II. TINJAUAN PUSTAKA. A. LandasanTeori

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA A. LandasanTeori 1. Salak Tanaman salak masuk kedalam salah satu buah eksotik dunia (Leontowics et al. 2007) selain durian dan manggis (Haruenkit et al. 2007). Tanaman salak dapat diklasifikasikan sebagai berikut : Divisi : Spermatophyta Sub divisi : Angiospermae Klas : Monocotyledoneae Ordo : Principes Familia : Palmae Genus : Salacca Spesies : Salacca zalacca (Gaert.) Voss. (Tjitrosoepomo 1988) Tanaman salak ini juga paling banyak dibudidayakan di sentra pertanaman salak yang ada di Indonesia. Buah salak merupakan buah yang memiliki sentra produksi yang cukup menyebar di Indonesia (Tjahjadi 1989) dan pada umumnya memiliki nama lokal sesuai dengan daerah tumbuhnya, contohnya salak bali berasal dari Bali, salak Madura berasal dari Madura, dll (Solusi, Suyanti, dan Sjairullah 1996). Secara umum tanaman salak ( Salacca zalacca) memiliki ciri morfologi yang khas dibandingkan tanaman buah lain. Tanaman salak merumpun dan ukuran batangnya pendek serta berpelepah karena masuk kedalam famili palmae. Permukaan batang tanaman ini tertutup duri yang tajam. Buah salak dalam bentuk tandan-tandan yang terdapat di pelepah daun. Tanaman salak merupakan tanaman berumah dua, artinya bunga betina dan bunga jantan terpisah atau berada di tanaman yang berbeda (Rochani 2004). 4

2 5 Tanaman salak merupakan tanaman berumah dua (Eniek et al. 2008). Bunga betina salak hanya menghasilkan putik, dan bentuknya agak bulat. Bunga betina salak memiliki mahkota 4 dan mata tunas dengan satu putik dan bakal biji yang tersusun dalam kuntum. Satu kelompok bunga terdiri dari 1-3 malai, dan setiap malai mengandung bakal buah. Umumnya panjang bunga betina keseluruhan cm, dan panjang malai 7-10 cm. Bunga betina salak berwarna hijau kekuningan lalu merah dan sebelum mekar sempurna bunga sudah berwarna kehitaman (Herwin et al. 2000). Penyerbukan salak dibagi menjadi 2 yaitu alami dan buatan. Alami bisa dilakukan oleh angin (Anemogami) maupun dengan bantuan serangga (Zoogami), sedangkan secara buatan dilakukan oleh manusia (Antropogami). Penyerbukan buatan oleh manusia sangat diperlukan terutama pada pohon salak berumah dua, karena apabila mengandalkan penyerbukan alami akan banyak bunga betina yang tidak diserbuki sehingga tidak mengalami pembuahan dan kering. Penyerbukan buatan sendiri dapat dilakukan setiap saat apabila petani memiliki persediaan serbuk sari yang diambil dari bunga jantan salak dan disimpan pada suhu rendah (Nandariyah 2011). Salak pondoh merupakan salah satu jenis salak yang paling terkenal di Indonesia dan banyak dijumpai di pasaran. Salak ini memiliki rasa yang manis dan tidak sepat meskipun masih muda hanya berasa sedikit masam. Daging buah salak pondoh renyah, manis, dan memiliki aroma yang khas. Produksi buah salak ini cukup tinggi sekitar 7-10 kg/pohon/tahun. Terdapat beberapa jenis salak pondoh yang terdapat di sentra pertanaman salak di Magelang Jawa Tengah, dan Sleman Yegyakarta seperti pondoh super pondoh nglumut, pondoh hitam, pondoh merah, pondoh kuning, pondoh hitam-merah, dan salak bali (Agromedia 2007). Jenis salak-salak tersebut memiliki perbedaan studi anatomi dan taksonomi pada variasi kultivar karakter mikromorfologi daunnya (Gari 2011).

