Pemuliaan Tanaman Dengan Metode Iradiasi [PDF]

Citation preview

LAPORAN RESMI PEMULIAAN TANAMAN DENGAN IRADIASI GAMMA



DISUSUN OLEH :



NAMA



:



DEWA GEMAREFA



NIM



:



011600434



KELOMPOK



:



II (DUA)



REKAN KERJA



:



1. CRISTIANI NOVITA SARI 2. SAID WIGO A 3. DIMAS CANDRA SUGIARTO 4. TRI ILMA HUMAIRAH



PROGRAM STUDI



:



D-IV TEKNOKIMIA NUKLIR



MATA KULIAH



:



PRAKTIKUM APLIKASI TEKNOLOGI NUKLIR



ASISTEN PEMBIMBING



:



TANGGAL PENGUMPULAN :



SUGILI PUTRA, S.T, M.SC 12 JULI 2019



SEKOLAH TINGGI TEKNOLOGI NUKLIR BADAN TENAGA NUKLIR NASIONAL YOGYAKARTA 2019



I.



ACARA : PEMULIAAN TANAMAN DENGAN IRADIASI GAMMA



II.



TUJUAN Mengetahui efek radiasi terhadap fenotipik tanaman rosela (Hibiscus Sabdariffa L)



III. WAKTU PELAKSANAAN 1. Tanggal Pelaksanaan : 27 Februari 2019 - selesai 2. Tempat Pelaksanaan : Lab. OTK dan Iradiator Gamma STTN



IV. LANDASAN TEORI Radiasimerupakan



setiapprosesdimanaenergibergerak



melalui



media atau melalui ruang, dan akhirnya diserap oleh benda lain. Orang awam sering menghubungkan kata radiasiionisasi(misalnya sebagaimana terjadi pada senjata nuklir, reaktor nuklir, dan zatradioaktif), tetapi juga dapat merujuk kepada radiasielektromagnetik(yaitu gelombang radio, cahayainframerah, cahaya tampak, sinarultraviolet, danX-ray), radiasi akustik, atau untuk proses lain yang lebih jelas. Radiasi adalah bahwa energi yang memancar (yaitu bergerak ke luar dalam garis lurus ke segala arah) dari suatu sumber. Geometri ini secara alami mengarah pada sistem pengukuran dan unit fisik yang sama berlaku untuk semua jenis radiasi(Handley,1997). Beberaparadiasi dapat berbahaya, namun radiasi juga



banyak



dimanfaatkan



untuk



kepentingan



kesehatan



seperti



radioterapi. Selain untuk radioterapi pada saat ini radiasi telah dikembangkan sebagai metode untuk pengawetanbahan makanan, yang disebut sebagai teknik iradiasi. Iradiasi bertujuan untukmengurangi atau bahkan membasmimikroorganisme atau penyakit yang terbawa oleh makanan. Sinar gamma adalah salah satu mutagen fisik yang sering digunakan dalam teknik mutagenesis tanaman. Sinar radioaktif jika mengenai jaringan tanaman akan menimbulkan ionisasi molekul air, kemudian akan mengoksidasi gula dalam DNA sehingga rangkaian



nukleotidanya akan putus. Tetapi ada pula radiasi yang langsung menyebabkan basa nukleotida menjadi lepas, rusak, atau berubah susunan molekulnya, sehingga menghambat replikasi dan transkripsinya serta mengakibatkan tidak dihasilkannya asam amino karena tidak terbaca pada waktu translasi. Radiasi juga dapat mengakibatkan terjadinya perubahan dalam komposisi basa dan juga putusnya rantai DNA. Dinyatakan juga bahwa efek radiasi terhadap basa lebih penting dan berperan secara langsung dalam proses mutasi gen, seperti terjadinya substitusi, penambahan atau hilangnya basa dalam molekul DNA. Radiasi juga dapat menginduksi perubahan struktur kromosom, yaitu terjadinya pematahan kromosom. Pada dosis rendah dapat menyebabkan terjadinya delesi, dan semakin tinggi dosisnya akan terjadi duplikasi, inversi, atau translokasi kromosom. Sinar gamma juga dapat menekan pertumbuhanakar, batang, dan daun



