pengaruh mutagen kolkisin pada biji kacang hijau (vigna ... · pdf filemutasi pada fase...

8
ISSN 978-602-14989-0-3 BioETI Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna radiata L.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan HERMAN, IRMA NATALINA MALAU DAN DEWI INDRIYANI ROSLIM Jurusan Biologi FMIPA Universitas Riau, Kampus Binawidya Km 12.5, Jl. HR Soebrantas, Panam, Pekanbaru 28293, Riau E-mail: [email protected] ABSTRACT Kolkisin merupakan mutagen yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman serta menyebabkan mutasi jumlah kromosom. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi pengaruh mutagen kolkisin pada biji kacang hijau (Vigna Radiata l.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan. Biji kacang hijau diperoleh dari petani kacang hijau di Kabupaten Kampar. Dosis kolkisin yang digunakan adalah 0.00% (K0), 0.02% (K1), 0.04% (K2), 0.06% (K3), 0.08% (K4), dan 0.10% (K5). Parameter yang diamati meliputi pertumbuhan dan jumlah kromosom. Preparat kromosom dipersiapkan menggunakan metode squash. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dosis 0.06% (K3) dapat mengubah jumlah kromosom tanaman kacang hijau dari diploid (2n=22) menjadi tetraploid (2n=44). Dosis 0.10% (K5) merupakan dosis terbaik dalam mempengaruhi tinggi tanaman (37.81 cm), jumlah cabang pada batang utama (10.56 cabang), jumlah buku produktif (7.07 buku), bobot basah tanaman keseluruhan (45.57 g), jumlah polong per tanaman (11.75 polong), jumlah biji per polong (11.17 biji), dan bobot biji per tanaman (8.52 g). Key words: kacang hijau (Vigna radiata L.), kolkisin, metode squash, mutasi, kromosom Pendahuluan Kacang hijau (Vigna radiata L.) merupakan tanaman diploid dengan jumlah kromosom 2n=2x=22 (Parida et al., 1990). Produksi kacang hijau dapat ditingkatkan dengan menanam bibit kacang hijau unggul. Varietas unggul salah satunya dapat dirakit melalui proses mutasi buatan. Salah satu mutagen adalah senyawa kolkisin. Senyawa kolkisin dapat menyebabkan perubahan jumlah kromosom. Perubahan jumlah kromosom akan berdampak pada fenotipe dan pertumbuhan tanaman, seperti tanaman menjadi lebih kekar, bagian tanaman bertambah lebih besar (akar, batang, daun, bunga, dan buah), dan sifat-sifat yang kurang baik akan menjadi lebih baik tanpa mengubah potensi hasilnya (Sulistianingsih 2006). Pengaruh kolkisin terhadap mutasi jumlah kromosom dan pengaruhnya pada pertumbuhan tanaman sangat bergantung pada dosis yang digunakan. Menurut Suryo (1995), konsentrasi kolkisin yang efektif yaitu 0,01%-1,00%. Banowo (2011) melaporkan bahwa konsentrasi kolkisin sebesar 0,1% mampu menginduksi terjadinya mutasi yaitu peningkatan ukuran sel ujung akar, berat biji, dan kadar protein pada biji, sedangkan konsentrasi di bawah 0,1% belum mampu menginduksi terjadinya mutasi. Oleh karena itu penelitian ini bertujuan mengidentifikasi pengaruh mutagen kolkisin pada biji kacang hijau (Vigna Radiata l.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan. BAHAN DAN METODE Tanah Bahan Penelitian. Biji kacang hijau diperoleh dari petani kacang hijau di Kabupaten Kampar, Riau. Perlakuan Kolkisin. Perlakuan berupa 6 dosis kolkisin, yaitu 0.00% (K0), 0.02% (K1), 0.04% (K2), 0.06% (K3), 0.08% (K4), dan 0.10% (K5). Untuk setiap perlakuan, sebanyak 80 biji kacang hijau direndam dengan berbagai dosis kolkisin selama 24 jam. Setelah itu, 20 biji digunakan untuk pengamatan jumlah

Upload: duongtuyen

Post on 01-Feb-2018

270 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

ISSN 978-602-14989-0-3 BioETI

Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vignaradiata L.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan

HERMAN, IRMA NATALINA MALAU DAN DEWI INDRIYANI ROSLIM

Jurusan Biologi FMIPA Universitas Riau, Kampus Binawidya Km 12.5, Jl. HR Soebrantas,Panam, Pekanbaru 28293, RiauE-mail: [email protected]

ABSTRACTKolkisin merupakan mutagen yang dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman serta menyebabkan mutasi jumlahkromosom. Penelitian ini bertujuan mengidentifikasi pengaruh mutagen kolkisin pada biji kacang hijau (Vigna Radiatal.) terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan. Biji kacang hijau diperoleh dari petani kacang hijau di KabupatenKampar. Dosis kolkisin yang digunakan adalah 0.00% (K0), 0.02% (K1), 0.04% (K2), 0.06% (K3), 0.08% (K4), dan0.10% (K5). Parameter yang diamati meliputi pertumbuhan dan jumlah kromosom. Preparat kromosom dipersiapkanmenggunakan metode squash. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa dosis 0.06% (K3) dapat mengubah jumlahkromosom tanaman kacang hijau dari diploid (2n=22) menjadi tetraploid (2n=44). Dosis 0.10% (K5) merupakan dosisterbaik dalam mempengaruhi tinggi tanaman (37.81 cm), jumlah cabang pada batang utama (10.56 cabang), jumlah bukuproduktif (7.07 buku), bobot basah tanaman keseluruhan (45.57 g), jumlah polong per tanaman (11.75 polong), jumlahbiji per polong (11.17 biji), dan bobot biji per tanaman (8.52 g).

