Induksi Mutasi Dengan Etil Metan Sulfonat Dalam

3
Sampel daun tanaman sebanyak 1 g, bufer
ekstrak 1.0 ml dan pasir kuarsa digerus dalam
mortar hingga halus. Ekstrak sampel diserap
menggunakan kertas saring, kemudian
dimasukkan dalam sumur yang ada pada gel.
Cetakan gel berisi ekstrak dimasukkan dalam
alat elektroforesis yang sudah ditambahkan
bufer elektroda. Elektroforesis sampel
dilakukan dalam ruang pendingin dengan
tegangan awal 50 volt selama 1 jam, dan
selanjutnya dinaikkan pada tegangan 100 volt
selama 4–5 jam. Setelah elektroforesis, gel
dikeluarkan dari cetakan dan dibelah secara
horizontal dengan ketebalan 1.5–3.0 mm, dan
selanjutnya
diwarnai.
Pewarna
yang
digunakan adalah untuk isozim peroksidase,
esterase, dan aspartat aminotransferase.
Setelah isozim terwarnai secara optimal, gel
dicuci dengan air mengalir, dan selanjutnya
diamati pola pita isozim yang terbentuk pada
gel dan difoto.
HASIL
Embriogenesis Mikrospora
Embriogenesis mikrospora melalui kultur
antera yang dikombinasikan dengan induksi
mutasi menggunakan EMS berhasil dilakukan
pada penelitian ini. Konsentrasi EMS dan
lama perendaman antera berpengaruh
terhadap respon embriogenesis dan daya
kecambah embrio hasil kultur. Respon
embriogenesis
terbesar
dimiliki
pada
perlakuan perendaman EMS konsentrasi 0.1%
selama 6 jam sebesar 40.1%, sedangkan pada
perendaman EMS konsentrasi 0.5% selama 1
jam tidak terjadi respon embriogenesis (0%)
(Tabel 1).
Rata-rata embrio lengkap per kuncup
bunga terbanyak yang dapat dihasilkan juga
diperoleh pada perlakuan EMS 0.1% selama 6
jam yaitu 1.9 embrio, sedangkan pada
perlakuan EMS 0.5% selama 6 jam tidak
dihasilkan embrio (Tabel 1). Embrio yang
dapat berkecambah terbanyak juga diperoleh
dari perlakuan EMS 0.1% selama 6 jam.
Embrio lengkap hasil kultur antera memiliki
ciri yaitu terdapat kotiledon, hipokotil dan
radikula (Gambar 1a) dan dapat tumbuh
dengan baik pada media perkecambahan
(Gambar 1b) yang selanjutnya berkembang
menjadi tanaman utuh (Gambar 1c). Embrio
tidak lengkap memiliki ciri mempunyai
radikula dan hipokotil tetapi tidak terdapat
kotiledon (Gambar 1d), sehingga tidak
mampu tumbuh dan berkembang dengan baik
pada media perkecambahan (Gambar 1e).
Morfologi dan Anatomi Tanaman Hasil
Kultur
Keragaman sifat morfologi tanaman cabai
hasil kultur terlihat dari warna batang, bentuk
batang, pertumbuhan percabangan, dan bentuk
daun (Tabel 2). Perlakuan EMS 0.1% selama
3 jam menghasilkan keragaman pada warna
batang,
bentuk
batang,
pertumbuhan
percabangan, dan bentuk daun (Tabel 2).
Namun keragaman tersebut ditunjukkan juga
oleh perbedaan tingkat ploidi tanaman.
Perlakuan EMS 0.1% selama 6 jam
menghasilkan keragaman morfologi berupa
bentuk daun deltoid (Tabel 2).
Jumlah kloroplas pada stomata tanaman
menunjukkan tingkat ploidi yang dimiliki oleh
tanaman tersebut. Tanaman pada perlakuan
EMS 0.1% selama 3 jam memiliki rata-rata
jumlah kloroplas sebesar 9.6 termasuk jenis
tanaman haploid. Sedangkan pada tanaman
lainnya termasuk jenis tanaman haploid ganda
atau diploid (Tabel 2).
