DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i FAKTA INTEGRITAS... ii LEMBAR PERSYARATAN GELAR... iii LEMBAR PENGESAHAN TUGAS AKHIR... iv LEMBAR PERSETUJUAN... v PEDOMAN PENGGUNAAN... vi ABSTRAK... vii KATA PENGANTAR... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR TABEL... xi DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar Belakang... 1 1.2 Rumusan Masalah... 3 1.3 Batasan Masalah...... 3 1.4 Tujuan Penelitian... 4 1.5 Manfaat Penelitian... 4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 5 2.1 Radiasi... 5 2.1.1 Peluruhan alfa... 5 2.1.2 Peluruhan beta... 6 2.1.3 Peluruhan gamma... 7 2.2 Aktivitas Radionuklida dalam Sampel... 9 2.3 Efek Radiasi Terhadap Tanaman... 10 2.4 Mutasi Pada Tanaman... 13 2.5 Pemuliaan Tanaman... 13 2.6 Deskripsi Tanaman Tomat... 15
2.6.1 Morfologi... 16 2.6.2 Varietas... 20 2.7 Iradiator Panorama Serbaguna (IRPASENA)... 20 BAB III METODE PENELITIAN... 25 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian... 25 3.2 Alat dan Bahan... 25 3.2.1 Alat... 25 3.2.2 Bahan... 25 3.3 Prosedur Penelitian... 26 3.3.1 Proses radiasi biji tomat dengan iradiator IRPASENA... 26 3.3.2 Proses uji keradioaktifan dengan detektor Nal (TI)... 27 3.4 Diagram Blok Penelitian... 28 3.5 Hipotesis... 29 3.6 Metode Analisis Data... 29 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN... 31 4.1 Dosis yang Tepat untuk Tanaman Tomat... 31 4.2 Hasil Uji Konsentrasi Radiasi Gamma Co-60 Pada Buah Tomat... 40 4.3 Hasil Uji Kandungan Vitamin Pada Buah Tomat... 41 4.4 Pembahasan... 41 BAB V KESIMPULAN... 46 5.1 Kesimpulan... 46 5.2 Saran... 46 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 2.1 Spesifikasi iradiator panorama serbaguna (IRPASENA)... 22 Tabel 4.1 Rata-rata tinggi tanaman tomat setiap minggu... 32 Tabel 4.2 Rata-rata lebar tanaman tomat setiap minggu... 33 Tabel 4.3 Persamaan garis dan perhitungan nilai LD... 36 Tabel 4.4 Hasil uji keradioaktifan buah tomat... 40 Tabel 4.5 Data uji vitamin buah tomat... 41 Tabel 4.6 Output uji homogenitas data untuk tinggi tanaman, lebar daun, jumlah buah dan berat buah... 43 Tabel 4.7 Output Uji Statistik ANOVA Data untuk tinggi tanaman dan lebar Daun, jumlah buah dan berat buah... 43
DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 2.1 Peluruhan partikel alfa... 6 Gambar 2.2 Peluruhan partikel beta... 7 Gambar 2.3 Peluruhan sinar gamma... 8 Gambar 2.4 Daya tembus partikel alfa, beta dan Sinar gamma... 9 Gambar 2.5 Jenis jenis tomat... 18 Gambar 2.6 Skema IRPASENA... 22 Gambar 2.7 Wadah timbal tempat penyimpanan sumber radiasi gamma Co-60 pada IRPASENA... 23 Gambar 3.1 Diagram blok penelitian... 28 Gambar 4.1 Grafik pertumbuhan fisiologi tinggi tanaman tomat dari umur 1 hingga 12 minggu untuk vareasi dosis radiasi gamma Co-60... 34 Gambar 4.2 Grafik linnier pertumbuhan fisiologi tinggi tanaman tomat dari umur 1 hingga 12 minggu untuk vareasi dosis radiasi gamma Co-60... 35 Gambar 4.3 Grafik pertumbuhan fisiologi lebar daun tanaman tomat dari umur 1 hingga 12 minggu untuk vareasi dosis radiasi gamma Co-60... 37 Gambar 4.4 Grafik linnier pertumbuhan fisiologi lebar daun tanaman tomat dari umur 1 hingga 12 minggu untuk vareasi dosis radiasi gamma Co-60... 38 Gambar 4.5 Grafik jumlah buah mulai tumbuh pada minggu ke-8 hingga buah tomat dipanen pada minggu ke-12 untuk vareasi dosis radiasi gamma Co-60... 39 Gambar 4.6 Grafik berat buah tomat pada masing-masing dosis radiasi gamma Co-60 mulai minggu ke-8 hingga minggu ke-12... 39