Key words: kacang hijau (Vigna radiata L.), kolkisin, metode squash, mutasi, kromosom

Pendahuluan

Kacang hijau (Vigna radiata L.) merupakantanaman diploid dengan jumlah kromosom2n=2x=22 (Parida et al., 1990). Produksikacang hijau dapat ditingkatkan denganmenanam bibit kacang hijau unggul. Varietasunggul salah satunya dapat dirakit melaluiproses mutasi buatan. Salah satu mutagenadalah senyawa kolkisin. Senyawa kolkisindapat menyebabkan perubahan jumlahkromosom. Perubahan jumlah kromosom akanberdampak pada fenotipe dan pertumbuhantanaman, seperti tanaman menjadi lebih kekar,bagian tanaman bertambah lebih besar (akar,batang, daun, bunga, dan buah), dan sifat-sifatyang kurang baik akan menjadi lebih baik tanpamengubah potensi hasilnya (Sulistianingsih2006).

Pengaruh kolkisin terhadap mutasi jumlahkromosom dan pengaruhnya pada pertumbuhantanaman sangat bergantung pada dosis yangdigunakan. Menurut Suryo (1995), konsentrasikolkisin yang efektif yaitu 0,01%-1,00%.

Banowo (2011) melaporkan bahwa konsentrasikolkisin sebesar 0,1% mampu menginduksiterjadinya mutasi yaitu peningkatan ukuran selujung akar, berat biji, dan kadar protein padabiji, sedangkan konsentrasi di bawah 0,1%belum mampu menginduksi terjadinya mutasi.Oleh karena itu penelitian ini bertujuanmengidentifikasi pengaruh mutagen kolkisinpada biji kacang hijau (Vigna Radiata l.)terhadap jumlah kromosom dan pertumbuhan.

BAHAN DAN METODE

Tanah Bahan Penelitian. Biji kacang hijaudiperoleh dari petani kacang hijau diKabupaten Kampar, Riau.Perlakuan Kolkisin. Perlakuan berupa 6 dosiskolkisin, yaitu 0.00% (K0), 0.02% (K1), 0.04%(K2), 0.06% (K3), 0.08% (K4), dan 0.10%(K5). Untuk setiap perlakuan, sebanyak 80 bijikacang hijau direndam dengan berbagai dosiskolkisin selama 24 jam. Setelah itu, 20 bijidigunakan untuk pengamatan jumlah

Page 2: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 14

kromosom, dan 60 biji lainnya ditanam di lahanyang telah dipersiapkan.

Penanaman dilakukan menggunakanRancangan Acak Lengkap (RAL). Keenam-puluh biji kacang hijau pada setiap perlakuandibagi menjadi 3 ulangan, dengan demikiansetiap ulangan terdiri dari 20 tanaman yangditanam pada petak-petak percobaan.Pembuatan Preparat Kromosom KacangHijau. Biji kacang hijau yang telah diberiperlakuan kolkisin dibersihkan dan direndam didalam air selama 2-3 hari untuk memecahdormansi biji. Biji yang berkecambahselanjutnya dipindahkan ke tisu basah/lembabuntuk mencegah warna kecoklatan ataukebusukan pada akar. Akar yang digunakanadalah akar yang aktif dan biasanya berbentuknormal dengan ujung akar keputihan. Setelahitu, ujung akar dipotong lebih kurang 1 cm, laludimasukan ke dalam air untuk membuangsemua kotoran yang ada pada akar.

Setelah bersih, akar dipindahkan ke dalambotol yang telah berisi larutan fiksatif Carnoydan direndam selama 24 jam. Ujung akar yangbaik diambil, lalu akar tersebut dimasukkan kedalam air bersih. Tudung akar dibuang,kemudian akar dimasukkan dalam alkohol100% dan HCl (1:1) selama 10 menit. Ujungakar selanjutnya dipotong sekitar 2 mm,diletakkan pada gelas objek dan ditetesiacetocarmin, kemudian ditutup dengan gelaspenutup dan disquash. Lalu gelas objektersebut dihangatkan pada air panas beberapasaat. Preparat diamati menggunakanmikroskop untuk menghitung jumlahkromosom dengan perbesaran 10 x 100.Pengamatan Karakter Vegetatif danGeneratif. Karakter vegetatif yang diamatimeliputi: waktu berkecambah, daya kecambahbiji (%), tinggi tanaman (cm), jumlah cabangpada batang utama (cabang), jumlah bukuproduktif per tanaman (buku), dan bobot segartanaman (g). Karakter generatif dan produksiyang diamati meliputi: umur berbunga (hari),umur munculnya polong (hari), bobot 80%polong matang (g), bobot 95% polong matang

(g), jumlah polong per tanaman (polong),jumlah biji per polong (biji), bobot 100 biji (g),bobot biji per tanaman (g).Analisis Data. Data kuantitatif dianalisismenggunakan analisis sidik ragam (ANOVA).Apabila ada pengaruh nyata dari perlakuan,maka dilanjutkan dengan uji lanjut DuncanMultiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%menggunakan SPSS Statistics 17.0.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Cendawan Kolkisin Menggandakan JumlahKromosom Kacang Hijau

Pada pengamatan jumlah kromosom denganmetode squash diperoleh penggandaan jumlahkromosom akibat perlakuan dosis kolkisin.Jumlah kromosom yang mengganda dapatterlihat pada perlakuan K3 (0.06%) pada pukul08.00 WIB dengan jumlah kromosom 2n = 44(Gambar 1). Parida et al., (1990)mengemukakan bahwa kacang hijaumerupakan tanaman diploid dengan kromosom2n = 2x = 22. Namun, penghitungan jumlahkromosom cukup sulit dilakukan karenakromosom yang saling tindih dan kurang jelas.Menurut Tjio (1950) pengamatan jumlahkromosom saat mitosis sering timbul kesulitankarena kromosom tumpang tindih antara yangsatu dengan yang lainnya dan kadang masihterlihat samar akibat kondensasi yang belumsempurna.

