PENYIMPANAN PENYIMPANAN DAN PENGUJIAN VIABILITAS SERBUK SARI
1. PENDAHULUAN
Peny Penyer erbu bukan kan send sendir irii dan dan persi persila langa ngan n meru merupak pakan an dua aspe aspek k pent pentin ing g pada pada penelitian dalam rangka usaha memperbaiki genetik g enetik tanaman. Penyerbukan sendiri dalam pemuliaan tanaman dilakukan untuk mengevaluasi dan mengembangkan suatu genotype menjadi galur murni atau kultivar, sedangkan persilangan (hibridisasi) adalah usaha untuk memanipulasi atau menggabungkan dua sifat (karakter) atau lebih dari dua tanaman menjadi suatu genotype baru. Salah satu permasalahan permasalahan yang sering sering dialami dialami dalam program hibridisasi hibridisasi adalah musim pembungaan yang berbeda antar dua tetua yang disilangkan atau adanya isolasi jarak yang cukup jauh. Misalnya pada tebu, klon-klon dari Saccharum S accharum officinarum pada umumnya umumnya akan berbung berbungaa lebih lebih lambat lambat,, dan klon-k klon-klon lon Sacchar Saccharum um sponta spontaneum neum akan akan berbunga lebih aal. !engan demikian persilangan antara kedua jenis itu mengalami kesukaran ("oach, #$%&). 'ontoh lainnya pada tanaman salak, pada kondisi kelembaban tinggi (pada bulan-bulan bulan-bulan basah) produksi produksi bunga jantan lebih banyak dibandingkan dibandingkan pada kondisi kelembaban rendah. asarsiati et al. (#$$) melaporkan baha jumlah bunga jantan dan pollinator 'urculionidae tertinggi dicapai pada bulan September-!esember. ila ilama mana na serb serbuk uk sari sari dapa dapatt disi disimp mpan an lama lama denga dengan n tidak tidak meng mengal alami ami kehi kehila lang ngan an vitalitasnya, maka hal itu akan sangat bermanfaat !i samping dari segi ilmiah tersebut, maka dari segi praktek, penyimpanan serbuk sari dapat pula bermanfaat. Sebagai contoh, pada beberapa daerah penghasil tembakau, tanaman yang diusahakan berasal dari benih bastar generasi pertama ('oolhaas, #$**). +ntuk menghasilkan benih yang akan ditanam, untuk keperluan praktek itu, tiap-tiap tahun dilakukan persialngan antara dua varietas induknya. !alam hubungan ini, manakala serbuk sari dapat disimpan lama, maka luasnya pertanaman tanaman penghasil serbuk sari dapat dikurangi, dengan demikian hal ini akan meningkatkan efisiensi pembuatan benih
II. STRUKTUR DAN PERKEMBANGAN SERBUK SARI
Serbuk sari (pollen) (pollen) menurut menurut riona riona (///) adalah adalah alat reproduksi reproduksi jantan yang terdapat pada tumbuhan dan memiliki memiliki fungsi yang sama dengan sperma sebagai alat reproduksi jantan pada hean. Serbuk sari berada dalam kepala sari (antera) tepatnya dalam kantung yang disebut ruang serbuk sari yang berukuran relatif besar. Sebu Sebuti tirr serb serbuk uk sari sari meru merupa paka kan n sebu sebuah ah sel sel yang ang memi memili liki ki inti inti sert sertaa protoplasma yang terbungkus oleh dinding sel yang terdiri dari lapisan dasar, yaitu lapisan intin dan eksin. 0ntin adalah dinding sel yang terdapat pada bagian dalam dan mengelilingi protoplasma dengan penyusunnya sebagian besar adalah sellulosa. 1apisan intin bersifat seperti selaput tipis serta lunak. Pada bagian luar terdapat lapisan dinding yang disebut eksin, dengan bahan penyusun dari lilin, memiliki sifat keras dan tebal serta memiliki daya tahan yang luar biasa terhadap suhu yang tinggi dan pemberian asam dan basa. Pada permukaan eksin terdapat lubang-lubang kecil (pori) yang digunakan untuk berkecambah (2app, #$3$). Serb Serbuk uk
sari sari
memi memili liki ki
Mikrog Mikrogamet ametosi osiss ini terjadi terjadi pada
perk perkem emba bang ngan an
yang yang
dise disebu butt
mikr mikrog ogam amet etos osis is..
