioslogos.
5(1) : 110-120.
Wulandari, R., N.E. Suminarti, H.T. Sebayang. 2016. Pengaruh Jarak Tanam dan Frekuensi Penyiangan Gulma pada Pertumbuhan dan Hasil Tanaman Bawang Merah. J. Produksi Tanaman 4 (7) : 547-553.
Zul, I. A. S. 2020. Respon Pertumbuhan Dan Hasil Tanaman Bawang Merah (Allium ascalonicum L.) Terhadap Pemberian Pupuk NPK Dan POC Rumen Sapi.
[Skripsi]. Medan: Universitas Muhammadiyah Sumatera Utara, Fakultas Pertanian, Program Studi Agroteknologi.
LAMPIRAN
24
