J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1, Hal.: 55-59 ISSN 1978-1873 PENGARUH EKSTRAK UMBI KEMBANG SUNGSANG (Gloriosa superba L.) TERHADAP VIABILITAS POLEN CABAI MERAH KERITING (Capsicum annum L.) ABSTRACT Sri Wahyuningsih Jurusan Biologi FMIPA Unila Jl. Prof. Dr. Sumantri Brojonegoro no. 1 Bandar Lampung Diterima 28 Agustus 2007, perbaikan 10 Desember 2007, disetujui untuk diterbitkan 27 Desember 2007 Kembang sungsang (Gloriosa superba L.) is a kind of plants that has an alkaloid of colchicine. The colchicine might be used to induce polyployd plants which will grow better with characteristics of the plant is getting stronger, the size of the plant organs, i.e. leaf, stem, flower and fruit will be bigger than that without the inducer. Therefore this research aims to know the effect of kembang sungsang tuber extract toward the pollen viability and to determine the concentration of the extract which increases the pollen viability. This was done by completely randomize design with 4 repetition. The treatments given are the concentration of kembang sungsang tuber extract 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%. The parameters observed are the pollen diameter, pollen sprout percentage, the number of fruits. The data were analyzed by variance analysis and with Least significant different at 5% level. The results showed that spread kembang sungsang tuber extract did not have significant effect on the pollen diameter, but has effect on the pollen sprout percentage, the number of fruits. The pollen diameters obtained are 13.67 (0%); 13.28 (10%); 14.62 (20%); 13.76 (30%); 15.24 (40%); 13.98 (50%); the pollen sprout percentages are 11.62 (0%); 15.27 (10%); 22.22 (20%); 17.42 (30%); 34.34 (40%); 18.06 (50%) and the number of fruits are 11.25 (0%); 12.0 (10%); 15.75 (20%); 12.5 (30%); 26.75 (40%); 14.75 (50%). Based on these data, it can be concluded that the kembang sungsang tuber extract with concentration of 40% increased the pollen sprout percentage and as a result the number of fruits has also increased. Keywords: kembang sungsang tuber extract, pollen viability, colchicine, Capsicum annum L. 1. PENDAHULUAN Tanaman cabai merah (Capsicum annum L.) merupakan tanaman agrobisnis yang banyak dikonsumsi masyarakat. Dalam budidaya tanaman cabai yang diutamakan adalah meningkatkan produksinya. Berbagai upaya petani seperti memupuk tanaman dilakukan agar hasilnya bertambah. Selain pemupukan, dapat juga dilakukan dengan membuat tanaman poliploid. Tanaman poliploid dapat diperoleh dengan induksi zat-zat kimia antara lain kolkisin. Tanaman poliploid mempunyai sifat-sifat menguntungkan yang lebih baik dari tanaman normal diploid, antara lain tanaman lebih kekar, ukurannya lebih besar (daun, bunga, buahnya) 1, 2). Kembang sungsang (Gloriosa superba L.) merupakan tanaman yang seluruh bagian tanamannya mengandung senyawa aktif kolkisin 0,1-1,8% 3), khusus pada umbinya kandungannya lebih besar yaitu sekitar 0,3% 4). Kolkisin dapat mencegah pembentukan serabut-serabut gelendong dan pemisahan kromosom pada anafase dari mitosis, sehingga menyebabkan penggandaan kromosom tanpa pembentukan dinding sel atau selnya bersifat poliploid 51,5). Pengaruh kolkisin terhadap tanaman tidak hanya pada organ vegetatif saja, tetapi juga pada organ reproduksi. Organ reproduksi berkaitan erat dengan buah yang dihasilkan tanaman. Pengaruh kolkisin pada organ reproduksi dapat dilihat dari viabilitas polen. Polen dikatakan viabel apabila mempunyai kemampuan menghantarkan sperma ke kantung embrio, setelah proses penyerbukan berlangsung 6). Viabilitas polen salah satunya bisa dilihat dari persentase perkecambahan serbuk sari. dan Ini terkait dengan jumlah buah yang terbentuk. Semakin baik viabilitasnya maka produksi buahnya juga akan banyak. Setiap jenis tanaman mempunyai tanggapan berbeda terhadap konsentrasi kolkisin yang diperlukan dan lama waktu perlakuan untuk mengubah komposisi kromosom 1,2). Berdasarkan hal itu maka dilakukan penelitian ini dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh ekstrak umbi kembang sungsang terhadap viabilitas polen dan menentukan konsentrasi ekstrak umbi kembang sungsang yang dapat meningkatkan viabilitas polen. 2. METODE PENELITIAN 2.1. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Botani dan Laboratorium Molekuler Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung pada bulan April sampai dengan Juli 2007. 2007 FMIPA Universitas Lampung 55
