EVALUASI LAPANGAN KERAGAMAN GENOTIPE-GENOTIPE SOMAKLONAL ARTEMISIA (Artemisia annua L.) HASIL INDUKSI MUTASI IRADIASI SINAR GAMMA oleh Purwati A34404015 PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN DAN TEKNOLOGI BENIH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
EVALUASI LAPANGAN KERAGAMAN GENOTIPE-GENOTIPE SOMAKLONAL ARTEMISIA (Artemisia annua L.) HASIL INDUKSI MUTASI IRADIASI SINAR GAMMA Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor oleh Purwati A34404015 PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN DAN TEKNOLOGI BENIH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009
RINGKASAN PURWATI. Evaluasi Lapangan Keragaman Genotipe-Genotipe Somaklonal Artemisia (Artemisia annua L.) Hasil Induksi Mutasi Iradiasi Sinar Gamma (Dibimbing oleh Muhamad Syukur dan Endang Gati Lestari). Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi keragaman pada genotipegenotipe somaklonal Artemisia di lapangan hasil induksi mutasi iradiasi dengan sinar gamma. Hasil dari evaluasi digunakan untuk seleksi terhadap genotipegenotipe somaklon yang memiliki biomassa lebih tinggi daripada tanaman induk (in vitro dan biji) dan memiliki umur berbunga yang lebih lambat daripada tanaman induk. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan April - Desember 2008 di beberapa tempat yaitu : (1) Kebun Percobaan Balittro Gunung Putri Cipanas, (2) Rumah kaca BB-Biogen, (3) Laboratorium Biologi umum PAU dan (4) Laboratorium Pendidikan Pemuliaan Tanaman. Genotipe - genotipe yang digunakan berasal dari planlet hasil iradiasi dengan dosis 0 (biji dan in vitro), 30, 40 dan 60 Gy. Iradiasi dosis 30 Gy terdapat 7 genotipe, hasil iradiasi dosis 40 Gy terdapat 17 genotipe dan hasil iradiasi dosis 60 Gy terdapat satu genotipe. Hasil pengamatan di lapangan menunjukkan adanya variasi pada karakter kualitatif serta perbedaan nilai tengah dan keragaman pada karakter kuantitatif. Perbedaan karakter kualitatif meliputi percabangan anak daun, bentuk daun, warna daun, warna batang, warna cabang, percabangan dan arsitektur pucuk. Variasi bentuk daun meliputi bentuk daun renggang dan rapat, sedangkan untuk perbedaan warna batang dan cabang terdapat variasi antara warna ungu dan hijau. Warna daun pada penelitian ini dikelompokkan menjadi empat tipe yaitu tipe (1) Dp.2 6/10 2.5 Gy (hijau muda), tipe (2) Dp. 1 5/6 2.5 Gy (hijua), tipe (3) DI. 4 4/6 2.5 Gy (hijau tua) dan tipe (4) DK 2 3.5/6 2.5 Gy (hijau sangat tua). Percabangan pada genotipe - genotipe Artemisia terdapat variasi anak cabang dan anak anak cabang, sedangkan arsitektur percabangan terdapat variasi antara beraturan dan tidak beraturan. Pada arsitektur pucuk tidak terdapat variasi, karena keseluruhan genotipe memiliki arsitektur pucuk mekar. Perbedaan nilai tengah dan keragaman pada karakter kuantitatif meliputi tinggi tanaman, diameter batang, jumlah daun, panjang daun, lebar daun dan sudut percabangan. Berdasarkan biomassa dan umur berbunga terpilih 5 genotipe terseleksi untuk dianalisis artemisininnya. Satu genotipe (nomor 62) dari hasil iradiasi dosis
30 Gy dengan biomassa 4.64 kg dengan umur berbunga 7 bulan setelah tanam (BST). Empat genotipe (nomor 43, 47, 49, 72) dari hasil iradiasi dosis 40 Gy dengan biomassa berturut-turut 4.84 kg, 3.79 kg, 3.99 kg dan 3.74 kg serta umur berbunga 5 BST, 7 BST, 7 BST dan 6 BST. Dari analisis kromosom yang dilakukan belum didapatkan kromosom dengan penyebaran yang baik sehingga belum dapat menggambarkan kariotipe kromosom tanaman Artemisia baik tanaman tanpa iradiasi maupun hasil iradiasi.
