BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Morfologi Tanaman Caladium Caladium bicolor merupakan herba tahunan, daun berukuran besar, berbentuk hati, ditopang oleh pelepah yang panjangnya 30 cm atau lebih, warnanya beragam, ada yang putih kehijauan dengan tulang daun hijau, ada yang hijau di tepi dan merah menyala di tengahnya, ada yang hijau di tepi dan tengahnya pink dibayangi putih, dan lain-lain. Batang biasanya tumbuh horizontal seperti umbi kentang atau umbi famili Zingiberaceae (Prihmantoro, 1997). Gambar 2.1: Caladium bicolor Daun Caladium ada yang berbentuk hati, bulat, panjang, seperti daun bambu, dan daun ganda. Sedangkan daunnya memiliki warna dasar merah, kuning, hijau, putih, emas, dan ungu. Masing-masing warna memiliki variasi yang berbeda, misalnya merah tua, merah terang, merah pudar, atau merah pucat. Di samping warna dasar, umumnya dalam satu daun Caladium juga terdapat satu atau beberapa warna lain. Warna daun Caladium yang masih muda umumnya berbeda dengan Caladium yang

2 sudah dewasa. Corak daun Caladium bisa berupa titik, bulat, bergaris, atau bentuk yang tidak beraturan dengan jumlah dan ukuran yang bervariasi (Yuliarti, 2008). 2.2 Penyebaran Menurut Yuliarti (2008), Caladium berasal dari hutan Amazon serta kawasan Amerika Selatan yang berikilim tropis seperti Argentina, Brazil, Peru, Kolombia, dan Venezuela. Walaupun berasal dari Benua Amerika, budidaya Caladium untuk pertama kalinya dilakukan di Benua Eropa pada tahun 1700-an. Amerika sendiri baru memulai membudidayakan Caladium pada awal abad ke-20. Selain di Eropa dan Amerika Caladium juga dibudidayakan di Thailand, Cina, dan Indonesia. Menurut Tjitrosoepomo (2004), Caladium merupakan genus dari famili Araceae, klasifikasi lengkap dari Caladium berdasarkan sistem klasifikasi tumbuhan adalah sebagai berikut: Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Sub Divisi : Angiospermae Kelas : Monocotyledoneae Ordo : Arales Famili : Araceae Genus : Caladium Spesies : Caladium bicolor Caladium di Indonesia lebih dikenal dengan sebutan keladi hias. Variasi keindahan bentuk, corak, dan warna daunnya yang sangat beragam, serta perawatannya yang mudah menjadi daya tarik tersendiri bagi orang untuk membudidayakan Caladium. Caladium secara alami tumbuh di hutan-hutan tropis yang rindang, subur, dan lembab. Lokasi tumbuhnya antara lain di pinggir sungai, di bawah pohon besar, dan tempat-tempat berongga yang lembab pada ketinggian m dpl. Tanaman ini menyukai suhu o C. pada suhu di bawah 15 o C Caladium akan mati secara perlahan-lahan dan pada suhu diatas 32 o C umbinya akan tumbuh menciut. Sementara itu intensitas cahaya matahari yang dibutuhkan Caladium 50-70%. Jika intensitas cahaya matahari yang diterima kurang dari 50%, warna daun