3 6 2. Pembentukan Buah dan Biji Satu atau lebih bakal biji yang terdapat pada bakal buah ( ovarium) dibuahi melalui proses penyerbukan. Serbuk sari yang telah melekat di kepala putik kemudian berkecambah dan menembus tangkai putik menuju bakal biji. Setelah itu terbentuklah zigot yang bersifat diploid. Pembuahan pada tumbuhan berbunga melibatkan plasmogami yaitu persatuan protoplasma sel telur dan sperma serta kariogami yaitu persatuan inti sel keduanya (Mauseth 2003). Pembentukan zigot dilanjutkan dengan pertumbuhan embrio. Bakal biji tumbuh menjadi biji dan dinding bakal buah yang disebut perikarp tumbuh menjadi daging buah. Pembentukan buah terus berlangsung hingga biji masak. Pertumbuhan daging buah berbiji lebih dari satu sebanding dengan jumlah bakal biji yang terbuahi. Sejumlah buah dengan keadaan tidak berbiji merupakan hasil partenokarpi. Peristiwa ini dapat terjadi dengan atau tanpa proses penyerbukan. Sementara keadaan tidak berbiji pada buah majemuk seperti anggur dan salak terjadi karena tidak tumbuhnya embrio dan biji dari hasil pembuahan yang disebut stenospermokarpi (Spiegel dan Goldsmidt 1996). Menurut ilmu botani, partenokarpi (harafiah berarti "buah perawan") merupakan gejala terbentuknya buah tanpa melalui proses pembuahan inti generatif terhadap sel telur. Partenokarpi merupakan proses pertumbuhan ovarium (Shaibu et al. 2013) yang membentuk buah tanpa proses polinasi dan fertilisasi (Polito 1999, Wijayanto et al. 2012) sehingga menghasilkan buah tanpa biji (Heuvelink and Korner 2001). Peristiwa ini juga dapat membantu meningkatkan kualitas buah (Alpano et al. 2014) meskipun buah patenokarpi dapat menyebabkan ukuran buah lebih kecil dibandingkan dengan buah dengan proses polinasi (Rimberia et al. 2006). Gejala partenokarpi menunjukkan bahwa pembuahan merupakan salah satu pemicu pembentukan buah dan berarti bukan hanya pembuahan yang memicu pembentukan buah. Partenokarpi dapat diamati pada beberapa tanaman hortikultura (Weiss et al. 1993) terutama tanaman buah (Pardal 2001).

4 7 Partenokarpi dapat diperoleh dengan metode alami maupun buatan. Metode alami sangat tergantung lingkungan dan kurang menguntungkan bagi organisme lain (Boyaci et al. 2011). Beberapa penelitian telah diarahkan untuk menghasilkan buah partenokarpi buatan melalui rekayasa genetika tanaman. Salah satunya dengan melalui teknik DNA rekombinan. Teknik ini yang dapat ditempuh melalui dua pendekatan, yaitu menghambat perkembangan embrio/biji tanpa mempengaruhi pertumbuhan buah dan dengan ekspresi fitohormon pada bagian ovary/ovule untuk memacu perkembangan buah partenokarpi (Rotino et al. 1997). Selain itu pembentukan buah tanpa biji juga dapat dipicu dengan induksi mutasi baik fisik maupun kimia tergantung pada jenis tanaman, jenis mutagen, konsentrasi mutagen, lama perlakuan dan organ tanaman (Saraswati et al. 2012) serta harus berkelanjutan, m udah diterapkan, efisien, ramah lingkungan, dan fleksibel (Devi and Mullainathan 2012). 3. Peranan EMS Ethyl meta sulfonat (EMS) merupakan salah satu zat mutagenik. Mutasi buatan dapat dilakukan dengan zat kimia mutagenik seperti: colchisin, mustard nitrogen,ethyl meta sulfonat (EMS), etilinimin, diefoksibutan, etilinoksida (Soedjono 2003). Zat kimia mutagenik yang banyak digunakan untuk menimbulkan mutasi adalah: colchisin dan EMS (Mangoendidjojo 2003). EMS (Gambar 1) merupakan salah satu agen DNA alkilating yang dapat berfungsi sebagai mutagen maupun karsinogen dan merupakan agen monofungsional yang memiliki kelompok reaktif tunggal (Sultan and Celik 2009). Gambar 1. Struktur molekul Ethyl methane sulfonate Peluang mutasi menurun dengan meningkatnya hidrolisis larutan EMS. Hasil hidrolisis EMS menurunkan ph pada tanaman yang telah diberi perlakuan