kepala kepala sari sari (anter (antera). a). Menurut Menurut shar sharii (#$$&) (#$$&),, proses proses
mikrogameto mikrogametosis sis diaali pada sudut antera. !i setiap setiap sudut antera terdapat terdapat sel arkesporial arkesporial (sel (sel calon) calon) organ organ kelami kelamin n jantan jantan.. Sel-se Sel-sell terseb tersebut ut berdif berdifere erensi nsiasi asi secara secara indivi individu du atau atau berkelompok (-4 sel). Sel arkesporial berdiferensiasi ke arah dalam, membentuk lapisan sporogenus primer. perkembangan lapisan pariental primer akan membentuk dinding antera (sporangium (sporangium all) dan lapisan lapisan sporogenus sporogenus membentuk sel induk mikrospora. mikrospora. !inding sel induk mikrospora terbuat dari seluosa. Sel induk ini mengalami pembelahan secara meiosis menghasilkan sel kembar. Pembelahan meiosis kedua mengahasilkan 4 sel (struktur tertrad) yang bersifat haploid (n). 0ndividu sel mikrospora dapat terpisah dari unit tetrad. 0nti sel induk mikrospora menempati posisi di tengah sel, di sekeliling inti tersebut banyak vakuola-vakuola kecil. Menjelang pembelahan sel meiosis, ruang vakuola menyatu membentuk ruang yang besar dan menempati bagian tengah sel, sementara itu inti sel bergerak ke pinggir. 0nti sel kemudian membelah dan dipisahkan oleh dinding nonsellulose (callose). +kuran inti sel produk lebih besar, inti sel tersebut bersifat vegetatif kaya "5 dan protein, sitoplasmanya lebih pekat, tidak mengandung "5 dan protein
namun kandungan !5 nya tinggi. Sesudah terbentuk terbentuk inti sel ini maka dapat dikatakan dikatakan tepung sari sudah masak. Serbuk sari akan berkecambah pada saat jatuh di atas kepala putik yang telah reseptif, dengan menyerap air dan at-at lain yang terdapat pada permukaan kepala putik (6llio (6lliott dan Stocki Stocking, ng, #$%4). #$%4). Perkeca Perkecamba mbahan han serbuk serbuk sari sari pada pada dasarny dasarnyaa merupa merupakan kan pemanjangan lapisan intin dan protoplasma ke arah luar sehingga menjadi tabung serbuk sari (pollen tube). Saat itu inti sel generatif membelah menjadi inti, sehingga serbuk sari yang berkecambah mempunyai inti vegetatif dan inti generatif (!arjanto dan Satifah, #$&4). !i dalam tabung serbuk sari terdapat berbagai organel, organel, diantaranya diantaranya amiloplast amiloplast,, mitokondria mitokondria,, badan-badan badan-badan golgi, dan vesikel vesikel dalam jumlah jumlah banyak. eberapa jenis enim sepert sepertii pospat pospatase ase,, amylas amylase, e, invert invertase ase,, pektina pektinase, se, dan lipase lipase banyak banyak terdapa terdapatt dalam dalam sitoplasmanya.
III. PENGUMPULAN DAN PENYIMPANAN PENYIMPANAN SERBUK SARI
A. Pengumpulan Seru! Sar"
Mengkoleksi butiran pollen pada kondisi viable merupakan persyaratan utama untuk menjamin kesegaran polen dalam jangka aktu yang cukup panjang. Polen yang dikole dikoleksi ksi pada masa masa aal aal berbun berbunga, ga, perten pertengaha gahan n masa masa berbung berbungaa atau atau akhir akhir masa masa berbunga, akan memiliki variasi lamanya polen dapat disimpan. Polen yang dikoleksi pada pagi, siang atau sore juga berespon berbeda terhadap lama penyimpanan. +mumnya, +mumnya, polen yang diambil diambil segera setelah bunga mekar akan memiliki memiliki daya simpan simpan terbaik (Shivanna and "angasamy, #$$) Sebagai contoh adalah pengumpulan pollen pada tandan bunga kelapa (Setiaan (Setiaan dan "uskandi, //)7 Pengambilan Pengambilan bunga jantan diaali dengan memilih memilih bunga jantan yang sudah masak, yang ditandai dengan membukanya seludang mulai dari bagian ujung bulir pada ujung ujung mayang, mayang, kemudi kemudian an pangkal pangkal tangkai tangkai mayang mayang dipoto dipotong ng menggu menggunaka nakan n golok golok yang tajam. unga jantan diseleksi diseleksi dengan cara membuang bunga yang sudah pecah seaktu seaktu seludang seludang membuka serta serta bunga yang tidak normal dan terdapat terdapat tanda-tanda serangan hama penyakit. Perontokan bunga jantan dilakukan dengan menggunakan
mesin perontok tipe alitka dengan dua silinder yang dilengkapi dengan karet dan digerakkan dengan dinamo listrik. unga jantan kemudian dipecah dengan mesin pemecah dua silinder yang berlaanan arah dari tipe alitka yang digerakkan dengan dinamo listrik. Pengeringan bunga jantan dilakukan pada suhu 4/o' dengan kelembapan nisbi *4/8. lat yang digunakan adalah dehumidifier yang diletakkan dalam lemari di ruang pengering. 1ama pengeringan adalah 4-3 jam dengan kadar air *-38. Setelah kering dilakukan pengayakan tiga kali7 pertama, menggunakan ayakan dengan ukuran */ mesh yaitu untuk memisahkan serbuk sari dengan kulit bunga jantan9 kedua, dengan ayakan ukuran #// mesh untuk memisahkan serbuk sari dengan kotoran bunga jantan9 terakhir dengan ayakan ukuran #* mesh untuk pemurnian serbuk sari.