3 Caladium akan memucat. Sebaliknya, jika intensitas cahaya matahari yang diterima lebih dari 70%, daun Caladium akan terbakar sehingga daunnya berubah menjadi kuning atau kecoklatan (Yuliarti, 2008). 2.3 Perbanyakan Caladium Perbanyakan tanaman Caladium biasanya dilakukan dengan dua cara, yaitu secara vegetatif dan generatif. Perbanyakan Secara Vegetatif. Dilakukan dengan cara memisahkan rumpun, karena tanaman ini memiliki umbi batang. Pemisahan dilakukan dengan cara memotong bagian tanaman dengan menyertakan satu atau bagian akar rimpangnya, selanjutnya tanaman yang dipisahkan dapat langsung ditanam. Perbanyakan dengan pencacahan umbi merupakan cara yang sering dilakukan oleh para pemilik nurseri. Dengan cara ini akan didapat anakan Caladium dalam jumlah banyak Prihmantoro (1997). Perbanyakan tanaman dilakukan dengan mengambil sebagian atau seluruh umbi pada tanaman keladi yang telah dewasa dan telah memiliki umbi yang cukup besar. Umbi yang telah diambil tersebut selanjutnya dapat di belah-belah (dicacah) dan di letakan di media tanam yang lembab/basah. Dalam jangka waktu 1-2 bulan, setiap cacahan umbi tersebut akan bertunas dan tumbuh menjadi tanaman baru ( Mamiewie. htm, diakses 5 Agustus 2009). Perbanyakan Secara Generatif. Dilakukan dengan cara mengawinkan antara bunga jantan dan bunga betina tanaman Caladium dan biasanya dibantu oleh tangan manusia. Biji yang dihasilkan lalu disemai sehingga dihasilkan tanaman baru. Memperbanyak secara generatif sangat jarang dilakukan karena biji keladi jarang terbentuk tanpa bantuan manusia dan waktu yang dibutuhkan bagi masaknya biji cukup lama ( diakses 5 Agustus 2009).

4 2.4 Media Tanam Menurut Yuliarti (2008), media tanam Caladium ada dua macam yaitu media tunggal dan media campuran. a. Media Tunggal Yang dimaksud dengan media tunggal adalah penggunaan satu jenis media tanpa dicampur dengan media tanam jenis lain. Media tanam tunggal yang dapat digunakan untuk Caladium antara lain coco peat, humus andam, atau sekam mentah. b. Media Campuran Penggunaan media tanam campuran dilakukan untuk mengatasi kelemahan yang dimiliki oleh satu jenis media tanam. Beberapa komposisi media tanam campuran yang biasa digunakan untuk Caladium, yaitu: 1. Media tanam berupa campuran tanah, humus, coco peat, sekam bakar dan kompos dengan perbandingan 1:1:1:1. Komposisi campuran ini sangat baik untuk Caladium. Coco peat menjamin media tanam tetap lembab sehingga Caladium dapat tumbuh optimal. Kompos dan humus menyediakan nutrisi untuk pertumbuhan. Sementara itu, sekam bakar membuat aerasi media tanam berjalan dengan baik. 2. Media tanam campuran tanah dan kompos yang berasal dari daun kacangkacangan. Media tanam campuran ini memiliki drainase dan aerasi baik sehingga mampu membuat Caladium tumbuh subur, dengan perbandingan 2:1. 3. Media tanam berupa campuran sekam mentah, sekam bakar, dan humus daun bambu dengan perbandingan 1:1:1. Sekam mentah dan sekam bakar membuat aerasi media tanam berjalan baik, sedangkan humus dan daun bambu dapat menahan air dalam jumlah banyak sehingga media tanam bersifat porosus. 4. Media tanam berupa campuran kompos atau humus dan pasir kasar perbandingan 2:1. 5. Media tanam berupa campuran humus, pasir kasar, dan sekam mentah dengan perbandingan 1:1:1.

