Agrosains 12(2): 60-65, 201060

ABSTRACT

Key words : chromosom, karyotipe, ginger, Zingiber officinale

Faizal Kusuma Yulianto1) dan Parjanto2)

PENDAHULUAN

1 Alumni Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian UNS Surakarta2 Staf Pengajar Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian UNS Surakarta

ANALISIS KROMOSOM JAHE (Zingiber officinale var. officinale)

cytogenetic information of ginger (Z. officinale var. officinale) will be useful for breedingprogram of this crops. The chromosomes analysis of ginger has been done by squash-acetoorcein method. It was found that the chromosomes number of ginger was 2n = 24 (22 + 2B),The

chromosomes length were 2.41 ± 0.33 µm to 6.29 ± 0.36 µm. The intrachromosomal asymetry index was 0.249 ± 0.009and the interchromosomal asymetry index was 0.295 ± 0.044. It was suggested that the karyotipe formula of gingerwas 2n = 24 = (22 + 2B) = 8 m + 3 sm + 1B m, wich is consists of 8 pairs of metacentric chromosomes, 3 pairs ofmetacentric chromosome, and 1 pair of metacentric B chromosomes.

Chromosomes Analysis Of Ginger (Zingiber Officinale Var. Officinale)

Jahe (Zingiber officinale Rosc.) merupakan

komoditas penting dalam pengusahaan tanaman obat-abatan di Indonesia. Pemakaian jahe semakin meluastidak hanya sebagai bahan rempah dan obat, tetapi jugasebagai bahan makanan, minuman dan kosmetika.Prospek pasar jahe akan semakin cerah dengan semakin

meningkatnya jumlah kebutuhan terhadap jahe.Dikemukanan Sumarsono (2009), bahwa jenis biofarmakayang paling banyak dibutuhkan adalah jahe, yaknisebesar 5.000 ton/tahun.

Salah satu permasalahan dalam pengusahaan

tanaman jahe adalah terbatasnya jumlah varietas/kultivarunggul sehingga perlu upaya pembentukan kultivar-kultivar jahe unggul baru melalui program pemuliaan.Secara umum, sampai saat ini dikenal tiga macam/kultivarjahe, yakni jahe merah, jahe putih besar (jahe Gajah), dan

jahe putih kecil (jahe Emprit). Jahe putih dibutuhkandalam jumlah besar dibanding jahe merah. Pemuliaan jahedapat diarahkan untuk membentuk varietas unggul yangmempunyai sifat-sifat: daya hasil tinggi, kandungan

bahan kasiat obat (minyak atsiri) tinggi, dan tahanterhadap serangan hama dan penyakit.

Informasi genetika tanaman jahe, salah satunyaadalah susunan kromosom (karyotipe), sangat bergunauntuk mendukung program pemuliaan tanaman obattersebut. Beberapa penelitian berkaitan dengan genetikajahe telah dilakukan. Erlin-Rachman (1998) telah

mempelajari biologi perbungaan jahe merah. Setyawan(2002) telah meneliti keragaman varietas jahe berdasarkankandungan kimia minyak atsiri. Upaya peningkatanragam genetik tanaman jahe melalui keragamansomaklonal dengan teknik kultur jaringan telah dilakukan

oleh Ika-Mariska dkk. (1996). Percobaan persilanganbuatan jahe putih dengan jahe merah telah dilakukannamun belum berhasil karena tidak dapat terbentuk biji(Nurliani Bermawie et al., 1996). Makalah ini memaparkanhasil penelitian tentang analisis kromosom jahe, yang

meliputi jumlah kromosom, ukuran panjang kromosom,bentuk kromosom, rumus karyotipe, dan indeks asimetrikaryotipe.

61

Analisis Kromosom Jahe (Zingeber officinale var. officinale) ................. (Faizal Kusuma Yulianto dan Parjanto)

BAHAN DAN METODE

HASIL DAN PEMBAHASAN

Bahan Tanam

Bahan tanam yang digunakan adalah bibittanaman jahe Putih Besar (Z. officinale var. officinale).Bibit ditanam dalam media tumbuh untuk menumbuhkan

akar-akar baru yang bersifat meristimatis. Ujung akaryang aktif tumbuh (meristimatis) digunakan sebagaibahan pembuatan sediaan (preparat) untuk pengamatankromosom.