Sri Wahyuningsih Pengaruh Ekstrak Umbi Kembang Sungsang 2.2. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan adalah benih cabai merah keriting (Capsium annuum L.), 250 gram umbi kembang sungsang (Gloriosa superba L.), tanah yang subur, pupuk kandang, aquadest, agar, sukrosa, dan asam borat (H3BO3). Alat yang digunakan adalah mikroskop, gelas preparat, gelas penutup, pinset, kertas label, polybag, tisu, mikrometer obyektif, mikrometer okuler, ember, beaker glass, gunting, gelas pengaduk, pipet tetes, cawan petri, tabung reaksi, cangkul, timbangan elektrik, kompor listrik, corong pemisah, kertas saring, Hammer Mill, alumunium foil, autoklaf, dan gelas ukur. 2.3. Pembuatan Ekstrak Ekstrak umbi kembang sungsang dibuat berdasarkan metode secara fitokimia 7). Larutan berisi ekstrak umbi kembang sungsang yang dibuat untuk perlakuan, konsentrasinya 0%, 10%, 20%, 30%, 40%, 50%. 2.4. Penanaman Sebanyak 30 benih cabai direndam dalam ekstrak umbi kembang sungsang pada masing-masing cawan petri dengan konsentrasi berbeda :0%, 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%. Perendaman dilakukan selama 48 jam. Benih dikecambahkan dalam cawan petri yang dialasi kertas saring dan dibasahi aquades sampai akar tumbuh sepanjang 3-5 mm dan terdapat 2 daun. Bibit cabai ditanam dalam plastik polybag yang telah berisi media, dengan kedalaman 2 cm dan jarak 4 x 4 cm, posisi akar di bawah. Untuk menjaga kelembaban disiram pagi dan sore. Selanjutnya sebanyak 24 polybag masing-masing berdiameter 25 cm dan tinggi 30 cm, diisi dengan media tanah (campuran tanah : pupuk kandang =1:1). Bibit yang berumur 21 hari dengan 5 daun sejati dipindahkan ke media tanam dengan kedalaman 5 cm, dimana pada masing-masing perlakuan ditanam 1 bibit. Tanaman disiram pagi dan sore. 2.5. Pembuatan Media Kultur Polen Media kultur polen 8) dimasak dan kemudian dimasukkan ke dalam petridish dan siap digunakan. 2.6. Analisis Data Penelitian ini dirancang dengan menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 4 ulangan dari setiap perlakuan. Konsentrasi ekstrak umbi kembang sungsang (Gloriosa superba L.) dalam penelitian ini yaitu 0% (kontrol), 10%, 20%, 30%, 40%, dan 50%. Data yang diperoleh dianalisis ragam dan dilanjutkan dengan uji beda nyata terkecil (BNT) pada taraf 5%. 2.7. Pengamatan Parameter Parameter yang diukur pada penelitian ini adalah diameter polen, persentase perkecambahan polen, dan jumlah buah. Stamen diambil dari bunga yang mekar pada masing-masing perlakuan. Polen diletakkan pada kaca obyek, ditutup dengan kaca penutup, dan diamati menggunakan mikroskop. Diameter polen diukur dengan mikrometer okuler yang sudah ditera. Pengamatan persentase perkecambahan polen dilakukan dengan mengambil polen dan dikulturkan pada media kultur. Empat jam setelah penanaman, polen yang berkecambah dihitung persentase perkecambahannya. Jumlah buah dihitung berdasarkan rerata jumlah buah yang terbentuk pada setiap tanaman yang berumur 3 bulan. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Dari hasil pengamatan perendaman benih cabai merah keriting dalam larutan ekstrak kembang sungsang tidak berpengaruh terhadap diameter polen, namun berpengaruh terhadap persentase perkecambahan polen dan jumlah buah. Hasil analisisnya dapat dilihat pada Tabel 1. Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat bahwa ekstrak umbi kembang sungsang tidak berpengaruh terhadap diameter polen. Ini berarti dalam proses meiosis sel induk mikrospora menghasilkan sel-sel polen dengan ukuran normal (Gambar 1). Data persentase perkecambahan polen menunjukkan adanya perbedaan yang nyata (gambar perkecambahan polen disajikan pada Gambar 2). Semakin tinggi konsentrasi yang diberikan maka persentase perkecambahannya cenderung semakin meningkat, dan mencapai nilai tertinggi pada konsentrasi 40% dan kemudian menurun kembali pada konsentrasi 50%. Hal ini menunjukkan bahwa kolkisin tidak menghambat proses pembentukan tabung sari yang menjadi media untuk menghantarkan sperma ke kantung embrio. Kolkisin pada konsentrasi-konsentrasi yang mendorong 56 2007 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1 Tabel 1. Pengaruh perendaman benih cabai merah keriting terhadap polen dan buah Konsentrasi (%) Rerata DP PPP JB 0 (K) 13,67 a 11,62 a 11,25 a 10 (A) 13,28 a 15,27 ab 12 a 20 (B) 14,62 a 22,22 bc 15,75 a 30 (C) 13,76 a 17,42 ab 12,5 a 40 (D) 15,24 a 34,34 d 26,75 b 50 (E) 13,98 a 18,06 bc 14,75 a Keterangan: Angka-angka yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan tidak berbeda nyata pada taraf 5 % Uji BNT DP = Diameter Polen ( m); PPP = Persentase Perkecambahan Polen (%); JB = Jumlah Buah (buah) hilangnya mikrotubul-mikrotubul,tidak mempengaruhi perkecambahan polen, aliran sitoplasma, atau pertumbuhan tabung polen 6). Selain itu juga tidak mempengaruhi kapasitas penetrasi tabung pollen 9). Kolkisin menghilangkan mikrotubul dari sel generatif dan tabung polen, tetapi tidak mempengaruhi pertumbuhan memanjang atau bentuk tabung polen, juga tidak mempengaruhi perpindahan nukleus vegetatif dan sel generatif ke dalam tabung polen. Dengan demikian sperma dapat dihantarkan untuk membuahi sel telur, sehingga proses pembuahan dapat terjadi 10). Gambar 1. Diameter polen cabai merah keriting (Capsicum annum L.) Perbesaran 16x40 Keterangan: K= konsentrasi 0% (kontrol); A=konsentrasi 10%; B=konsentrasi 20%; C=konsentrasi 30%; D=konsentrasi 40%; E=konsentrasi 50%; ss=polen; ts=tabung polen 2007 FMIPA Universitas Lampung 57
Sri Wahyuningsih Pengaruh Ekstrak Umbi Kembang Sungsang Gambar 2. Perkecambahan polen cabai merah keriting (Capsicum annum L.) Perbesaran 16x10 Keterangan: K= konsentrasi 0%(kontrol); A=konsentrasi 10%; B=konsentrasi 20%; C=konsentrasi 30%; D=konsentrasi 40%; E=konsentrasi 50%; ss=polen; ts=tabung polen 4. KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa (1) Perendaman benih cabai merah dalam ekstrak umbi kembang sungsang dapat mempengaruhi viabilitas polen (persentase perkecambahan polen dan jumlah buah tanaman cabai merah); (2) Konsentrasi 40% ekstrak umbi kembang sungsang paling meningkatkan viabilitas polen (persentase perkecambahan polen dan jumlah buahnya terbanyak). UCAPAN TERIMAKASIH Diucapkan terimakasih kepada Supatmi, Eni Maryani Agustina, dan Rika atas bantuannya selama penelitian. DAFTAR PUSTAKA 1. Crowder, L.V 1993. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hlm.297-308. 2. Suryo. 1995.Sitogenetika. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta. Hlm. 254-258. 3. Addink, W. 2002. Colchicine Used in Plant Breeding Work to Induce Mutations (Polyploidy). http://biotech.icmb.utexas.edu/botany/calch.html.09/06/2006 58 2007 FMIPA Universitas Lampung
J. Sains MIPA, Edisi Khusus Tahun 2007, Vol. 13, No. 1 4. Anonim. 2004. Climbing lily. http://www.pier@hear.org/html. 24/12/2006 5. Cahill,T. 2007. Propagation-Colchicine treatment and toxic. http://www.carnivorousplants.org/howto/propagation/colchicine.php.03/08/2007 6. Shivanna, K.R. dan Johri, B.M. 1985. The Angiosperm Pollen Structure and Function. John Wiley & Sons. New York. Hlm. 143-162. 7. Shivanna, K.R. dan Johri, B.M. 1985. The Angiosperm Pollen Structure and Function. John Wiley & Sons. New York. Hlm. 143-162. 8. Sriyati, S. 1995. Biologi Reproduksi Pada Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit dan Leucaena diversifolia (Schlecht. ) Benth. Tesis Pasca Sarjana Biologi ITB. Bandung. Hlm. 20. 9. Anonim. 2007. The structural role of actin filaments and microtubules in anisotropic plant cell growth. http://www.irbv.umontreal.ca/image/projet/olivier050304.pdf 10. Heslop-Harrison, J., Y. Heslop-Harrison, M. Cristi, A. Tiezzi, and A. Moscatelli. 1988. Cytoskeletal elements, cell shaping and movement in the angiosperm pollen tube. Journal of Cell Science. 91:49-60. 11. Lakitan, B. 1996. Fisiologi Pertumbuhan dan Perkembangan Tanaman. PT Raja Grafindo Persada. Jakarta. Hlm. 59-61. 2007 FMIPA Universitas Lampung 59