LAMPIRAN Lampiran I Data Pengamatan Lampiran II Laju Dosis Lampiran III Data Analisis Pengukuran Radionuklida Pemancar Gamma Lampiran IV Surat Tugas Pengujian Sampel Tomat Lampiran V Laporan Hasil Pengujian Kandungan Vitamin Tomat Lampiran VI F tabel statistik Lampiran VII Surat surat penelitian Lampiran VIII Foto penelitian
ABSTRAK Telah dilakukan penelitian efek induksi mutasi radiasi gamma Co-60 pada pertumbuhan fisiologis tanaman tomat (Lycopersicon Esculentum L.). Salah satu peningkatan dari kualitas dapat dilakukan dengan cara induksi mutasi radiasi gamma Co-60. Induksi mutasi adalah perubahan genetik yang disebabkan oleh usaha manusia salah satu caranya yaitu dengan bahan radioaktif. Radiasi gamma Co-60 dari pesawat IRPASENA dipaparkan pada biji tomat dengan perlakuan dosis 50 Gy, 100 Gy, 150 Gy, 200 Gy dan 250 Gy. Pengukuran dilakukan terhadap pertumbuhan fisiologis tinggi tanaman, lebar daun, jumlah buah dan berat buah tomat dari minggu pertama hingga panen. Hasil penelitian menunjukkan bahwa dosis radiasi yang tepat (unggul)untuk pemuliaan tanaman tomat pada dosis 100 Gy. Menggunakan uji statistik ANOVA dengan program SPSS versi 17.0, pada tinggi tanaman tomat dan lebar daun belum menunjukkan perbedaan signifikan (p 0,05) namun untuk jumlah buah dan berat buah telah menunjukkan perbedaan signifikan (p 0,05) antara dosis 0 Gy dengan dosis 100 Gy. Selanjutnya konsentrasi keradioaktifan pada buah tomat yang unggul setelah dipaparkan radiasi adalah lebih kecil dari 1,00 Bq/kg. Jumlah kadar vitamin yang terkandung dalam buah tomat yang unggul pasca radiasi yaitu khususnya pada vitamin C 0,13 %, sedangkan pada buah tomat dosis 0 Gy (kontrol) 0,07 %, begitu juga vitamin B1 menunjukkan nilai yang lebih besar (0,63 mg/kg) dibandingkan dengan buah tomat dosis 0 Gy (kontrol) (0,496 mg/kg). Kata kunci : Pemuliaan tanaman tomat, radiasi gamma Co-60, konsentrasi radiasi gamma Co-60. ABSTRACT A research on Co-60 gamma radiation effect of induced mutation in physiological growth of tomato plant (Lycopersicon Esculentum L.) has been done. One way to improve the quality of plant could be achieved through Co-60 gamma radiation induced mutation. The Co-60 gamma radiation from IRPASENA machine exposed on tomato s seed with dosage treatment of 50 Gy, 100 Gy, 150 Gy, 200 Gy and 250 Gy. The measurement carried out against the physiological growth of plant height, leaves width, amount and weight of tomato fruits at the first week until harvest time. Result shows that the correct radiation dosage for tomato breeding is 100 Gy. Utilizing the statistics test ANOVA using SPSS program version 17.0, the height of tomato plant and leaves width haven t shows significant different (pp 0,05) however, for amount and weight of fruits shows significant difference (pp 0,05) between dosage treatment of 0 Gy and 100 Gy. Radioactivity concentration in improved tomato fruits after radiation exposure is less than 1,00 Bq/kg. Vitamins content on improved tomato fruits after exposure, particularly on vitamin C is 0,13% compared to control fruit that is 0,07%, the vitamin B1 also shows increased value (0,63 mg/kg) compared with control fruit (0,496%) Keywords: Tomato plant breeding, Co-60 gamma radiation, Co-60 gamma radiation concentration
