Laporan Akhir Praktikum Genetika

LAPORAN AKHIR PRAKTIKUM GENETIKA
MUTASI DUPLIKASI JUMLAH KROMOSOM DAN KARAKTER MORFOLOGI TANAMAN MELON

Disusun Oleh:

Kelompok I

                                           Brina Kusumaningsari              201010200311014

Izfar Anas                               201010200311015
Sabdin Syam Tanjung             201010200311024
Rahman Wahyudi                   201010200311026

LABORATORIUM AGRONOMI

JURUSAN AGRONOMI

FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH

2012

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .........................................................................................      i

HALAMAN JUDUL .........................................................................................     ii

1.      PENDAHULUAN ..............................................................................................     1

1.1         LATAR BELAKANG ...................................................................     1

1.2         TUJUAN ........................................................................................     2

2.      TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................................     3

2.1         KROMOSOM ...............................................................................     3

2.2         MUTASI KROMOSOM ...............................................................     3

2.3         KOLKISIN MENGINDUKSI POLIPLOIDI ...............................     4

3.      METODE KERJA ...............................................................................................     5

3.1         ALAT DAN BAHAN ......................................................................     6

3.2         CARA KERJA ................................................................................     6

4.      HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................     7

4.1         PEMBAHASAN ..............................................................................     7

5.      PENUTUP .............................................................................................................     8

5.1         KESIMPULAN ................................................................................     9

5.2         SARAN .............................................................................................     9

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................  10

I. PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Siklus hidupnya tanaman selalu mengalami pertumbuhan dan perkembangan yang dipengaruhi oleh faktor genetik tanaman dan faktor lingkungan tanaman di sekitarnya, dimana faktor genetik yang diwariskan kepada keturunannya dapat berubah dari generasi ke generasi. Hal tersebut dimungkinkan karena adanya mutasi yang terjadi pada tanaman. Perubahan genetik dalam tanaman akibat mutasi ada yang menguntungkan manusia, sehingga akhirnya dikembangkan untuk mempengaruhi biji-biji yang sedang berkecambah, titik tumbuh, sel induk, serbuk sari, dan bagian-bagian lain yang bersifat meristematik.  Faktor lingkungan dapat mempengaruhi bentuk penampilan luar atau morfologi dari tanaman yang dibudidayakan.

Salah satu bentuk dari perubahan genetik adalah adanya polyploid, yaitu suatu keadaan (kondisi) dimana individu mempunyai kromosom set (genom) pada sel-sel somatiknya lebih dari dua. Polyploid dapat berasal dari penggandaan kromosom set dari spesies tunggal dan ini disebut autoploidi, dan dapat juga berasal dari kombinasi set kromosom dari dua atau lebih spesies tanaman dan ini disebut alloploidi.

 Alloploidi lebih umum terjadi di alam. Suatu alloploidi merupakan kombinasi komplemen kromosom dari kedua spesies hibrid yang fertil.  Salah satu cara untuk mengkondisikan agar sel-sel tanaman dalam keadaan alloploidi adalah dengan pemberian colchicine.  Colchicine adalah suatu alkaloid yang berfungsi menghambat (mencegah) pembelahan plasma (division of cytoplasm), tetapi tidak menghambat pembelahan inti (division of nucleus).  Sebagai hasil sesudah pembelahan sel, jumlah kromosomnya menjadi dua kalinya. Jadi, colchicine adalah zat yang sangat efektif untuk menggandakan kromosom (proses polyploidi).

Colchicine dalam perdagangan berbentuk powder, dapat dilarutkan dalam air dan jika akan dibuat dalam bentuk emulsi atau pasta perlu ditambahkan lanolin.  Jaringan tanaman yang dalam keadaan membelah dapat diberikan colchicine dengan berbagai cara dan dengan konsentrasi yang berbeda-beda.

Pada ukuran yang tidak mematikan, umumnya sangat efektif untuk menggandakan jumlah kromosom.  Pengaruh dari perlakuan ini umumnya mengejutkan dan pertumbuhan sementara terhenti.  Akhirnya dihasilkan jaringan tanaman dengan sel-sel yang tetraploid (4n) atau 2 kali sel tanaman diploid.

1.2 Tujuan

Tujuan dari pratikum kali ini adalah mengetahui  pengaruh terjadinya penggandaan kromosom pada tanaman akibat perlakuan colchicine.

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kromosom

Kromosom merupakan pembawa bahan genetik yang terdapat di dalam inti sel setiap makhluk hidup. Kromosom berbentuk batang panjang atau pendek dan lurus atau bengkok. Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada struktur kromosom. Mutasi kromosom bisa terjadi secara spontan ataupun tidak spontan. Salah satu penyebab mutasi kromosom misalnya adalah radiasi pada kromosom. Akibat dari mutasi kromosom misalnya adalah berbagai kelainan genetik seperti sindrom Wolf-Hirschhorn, sindrom Turner, sindrom Klinefelter, dan lainnya.