B. Pen#"mpana Seru! Sar"
:oill dan ;alters (///) menyatakan baha polen disimpan dengan tujuan untuk untuk penyedia penyediaan an bahan bahan bagi program program pemuli pemuliaan aan,, distri distribus busii dan pertuk pertukara aran n plasma plasma nutfah, penyimpanan gen inti dalam plasma nutfah, penelitian fisiologi dasar, biokimia dan fertilitas serta penelitian ekspresi gen, transformasi dan pembuahan in vitro. Menurut 0nagaki (///) penyimpanan polen juga dilakukan untuk tujuan memproduksi tanaman dobel haploid.
ensen bahkan mendapatkan baha serbuk sari tembakau yang disimpan dalam keadaan hampa udara pada suhu *', estela %#3 hari masih mampu menghasilkan benih. Pengaetan serbuk sari beberapa tanaman famili Palmae sudah dilakukan. Siregar dan +tami +tami (#$$4) (#$$4) telah telah melaku melakukan kan penyim penyimpana panan n serbuk serbuk sari sari palem palem sebagai sebagai usaha usaha
pelestariannya. ?asil penelitiannya menunjukkan baha penyimpanan pada suhu kamar selama # minggu, viabilitas serbuk sari masih cukup tinggi. +ntuk kegiatan hibridisasi dalam rangka perakitan kelapa hibrida ?engki dan =aghaube (#$$$) telah melakukan pengaetan beberapa kultivar kelapa. 1ebih lanjut dilaporkan baha penyimpanan serbuk sari beberapa kultivar kelapa pada suhu dingin memperlihatkan daya kecambah serbuk sari yang masih baik, rata-rata di atas 4/8. 0nformasi tersebut menunjukkan baha daya hidup serbuk sari selama penyimpanan sangat tergantung pada kondisi lingkungan dan perlakuan penyimpanan. Pengaruh perlakuan penyimpanan terhadap daya tahan hidup serbuk sari dapat dilihat dari hasil penelitian Santos et al. (#$$%) yang melaporkan baha serbuk sari kelapa yang disimpan secara vakum dapat bertahan hidup lebih dari lima tahun. !af !afni
dan dan
firma irmage ge
(/// ///))
meng mengem emuk ukak akan an
bah bahaa
fakt aktoror-fakto aktorr
yang yang
mempengaruhi viabilitas serbuk sari adalah lingkungan, morfologi serta faktor internal serbuk sari.
Penyimpanan Penyimpanan pollen jangka panjang panjang dengan criopreser criopreservation vation biasanya disimpan disimpan dengan teknik desikasi karena kandungan air dalam bahan tersebut relatif lebih sedikit. :eknik desikasi merupakan teknik yang paling sederhana, yaitu mengeringkan bahan tanaman dalam laminar air flo cabinet, gel silika atau flash drying hingga kandungan air #/-/8, kemudian diikuti oleh pembekuan cepat. Suhu yang tepat untuk penyimpanan pollen, berbeda antar spesies tapi biasanya dibatasi oleh ketersediaan fasilitas seperti kulkas, freeer atau ketersediaan nitrogen cair. 2isaran 2isaran suhu yang umum digunakan adalah / A * derajat derajat 'elcius (suhu ambient), ambient), * A #/ derajat 'elcius (sejuk), /(freeer), -#/ - / derajat 'elcius (deep freee) dan -#$3 derajat 'elcius (cryopreservation dengan menggunakan nitrogen cair). :ingginya kandungan air menjadi salah satu penyebab kesulitan penyimpanan serbuk sari. 5amun beberapa serbuk sari tumbuhan kayu keras dapat disimpan dengan baik untuk jangka jan gka aktu yang agak lama dalam kondisi vakum, dingin dan da n kering. Pada penelitian tentang penanganan serbuk sari 6ucalyptus pellita yang dilakukan :ambunan :ambunan et al. (#$$%), yang meliputi meliputi lama penyimpanan, penyimpanan, suhu serta pengujian pengujian viabilitas viabilitasnya, nya, data yang diperoleh diperoleh dari hasil pengujian pengujian viabilitas viabilitas serbuk sari 6ucalyptus 6ucalyptus pellita yang telah disimpan selama /-* hari, suhu yang terbaik untuk penyimpanan adalah antara / '-*', sedangkan p? media perkecambahan 3/-%/8. danya perubahan pada protein