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Komoditas Tomat (Lycopersicon esculentum L.) merupakan komoditas sayuran yang strategis dan memiliki nilai ekonomi penting bagi Indonesia. Banyaknya manfaat tomat dalam kehidupan manusia menyebabkan tingginya permintaan terhadap tomat itu sendiri sehingga peluang pasarnya terbuka secara luas, baik peluang pasar di dalam negeri maupun untuk tujuan ekspor. Beragamnya manfaat tomat ini tentu saja memberikan peluang kepada petani untuk membudidayakan tanaman tomat sebagai sumber penghasilan. Salah satu kegunaan tomat adalah untuk bahan masakan. Hampir seluruh jenis masakan di Indonesia menggunakan tomat sebagai bahan dasar pembuatannya. Selain itu nilai gizi yang terkandung dalam tomat juga cukup tinggi, karena terdapat sejumlah kandungan vitamin yang diperlukan oleh tubuh manusia. Komponen utamanya berupa vitamin A, C dan D serta banyak mengandung serat. Pada bidang kesehatan manfaat tomat adalah sebagai pencegah penyakit sariawan, menghilangkan jerawat dan mencegah penyakit kanker. (Wikipedia, 2014). Selain itu, tomat menjadi tanaman unggulan nasional komoditas hortikultura dan prioritas utama pada sejumlah provinsi di Indonesia. Namun, produktivitas tomat di Indonesia masih relatif rendah yaitu 16,61 ton/ha pada tahun 2013 dan mengalami penurunan pada tahun 2014 sebanyak 15,96 ton/ha (Badan Pusat Statistik dan Direktorat Jendral Hortikultura, 2014). Begitu banyak manfaat dari tomat mengindikasikan bahwa produktivitas tomat harus segera ditingkatkan. Salah satu peningkatan dari segi kualitas dapat dilakukan dengan cara pemulian tanaman. Pemuliaan tanaman merupakan ilmu pengetahuan yang bertujuan untuk memperbaiki sifat tanaman, baik secara kualitatif maupun kuantitatif. Pemuliaan tanaman bertujuan untuk menghasilkan varietas tanaman dengan sifat-sifat seperti morfologi, fisiologi, biokimia, dan agronomi serta tujuan ekonomi yang diinginkan. Pemuliaan tanaman akan berhasil jika di dalam populasi tersebut terdapat banyak variasi genetik. Variasi genetik dapat diperoleh dengan cara induksi mutasi. Induksi mutasi adalah perubahan genetik yang disebabkan oleh usaha manusia salah satu caranya yaitu dengan bahan radioaktif. Pemuliaan tanaman secara konvensional
(banyak atau dalam jumlah besar) dilakukan dengan hibridisasi (perkawinan silang berbagai jenis spesies setiap tanaman), sedangkan pemuliaan secara mutasi dapat diinduksi dengan mutagen fisik atau mutagen kimia. Mutagen fisik adalah mutasi berupa bahan fisika, yang mana sumbernya berupa sinar alfa, beta dan gamma. Sedangkan mutagen kimia adalah mutasi yang mempunyai kemampuan untuk menyusup di antara basa nitrogen sehingga dapat menggangu replikasi DNA. Pada umumnya mutagen fisik dapat menyebabkan mutasi pada tahap kromosom, sedangkan mutagen kimia umumnya menyebabkan mutasi pada tahapan gen atau basa nitrogen (Aisyah, 2006). Istilah mutasi pertama kali digunakan oleh Hugo de Vries, untuk mengemukakan adanya perubahan fenotipe yang mendadak pada bunga Oenothera lamarckiana dan bersifat menurun. Ternyata perubahan tersebut terjadi karena adanya penyimpangan dari kromosomnya. Penelitian tentang mutasi dilakukan pula oleh Morgan (1910) dengan menggunakan lalat buah, dimana berhasil dalam percobaanya dengan lalat buah, yaitu menemukan mutasi buatan dengan menggunakan sinar X (Anonim, 2009). Mutasi adalah perubahan pada