5 6. Media tanam berupa sekam bakar, coco peat, cacahan pakis, bambu, pupuk organik (kompos atau pupuk kandang), pasir dengan perbandingan 2:2:2:2:1,5:0, Mutasi Mutasi adalah perubahan yang terjadi secara struktural pada material genetik yang merupakan bagian dari fenomena dasar kehidupan. Berdasarkan sejarah, mutasi telah terjadi secara spontan, yang disebabkan oleh sejumlah fenomena alamiah seperti radiasi kosmik atau sinar ultraviolet (Nasir, 2002). Mutasi spontan terjadi dengan laju yang rendah, tetapi dapat diukur, pada semua organisme, mungkin disebabkan oleh kesalahan yang terpaut pada replikasi dan transmisi genom (Goodenough, 1988). Sedangkan mutasi induksi adalah mutasi yang diakibatkan oleh pengaruh agen-agen non-alamiah terhadap sel-sel, seperti radiasi senjata nuklir dan pengggunan biomedis dari isotop-isotop radioaktif (Pai, 1992). Mutasi merupakan salah satu metode pemuliaan untuk meningkatkan keragaman genetik tanaman, salah satu teknologi alternatif untuk mendapatkan genotipe-genotipe baru (Priyono, 2002). Menurut Broetjes (1982), Bhatnagar dan Tiwai (1991), Micke et al., (1993) dalam Soedjono (2003) faktor yang mempengaruhi terbentuknya mutan antara lain adalah dosis irradiasi. Perlakuan dosis tinggi akan mematikan bahan yang dimutasi atau mengakibatkan sterilitas. Pada umumnya dosis rendah dapat mempertahankan daya hidup atau tunas, dapat memperpanjang waktu kemasakan pada buah-buhan dan sayuran, serta meningkatkan kadar pati, protein, dan kadar minyak pada biji jagung dan bunga matahari. Tanaman mutan juga memiliki daya tahan yang lebih baik terhadap serangan patogen dan kekeringan. Warna bunga atau daun dapat berubah pula sehingga diperoleh mutan komersial. Menurut Lubis (2005), mutasi dapat terjadi pada setiap bagian pertumbuhan tanaman, namun lebih banyak terjadi pada bagian yang sedang aktif mengadakan pembelahan sel, misalnya pada tunas, biji dan sebagainya. Mutasi buatan juga berguna dalam pemulian tanaman yang diperbanyak secara vegetatif juga esensial peranannya untuk perbaikan tanaman yang tidak memiliki mekanisme rekombinasi seksual. Umumnya tanaman yang diperbanyak

6 secara vegetatif memiliki siklus reproduksi seksual yang lebih lama, bila ada, dibandingkan dengan tanaman yang diperbanyak dengan biji (Nasir, 2002).

7 2.5.1 Pembagian Mutasi Berdasarkan efeknya pada protein (kodon) Elrod & Stansfield (2006) membagi mutasi kedalam: a. Mutasi bisu (silent)-perubahan pada sebuah kodon (biasanya pada posisi ketiga) yang tidak mempengaruhi asam amino yang dikodekan. b. Mutasi nonsense-perubahan pada sebuah kodon dari pengkode asam amino menjadi kodon stop; mengakibatkan terminasi prematur rantai asam amino saat translasi. c. Mutasi salah-makna (misense)-perubahan sebuah kodon yang mengubah spesifiknya sebuah asam amino yang berbeda; mengubah sekuens primer rantai polipeptida dan mengubah fungsi protein. d. Mutasi netral-perubahan pada kodon sedemikian rupa sehingga dispesifikasikan sebuah asam amino yang berbeda; akan tetapi, asam amino yang baru itu berlaku serupa dengan asam amino yang asli (misalnya, memiliki gugus fungsional yang mirip) dan tidak mengubah fungsi protein. e. Mutasi bergeser kerangka (frameshift)-pergeseran bingkai pembacaan yang disebabkan oleh delesi atau insersi dari satu atau beberapa nukleotida; menghasilkan banyak kodon misense dan nosense ke arah hilir peristiwa mutasional. Menurut Nasir (2002), ada sejumlah agensia yang dapat menimbulkan efek mutasi pada tanaman. Agensia-agensia tersebut disebut dengan mutagen dan beberapa diantaranya terdapat di alam dan dapat menimbulkan mutasi spontan. Mutagen secara umum dikelompokkan dalam mutagen kimia dan mutagen fisik. 1. Mutagen fisik Mutagen fisik adalah berbagai tipe radiasi. Para pemulia tanaman umumnya sering menggunakan sinar-x, gamma, ultraviolet, atau neutron sebagai mutagen. Mutasi dapat ditimbulkan oleh irradiasi dapat dikaitkan dengan radiasi yang menabrak molekul-molekul dalam material biologis atau secara tidak langsung melalui bahan kimia yang dihasilkan oleh radiasi yang mengionisasi tersebut. Dalam sel tanaman ada daerah-daerah tertentu yang lebih peka terhadap radiasi dibandingkan dengan daerah