(pertumbuhanvegetatif).Dosisradiasi



yang



diberikan



untuk



mendapatkan individu yangmemperlihatkan perubahan sifat (mutan) tergantung padajenis tanaman, fase tumbuh, ukuran, kekerasan, dan bahanyang akan dimutasi. Pemanfaatan radiasi sinar gammapada berbagai konsentrasi



diharapkan



mendapatkan



jenisvarietas



unggul



yang



mempunyai karakter buah yang baikdari sebelumnya. Radiasi gamma dengan dosis



yangterlalu



tinggi



dapat



memberikanefek



negative



langsungpada tanaman, karenadapat menyebabkan tanaman mati (Van Harten, 1998). Pemberian dosis yang terlalu tinggi akan menghambat pembelahan sel yang menyebabkan kematian sel yang berpengaruh terhadap proses pertumbuhan tanaman, menurunnya daya tumbuh dari tanaman dan morfologi tanaman. Tetapi dosis radiasi yang terlalu rendah tidak cukup untuk memutasi tanaman karena frekuensi mutasi yang terlalu rendah hanya menghasilkan sedikit sektor yang termutasi (Horison, dkk, 2008) Rosella merupakan herba tahunan yang bisa mencapai ketinggian 0,5-3 m. batang bulat berkayu dan berwarna merah. Daun tunggal,



berbentuk bulat telur, pertulangan menjari, ujung tumpul, tepi bergerigi dan pangkal berlekuk. Panjang daun 6-15 cm dan lebarnya 5-8 cm. Tangkai daun bulat berwarna hijau dengan panjang 4-7 cm (Maryani dan Kristiani, 2005). Tanah yang dikehendaki oleh tanaman rosella (Hibiscus sabdariffa) adalah tanah yang mempunyai tingkat kesuburan yang cukup. Nilai pH tanah yang sesuai bagi rosella berkisar antara 5,2 – 6,4. Tekstur tanah liat berpasir merupakan kondisi yang cocok bagi tanaman rosella (Santoso, 2006). Menurut Sa’diyah (2009), rosella dapat tumbuh dengan baik, apabila lingkungan tempat tumbuhnya memenuhi syarat tumbuh bagi tanaman ini, keadaan lingkungan yang perlu diperhatikan meliputi iklim, tanah, ketinggian, suhu, curah hujan, dan musim. Tanaman rosella (Hibiscus sabdariffa) sangat sensitif dengan cuaca dingin. Tanaman tersebut cukup baik ditanam di daerah tropis maupun subtropis dengan ketinggian maksimum 900 m dpl dan curah hujan 182 cm selama musim pertumbuhannya. Jika kemungkinan tidak terjadi hujan, maka pemberian air dapat digunakan sebagai alternatif pengairan. Tanaman ini dapat tumbuh pada musim kemarau. Suhu yang sesuai bagi tanaman rosella 2527º C. Adanya kelembaban yang baik akan mempercepat pertumbuhan. Sedang angin yang kencang, suhu yang dingin dan kondisi kabut akan memberikan pengaruh yang sebaliknya (Santoso, 2006).



V.



METODE PERCOBAAN a. Alat 1. Fasilitas Irradiator Gamma 2. Plastik zip 3. Botol minum bekas 4. Kain bekas 5. Kawat 6. Penggaris



b. Bahan 1. Bibit tanaman rosella 2. Media tanam 3. Pupuk NPK



c. Langkah Kerja 1. Persiapan a) Bibit tanaman dimasukkan dalam platik zip dan diberi label b) Dilakukan iradiasi dengan dosis 0, 200, 400, 600, 800, dan 1000 Gy 2. Penanaman a) Disiapkan media tanam seperti pada gambar . Campuran sekam padi, tanah, dan pupuk organik sebagai media tanam utama. Sumbu yang



dihubungkan



pada



bak



penampung



air



untuk



memudahkan/menggantikan penyiraman. b) Bibit tanaman yang telah diiradiasi ditanamkan pada media dengan kedalaman 1-2 cm. c) Tanaman diletakkan pada tempat terbuka yang terkena sinar matahari 3. Pengamatan a) Dihitung jumlah tanaman yang tumbuh b) Diukur tinggi batang tanaman dan lebar daun tiap tanaman pada tiap dosis c) Dihitung jumlah daun tiap tanaman pada tiap dosis d) Pegamatan dilakukan setiap minggu pada hari yang sama



VI. HASIL PENGAMATAN Tabel 1. Data pertumbuhan Rosella



Mingg



Tanama



u ke-



n A B A B A



1



B A B A B A B A B A B A



2



B A B A B B A A B



3



A B A



Dosis (Gy)



0



200



400



600



800



1000



0



200



400



600



800



1000



0



200 400



Tinggi Pohon (cm)



Lebar Daun (cm)