2.2 Mutasi Kromosom

Mutasi kromosom adalah perubahan yang terjadi pada struktur kromosom. Mutasi kromosom ini bisa terjadi secara spontan ataupun tidak spontan. Salah satu penyebab mutasi kromosom misalnya adalah radiasi pada kromosom. Akibat dari mutasi kromosom misalnya berbagai kelainan genetik seperti sindrom Wolf-Hirschhorn, sindrom Turner, sindrom Klinefelter, dan lainnya.

Berdasarkan faktor penyebabnya, mutasi dapat dibedakan menjadi dua macam sebagai berikut.

a. Mutasi alamiah (spontan). Mutasi alam adalah mutasi yang terjadi dengan sendirinya atau penyebabnya tidak diketahui secara pasti sehingga mutasi ini terjadi secara spontan. Mutasi alam ini diduga disebabkan oleh sinar kosmis (proton, positron, photon), sinar radioaktif (uranium), sinar ultraviolet, dan radiasi ionisasi internal, yaitu bahan radioaktif dalam suatu jaringan tubuh yang berpindah masuk ke jaringan lainnya.

b. Mutasi induksi (buatan). Mutasi buatan adalah mutasi yang terjadi akibat campur tangan manusia. Mutasi buatan ini memang sengaja dibuat oleh manusia untuk suatu kepentingan tertentu dan diambil manfaatnya. Mutasi buatan ini merupakan awal dari lahirnya rekayasa genetika dalam bidang bioteknologi.

Mutasi buatan dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain pemakaian bahan radioaktif untuk memperoleh bibit unggul, penggunaan radiasi peng-ion, pemakaian bahan kolkisin, dan penggunaan sinar X. Penyebab terjadinya mutasi disebut mutagen. Mutagen dapat berasal dari:

1.  Bahan fisika, misalnya radiasi yang dipancarkan oleh bahan radioaktif.

2. Bahan kimia, misalnya fenol, benz pyrene, metil cholauthrene, metil Hg, pestisida, formaldehid, colchicine.

3. Bahan biologi, misalnya virus penyebab kerusakan kromosom. Virus hepatitis menimbulkan aberasi pada darah dan tulang.

Mutasi yang terjadi di dalam tubuh dapat berupa perubahan somatis (mutasi autosom), dan perubahan generatif atau gametis (mutasi kromosom seks). Perubahan somatis (mutasi autosm) terjadi pada jaringan tubuh, misal epitel, otot, tulang, dan saraf. Adapun perubahan generatif atau gametis (mutasi kromosom seks) terjadi pada gonade (kelamin).

2.3 Kolkisin Menginduksi Poliploidi

Kolkisin (C₂₂H₂₅O₆N) merupakan suatu alkaloid berwarna putih yang diperoleh dari umbi tanaman  Colchichum autumnale  L. (Familia Liliaceae) (Suminah, et al., 2002), sedangkan menurut Haryanti, et al. (2009) Kolkisin (C₂₂H₂₅O₆N) merupakan alkaloid yang mempengaruhi penyusunan mikrotubula, sehingga salah satu efeknya adalah menyebabkan penggandaan jumlah kromosom tanaman (terbentuk tanaman poliploid).

Kolkisin sering digunakan untuk menginduksi tanaman poliploidi. Menurut Suryo (1995), larutan kolkisin pada konsentrasi kritis tertentu akan menghalangi penyusunan mikrotubula dari benang-benang spindle yang mengakibatkan ketidakteraturan pada mitosis. Suminah (2005) juga menjelaskan bahwa kolkisin ini dapat menghalangi terbentuknya benang-benang spindel pada pembelahan sel sehingga menyebabkan terbentuknya individu poliploidi. Mansyurdin, et al. (2002) memaparkan bahwa semakin tingi konsentrasi kolkisin makin tinggi persentase sel yang tetraploid, tetapi persentase kematian kecambah makin tinggi pula.

III. METODE KERJA

3.1 Alat

Alat yang digunakan dalam pratikum kali ini adalah gelas ukur, pipet ukur, timbangan analitik mikro, polybag, dan media tanam

3.2 Bahan

Bahan yamg digunakan dalm pratikum kali ini adalah benih tanaman 2n yaitu 9 semangka dan melon), colchicine murni, aquades, lanoline, dan ethanol 90%.

3.3 Cara Kerja

3.3.1 Pembuatan Colchicine

a. Memperoleh larutan colchicine 1.0% diperoleh dengan cara melarutkan 100mg colchicine murni dalam 1-2 ml etanol 90%.

b. Menambahkan 2 gram lanolin kemudian mengencerkan dengan aquadest sampai volume 10 ml. jika membutuhkan volume larutan yang lebih banyak, takaran tersebut dilipat gandakan sesuai kebutuhan.

c. Memasukkan biji melon dan semangka kedalam larutan tersebut dan menunggu untuk ditanam selama 24 jam.