5 8 EMS dan bekerja termasuk dalam meningkatkan konsentrasi ion hidrogen yang dapat mempengaruhi pertumbuhan dengan menghambat aktivitas metabolisme atau menonaktifkan sejumlah enzim. Mutasi induksi ditemukan dapat menyatu baik N3 dan O6-ethylguanine (Gambar 3). Alkilasi O merupakan alasan penting dalam pembentukan karsinogenesis (Sega 1984). Guanin Adenin sitosin Timin Gambar 2. Struktur molekul basa nitrogen normal. Gambar 3. Alkilasi Guanin akibat penggunaan EMS. Mutasi akibat perubahan sebagian kecil segmen molekul DNA disebut mutasi titik. Selama replikasi atau transkripsi DNA dapat terjadi ketidaktepatan pada pasangan basa nitrogen (Gambar 2) akibat beberapa faktor internal atau eksternal yang dapat terjadi secara alami maupun induksi. Ketidaktepatan tersebut mungkin disebabkan oleh perubahan pada sebagian kecil segmen molekul DNA (satu nukleotida atau pasangan nukleotida). Perubahan tersebut akan menimbulkan efek perubahan fenotip. Mutasi titik yang mana suatu basa nitrogen dari kodon triplet digantikan oleh basa nitrogen lainnya disebut mutasi substitusi (Mangoendidjojo 2003).

6 9 Mutasi dan perubahan fisiologi dapat terjadi akibat pemberian EMS. Pemberian EMS menyebabkan perubahan morfologi secara kasat mata pada beberapa sampel tanaman, namun secara keseluruhan morfologi bagian tanaman yang diberi perlakuan EMS tidak menunjukkan perubahan. Berdasarkan penelitian pada tanaman seperti jarak, anggrek, dan lain-lain yang menunjukan pemberian EMS akan menurunkan tingkat kemampuan sel untuk berkembang. Sel-sel cenderung stagnant, walau tetap hidup terutama pada konsentrasi di atas 0.5 % (Nurmayulis et al. 2010). Semakin tinggi konsentrasi EMS juga dapat menyebabkan penurunan tinggi tanaman dan jumlah daun pada tanaman cabai (Rustini dan Pharmawati 2014). Penggunaan EMS dapat memicu terjadinya mutasi telah banyak diteliti dan dilaporkan. Penggunaan EMS terbukti menghasilkan karakter morfologi yang berbeda bagi tanaman (Hakim dan Laras 2014). Perlakuan zat mutagenik EMS sangat efektif untuk menginduksi klorofil dan mutan yang terus hidup pada kacang tunggak dengan konsentrasi 15mM (Giri ja dan Dhanavel 2009). Mutagen EMS digunakan pada kisaran konsentrasi 0,5% sampai 1,5%. Seperti mendapatkan tanaman pisang yang toleran, peningkatan keragaman Abaka, resistensinya terhadap Fusarium, tanaman paprika tahan penyakit busuk buah,serta cabai besar yang menghasilkan mutan-mutan tanaman yang kerdil (Purwati et al. 2008). Pemberian EMS menyebabkan munculnya varian untuk sifat kualitatif tanaman yang meliputi pertumbuhan tanaman yang abnormal dan perubahan morfologi. Pemberian EMS juga menyebabkan varian untuk sifat kuantitatif tanaman yang semakin menurun jika dibandingkan dengan tanaman yang tanpa diberi perlakuan EMS. Mutasi yang terjadi dapat menonaktifkan sejumlah gen yang mengendaikan sifat kuantitatif meskipun tidak bersifat lethal (Nurmayulis et al. 2010). EMS dapat menurunkan prosentase tumbuh tanaman. Penurunan prosentase tumbuh disebabkan oleh sifat mutagennya yang dapat menyebabkan

7 10 kerusakan fisiologis. Selain itu pemberian EMS juga dapat menyebabkan terhambatnya proses mitosis dan abrasi kromosom yang disebabkan aktivitas enzim katalase dan lipase sehingga mengganggu aktifitas hormonal yang dapat menurunkan prosentase perkecambahan (Pratiwi, Made, dan Ida 2013). Perlakuan EMS pada antera salak sebelum penyerbukan dapat mempengaruhi tebal daging buah. Konsentrasi EMS 0,06% menunjukkan ratarata tebal daging buah tertinggi. Pemanfaatan EMS dalam peningkaan keragaman salak kearah sifat infertile berpengaruh pada peningkatan ploidi yang berakibat pada perubahan ukuran biji salak (Nandariyah dan Parjanto 2013). B. Hipotesis 1. Ada respon pemberian berbagai konsentrasi EMS pada bunga betina sebelum penyerbukan terhadap kualitas salak pondoh. 2. Ada pengaruh berbagai konsentrasi EMS terhadap pembentukan buah salak tanpa biji.