Gambar 1. Penampakan Kromosom K3 padaPerbesaran 17 x 40

Gambar 1 memperlihatkan bahwa pada K3jumlah kromosom mengganda dari diploidmenjadi tetraploid. Pada penelitian yangdilakukan Angkasa (2006), pemberian kolkisin0.01% pada kecambah pepaya Solomenyebabkan penggandaan jumlah kromosom

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 14

kromosom, dan 60 biji lainnya ditanam di lahanyang telah dipersiapkan.

Penanaman dilakukan menggunakanRancangan Acak Lengkap (RAL). Keenam-puluh biji kacang hijau pada setiap perlakuandibagi menjadi 3 ulangan, dengan demikiansetiap ulangan terdiri dari 20 tanaman yangditanam pada petak-petak percobaan.Pembuatan Preparat Kromosom KacangHijau. Biji kacang hijau yang telah diberiperlakuan kolkisin dibersihkan dan direndam didalam air selama 2-3 hari untuk memecahdormansi biji. Biji yang berkecambahselanjutnya dipindahkan ke tisu basah/lembabuntuk mencegah warna kecoklatan ataukebusukan pada akar. Akar yang digunakanadalah akar yang aktif dan biasanya berbentuknormal dengan ujung akar keputihan. Setelahitu, ujung akar dipotong lebih kurang 1 cm, laludimasukan ke dalam air untuk membuangsemua kotoran yang ada pada akar.

Setelah bersih, akar dipindahkan ke dalambotol yang telah berisi larutan fiksatif Carnoydan direndam selama 24 jam. Ujung akar yangbaik diambil, lalu akar tersebut dimasukkan kedalam air bersih. Tudung akar dibuang,kemudian akar dimasukkan dalam alkohol100% dan HCl (1:1) selama 10 menit. Ujungakar selanjutnya dipotong sekitar 2 mm,diletakkan pada gelas objek dan ditetesiacetocarmin, kemudian ditutup dengan gelaspenutup dan disquash. Lalu gelas objektersebut dihangatkan pada air panas beberapasaat. Preparat diamati menggunakanmikroskop untuk menghitung jumlahkromosom dengan perbesaran 10 x 100.Pengamatan Karakter Vegetatif danGeneratif. Karakter vegetatif yang diamatimeliputi: waktu berkecambah, daya kecambahbiji (%), tinggi tanaman (cm), jumlah cabangpada batang utama (cabang), jumlah bukuproduktif per tanaman (buku), dan bobot segartanaman (g). Karakter generatif dan produksiyang diamati meliputi: umur berbunga (hari),umur munculnya polong (hari), bobot 80%polong matang (g), bobot 95% polong matang

(g), jumlah polong per tanaman (polong),jumlah biji per polong (biji), bobot 100 biji (g),bobot biji per tanaman (g).Analisis Data. Data kuantitatif dianalisismenggunakan analisis sidik ragam (ANOVA).Apabila ada pengaruh nyata dari perlakuan,maka dilanjutkan dengan uji lanjut DuncanMultiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%menggunakan SPSS Statistics 17.0.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Cendawan Kolkisin Menggandakan JumlahKromosom Kacang Hijau

Pada pengamatan jumlah kromosom denganmetode squash diperoleh penggandaan jumlahkromosom akibat perlakuan dosis kolkisin.Jumlah kromosom yang mengganda dapatterlihat pada perlakuan K3 (0.06%) pada pukul08.00 WIB dengan jumlah kromosom 2n = 44(Gambar 1). Parida et al., (1990)mengemukakan bahwa kacang hijaumerupakan tanaman diploid dengan kromosom2n = 2x = 22. Namun, penghitungan jumlahkromosom cukup sulit dilakukan karenakromosom yang saling tindih dan kurang jelas.Menurut Tjio (1950) pengamatan jumlahkromosom saat mitosis sering timbul kesulitankarena kromosom tumpang tindih antara yangsatu dengan yang lainnya dan kadang masihterlihat samar akibat kondensasi yang belumsempurna.

Gambar 1. Penampakan Kromosom K3 padaPerbesaran 17 x 40

Gambar 1 memperlihatkan bahwa pada K3jumlah kromosom mengganda dari diploidmenjadi tetraploid. Pada penelitian yangdilakukan Angkasa (2006), pemberian kolkisin0.01% pada kecambah pepaya Solomenyebabkan penggandaan jumlah kromosom

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 14

kromosom, dan 60 biji lainnya ditanam di lahanyang telah dipersiapkan.

Penanaman dilakukan menggunakanRancangan Acak Lengkap (RAL). Keenam-puluh biji kacang hijau pada setiap perlakuandibagi menjadi 3 ulangan, dengan demikiansetiap ulangan terdiri dari 20 tanaman yangditanam pada petak-petak percobaan.Pembuatan Preparat Kromosom KacangHijau. Biji kacang hijau yang telah diberiperlakuan kolkisin dibersihkan dan direndam didalam air selama 2-3 hari untuk memecahdormansi biji. Biji yang berkecambahselanjutnya dipindahkan ke tisu basah/lembabuntuk mencegah warna kecoklatan ataukebusukan pada akar. Akar yang digunakanadalah akar yang aktif dan biasanya berbentuknormal dengan ujung akar keputihan. Setelahitu, ujung akar dipotong lebih kurang 1 cm, laludimasukan ke dalam air untuk membuangsemua kotoran yang ada pada akar.