materi genetik suatu makhluk atau tumbuhan yang terjadi secara tiba-tiba, acak dan merupakan dasar bagi sumber variasi organisme hidup yang bersifat terwariskan (heritable). Mutasi juga dapat diartikan suatu proses di mana suatu gen mengalami perubahan struktur. Mutasi dapat mempengaruhi DNA maupun kromosom. DNA dapat dipengaruhi pada saat sintesis DNA (replikasi). Induksi mutasi adalah salah satu metode yang efektif untuk meningkatkan keragaman tanaman. Mutasi gen terjadi sebagai akibat perubahan dalam gen. Gen yang berubah karena mutasi disebut mutan. Mutasi memiliki arti penting bagi pemuliaan tanaman akibat radiasi gamma Co-60, yaitu (1) Radiasi memungkinkan untuk meningkatkan hanya satu karakter yang diinginkan saja, tanpa mengubah karakter yang lainnya. (2) Tanaman yang secara umum diperbanyak secara vegetatif pada umumnya bersifat heterozigot (bentuk genotipe yang terjadi pada individu) yang dapat menimbulkan keragaman yang tinggi setelah dilakukannya paparan radiasi. (3) Radiasi merupakan salah satu cara yang dapat dilakukan untuk meningkatkan keragaman pada tanaman yang apomiksis (terbentuknya individu baru yang berasal dari biji yang tidak mengalami fertilisasi). Mutasi fisik juga dapat menghasilkan karagaman yang lebih cepat dibandingkan pemuliaan secara konvensional (banyak atau dalam jumlah besar). Pemuliaan dengan mutasi fisik, selain mempunyai beberapa keunggulan juga memiliki
beberapa kelemahan, dimana sifat yang diperoleh tidak dapat diprediksi dan ketidakstabilan sifat-sifat genetik yang muncul terhadap generasi berikutnya (Sutapa, 2011). Berdasarkan pertimbangan tersebut, penelitian ini mengambil judul Pemanfaatan Radiasi Gamma Co-60 dalam Pemuliaan Tanaman Tomat (Lycopersicon esculentum L.) dengan Metode Mutagen Fisik. 1.2 Rumusan Masalah Adapun yang menjadi rumusan masalah dari penelitian ini adalah : 1. Berapakah dosis radiasi sinar gamma Co-60 yang tepat untuk pemuliaan tanaman tomat? 2. Berapakah konsentrasi radiasi gamma Co-60 setelah diberikan paparan pada buah tomat yang unggul? 3. Berapakah jumlah dan kadar vitamin yang terkandung dalam buah tomat yang unggul pasca radiasi? 1.3 Batasan Masalah Dalam tugas akhir ini pengambilan data dibatasi pada dosis 50 Gy; 100 Gy; 150 Gy; 200 Gy; 250 Gy dan 0 Gy sebagai kontrol. Kemudian tomat yang digunakan adalah varietas tomat biasa ( L. commune), bentuk buahnya bulat, lunak dan beralur-alur di dekat tangkainya serta berumur 72 hari. Pengamatan data akan dilakukan selama 3 bulan. Penelitian ini dibatasi hanya mengamati pertumbuhan tanaman tomat dari biji hingga tanaman tersebut berbuah (buah pertama). Sumber radiasi yang digunakan dalam penelitian ini adalah Co-60.
1.4 Tujuan Penelitian Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : 1. Untuk mengetahui dosis radiasi sinar gamma Co-60 yang tepat untuk pemuliaan tanaman tomat. 2. Mengetahui konsentrasi radiasi gamma Co-60 setelah diberikan paparan pada buah tomat. 3. Mengetahui jumlah dan kadar vitamin yang terkandung dalam buah tomat yang unggul pasca radiasi. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat penulisan tugas akhir ini yaitu : 1. Mendapatkan informasi terhadap Pemanfaatan Radiasi Gamma Co-60 dalam Pemuliaan Tanaman Tomat (Lycopersicon esculentum L.) dengan Metode Mutagen Fisik. 2. Memberikan kontribusi terhadap pengembangan ilmu dan teknologi terutama dalam bidang biofisika.