Pembuatan Sediaan Kromosom dengan MetodePencet (Squase)

Pembuatan sediaan kromosom meliputi:pengambilan bahan tanam, pra-perlakuan, fiksasi,maserasi (hidrolisis), pewarnaan, dan pemencetan

(squase). Pengambilan bahan tanam dilakukan padapukul 07.00 dengan memotong ujung akar yangmeristimatis ± 5 mm. Pra perlakuan dengan merendamujung akar dalam aquadest 5 ? 10 ºC selama 24 jam. Fiksasidilakukan menggunakan larutan Carnoy 2 (6 etanol : 3

kloroform : 1 asam asetat glasial) selama 24 jam. Maserasi/hidrolisis dilakukan dengan HCl 1N pada suhu ruangselama 10 menit. Pewarnaan menggunakan Aceto-orcein2 % selama ± 24 jam. Pemencetan dilakukan denganmelatkaan ujung akar pada gelas preparat, ditetesi asam

asetat 45 %, ditutup dengan gelas penutup, kemudiandipencet (squash).

Pengamatan Kromosom

Pengamatan dilakukan dengan mikroskop.Kromosom tahap metafase/prometafase yangmenunjukkan penyebaran kromosom dengan baikdipotret dengan mikroskop-foto Nikon dan dibuat

mikrografinya. Hasil cetak gambar kromosom digunakanuntuk pengamatan jumlah, ukuran, dan bentukkromosom. Pengamatan panjang kromosom meliputipanjang lengan pendek (p), panjang lengan panjang (q),dan panjang total (p+q) dilakukan dengan memaparkan

gambar kromosom pada millimeter block kemudian diukurdengan mikrogarfi obyek mikrometer. Bentuk masing-masing kromosom ditentukan berdasarkan nisbah lengankromosom (r = q/p) mengkuti cara Olinici cit.Ciupercescuet al. (1990) sebagaimana dipaparkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Bentuk kromosom berdasarkan nisbah lengankromosom

Analisis Kromosom

Bentuk kromosom Rasio lengan (r = q/p) Metasentrik (m) 1, 0 -1,7 Submetasentrik (sm) 1,7 – 3,0 Akrosentrik (t) 3,0 – 7,0 Telosentrik (T) > 7,0

Analisis kromosom dilakukan secara deskriptifberdasarkan gambar kromosom hasil pemotretan dan datapengamatan panjang dan bentuk kromosom. Susunankromosom secara berpasangan (kromosom homolog) dan

berurutan dari ukuran terpanjang sampai terpendekdipaparkan sebagai karyogram. Pasangan kromosomhomolog ditentukan berdasarkan kemiripan ukuran danbentuk kromosom. Berdasarkan rata-rata pengamatanpanjang absolut dan nisbah lengan masing-masing

kromosom disusun idiogram kromosom tanaman ginger.Indeks asimetri intrakromosomal dan

interkromosomal ditentukan mengikuti Romero cit. Chendan Roath (1995). Indeks asimetri intrakromosomal (A1)= 1 - , dengan bi adalah rata-rata lengan pendek tiap

pasangan kromosom homolog, Bi adalah rata-rata lenganpanjang tiap pasangan kromosom homolog, dan n adalahjumlah pasangan kromosom homolog. Indeks asimetriinterkromosomal (A2) = SD/ , dengan SD adalah standarddeviasi panjang kromosom dalam suatu karyotipe dan

adalah rata-rata panjang kromosom dalam suatukaryotipe.

Jumlah KromosomHasil penelitian ini menunjukkan bahwa tanaman

jahe (Z. officinale var. officinale) mempunyai jumlahkromosom 2n = 24 (Gambar 1, 2). Dikemukakan olehDarlington dan Wylie (1955) bahwa Z. officinale memilikijumlah kromosom 2n = 22 atau 2n = 22 + 2B. Dengandemikian, hasil penelitian ini membenarkan bahwa jumlah

kromosom jahe adalah 2n = 22 + 2B (22 kromosom + 2kromosom tamabahan). Suryo (1995) menyatakan bahwadapat terjadi kelebihan kromosom baik pada haploid (n)maupun diploid (2n) yang disebabkan oleh adanyakromosom-kromosom tambahan yang dinamakan

kromosom supernumerary atau kromosom B.