Setelah bersih, akar dipindahkan ke dalambotol yang telah berisi larutan fiksatif Carnoydan direndam selama 24 jam. Ujung akar yangbaik diambil, lalu akar tersebut dimasukkan kedalam air bersih. Tudung akar dibuang,kemudian akar dimasukkan dalam alkohol100% dan HCl (1:1) selama 10 menit. Ujungakar selanjutnya dipotong sekitar 2 mm,diletakkan pada gelas objek dan ditetesiacetocarmin, kemudian ditutup dengan gelaspenutup dan disquash. Lalu gelas objektersebut dihangatkan pada air panas beberapasaat. Preparat diamati menggunakanmikroskop untuk menghitung jumlahkromosom dengan perbesaran 10 x 100.Pengamatan Karakter Vegetatif danGeneratif. Karakter vegetatif yang diamatimeliputi: waktu berkecambah, daya kecambahbiji (%), tinggi tanaman (cm), jumlah cabangpada batang utama (cabang), jumlah bukuproduktif per tanaman (buku), dan bobot segartanaman (g). Karakter generatif dan produksiyang diamati meliputi: umur berbunga (hari),umur munculnya polong (hari), bobot 80%polong matang (g), bobot 95% polong matang

(g), jumlah polong per tanaman (polong),jumlah biji per polong (biji), bobot 100 biji (g),bobot biji per tanaman (g).Analisis Data. Data kuantitatif dianalisismenggunakan analisis sidik ragam (ANOVA).Apabila ada pengaruh nyata dari perlakuan,maka dilanjutkan dengan uji lanjut DuncanMultiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%menggunakan SPSS Statistics 17.0.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Cendawan Kolkisin Menggandakan JumlahKromosom Kacang Hijau

Pada pengamatan jumlah kromosom denganmetode squash diperoleh penggandaan jumlahkromosom akibat perlakuan dosis kolkisin.Jumlah kromosom yang mengganda dapatterlihat pada perlakuan K3 (0.06%) pada pukul08.00 WIB dengan jumlah kromosom 2n = 44(Gambar 1). Parida et al., (1990)mengemukakan bahwa kacang hijaumerupakan tanaman diploid dengan kromosom2n = 2x = 22. Namun, penghitungan jumlahkromosom cukup sulit dilakukan karenakromosom yang saling tindih dan kurang jelas.Menurut Tjio (1950) pengamatan jumlahkromosom saat mitosis sering timbul kesulitankarena kromosom tumpang tindih antara yangsatu dengan yang lainnya dan kadang masihterlihat samar akibat kondensasi yang belumsempurna.

Gambar 1. Penampakan Kromosom K3 padaPerbesaran 17 x 40

Gambar 1 memperlihatkan bahwa pada K3jumlah kromosom mengganda dari diploidmenjadi tetraploid. Pada penelitian yangdilakukan Angkasa (2006), pemberian kolkisin0.01% pada kecambah pepaya Solomenyebabkan penggandaan jumlah kromosom

Page 3: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 15

dari diploid menjadi tetraploid. Hal yang samajuga dilaporkan oleh Suminah et al., (2002)bahwa pemberian kolkisin 1% menyebabkanvariasi bentuk, ukuran dan jumlah padakromosom ujung akar bawang merah. Semakintinggi konsentrasi kolkisin maka semakin tinggipresentase sel tetraploid, tetapi presentasekematian kecambah semakin tinggi pula(Mansyurdin, 2000).

Selain jumlah kromosom yang dapat terlihat,ukuran sel pada ujung akar kacang hijau jugaterlihat membesar dibandingkan dengan kontrol.Menurut Stebbins (1970) bahwa sel tetraploidmemiliki ukuran sel yang lebih besar sehinggaukuran jaringan dan organ juga lebih besardibandingkan dengan diploid. Daryono (1998)menyatakan bahwa pemberian kolkisin dapatmeningkatkan luas permukaan sel melon 1.7 –3.4 kali sel semula. Pemberian kolkisin dapatmeningkatkan jumlah kromosom pada sel.Peningkatan jumlah kromosom ini dapatmenekan dinding sel ke arah luar sehinggasemakin lama akan membuat sel semakin besar(Haryati et al. 2009). Sel yang berukuran lebihbesar menghasilkan bagian tanaman sepertidaun, bunga, buah maupun tanaman secarakeseluruhan lebih besar (Burn, 1972).

Menurut Suryo (1995) dan Sheeler andBianci (1957) larutan kolkisin pada konsentrasikritis tertentu akan menghalangi penyusunanmikrotubula dari benang-benang spindel yangmengakibatkan ketidak teraturan pada mitosis.Apabila benang-benang spindel tidak terbentukpada pembelahan mitosis sel diploid,kromosom yang telah mengganda selamainterfase gagal memisah pada anafase. Sebuahmembran inti kemudian terbentuk mengelilingidua sel kromosom diploid yang seharusnyamenghasilkan dua sel anakan, menghasilkan seldengan empat set kromosom (tetraploid)(Gardner et al. 1991).