LEMBAR PENGESAHAN Judul : EVALUASI LAPANGAN KERAGAMAN GENOTIPE-GENOTIPE SOMAKLONAL ARTEMISIA (Artemisia annua L.) HASIL INDUKSI MUTASI IRADIASI SINAR GAMMA Nama : Purwati NRP : A34404015 Menyetujui, Dosen Pembimbing Pembimbing I Pembimbing II Dr. Muhamad Syukur,SP MSi. Dr. Endang Gati Lestari, MSi NIP. 132 258 034 NIP. 080 079 765 Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, MAgr. NIP. 131 124 019 Tanggal Lulus :
KATA PENGANTAR Syukur alhamdulillah penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas ridho dan karunianya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan skripsi dengan judul Evaluasi Lapangan Keragaman Genotipe-Genotipe Somaklonal Artemisia (Artemisia annua L.) Hasil Induksi Mutasi Iradiasi Sinar Gamma. Proses penelitian dan penulisan skripsi ini merupakan pembelajaran bagi penulis untuk menulis karya ilmiah dan sebagai salah satu syarat untuk menyelesaikan program sarjana pertanian. Semoga hasil penelitian ini dapat bermanfaat bagi banyak pihak karena penelitian tentang Artemisia belum terlalu banyak. Penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada Dr. Muhamad Syukur, SP MSi. dan Dr. Endang Gati Lestari, MSi atas kesediaanya dan kesabarannya sebagai pembimbing skripsi dan kepada pihak-pihak yang telah membantu dalam penyelesaian penelitian ini yaitu : 1. Kedua orang tua tercinta (Sulasih dan Suwadi), kakakku (Sugiarto), adikadikku (Darwati dan Nur Sholikah), kakek (Martono), nenek (Kusnah) atas doa dan dukunganya serta kasih sayang selama ini. 2. Prof. Surjono H Sutjahjo sebagai pembimbing akademik selama di IPB. 3. Dr. Ragapadmi P. dan Rosa Yunita, SP, MSi dan staf laboratorium BB- Biogen atas bimbingan, saran dan bantuanya. 4. Bapak Prasetya di laboratorium PAU atas bantuanya dalam pemakaian mikroskop. 5. Bapak Dadi, Pak Herman dan Pak Andi staf kebun percobaan BALITRO di Gunung Putri Cipanas atas bantuanya dalam pengamatan dan penyediaan tempat untuk menginap. 6. Novi, Citta, mbak Cici, mbak Kiki, mbak Retno dan Ninik atas dukungan, bantuan, saran dan ide selama penelitian. 7. Teman teman Edelweis dan teman teman Pemuliaan Tanaman dan Teknologi Benih angkatan 41 (Sinta, Efi, Wahyu, Endah, Ita, dll) atas dukungan dan kebersamaan selama di kampus. Bogor, Desember 2008 Penulis
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Pati Jawa Tengah pada tanggal 28 Februari 1986. Penulis merupakan anak kedua dari empat bersaudara pasangan bapak Suwadi dan ibu Sulasih. Pendidikan pertama penulis dimulai dari SD Sukobubuk 01 Margorejo Pati pada tahun 1992 1998. Penulis melanjutkan pendidikan sekolah menengah pertama di MTsN Gembong Pati dari tahun 1998-2001, kemudian melanjutkan ke SMAN 3 Pati dan lulus pada tahun 2004. Tahun yang sama penulis diterima di IPB melalui jalur USMI di Fakultas Pertanian Departemen Agronomi dan Hortikultura Program Studi Pemuliaan Tanaman dan Teknologi Benih dengan mengambil program kekhususan Pemuliaan Tanaman. Selama kuliah penulis aktif dalam organisasi UKM Gema Almamater menjabat sebagai sekertaris bagian LITBANG. Penulis juga aktif dalam berbagai kepanitiaan seperti menjadi panitia dalam Olimpiade IPB, Pelatihan Terarium, dan sebagai ketua panitia dalam acara pelatihan PKM (Program Kreatifitas Mahasiswa). Selama di IPB penulis juga mendapatkan beasiswa dari Supersemar dan POM IPB. Dalam kegiatan akademik penulis juga pernah menjadi asisten praktikum Dasar Dasar Pemuliaan Tanaman, Pemuliaan Kelapa Sawit, Teknik Pemuliaan Tanaman II dan menjadi asisten mata kuliah Perancangan Percobaan. Semoga dengan pendidikan dan pengalaman yang diperoleh selama perkuliahan ini penulis dapat menjadi pribadi yang berpola pikir sarjana dan memanfaatkan ilmu yang didapatkan dengan sebaik-baiknya.
