TINJAUAN PUSTAKA Marigold (T. erecta)

Transkripsi

1 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Marigold (T. erecta) Tanaman marigold (T. erecta) merupakan tanaman yang berasal dari Amerika Selatan dan saat ini telah dibudidaya hampir di seluruh dunia. Tanaman marigold merupakan salah satu tanaman yang cocok ditanam di Indonesia karena syarat tumbuhnya sangat cocok dengan keadaan lingkungan di Indonesia. Syarat tumbuh tersebut diantaranya marigold dapat tumbuh pada kondisi yang cukup dengan paparan sinar matahari, ditanam pada tanah yang memiliki ph netral, serta lingkungan yang memiliki pengairan yang baik (Winarto, 2010). Budidaya tanaman marigold di Bali telah banyak dilakukan, salah satunya yaitu budidaya yang dilakukan pada perkebunan Bali Gemitir yang berlokasi di Desa Baturiti, Kabupaten Tabanan. Budidaya tanaman marigold umumnya dilakukan dengan menggunakan benih. Benih-benih yang telah matang tersebut diperoleh dari bunga marigold yang tua serta telah kering. Proses budidaya juga terbilang sangat mudah untuk dilakukan yaitu benih hanya disebar atau disemai pada media tanam dengan jarak tanam cm. Tanaman marigold pada musim kemarau dan kondisi lingkungan yang panas sangat memerlukan air yang cukup. Hal tersebut dikarenakan lingkungan yang demikian mampu menyebabkan air dalam tanah yang menjadi kebutuhan tanaman mengalami penguapan (Sriandani, 2011) Morfologi marigold (T. erecta) Akar dari tanaman marigold merupakan akar tunggang yang merupakan ciri dari tanaman kelas Dicotyledoneae (tumbuhan biji belah). Akar tersebut berwarna putih kekuningan serta memiliki rambut akar yang berguna untuk mengambil nutrisi serta air yang terdapat di dalam tanah. Tanaman marigold pada umumnya tumbuh tegak ke atas dengan tinggi berkisar 0,6 m - 1,3 m (Sukarman dan 1

2 Chumaidi, 2010). Marigold memiliki daun dengan pertulangan daun menyirip. Daun tersebut berbentuk lanset, tepi beringgit dengan ujung yang meruncing. Bunga dari tanaman marigold dapat tumbuh hingga diameter bunga 7,5 10 cm. Bunga marigold memiliki bentuk yang menyerupai cawan serta memiliki warna mencolok yaitu oranye dan kuning cerah. Bunga memiliki organ bunga yang lengkap yaitu putik dan benang sari (Winarto, 2010). Marigold diklasifikasikan sebagai berikut : Kingdom : Plantae Divisi : Spermatophyta Kelas : Dicotyledoneae Ordo : Asterales Famili : Asteraceae Genus : Tagetes Spesies : Tagetes erecta (Van Steenis, 2005) Gambar 1. Bunga dan Tanaman Marigold (Bali Gemitir, 2015; KAU Agri, 2013) Manfaat marigold (T. erecta) Tanaman marigold memiliki beberapa manfaat. Manfaat marigold dari segi kesehatan yaitu bunga dari tanaman marigold dapat digunakan sebagai obat-obat tradisional yang dapat menyembuhkan infeksi saluran pernafasan, anti radang, mengencerkan dahak, mengatasi batuk dan obat untuk luka. Bunga marigold oleh masyarakat Filipina dimanfaatkan pula sebagai obat anemia serta rematik 2