Sharp (1943), Algan dan Ilarsan (1986) danCrowder (1997) juga menjelaskan bahwakolkisin menghambat terbentuknya polimerasitubulin menjadi mikrotubulin danmenyebabkan depolimerisasi mikrotubulin

dengan bergabungnya kolkisin pada ujungperakitan polimer mikrotubulin danmenghentikan penambahan sub unit tubulinselanjutnya. Hal tersebut mengakibatkan tidakterjadi pemisahan kromosom dan terjadipenggandaan kromosom.4.2 Pertumbuhan dan Produksi KacangHijau Akibat Kolkisin

Hasil pengamatan dan analisis sidik ragammenunjukkan bahwa perlakuan berpengaruhnyata pada parameter tinggi tanaman, jumlahcabang pada batang utama, bobot tanamankeseluruhan, jumlah biji pertanaman, dan bobotbiji pertanaman. Sedangkan perlakuanberpengaruh tidak nyata terdapat padaparameter jumlah buku produktif, umurberbunga, umur munculnya polong, polongmatang 80%, polong matang 95%, jumlahpolong per tanaman, dan bobot 100 biji pertanaman (Tabel 1, Tabel 2, Tabel 3 dan Tabel4).

Benih-benih yang diberi perlakuan dosiskolkisin berbeda memberikan hasil yang tidakberbeda nyata diantaranya dengan nilai yangtidak berbeda jauh. Selama 24 jam perendamanbenih dengan dosis kolkisin berbeda, terdapat65% -85% benih dapat berkecambah normal(Tabel 1).

Tabel 1. Perbandingan waktu kecambah benih(hari ke-) dan daya kecambah benih(%) pada enam perlakuan dosiskolkisin.

PerlakuanWaktu KecambahBenih (hari)

Daya KecambahBenih (%)

K0 1 85K1 1 85K2 1 68K3 1 65K4 1 65K5 1 65

Menurut Eigsti dan Dustin (1955) seltanaman cenderung lebih tahan terhadapkonsentrasi kolkisin yang lebih tinggi sekalipun.Kolkisin yang berbentuk cair dapat berdifusicepat melalui jaringan tanaman dan dapatdiedarkan melalui sistem pembuluh sehinggadapat langsung mempengaruhi sel saat mitosis.

Page 4: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 16

Selain itu, bentuknya yang berupa cairan jugadapat menghentikan dormansi benih tanamansehingga benih berkecambah (Brewbaker,1984).

Mutasi dapat terjadi pada setiap bagiantanaman dan fase pertumbuhan tanaman,namun lebih banyak terjadi pada bagian yangsedang aktif mengadakan pembelahan selseperti tunas, biji, dan sebagainya (Oeliem etal,. 2008). Pada Gambar 2 terjadi beberapamutasi pada fase perkecambahan kacang hijausampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun(Gambar 2A, 2C, 2D, dan 2E), bentuk daun(Gambar 2F), bentuk batang (Gambar 2B), danjumlah daun (Gambar 2G).

Menurut Rukmana (2004), setiap bukubatang menghasilkan satu tangkai daun kecualipada daun pertama berupa sepasang daun yangberhadapan dan masing-masing merupakandaun tunggal. Hal berbeda diperoleh dari hasilamatan yaitu terdapat daun pertama berjumlahempat daun pada buku batang utama (Gambar2G). Hal ini diduga merupakan akibat mutasiyaitu berupa khimera dari perlakuan kolkisinpada fase benih. Namun, seiring pertumbuhandan perkembangan tanaman, tidak ditemukanlagi jumlah daun yang lebih dari 3 sampaitanaman berumur 8 MST. Menurut Soedjono(2003), secara langsung setelah peristiwamutasi induksi akan terjadi bentuk khimerayang solid pada sel, jaringan atau organ.Seringkali penampilan akibat mutasi barumuncul setelah generasi selanjutnya, yakni M2,V2 atau kelanjutannya.

Selain itu, Soeprapto (1993) mengemukakanbahwa helai daun kacang hijau berbentuk ovaldengan bagian ujung lancip dan berwarna hijaumuda hingga hijau tua. Namun, telah terjadimutasi pada semua perlakuan kecuali kontrolyaitu ukuran daun yang lebih lebar, bentuknyamenjadi lebih bulat dibandingkan tanamankontrol (Gambar 2A). Hal serupa jugadiperoleh oleh Rahayu (1999) dalampenelitiannya terhadap kacang tanah. Hasilperlakuan kolkisin memberikan perbedaandibandingkan kontrol yaitu ukuran daun yang

menjadi lebih pendek dan lebih lebar, bentukhelaian daun tanaman dengan kolkisin menjadilebih bulat (bulat telur terbalik/obovate hinggalanset terbalik/oblanceolet).

Poehlman (1991) menjelaskan bahwa daunkacang hijau berbentuk oval dengan ujunglancip (acuminatus), namun pada Gambar 2Ftelihat ujung daun terbelah (retusus). Halberbeda ditemukan pada penelitian Singh andRao (2007) yang memperoleh bentuk daunkacang hijau dengan torehan ditepi kanan – kiridaun (serratus) akibat mutasi.

Mutasi akibat kolkisin tidak hanyamemberikan dampak perubahan jumlah danukuran yang lebih besar dibandingkankontrolnya, namun juga dapat berdampak padapenyusutan ukuran daun seperti terlihat padaGambar 2C. Penyusutan ukuran tunas daunatau jumlah tunas daun yang lebih sedikitdiduga disebabkan karena kolkisinmenginduksi mutasi kromosom sel secaraparsial, akibatnya terjadi kerusakan padajaringan benih sehingga benih gagalmembentuk tunas yang terbentuk abnormal danpertumbuhannya lambat (Kosmiatin danMariska, 2005).

Gambar 2. Mutasi yang ditemukan pada kacang hijauumur 6 – 9 HST pada setiap perlakuankecuali kontrol.

A

GF

ED

CB

Page 5: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 17

Tabel 2. Perbandingan vegetatif kacang hijau pada enam perlakuan dosis kolkisin.