Jumlah Daun



1



2



3



X



1



2



3



X



1



2



3



X



9



9



8,5



8,83



2,2



2,4



2,2



2,27



3



4



3



3



8



8,5



8,25



2,2



2,2



2,2



4



3



3



3



5,5



5,5



1,9



1,9



4



4



8,5



8,5



2,2



2,2



4



4



8



8



2,2



2,2



3



3



7,75



2,1



2,1



2,1



3



3



7,5



1,7



1,8



1,83



3



3



7



1,7



1,7



3



6,17



2



2,07



3



6,5



2



2



3



5,33



2



2



3



7,5



2,2



2,2



3



13,4



4



3,5



4



6



6



12,75



4,5



2,7



3,6



6



6



9,5



9,5



3,1



3,1



6



6



13,5



13,5



4,7



4,7



7



7



13,5



13,5



5,4



5,4



6



6



12,25



4,1



3,1



3,6



6



5



9



3



1,9



2,33



4



4



10,2



2,7



2,7



4



11



3,2



2,9



4



10,5



3



3



4



9



3



2,77



4



11,3



3,5



3,5



4



4



18,23



5,5



6



5,5



8



8



15,75



3,2



6,5



4,85



8



15



15



5



5



8



8



19



19



7



7



10



10



18



18



7,5



7,5



10



10



7,5



8



7



7,5



8



7 6



6



6,5



6,5 5,5



5,5



5



7,5 13,7



13



14



11,5



13



11,5



10,5



9



13,5



7,5



10,2 12,5



10,5



10



10,5 9,5



9



8,5



11,3 18



18,2



13,5



18



18,5



2



2



3



2,5



2



2,2



2



4,5



2,1



2,5



2,8



5



3 2



3 3



3



2



3 3



3



2



3 3



6



6 6



6 3



4 4



4



4



4 4



4



7



3



4



8



B A B A B A B 4



A



600



800



1000 0



B A



200



B A



400



B A



600



B A



B



15,5



15,75



5,9



6,2



7,3



10,8



9,87



2,1



3



13,5



6



13,5



9



11,5



6



10,57



5,5



11



5



26,67



7



7



28,5



10



6,5



25,5



25,5



30 25,5



11,5



13,5 13,5



13



14



11,5 13



9,7



9



11 27,5



25



31



26



28



27



20



14,5



27,5



17



20 800



B A



16



24,5



26



18



23 1000



20



16



20,5



10



6,05



8



7



3,93



3



5



6



5



6,57



7



6



5



4



5



5



5



7,33



15



12



8,25



24



11



7,5



7,5



19



19



30



9,5



9,5



24



24



25,5



9



9



26



26



27,5



9,5



9



9,25



22



15



17,17



7,5



4,5



5,77



16



8



20



9



9



27



22,83



7



7



11



23



7,5



7,5



29



15,33



6



5,5



20



20,5



8,2



8,2



12



5,4



3,5



8



7



VII. ANALISIS DATA



Grafik 1. Perumbuhan Tinggi Tanaman



6,7



5,3



3



8



5,3



6



3,5



8 7



5 5



6



4



6 5



4



3



4 5



10



12 11



15 8



8 27



14



14



14 29



14



18



18 12



Grafik pertumbuhan lebar daun 10 9



Lebar daun (cm)



8 7 6



Minggu ke-1



5



Minggu ke-2



4 3



Minggu k3-3



2



Minggu ke-4



1 0 0



200



400



600



800



1000



1200



Dosis (Gy)



Grafik 2. Pertumbuhan Lebar Daun



Grafik 3. Permbuhan jumlah daun



VIII. PEMBAHASAN Efek Iradiasi Gamma pada Batang, Akar, dan Daun Tumbuhan Pada umumnya, kenaikan dosis radiasi gamma akan menyebabkan penambahan tinggi batang, panjang akar, jumlah cabang, dan banyaknya akar pada Tanaman Rosela. Namun, pada dosis 600 Gy tanaman rosela memiliki batang yang tertinggi diantara dosis sebelumnya dan setelahnya (rentang dosis 0 – 800 Gy). Selain itu akan terpanjang , cabang terbanyak juga dimiliki oleh tanaman rosela yang diiradiasi pada dosis 600 kGy. Dosis 800 Gy menyebabkan pertumbuhan tanaman tidak maksimal dan rosela yang diiradiasi pada dosis tersebut memiliki batang dan akar terpendek daripada dosis sebelumnya. Hal ini disebabkan dosis radiasi 800