3 (Vasudevan et al., 1997). Marigold mengandung minyak atsiri sehingga dalam bidang pertanian, bunga marigold dapat digunakan sebagai fungisida alami dan anti nematoda (Salisbury dan Ross, 1995). Bunga marigold dalam bidang sosial digunakan sebagai bunga tabur dan bunga dalam sarana upacara, khususnya bagi masyarakat Hindu di Bali. Tanaman marigold juga dapat digunakan sebagai pewarna makanan alami. Hal ini dikarenakan kandungan karotenoid yang terdapat di dalam bunga marigold (Bocanegra et al., 2004). Penelitian yang dilakukan Yolanda (2012), marigold dapat digunakan sebagai sumber pewarna alami pada suplemen pakan ayam sehingga dapat menghasilkan warna kuning bagi ternak unggas dan telurnya Kromosom marigold (T. erecta) Tanaman marigold (T. erecta) memiliki jumlah kromosom 2n=2x=24. Hasil tersebut sangat membantu dalam mempelajari analisis mitosis pada tanaman marigold. Spesies lain yaitu dwarf french marigold (Tagetes patula) memiliki jumlah kromosom 2n=4x=48. Melihat hasil tersebut maka dapat dikatakan bahwa T. erecta merupakan organisme diploid sementara itu tanaman T. patula merupakan organisme tetraploid (Zang et al., 2011) Mutasi Mutasi merupakan sebuah kata yang berasal dari bahasa latin yaitu mutatus yang berarti perubahan. Mutasi adalah perubahan yang terjadi akibat adanya induksi baik itu secara alami maupun buatan. Perubahan terjadi pada susunan materi genetik suatu organisme dan memiliki sifat dapat diturunkan. Mutasi sangat mudah terjadi pada bagian sel yang aktif melakukan pembelahan seperti biji, tunas, pucuk daun dan ujung akar (Stansfield, 2006). Penyebab mutasi disebut dengan mutagen. Mutagen dapat dibedakan menjadi dua yaitu mutagen fisik dan mutagen kimia. Mutagen kimia yang sering digunakan dalam induksi mutasi contohnya EMS (Ethylene methane sulfonate), 3

4 kolkisin dan Sodium Azida. Sementara itu mutagen fisika yang sering digunakan dalam penelitian adalah sinar X, sinar α, sinar β, dan sinar γ (Purwati, 2009). Induksi mutasi dilakukan untuk memperoleh keragaman genetik yang luas. Peningkatan variasi genetik ini bertujuan untuk memperoleh organisme unggul serta perbaikan kualitas makhluk hidup (Yusdar et al., 1997) Poliploidi Makhluk hidup yang memiliki jumlah kromosom lebih dari dua set kromosom disebut dengan istilah poliploidi. Poliploidi dapat terjadi karena adanya induksi mutasi. Makhluk hidup pada umumnya memiliki dua set kromosom, hal itu disebut organisme diploid, namun dapat terjadi perubahan pada jumlah set kromosom tersebut. Organisme poliploid diberi nama berdasarkan jumlah set kromosom yang dimiliknya misalnya triploid (2n=3x) memiliki 3 genom, tetraploid (2n=4x) memiliki 4 genom, dan pentaploid (2n=5x) memiliki 5 genom (Mader, 1996). Berdasarkan asal mula terjadinya organisme poliploid, terdapat dua jenis poliploidi yaitu autopoliploidi dan allopoliploidi. Autopoliploidi merupakan sel organisme yang mengandung lebih dari dua genom. Kedua genom yang serupa tersebut memiliki kromosom homolog yang berasal dari satu spesies. Sedangkan, allopoliploidi adalah jumlah kromosom menjadi dua kali lipat akibat adanya hibridisasi atau perkawinan antar spesies (Suryo, 1995). Peristiwa poliploidi pada tanaman dianalisis dengan menghitung jumlah kromosom pada sel tanaman, dimana jumlah kromosom tersebut berlipat ganda. Perubahan jumlah kromosom dapat berimbas terhadap perubahan morfologi tanaman. Tanaman poliploid memiliki bagian tanaman seperti daun, batang, bunga, dan buah yang berukuran lebih besar dibandingkan tanaman diploidnya (Dnyansagar, 1992). 4