DAFTAR ISI Halaman PENDAHULUAN... 1 Latar Belakang... 1 Tujuan... 2 Hipotesis... 2 TINJAUAN PUSTAKA... 3 Tanaman Artemisia annua L.... 3 Syarat Tumbuh Artemisia... 4 Kandungan Bahan Aktif Artemisinin pada Artemisia... 6 Pemuliaan Mutasi Tanaman... 7 Iradiasi Sinar Gamma... 9 Analisis Kromosom... 9 BAHAN DAN METODE... 11 Waktu dan Tempat... 11 Bahan dan Alat... 11 Metode Penelitian... 11 Pelaksanaan Penelitian... 12 HASIL DAN PEMBAHASAN... 14 Kondisis Umum... 14 Karakter Kualitatif... 16 Karakter Kuantitatif... 23 Analisis Kromosom... 31 KESIMPULAN DAN SARAN... 32 Kesimpulan... 32 Saran... 32 DAFTAR PUSTAKA... 33 LAMPIRAN... 36
1 DAFTAR TABEL Nomor Teks Halaman 1. Jumlah Hari Hujan dan Rata-Rata Curah Hujan Bulan Mei - Oktober 2008... 15 2. Perbedaan Warna Daun pada Populasi Artemisia... 18 3. Perbedaan Warna Batang Muda dan Warna Batang Tua pada Populasi Artemisia... 20 4. Perbedaan Warna Cabang Muda dan Warna Cabang Tua pada Populasi Artemisia... 21 5. Perbedaan Cabang dan Arsitektur Percabangan serta Arsitektur Pucuk pada Populasi Artemisia... 22 6. Jumlah Tanaman Hidup Setelah Aklimatisasi...... 23 7. Tinggi Tanaman Artemisia pada 2, 4 dan 6 Bulan Setelah Tanam... 25 8. Diameter Batang Artemisia pada 2, 4 dan 6 Bulan Setelah Tanam... 26 9. Nilai Tengah dan Koefisien Keragaman Beberapa Karakter Kuantitatif pada Populasi Artemisia... 28 10. Sudut Percabangan pada Populasi Artemisia... 29 11. Biomassa pada Beberapa Genotipe Artemisia... 30 Lampiran 1. Genotipe-Genotipe Somaklon dan Jumlah Tanaman di Lapangan... 38 2. Denah Penelitian Genotipe-Genotipe Somaklon Artemisia... 39 3. Karakter Kualitatif pada Populasi Artemisia... 40 4. Tinggi Tanaman Artemisia pada 1, 2 dan 3 BST... 42 5. Tinggi Tanaman Artemisia pada 4,5 dan 6 BST... 43 6. Diameter Batang Artemisia pada 1, 2 dan 3 BST... 44 7. Diameter Batang Artemisia pada 4, 5 dan 6 BST... 45
2 DAFTAR GAMBAR Nomor Halaman Teks 1. Susunan kimia artemisinin... 4 2. Kematian planlet saat aklimatisasi akibat cendawan dan kondisi tunas yang menguning... 14 3. Pertanaman Artemisia pada satu bulan setelah tanam... 15 4. Perbedaan percabangan anak daun antara sejajar dan berselang - seling pada tanaman Artemisia... 16 5. Perbedaan bentuk daun antara rapat dan renggang serta runcing dan tidak terlalu runcing pada tanaman Artemisia hasil iradiasi sinar gamma... 17 6. Perbedaan warna daun pada populasi Artemisia... 18 7. Perbedaan warna batang pada populasi Artemisia... 20 8. Hasil analisis kromosom pada Artemisia hasil iradiasi maupun tanpa iradiasi... 31 Lampiran 1. Bagan proses pembuatan preparat kromosom pucuk daun... 37 2. Penampilan tanaman Artemisia genotipe 72... 46 3. Penampilan tanaman Artemisia genotipe 49... 46 4. Penampilan tanaman Artemisia genotipe 62... 47 5. Penampilan tanaman Artemisia genotipe 47... 47