Agrosains 12(2): 60-65, 201062

Gambar 1. Kromosom sel ujung akar jahe (Z. officinalevar. officinale), 2n = 22 + 2B

Gambar 2. Karyogram kromosom jahe Putih (Z. officinalevar. officinale)

Gambar 3. Idiogram kromosom Z. officinale var.officinale disusun berdasarkan rata-rata panjangdan bentuk kromosom yang diuraikan pada Tabel2

Panjang Kromosom

Panjang total (lengan panjang + lengan pendek)kromosom jahe berkisar antara 2,41 ± 0,33 µm sampai6,29 ± 0,36 µm. Hasil pengamatan panjang kromosom

jahe secara rinci dipaparkan pada Tabel 2. Panjang lengan

Bentuk Kromosom dan Karyotipe

Berdasar nisbah lengan panjang dan lenganpendek kromosom (q/p), jahe mempunyai kromosom

berbentuk metasentris dan sub metasentris. Pasangankromosom nomor 1, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11, dan 12 berbentukmetasentris, sedangkan pasangan kromosom nomor 2,3, dan 7 dan berbentuk submetasentrik (Tabel 2).

Selanjutnya, berdasarkan hasil penghamatan

jumlah dan bentuk kromosom, diusulkan rumus karyotipekromosom jahe adalah 2n = 22 + 2B = 8 m + 3 sm + 1 m(B), yakni terdiri atas 8 pasang kromosom metasentris, 3pasang kromosom sub metasentris dan 1 pasangkromosom tambahan (kromosom B) berbentuk

metasentris.

Indeks Asimetri Karyotipe

Nilai indeks asimetri intrakromosomal (A1)tanaman jahe adalah 0,249 ± 0,009, sedangkan nilai indeksasimetri interkromosomal (A2) adalah 0,295 ± 0,044. Nilai

A1 yang kecil menunjukkan bahwa kromosom tanamanjahe cenderung berbentuk metasentrik. Nilai indeksasimetri interkromosomal (A2) digunakan untukmengetahui variasi (keragaman) ukuran kromosom dalamsatu karyotipe. Nilai indeks asimetri interkromosomal (A2)

tanaman jahe yang kecil menunjukkan bahwa variasi(keragaman) ukuran kromosom dalam satu karyotipe tidakterlalu besar. Nilai indeks asimetri intrakromosomal daninterkromosomal yang kecil menunjukkan adanyakecenderungan kemirimpan bentuk dan ukuran antar

kromosom. Oleh karen itu, pengamatan kromosomdengan teknik pemitaan kromosom (chromosombanding) dapat meningkatkan ketepatan identifikasikromosom secara individual dan penentuan pasangankromosom homolog.

panjang berkisar antara 1,47 ± 0,24 µm sampai dengan3,76 ± 0,60 µm, sedangkan lengan pendeknya berkisar

antara 0,94 ± 0,10 µm sampai 2,94 ± 0,26 µm. Standardeviasi ukuran kromosom yang cukup besar padapenelitian ini (Tabel 2) kemungkinan disebabkan olehperbedaan tingkat kondensasi kromosom-kromosomyang diukur.

Pada umumnya ukuran kromosom tambahan(kromosom B) lebih kecil dari kromosom set normalnya(Suryo (1995). Oleh karena itu diusulkan bahwakromosom B tanaman jahe adalah pasangan kromosomnomor 12 (terpendek).

63

Analisis Kromosom Jahe (Zingeber officinale var. officinale) ................. (Faizal Kusuma Yulianto dan Parjanto)

Tabel 2. Ukuran kromosom jahe (Z. officinale var. officinale)

Pasa-ngan Kromosom

Panjang Kromosom ( ±X SD, µm) Nisbah lengan r = q/p

Bentuk Kro-

mosom Lengan panjang

(q) Lengan pendek

(p) Panjang total

(q+p)