5 2.4. Kolkisin Senyawa kolkisin (C 22 H 25 O 6 N) merupakan senyawa alkaloid yang diekstrak dari umbi tanaman krokos (Colchium autumnale) (Yatim, 1986). Kolkisin sering digunakan sebagai mutagen yang mengiduksi poliploidi pada makhluk hidup terutama tumbuhan. Penggunaan kolkisin ini dikarenakan kolkisin merupakan senyawa yang mudah larut dalam air dan sangat efektif dalam menghasilkan poliploidi pada makhluk hidup. Tidak hanya ditemukan pada tanaman Colchium autumnale, kolkisin juga ditemukan pada beberapa tanaman seperti tanaman kembang sungsang (Glosoria superba), tulip (Tulipa sylvestrys), dan tanaman hellebore putih (Veratrum album) dengan bentuk serta kadar yang berbeda-beda (Eigsti dan Dustun, 1957). Gambar 2. Struktur Molekul Kolkisin (Sheeler dan Bianchi, 1987) Kinerja kolkisin dalam menghasilkan poliploidi pada tanaman yaitu dengan menghambat pembentukan benang-benang spindel. Terhambatnya pembentukan benang spindel mengakibatkan kromosom yang siap membelah menjadi gagal berpisah sehingga jumlah set kromosom menjadi berlipat ganda (Suminah et al., 2002). Tanaman menunjukan beberapa respon yang berbeda-beda akibat pengaruh kolkisin. Perbedaan tersebut dapat diakibatkan oleh jenis tanaman, bagian tanaman yang diberi perlakuan kolkisin, serta lama perendaman yang dilakukan. Konsentrasi kokisin yang efektif dalam menghasilkan poliploidi pada makhluk hidup yaitu 0,001% - 1,00%, untuk lama perlakuan yang efektif yaitu berkisar 3 5

6 24 jam. Tanaman yang memiliki benih dengan kulit yang keras seperti jagung dan kacang-kacangan perlakuan kolkisin diberikan dengan konsentrasi 0,2% (Suryo, 1995). Hal tersebut sesuai dengan hasil penelitian Lucia (1990) pada tanaman jagung manis yang diberi perlakuan kolkisin dengan konsentrasi 0,2% selama 6 jam dilaporkan sangat efektif dalam menginduksi poliploidi. Konsentrasi kolkisin 0,01% dengan lama perendaman 4, 6, 8, 12, dan 48 jam dapat menginduksi poliploidi pada tanaman pacar air (Wiendra et al., 2011). Penggunaan kolkisin dengan konsentrasi 0,1% telah dilakukan pada bibit jepun jepang (Adenium sp.) dengan lama perendaman selama 6 jam, juga efektif menginduksi poliploidi (Yunita dan Pharmawati, 2015). Aplikasi kolkisin pada tanaman dapat dilakukan dengan beberapa cara, yaitu dengan cara dilarutkan dalam air, dalam bentuk emulsi, serta dapat pula dicampur agar atau lanolin (Eigsti dan Dustin, 1957). Pemberian kolkisin efektif dilakukan pada bagian tanaman yang sedang aktif membelah (Samadi, 1997). Cara yang paling efektif dalam menghasilkan poliploidi pada tanaman adalah dengan merendam benih tanaman pada larutan kolkisin. Hal ini dikarenakan sel-sel sedang mengalami pembelahan yang aktif pada masa awal pertumbuhannya (Suryo, 1995). Namun, perendaman pada kecambah juga sangat efektif dalam menginduksi poliploidi. Hal tersebut sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Sajjad et al. (2013) dengan menggunakan kolkisin konsentrasi 0,001%; 0,01%; dan 0,05% pada tanaman marigold yang dikecambahkan secara in-vitro. Ukuran stomata pada kecambah yang diberi perlakuan kolkisin menjadi lebih besar dibandingkan kontrol. Hal itu menandakan bahwa tanaman marigold yang diberi perlakuan kolkisin menjadi poliploid Deteksi Tanaman Poliploid Deteksi tanaman poliploid melalui pengamatan morfologi Deteksi tanaman poliploid melalui pengamatan morfologi merupakan teknik analisis yang paling mudah dilakukan. Teknik ini dilakukan dengan cara 6