Gy menekan aktivitas pembelahan sel pada jaringan meristem dan menurunkan kelambapan pada benih[1]. Hasil percobaan didapatkan pada dosis 0 – 400 gray tidak terlihat penambahan tinggi yang signifikan dari Tumbuhan Rosela. Namun, pada dosis 600 gray terdapat penurunan pada tinggi tanaman. Dosis 800 gray menyebabkan tinggi tanaman dapat meningkat kembali kemudian pada dosis 100 grey tinggi tanaman turun lagi hingga sama dengan tinggi tanaman yang diiradiasi pada dosis 600 gray. Penurunan tinggi tanaman dapat disebabkan oleh tidak seragamnya letak kedalaman benih rosela yang disebabkan oleh curah hujan. Curah hujan dapat menekan benih tanaman sehingga ke posisi yang lebih dalam dari sebelumnya. Dosis 600 gray juga menyebabkan penurunan jumlah daun. Namun, jumlah daun pada dosis 600 gray lebih banyak apabila dibandingkan dengan kontrol. Tanaman yang diiradiasi pada dosis 1000 gray memiliki jumlah daun yang lebih sedikit daripada tanaman yang diiradiasi pada dosis 600 gray. Jumlah daun tanaman yang diiradiasi 1000 grey juga mendakati jumlah daun kontrol. Selain itu, ukuran daun pada dosis 600 gray juga mengalami penurunan. Penurunan jumlah daun ini disebabkan oleh penurunan aktivitas pembelahan pada jaringan meristem akibat dari iradiasi. Hal ini berbeda dengan hasil penlitian yang didapat pada [1], yang mana pada dosis 600 gray merupakan dosis maksimal untuk mendapatkan Tanaman Rosela yang tertinggi dan jumlah daun terbanyak. Perbedaan selanjutnya yaitu pada dosis 800 gray hasil penelitian [1] mendapatkan penurunan tinggi batang sedangkan hasil percobaan ini menunjukkan kenaikan tinggi batang pada dosis radiasi 800 gray. Namun, memiliki kesamaan yaitu dosis yang diberikan diatas 800 gray mengalami penurunan dari tinggi tanaman dan jumlah daun. Jumlah daun pada percobaan kali ini diperngaruhi oleh beberapa faktor. Faktor dominan yang mempengaruhi merupakan cuaca. Kondisi cuaca yang tidak diharapkan seperti angin kencang dan curah hujan yang tinggi dapat menyebabkan jumlah daun tanaman berkurang. Faktor lain



yang perlu dikendalikan merupakan hama tanaman karena hama tanaman seperti ulat dapat menyebabkan gangguan pengamatan fenotip tanaman diiradiasi seperti jumlah dan ukuran daun berkurang.



Efek Iradiasi Gamma pada Pertunasan Tumbuhan Semakin tinggi dosis radiasi yang diberikan kepada benih rosela maka persentase perkecambahan akan relatif semakin menurun. Setiap 1 gray dosis yang diberikan maka persentase perkecambahan akan menurun sebesar 0,37%. Namun, hal ini dilakukan pada rentang dosis 0 – 50 gray sehingga untuk menentukan LD50 diperlukan percobaan iradiasi pada dosis yang jauh lebih tinggi seperti 500 – 1000 gray[2]. Pada percobaan ini, benih mampu bertahan pada dosis 0 hingga 1000 gray dibuktikan dengan tumbuhnya seluruh benih yang diiradiasi. Hal ini sesuai dengan penilitian yang dilakukan oleh [3] yang mana tidak dapat ditentukannya LD50 untuk tanaman rosella karena kenaikan radiasi pada titik tertentu tidak menyebabkan benih rosella mati 100%. Maka dapat disimpulkan bahwa tanaman rosela memiliki ketahanan yang cukup terhadap radiasi gamma.



IX.



KESIMPULAN 1.



Terdapat kenaikan ukuran batang, daun, dan jumlah daun pada rentang dosis 0 – 400 gray. Pada dosis 600 gray terjadi penurunan kemudian peningkatan terjadi kembali pada dosis 800 gray lalu turun lagi pada dosis 100 gray.



2.



Tanaman rosela merupakan tanaman yang memiliki ketahanan terhadap radiasi gamma.



DAFTAR PUSTAKA [1] El, Sherif, Fadia., dkk. 2011. Effect Gamma Irradiation on Enhancement of Some Economic Traits and Molecular Changes in Hibiscus Sabadariffa L. Life Science Journal. 8(3). 220-229. [2] Diaz-Lopez, Ernesto., dkk. 2016. Radiosensitivity with rays gamma of 60



Co at seeds of Jamaica (Hibiscus Sabdariffa L.) to Determine



LD50. Scholars Journal of Agriculture and Vetenary Sciences. 3(2). 93-95. [3] Diaz, Lopez, Ernesto., dkk. 2017. Gamma Irradiation Effect of 60Co on the Germination of Two Subtropical Species in the Tehuacan-



Cuicatlan Valley. Iternational Journal of Advanced Engineering Research and Science (IJAERS). 4(8). 56-60.



Yogyakarta, 12 Juli 2019 Pembimbing,



Praktikan,



Sugili Putra, S.T, M.Sc



DEWA GEMAREFA



Lampiran



Gambar 1. 0 Gy Minggu 1



Gambar 2. 1000 Gy Minggu 1



Gambar 3. 0 Gy Minggu 3



Gambar 4. 1000 Gy Minggu 3