1 3,35 ± 0,12 2,94 ± 0 ,26 6,29 ± 0,36 1,15 m 2 3,76 ± 0,60 2,01 ± 0 ,34 5,77 ± 0,86 1,89 sm 3 3,26 ± 0,44 1,82 ± 0 ,44 5,08 ± 0,86 1,84 sm 4 2,58 ± 0,16 2,27 ± 0 ,15 4,85 ± 0,25 1,14 m 5 2,30 ± 0,18 2,01 ± 0 ,13 4,31 ± 0,24 1,15 m 6 2,14 ± 0,20 2,04 ± 0 ,12 4,19 ± 0,27 1,05 m 7 2,45 ± 0,38 1,39 ± 0 ,20 3,87 ± 0,51 1,76 sm 8 2,12 ± 0,26 1,35 ± 0 ,19 3,47 ± 0,43 1,58 m 9 1,69 ± 0,16 1,56 ± 0.16 3.25 ± 0.30 1,09 m

10 1,80 ± 0,15 1,26 ± 0 ,18 3,06 ± 0,21 1,45 m 11 1,57 ± 0,25 1,32 ± 0 ,16 2,89 ± 0,33 1,19 m 12 1,47 ± 0,24 0,94 ± 0 ,10 2,41 ± 0,33 1,55 m

Keterangan: m = metasentrik, sm = submetasentrik

KESIMPULAN

Jahe (Z. officinale var. officinale) mempunyaijumlah kromosom 2n = 24 (22 + 2B), panjang kromosom

berkisar 2.41 ± 0.33 µm sampai 6.29 ± 0.36 µm, dua macambentuk kromosom (metasentris dan sub metasentris),indeks asimetri intrakromosomal sebesar 0,249 ± 0,009,dan indeks asimetri interkromosomal sebesar 0,295 ±0,044. Berdasar hasil analisis sifat-sifat morfologi

komosom, rumus karyotipe jahe adalah 2n = 24 (22 + 2B)= 8 m + 3 sm + 2B m, yakni terdiri atas 8 pasang kromosom

SARANIdentifikasi kromosom jahe dengan teknik

pemitaan kromosom (chromosome banding) perludilakukan untuk identifikasi kromosom secara individu

dan penentuan pasangan kromosom homolog secaralebih akurat.

metasentris, 3 pasang kromosom sub metasentris dan 1pasang kromosom tambahan (kromosom tambahan)metasentris.

DAFTAR PUSTAKA

Bermawie, N. B. Martono, N. Ajijah, SF Syahid, danHadad EA. 2003. Status Pemuliaan Tanaman jahe.Perkembangan Teknologi TRO, 15(2): 39 - 56.

Chen, W. and W.W. Roath. 1995. Karyotype of Cuphealanceolata Ait. and Cuphea viscosissima Jacq.

Crop Sci. 35: 246-250.

Ciupercescu, D.D., J.Veuskens, A. Mouras, D. Ye, M.Briquet and I. Negrutiu. 1990. KaryotypingMelandrium album, a dioecious plant with het-eromorphic sex chromosomes. Genome 33: 556-562.

Darlington, C. D. dan A. P. Wylie. 1955. ChromosomeAtlas of Flowering Plants. George Allen andUnwin LTD. London.

Erlin-Rachman. 1998. Biologi Perbungaan Jahe Merah

(Zingiber officinale Rosc Var. Rubra). BeritaBiologi 4 (4): 163-166.

Ika-Mariska, D. Sukmadjaja dan S. Fatimah Syahid. 1996.Peningkatan Ragam Genetik Tanaman JaheMelalui Keragaman Somaklonal. 1994. BuletinLitri No 7: 1-6.

Agrosains 12(2): 60-65, 201064

Nurliani-Bermawie, Hadad E.A. dan Nur Ajijah. 1996.Plasma Nutfah dan Pemuliaan Tanaman Obat.

Dalam Prosiding Forum Strategi dan KoordinasiPengembangan Agroindustri Tanaman Obat,Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian,115-132.

Setyawan, A. D. 2002. Keragaman Varietas Jahe(Zingiber officinale Rosc.) Berdasarkan

Kandungan Kimia Minyak Atsiri. BioSMART 4(2): 48-54.

Sumarsono, T. 2009. Agrofarmasi Indonesia, Pasar dan

Potensi. http://www.pikiran-rakyat.com/. Diaksestanggal 3 Januari 2009.

Suryo. 1995. Sitogenetika. UGM Press, Yogyakarta.