7 mengukur tinggi tanaman, panjang dan lebar daun, diameter batang tanaman, diameter bunga, serta perhitungan jumlah daun. Penelitian yang dilakukan pada tanaman bawang merah yang diberi kolkisin dengan konsentrasi 0,04% memiliki ukuran daun yang lebih pendek namun lebih tebal, jumlah daun yang lebih sedikit dan lingkar batang yang lebih besar dibandingkan dengan tanaman kontrol (Permadi et al, 1991). Penelitian lain yang dilakukan oleh Suci (2006), dengan menggunakan tanaman jahe emprit yang diberi kolkisin dengan konsentrasi 0,25% dan 0,50% memiliki ukuran diameter batang, lebar daun, tinggi tanaman yang tinggi dibandingkan dengan tanaman yang tidak diberi perlakuan (kontrol). Deteksi tanaman poliploid melalui pengamatan morfologi memiliki kelemahan yaitu dinilai kurang akurat. Hal tersebut dikarenakan fenotip suatu organisme merupakan hasil dari hubungan antara genetik dan lingkungan. Maka dari itu diperlukan deteksi lanjut baik secara sitologi maupun deteksi melalui perbedaan konsentrasi DNA (Zainudin, 2006) Deteksi tanaman poliploid melalui pengamatan sitologi Deteksi tanaman poliploid dapat dilakukan melalui pengamatan sitologi. Pengamatan secara sitologi dilakukan dengan menghitung jumlah kromosom tanaman. Tanaman pada umumnya memiliki dua pasang kromosom (diploid), tetapi terdapat beberapa tanaman yang memiliki jumlah set kromosom lebih dari dua pasang contohnya gandum (heksaploid) dan kentang (triploid). Tanaman kentang (Solanum tuberosum) merupakan tanaman poliploid yang terbentuk secara alami (autotetraploid), sedangkan gandum terbentuk akibat adanya persilangan dua tetua (aloheksaploidi) (Prematilake, 2005). Induksi mutasi dengan kolkisin mampu melipatgandakan jumlah set kromosom sehingga tanaman menjadi poliploid (Suminah et al., 2002). Tanaman marigold (T. erecta) memiliki jumlah kromosom 2n=2x=24, dengan pemberian mutagen kimia kolkisin kemungkinan besar jumlah kromosom tersebut dapat dilipatgandakan menjadi 2n=4x= 48, 2n=6x=72, dan seterusnya. Penelitian yang dilakukan oleh Pharmawati dan Wistiani (2015), dengan tanaman Kesuna Bali 7

8 yang diberi perlakuakn kolkisin konsentrasi 20% ditemukan kromosom triploid (2n=3x=27), sementara itu tanaman kontrol memiliki jumlah kromosom 2n=2x= Pengaruh poliploidi terhadap konsentrasi DNA Deteksi poliploidi dapat dianalisis dengan melihat konsentrasi DNA dengan metode elektroforesis. Elektroforesis DNA memisahkan sampel DNA berdasarkan atas ukuran (berat molekul) dan struktur fisik molekulnya. Prinsip kerja dari metode ini adalah molekul bermigrasi pada suatu matriks yang dialiri arus listrik. Gel yang biasa digunakan dalam teknik ini adalah agarosa dan poliakrilamid (Muhitin et al., 2012). Terdapat perbedaan hasil elektroforegram antara tanaman yang diberi perlakuan kolkisin dan tanpa perlakuan kolkisin. Anggrek yang diberi perlakuan kolkisin dapat menyebabkan mutasi pada kromosom yaitu kromosom mampu melakukan automultiplikasi kromosom. Hal tersebut menyebabkan konsentrasi DNA tanaman dengan perlakuan kolkisin lebih tinggi dibandingkan tanaman kontrol. Kuantitas DNA tersebut dapat dilihat dengan UV- Transiluminator (Setiawan, 2012). Menurut Udupa dan Baun (2001), pemberian kolkisin pada tanaman dapat menyebabkan tanaman tersebut mengalami mutasi titik atau atau delesi kecil di sekitar daerah binding primer yang mengakibatkan perubahan panjang DNA. Pernyataan tersebut sesuai dengan penelitian Pharmawati dan Wistiani (2015) dengan menggunakan kolkisin konsentrasi 5%; 10%; dan 20% pada tanaman bawang putih. Melalui teknik PCR terlihat panjang pita DNA yang berbeda pada masing-masing perlakuan. Semakin tinggi konsentrasi kolkisin yang diaplikasikan ke tanaman, maka semakin tinggi pula mutasi yang akan dihasilkan (Purwantoro et al., 2007). 8