Tabel 1 Hasil respon embriogenesis antera cabai (C. annuum) pada metode kultur antera yang
dikombinasikan dengan mutagenesis menggunakan senyawa kimia EMS
Total
Kultur
Kultur respon
kultur* hidup** embryogenesis***
(Petri)
(%)
(%)
Kontrol
35
79.2
13.1
EMS 0.1%; 1 jam
25
66.7
33.3
EMS 0.1%; 3 jam
25
82.4
13.3
EMS 0.1%; 6 jam
25
94.4
40.1
EMS 0.5%; 1 jam
26
73.3
0.0
EMS 0.5%; 3 jam
29
66.7
5.6
EMS 0.5%; 6 jam
23
57.1
13.3
Keterangan: *= 1 kuncup bunga (5-6 antera) per Petri;
**= dari jumlah Petri tidak terkontaminasi;
***= dari kultur hidup.
Perlakuan
Rata-rata embrio
lengkap per
kuncup bunga
0.7
1.2
1.7
1.9
0.0
0.3
0.5
Rata-rata embrio
berkecambah per
kuncup bunga
0.3
0.3
0.7
1.7
0.0
0.3
0.0
4
a
b
d
e
c
Gambar 1 Embrio hasil kultur antera cabai (C. annuum) dalam media dua lapis dan perkembangan
tanaman dari embrio yang dihasilkan : a–b. embrio lengkap dan embrio tumbuh dan normal
berkecambah; c. tanaman HG Tombak hasil kultur antera dalam media dua lapis; d–e. embrio
tidak lengkap dan embrio yang tidak dapat tumbuh dan berkecambah. Garis skala: a dan d = 2 mm,
b dan e = 1 cm, c = 5 cm.
Keragaman Isozim
Hasil visualisasi pola pita isozim
peroksidase terlihat adanya perbedaan di
bagian negatif pada sumur ke 4 dan 8 (gambar
2A), yang masing-masing adalah perlakuan
EMS 0.1% selama 1 jam dan EMS 0.1%
selama 6 jam (tidak berkembang menjadi
tanaman lengkap). Kedua tanaman mengalami
ekspresi berlebih enzim peroksidase di bagian
negatif.
Pada Isozim aspartat aminotransferase
(AAT), tidak terdapat adanya pita yang
terbentuk di sumur 5, 7 dan 8 (Gambar 2B),
yang masing-masing adalah perlakuan EMS
0.1% selama 3 jam, EMS 0.1% selama 6 jam
pada tanaman 2 dan yang tidak berkembang
menjadi tanaman lengkap. Pada Isozim
esterase memperlihatkan adanya 3 pita pada
setiap kontrol, sedangkan pada seluruh
perlakuan hanya terdapat 2 pita yang
terbentuk (gambar 2C).
Tabel 2 Keragaman morfologi dan anatomi tanaman cabai (C. annuum) kontrol dan hasil kultur
antera yang dikombinasikan dengan mutagenesis menggunakan senyawa kimia EMS
No. Perlakuan
1
2
3
4
5
6
Kontrol Biji 1
Kontrol Biji 2
Kontrol Kultur
EMS 0.1%, 1 jam
EMS 0.1%, 3 jam
Warna
batang
Hijau
Hijau
Hijau
Hijau
Hijau
bergaris
ungu
Hijau
Bentuk
batang
Persegi
Persegi
Persegi
Persegi
Silindris
Pertumbuhan
percabangan
Tegak
Tegak
Tegak
Tegak
Prostate
Bentuk
daun
Ovate
Ovate
Ovate
Ovate
Panjang
dan
ramping
Deltoid
Jumlah
kloroplas*
14.0 ± 1.2
16.0 ± 2.5
14.4 ± 1.8
14.6 ± 2.1
9.6 ± 1.8
Tingkat
ploidi
2n
2n
2n
2n
n
EMS 0.1%, 6 jam
Persegi
Tegak
15.6 ± 1.1
2n
(tanaman 1)
7 EMS 0.1%, 6 jam Hijau
Persegi
Tegak
Deltoid
12.3 ± 2.5
2n
(tanaman 2)
Keterangan: * Jumlah kloroplas per sel penjaga berdasarkan analisis terhadap 30 stomata dari
tiga daun.