Perlakuan Tinggi Tanaman(cm)

Jumlah Cabang padaBatang Utama(cabang)

Jumlah BukuProduktif (buku)

Bobot basahkeseluruhantanaman (g)

K0 31.81ab 9.20ab 6.17 38.08abK1 31.071ab 9.13ab 5.31 28.15aK2 28.11a 7.43a 5.36 25.88aK3 32.96ab 8.42ab 5.55 35.14abK4 34.77ab 8.23ab 6.30 26.37aK5 37.81b 10.56b 7.07 45.57bKet: angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbeda nyatadan angka yang diikuti huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyatapada uji lanjut DMRT taraf 5%

Tabel 3. Perbandingan generatif kacang hijau pada enam perlakuan dosis kolkisin.

Perlakuan Umur berbunga(hari)

Umur munculnyapolong (hari)

Jumlah polong pertanaman (polong)

Jumlah biji perpolong (biji)

K0 41.00 42.33 8.62 10.55abK1 42.67 44.33 8.87 10.21abK2 44.00 45.67 9.22 9.99abK3 42.33 43.00 10.79 10.08abK4 41.00 42.00 10.16 9.30aK5 38.33 40.00 11.75 11.17bKeterangan: angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbedanyata dan angka yang diikuti huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyatapada uji lanjut DMRT taraf 5%

Tabel 4. Perbandingan produksi kacang hijau pada enam perlakuan dosis kolkisin

Perlakuan Matang 80%(g)

Matang 95%(g)

Bobot 100 biji pertanaman (g)

Bobot biji pertanaman (g)

K0 6.74 15.98 7.60 5.94abK1 6.01 7.58 7.30 5.64abK2 6.35 8.24 5.91 4.55aK3 8.99 5.57 6.04 6.47abK4 5.83 5.13 5.92 5.53abK5 8.24 9.47 6.55 8.52bKeterangan: angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama menunjukkan tidak berbedanyata dan angka yang diikuti huruf yang berbeda pada kolom yang sama menunjukkan berbeda nyatapada uji lanjut DMRT taraf 5%

Gambar 3. Mutasi warna pada batang, cabang, urat daun dan polong K5

Page 6: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 18

Pada Tabel 2 menunjukkan bahwaperlakuan berpengaruh nyata terhadap tinggitanaman, jumlah cabang pada batang utama,dan bobot basah keseluruhan tanaman. Reratapertumbuhan vegetatif tertinggi terdapat padaperlakuan K5 (tinggi tanaman= 37.81 cm ;jumlah cabang pada batang utama= 10.56cabang ; jumlah buku produktif= 7.07 buku ;dan bobot tanaman keseluruhan= 45.57 g) yaitudosis kolkisin 0.10% dan terendah terdapatpada perlakuan K2 (0.04%) untuk parametertinggi tanaman, jumlah cabang pada batangutama dan bobot keseluruhan tanaman berturut-turut 28.11 cm, 7.43 cabang dan 25.88 g.

Menurut Mugiono (2001), semakin tinggidosis mutagen maka semakin besarkemungkinan terjadinya mutasi, salah satunyamutasi pada pertumbuhan vegetatif tanamanyang semakin jelas berbeda dibandingkandengan perlakuan dosis di bawah 0.10%.Berdasarkan penelitian Banowo (2011), dosiskolkisin 0.10% merupakan dosis terbaik dariempat perlakuan dosis kolkisin yaitu 0.05%,0.10%, 0.15% dan 0.20% dalam memberikanpengaruh pada pertumbuhan vegetatif danproduksi kacang hijau.

Hindarti (2002) mengemukakan bahwaadanya pengaruh nyata antara lamaperendaman dan konsentrasi kolkisin padajumlah kromosom, lebar daun, tinggi tanaman,bobot segar, diameter batang umbi, volumeumbi, bobot siung dan kandungan protein.Adanya nilai kuantitatif sifat vegetatif padaperlakuan K5 yang lebih tinggi dibandingkanperlakuan lainnya merupakan dampak daripembesaran sel atau penambahan jumlah selakibat bertambahnya kromosom karenapemberian kolkisin (Dnyansagar, 1992).

Perubahan yang terjadi pada tanaman akibatpemberian kolkisin sangat bervariasi. Kolkisinyang diberikan pada setiap individu tanamantidak mempengaruhi semua sel tanaman, tetapihanya sebagian sel-sel saja. Adanya pengaruhyang berbeda pada sel-sel tanaman disebabkankolkisin hanya efektif pada sel yang sedangaktif membelah (Avery et al. 1947).

Seperti terlihat pada Tabel 3, kolkisin padadosis 0% hingga 0.10% tidak memberikanpengaruh nyata terhadap umur berbunga, umurmunculnya polong, dan jumlah polong pertanaman, namun berbeda nyata terhadap jumlahbiji per polong. Jumlah biji tertinggi terdapatpada perlakuan K5 (11.17 biji) dan terendahterdapat pada K4 (9.30 biji).

Jumlah biji yang lebih sedikit akibatperlakuan dosis kolkisin 0.08% didugamerupakan akibat kegagalan pertumbuhanendosperma yang dapat disebabkan oleh lajupembelahan sel yang rendah atau bahkanterhenti sehingga mengakibatkan terjadinyadegradasi jaringan endosperma yang sudahterbentuk (Hadley dan Opernshaw 1980). Padakacang-kacangan, pertumbuhan embrio sangatbergantung pada endosperma sebagai sumbernutrisi. Adanya degradasi jaringan endospermadapat terlihat pada bentuk polong dan bentukbiji yang menyusut atau polong yang hanyaberisi 1 biji saja.