8 lain. Daerah-daerah ini, yang sering disebut target radiosensitif, secara umum berhubungan dengan lokasi DNA dalam sel. Irradiasi dapat mempengaruhi baik 1 (satu) sel atau kedua untai DNA dalam heliks gandanya. Bila patahan DNA terdiri dari 1(satu) untai tunggal, maka integritas linier molekul DNA masih tetap utuh dan perbaikan patahan tersebut membentuk DNA normal kembali. Bila patahan melibatkan kedua untaian, maka perbaikannya tidak dapat terjadi dengan cepat. Hal ini merupakan efek radiasi yang paling penting yang menimbulkan kerusakan DNA yang membentuk mutasi yang dapat diamati. 2. Mutagen Kimia Di antara 40 (empat puluh) kategori mutagen kimia, beberapa diantaranya merupakan mutagen yang cukup berguna dan handal, antara lain etil metanasulfonat (EMS), dietilsulfat (DES), etilinimin (EI), N-metil uretan (NMUT), dan N-nitro-N-etil urea (NEU). Perhatian yang saksama dalam penggunaan senyawa-senyawa ini perlu dilakukan, karena senyawa-senyawa ini ternyata diketahui memberi efek karsinogen. Meskipun secara eksperimen telah dibuktikan bahwa zat-zat kimia dapat menyebabkan mutasi, namun tidak ada perlindungan yang serupa terhadap zat-zat kimia yang akan melindungi individual dari kemungkinan terjadinya mutagen. Dan analisis kuantitatif terhadap zat-zat kimia tersebut sangat sulit dilakukan. Sumbersumber mutagenesis kimiawi ini tidak terbatas, karena berbagai macam zat-zat kimia yang masuk dalam lingkungan dan sengaja dimakan sebagai obat yang terus meningkat secara tetap (Pai, 1992). 2.6 Radiasi Ada banyak macam radiasi, seperti sinar-x dan sinar gamma, yang merupakan radiasi elektromagnetis (Pai, 1992). Menurut Crowder (1990), tipe-tipe radiasi adalah sebagai berikut: 1. Sinar-X, dari tabung sinar-x yang tegangannya lebih rendah, panjang gelombang agak panjang (150-0,15 A o ), disebut sinar lemah, penting untuk menginduksi perubahan-perubahan genetik.

9 2. Sinar gamma, dipancarkan dari isotop radioaktif, panjang gelombang lebih pendek dari sinar-x, lebih kuat daya tembusnya, dikenal sebagai sinar kuat, penting untuk menginduksi perubahan genetik. 3. Sinar ultraviolet, panjang gelombang berbeda-beda ( A o ), terletak antara sinar-x (150-0,15 A o ) dan cahaya yang terlihat ( A o ), daya tembus rendah; menyebabkan perangsangan elektron (perubahan susunan atom dalam orbitnya). Panjang gelombang yang paling efektif untuk membuat mutasi adalah A o ). Panjang gelombang ini sama dengan penyerapan maksimum oleh DNA Radiasi Ultraviolet Radiasi digunakan untuk penelitian genetika, keperluan medis dan juga untuk streilisasi karena dapat membunuh bakteri. Ultraviolet banyak dijumpai pada sinar matahari, tetapi sinar ultraviolet ini dipancarkan keluar oleh ozon di atmosfer (Snustad & Gardner, 1984). Semua radiasi (sinar ultraviolet) mengionisasi atom dalam jaringan dengan melepaskan elektron dari atom tersebut (Nasir, 2002). Radiasi sinar ultraviolet tidak memiliki cukup energi untuk menginduksi ionisasi seperti sinar-x, walaupun demikian ultraviolet dapat menyerap substansi tertentu seperti basa purin dengan derivatnya guanine dan sitosin, dan pirimidin dengan derivatnya adenine dan timin. Karena energi ultraviolet rendah, maka hanya dapat menembus bagian permukaan sel pada organisme multiseluler. Namun ultraviolet mempunyai kemampuan sebagai mutagen dan pada dosis tinggi dapat membunuh sel (Lewis, 1997). Radiasi sinar UV pada panjang gelombang dibawah 280 nm (termasuk kedalam UV-C) mempunyai tekanan yang rendah dan hampir semua tekananya dipancarkan pada panjang gelombang 253,7 nm. Kemampuan makhluk hidup untuk menyerap sinar UV berbeda-beda, namun penyerapan maksimum terjadi pada panjang gelombang nm. Semakin tinggi panjang gelombang, kemampuan DNA untuk menyerap radiasi itu akan makin berkurang (Valtonen, 1961). Pemberian radiasi ultraviolet dengan panjang gelombang yang tinggi, lama penyinarannya harus pendek dan sebaliknya apabila pemberian radiasi sinar ultraviolet dengan panjang gelombang