3.3.2 Pembibitan Tanaman

a.  Penanaman dilakukan pada pagi hari sekitar jam 06.00 WIB.

b. Menyiapkan media tanam dengan campuran tanah, pupuk kandang dan arang sekam dengan perbandingan 1:2:2

c. Memasukkan media tersebut pada polybag, setiap polybag ditanami 2 biji tanaman melon ataupun semangka.

IV.  PEMBAHASAN

4.1. Pembahasan

        Pada hasil pengamatan terjadi pertumbuhan pada tanaman melon, pada daun tanaman melon lebih besar dan bentuk lebih membulat, batang juga lebih besar daripada tanaman melon pada umumnya tanpa adanya perlakuan colchicine. Namun untuk tanaman semangka tidak terjadi pertumbuhan. Menurut Soepomo (1968), tanaman yang diberi colchicine awalnya menunjukkan pertumbuhan yang agak lambat, tetapi pertumbuhan melebar lebih besar sehingga memperlihatkan bentuk yang tidak wajar.  Setelah itu tanaman akan tumbuh normal. Faktor-faktor yang menyebabkan colchicine tidak bekerja dengan baik adalah perendaman biji yang terlalu lama.  Hal ini menyebabkan biji-biji yang direndam banyak yang mati.  Menurut Suryo (1995), sel-sel tumbuhan umumnya tahan terhadap konsentrasi larutan colchicine yang relatif kuat, tetapi penggunaan konsentrasi larutan yang terlalu kuat dalam waktu lama akan memberikan hasil yang kurang baik.  Faktor yang lain adalah media tanam yang kurang memadai, daya efektifitas dari colchicine yang berubah disebabkan oleh sinar matahari, penyiraman yang kurang teratur, serta adanya faktor lingkungan yang tidak menguntungkan. Hal tersebut kemungkinan terjadi pada tanaman semangka.

Tanaman yang poliploid mempunyai jumlah kromosom lebih banyak dari pada tanaman diploid, maka biasanya tanaman kelihatan lebih besar (akar, batang, daun, bunga, dan buah), sel-selnya (tampak jelas pada sel-sel epidermis) lebih besar, inti sel juga lebih besar, berkas buluh pengangkutan mempunyai diameter lebih besar, stomata juga lebih besar (Suryo, 1995). Menurut Allard (1989), efek colchicine dapat meningkatkan volume (ukuran) dari bagian tanaman.  Popyploidisasi colchicine mempunyai sel-sel lebih besar. Selama konsentrasi kritis colchicine dipertahankan dalam sel, pelipatgandaan diulang berkali-kali setelah 3 sampai 4 hari beberapa ratus kromosom dapat terjadi dalam beberapa sel.  Jika efek colchicine hilang, sel-sel polyploid memproduksi inti anak seperti mereka sendiri.  Hal ini juga sama dengan pendapat Crowder (1988), yaitu pemberian colchicine pada titik tumbuh dari tanaman akan mencegah pembentukan serabut gelondong dan pemisahan kromosom pada anafase dari mitosis, sehingga menyebabkan penggandaan kromosom tanpa pembentukan dinding sel.  Biasanya konsentrasi 0,5 sampai 1% colchicine dapat mengakibatkan polyploidi.  Apabila pemberian colchicine hanya sebentar saja, maka serat panjang akan terbentuk kembali dan sel-sel diploid akan membentuk dan memproduksi anak inti seperti induk

 

 

V.  PENUTUP

5.1 Kesimpulan

Pada pratikum kali ini dapat disimpulkan bahwa:

1.      Tanaman polyploidi merupakan tanaman yang jumlah kromosomnya lebih banyak dari tanaman diploid, sehingga tanaman nampak lebih besar.

2.      Hasil pengamatan tanaman melon dapat tumbuh lebih besar sedangkan pada tanaman semangka tidak mengalami pertumbuhan.

3.      Pemberian kolkisin pada melon dapat mempengaruhi jumlah kromosom. Pemberian kolkisin tersebut meningkatkan jumlah dan menyebabkan variasi ploidi kromosom pada tanaman melon.

5.2 Saran

Praktikum kali ini menggunakan bahan kimia yang berbahaya, sehingga diharapkan praktikan berhati-hati dan jangan bergurau. Hasil mutan yang diamatin belum berhasil secara maksimal.

DAFTAR PUSTAKA

Allard, R. W. 1995. Pemuliaan Tanaman. Penerbit Rineka Cipta: Jakarta.

Crowder. 2008. Genetika Tumbuhan. Gadjah Mada University Press:  Yogyakarta.

Soepomo. 1968. Ilmu Seleksi dan Teknik Kebun Percobaan.  Soeroengan: Jakarta.

Suminah, Sutarno, A. D. Setyawan. 2002. Induksi Dengan Kolkisin.  BIODIVERSITAS. 3 (1) : 174 – 180.

Suryo. 1995. Sitogenetika. Gadjah Mada University Press: Yogyakarta.

Welsh, J.1991. Dasar-dasar Genetika dan Pemuliaan Tanaman. Penerbit Erlangga: Jakarta.