Selain jumlah dan ukuran organ kacanghijau yang menjadi parameter dalam penelitianini, ditemukan perubahan warna pada kacanghijau akibat perlakuan dosis kolkisin 0.10%.Mutasi dapat mengakibatkan perubahan warnapada batang utama, cabang batang, urat daun,kelopak bunga, dan polong matang (Gambar 3)(Broertjes, 1982 ; Bhatnagar dan Tiwari, 1991 ;Micke et al. 1993). Namun dalam penelitian ini,warna biji tidak terdapat perubahan yangsignifikan dibandingkan perlakuan lainnya.

Batang utama, cabang batang, urat daun,dan kelopak bunga jelas terlihat berwarnakemerahan, sedangkan pada warna polongmatang menjadi coklat keemasan dibandingkan5 perlakuan lainnya yang berwarna hitam.Penampilan warna kemungkinan disebabkanoleh adanya kandungan flavonoid, karotenoid,atau betalain (Schum dan Preil, 1998).

Kloroplas merupakan salah satu organelyang memiliki materi genetik tersendiri. Selainmenghasilkan klorofil a dan b yang bergunadalam fotosintesis, kloroplas juga meng-hasilkan pigmen-pigmen lain seperti karotenoid

Page 7: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 19

yang merupakan pigmen merah pada tanaman(Salisbury dan Ross, 1995). Oleh karena itu,diduga mutasi pada Gambar 3 terjadi di luarinti yaitu mutasi pada organel yang memilikimateri genetik tersendiri seperti kloroplas yangdisebut extranuclear mutation (BATAN, 2006).

Karotenoid merupakan pigmen merah yangmemberikan komposisi vitamin A lebih tinggipada tanaman. Jagung tetraploid memilikiukuran lebih kekar daripada jagung diploid,menghasilkan tepung dengan kandunganvitamin A lebih tinggi tetapi memperlihatkantingkat sterilitas yang tinggi (Pratiwi, 2012).

Pada Tabel 4 menunjukkan dosis kolkisinberpengaruh tidak nyata terhadap karakterpolong matang 80%, polong matang 95%, danbobot 100 biji per tanaman, namunberpengaruh nyata terhadap bobot biji pertanaman. Dari hasil pengamatan dan analisissidik ragam bobot biji yang dihasilkan padapanen pertama (polong matang 80%) dan panenkedua (polong matang 95%) menunjukkanbahwa panen kedua lebih banyak menghasilkanbobot biji (51.97 g) dibandingkan panenpertama (42.16 g). Namun, jarak kedua panencukup dekat yaitu berselang 7 hari dimanapanen pertama dilakukan pada 9 MST danpanen kedua pada 10 MST.

Pada penelitian ini dosis kolkisin 0.10%memberikan pengaruh yang baik pada bobotbiji per tanaman yaitu 8.52 g, namun berbedapada penelitian Tien (1988) yaitu dosis kolkisin0.004% merupakan dosis terbaik dalammemberikan pengaruh karakter bobot biji pertanaman kacang hijau kultivar wallet. MenurutPoespodarsono (1988), setiap spesies ataukultivar memiliki kepekaan yang berbedadalam teknik kolkisin. Oleh karena itu,konsentrasi dan waktu perlakuan akan berbedapula pada setiap spesies atau kultivar tanaman.

KESIMPULAN

Dari hasil diatas dapat diambil beberapakesimpulan sebagai berikut :

Kolkisin dapat mempengaruhi jumlahkromosom, pertumbuhan vegetatif, per-

tumbuhan generatif dan produksi tanamankacang hijau. Jumlah kromosom padaperlakuan K3 (0.06%) mengubah jumlahkromosom tanaman kacang hijau dari diploid(2n= 22) menjadi tetraploid (2n= 44).Perlakuan K5 (0.10%) merupakan perlakuanterbaik dibandingkan perlakuan lainnya dalamparameter tinggi tanaman, jumlah cabang padabatang utama, jumlah buku produktif, bobotbasah tanaman keseluruhan, jumlah polong pertanaman, jumlah biji per polong dan bobot bijiper tanaman, sedangkan perlakuan K2 (0.04%)merupakan perlakuan yang menghasilkan nilaiterendah.

DAFTAR PUSTAKA

Algan GH and Ilarslan. 1986. The electronmicroscopic study of microtubules and theeffect of colchicine during mitosis. CommunFac Sci Univ Ank Ser (4):45–59.

Angkasa B. 2006. Induksi Poliploidi padapepaya solo (Carica papaya) dengankolkisin. [Skripsi]. Jurusan Biologi FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan Alam.Universitas Udayana. Denpasar.

Avery GSJr and EB. Johnson. 1947.Horticulture. New York: Mc Graw-HillBook.

Banowo A. 2011. Pengaruh kolkisin terhadappertumbuhan dan produksi kacang hijau(Vigna radiata (L.). [Skripsi]. FakultasMatematika dan Ilmu Pengetahuan AlamUniversitas Diponegoro. Surabaya.

BATAN. 2006. Mutasi dalam PemuliaanTanaman. http://www. batan.go.id/patir/pert/ pemuliaan/pemuliaan.html. Diaksestgl 7 Oktober 2012 pukul 16.00 WIB.

Bhatnagar PS and SP Tiwani. 1991. Soybeanimprovement through mutation breeding inIndia. IAEA 1:381-391.

Brewbaker JL. 1984. Genetika Pertanian.Seri Lembaga Genetika Modern. Jakarta:Penerbit Gede Jaya.

Broertjes. 1982. Interesante Ontuirle Killingenin Sortiment Streptocarpus. Valkbl.Bloemistry 10:36–37.

Crowder LV. 1997. Genetika Tumbuhan.Yogyakarta: Gajah Mada University Press.