10 yang pendek, maka lama penyinarannya harus panjang (Harm, 1980). Mutasi akibat sinar ultraviolet umumnya berupa pergantian basa, adisi basa, pertukaran atau delesi satu atau lebih basa (Freifelder, 1987). Keseluruhan atau bagian dari suatu tanaman dapat diperlakukan dengan radiasi. Namun demikian, karena ada kendala fisik, maka diperlukan instalasi khusus untuk mengirradiasi keseluruhan tanaman atau bagian tanaman yang relatif besar. Butiran serbuk sari seringkali diirradiasi dengan radiasi ionisasi dan sinar ultraviolet. Keuntungan utama irradiasi butiran serbuk sari dibandingkan dengan radiasi biji atau tanaman yang sedang tumbuh adalah bahwa serbuk sari jarang sekali menghasilkan kimera atau sektor yang termutasi. Sedangkan kelemahannya adalah biasanya viabilitas serbuk sari relatif singkat. Sejumlah besar studi telah dilakukan terhadap berbagai faktor biologis, lingkungan dan kimia yang dapat memodifikasi pengaruh perlakuan radiasi. Faktor-faktor ini dapat memodifikasi efektivitas mutagenik (jumlah mutasi per unit dosis) dan efisiensi mutagenik (rasio jumlah mutasi terhadap kerusakan, seperti sterilitas, pertumbuhan kerdil, dan lain-lain) dari mutagen fisik dan kimia pada sel tanaman tingkat tinggi (Nasir, 2002). Selain itu dosis radiasi yang diberikan untuk mendapatkan mutan tergantung pada jenis tanaman, fase tumbuh, ukuran, kekerasan, dan bahan yang akan di mutasi (Soedjono, 2003). Umumnya pengaruh perlakuan radiasi pada suatu karakteristik tanaman telah stabil secara genetik setelah generasi MV3, sehingga proses seleksi dan hasilnya dapat diperoleh lebih cepat jika dibandingkan pemuliaan secara konvensional (Handayati, 2008). Walaupun bukan radiasi yang mengionisasi pada panjang gelombang yang umum digunakan untuk mutasi, sinar UV sering digunakan sebagai mutagen untuk memperlakukan biji-bijian dan serbuk sari (Nasir, 2002). Tipe keragaman yang timbul pada tanaman akibat mutasi dapat berupa tanaman yang kerdil, berdaun belah, berbunga rangkap, dan berbunga putih berasal dari mutasi tunggal. Sifat mutan ini timbul tiba-tiba dan sering disebut sports. Mutasi dalam satu gen tunggal sering terlihat pada sel epidermis dari mahkota bunga atau daun. Pembelahan sel mutan mengakibatkan jaringan mempunyai susunan genetik sama. Hal ini menyebabkan bercak yang lebih besar (blotches), misalnya mahkota bunga berbintik-bintik; kulit pada kentang (Crowder, 1990).