Daryono BS. 1998. Pengaruh kolkisin terhadappembentukan sel–sel melon tetraploid.Buletin Agro Industri 5:2–11.

Dnyansagar VR. 1992. Cytology and Genetics.New Delhi: McGraw-Hill PublishingCompany Ltd.

Page 8: Pengaruh mutagen Kolkisin pada biji Kacang Hijau (Vigna ... · PDF filemutasi pada fase perkecambahan kacang hijau sampai umur 9 HST diantaranya ukuran daun (G ambar 2A, 2C, 2D, dan

Herman, Irma Natalina Malau Dan Dewi Indriyani Roslim 20

Eigsti OJ and Dustin P. 1995. Colchicine inagriculture, medicine, biology andchemistry. Ames, Iowa: The Lowa StateCollege Press. 470p.

Gardner EJ, Simmons MJ, and DP Snustad.1991. Principles of Genetics. Edisi II. NewYork: Penerbit John Wiley and Sons Inc.

Hadley HH and SJ. Openshaw. 1980.Interspecific and Intergeneric Hybridization.p. 133-159 in W.R Fehr and H.H Hadley(Eds). Madison, New York: Hybridizationof Crop Plant. ASA and SCCA.

Haryati S, Hastuti RB, Setiani N and A.Banowo. 2009. Pengaruh kolkisin terhadappertumbuhan, ukuran sel metafase dankandungan protein biji tanaman kacanghijau (Vigna radiata (L). Jurnal PenelitianSains dan Teknologi 10(2):112–120.

Kosmiatin M and I. Mariska. 2005. Kulturembrio dan penggandaan kromosom hasilpersilangan kacang hijau dan kacang hitam.Jurnal Bioteknologi Pertanian 10(1):24–34.

Mansyurdin. 2000. Penggandaan KromosomTanaman Cabai Keriting dan Cabai Rawit.Artikel Penelitian Doktor Muda. SPP/DPPUniversitas Andalas Tahun 1999/2000.

Micke A, Donini B and M. Maluszynski. 1993.Les Mutations Induites en Amelioration desPlantes. Mutation Breeding Rev (9):1–44.

Mugiono. 2001. Pemuliaan Tanaman denganTeknik Mutasi. Badan Tenaga Nuklir

Nasional. Jakarta: Pusat Pendidikandan Pelatihan.

Oeliem TMH, Yahya S, Sofia dan D, Mahdi.2008. Perbaikan genetik kedelai melaluimutasi induksi sinar gamma untukmenghasilkan varietas unggul dan tahanterhadap cekaman kekeringan. UniversitasSumatera Utara. Medan.

Parida A, Raina and Narayan. 1990.Quantitative dna variation between andwhitin chromosome complements of VignaSpesies (Fabaceae). Genetica (80):125–133.

Poehlam JM. 1991. Mungbean. New Delhi:Oxford and IBH Publishing Co. PVT. Ltd.

Poespodarsono S. 1988. Dasar-dasar IlmuPemuliaan Tanaman. Bogor: Pusat Antar

Universitas.Pratiwi N. 2012. Aberasi Kromosom pada

Tumbuhan. http://cadasbiologi.blogspot.com/2012/09/aberasi-kromosom-pada-tumbuhan.html. Diakses pada 14 Mei 2013Pukul 15.00 WIB.

Rahayu AA. 1999. Pengaruh PemberianKolkisin Terhadap Sitologi, Morfologi danAnatomi Hibrid Kacang Tanah Hasil

Persilangan Antara Arachis hypogaea Var.Gajah dengan Arachis cardenasii. [Skripsi].Jurusan Budidaya Pertanian. IPB. Bogor.82 hal.

Salisbury FB and CW. Ross. 1995. FisiologiTumbuhan Jilid 1. Bandung: InstitutTeknologi Bandung Press. 173 hlm.

Schum A and W. Preil. 1998. Induced mutationin ornamental plants. Somaclonal andinduced mutation in crop improvement.Dordrecht: Kluwer Ac. Pub. 336–366p.

Sharp LW. 1943. Fundamental of Cytology.New York: Mc Graw-Hill Book.

Sheeler P and DG. Bianchi. 1987. Cell andMolecular Biology. Canada: John Wileyand Sons, Inc.

Singh B and GT. Rao. 2007. Inducedmorphological mutations in green gram(Vigna radiata (L). Legume Res 30(2):137–140.

Soedjono S. 2003. Aplikasi mutasi induksidan variasi somaklonal dalam pemuliaantanaman. Jurnal Litbang Pertanian 22(2).

Soeprapto. 1993. Bertanam Kacang Hijau.Jakarta: Penebar Swadaya.

Stebbins G.L. 1971. Chromosomal Evolutionin Higher Plants. London: Edward Arnold(Publisher) Ltd.

Sulistianingsih R. 2006. Peningkatan KualitasAnggrek Dendrobium Hibrida denganPemberian Kolkhisin. http://www.agrisci.ugm.ac.id/vol_11_1/no.3_dendrobium.Diakses tgl 7 Oktober 2012 pukul 16.00WIB.

Suminah S dan AD. Setyawan. 2002. Induksi(Allium ascalonicum L.) dengan pemberiankolkisin. Biodiversitas 3(1):174–180.

Suryo. 1995. Sitogenetika. Yogyakarta: GajahMada University Press.

Tien H. 1988. Pengaruh Kolkhisin TerhadapDaya Hasil Tanaman Kacang Hijau.Fakultas Pertanian Universitas Padjajaran,Jatinangor, Sumedang.

Tjio JH, Levan. 1950. The tise of oxyquinolinin chromosome analysis. anales estalionexper. Aula Dei (Spain) (2):21–64.