dan asam amino selama penyimpanan serbuk sari kurang dari satu tahun pada suhu konstan yaitu pada 4' telah dianalisa. !itemukan baha pada medium 'B atau dalam medium vakum kandungan protein berkurang ratarata rata ,&,&-, ,8 8 dala dalam m # bula bulan. n. Meny Menyim impan pan serb serbuk uk sari sari pada pada udara udara terb terbuka uka akan akan menurunkan kandungan asam amino -*/8. !itemukan baha berkurangnya kualitas dari kelompok sulfat hidrat tergantung pada kondisi dan lama penyimpanan. Serbuk sari yang disimpan 3-$ bulan dengan suhu ', kandungan karotenoid ,asam klorogenik dan flavonoid adalah yang paling banyak berubah. 2andungan vitamin ' akan berkurang /*8 jika serbuk sari disimpan dalam tabung gelas berarna gelap pada suhu konstan selama #/-## bulan, sedangkan kandungan vitamin ' akan berkurang #/-38 jika serbuk sari disimpan selama $ bulan. Stabilitas dan substansi aktif biologis tergantung tidak hanya pada kondisi penyimpanan tetapi juga pada jenis ( tipe serbuk sari dan tumbuhan
tempat berasalnya berasalnya serbuk sari dan tumbuhan tumbuhan tempat berasalnya berasalnya serbuk sari sari tersebut). tersebut). Para peneliti menyarankan untuk menyimpan serbuk sari pada suhu rendah /'-*'
IV. IV. PENGUJIAN VIABILITAS SERBUK SARI $P%LLEN&
A. V"a"l'a(
Menurut Shivana (#$$) dalam Sunarti et al. (#$$%), viabilitas adalah kemampuan hidup yang dimiliki oleh sel selama aktu tertentu. Serbuk sari yang memiliki viabilitas tinggi apabila menempel pada kepala putik yang telah reseptif maka akan berkecambah. Menurut Menurut shari (#$$&) saat serbuk serbuk sari hinggap di kepala putik, serbuk sari mengalami mengalami dehidrasi yang menyebabkan leburnya dinding luar (eksin) akibat sekresi yang dihasilkan kepala putik. Pada lubang kecambah serbuk sari (germinal pore), inti tumbuh ke luar, menonjol dan membentuk tabung serbuk sari yang akan terus tumbuh menembus tangkai putik (pistil), dan menuju ovula sehingga proses pembuahan p embuahan dapat berlangsung. kualitas serbuk sari dapat diamati pada viabilitas yang dimiliki serbuk sari tersebut. Ciabilitas polen merupakan parameter penting dalam pemuliaan tanaman, karena pollen harus hidup dan mampu berkecambah pada saat penyerbukan agar terjadi pembuahan. !aya simpan pollen diuji dengan mengukur viabilitas setelah disimpan pada kondisi kondisi tertent tertentu. u. Menuru Menurutt Sedgley Sedgley (#$$#) (#$$#) dalam dalam susila susilaat atii dkk (#$$%) (#$$%) penguj pengujian ian viabil viabilita itass serbuk serbuk sari sari yang telah telah disimp disimpan an adalah adalah sangat sangat esensi esensial al diperlu diperlukan kan untuk untuk menghindari penggunaan serbuk sari yang tidak baik (tidak viabel) dalam penyerbukan, sehingga tidak membuang aktu percuma. Menurut Picken (dalam bdul-aki, #$$), ada tiga metode untuk mengevaluasi kualitas tepung sari, yaitu secara in vivo, in vitro dan histokimia. 1.
Secara in vivo yaitu dengan cara menempatkan tepung sari pada kepala putik bunga yang telah diemaskulasi, kemudian dilihat pertumbuhan tabung sarinya.
2.
Secara in vitro, yaitu tepung sari dikecambahkan pada media buatan kemudian dihitung jumlah tepung sari yang berkecambah (membentuk tepung sari).
3.
Secara Secara histok histokimi imiaa yaitu yaitu melalu melaluii pearn pearnaan aan dengan dengan bahan bahan kimia kimia yang yang dapat dapat berfungsi sebagai indikator viabilitas tepung sari dengan penampakan arna tertentu, seperti lactophenol atau acetocarmine.
B. Pengu)"an *"a"l"'a(
Salah satu pengujian viabilitas serbuk sari ialah dengan menggunakan metode pearnaan dengan larutan acetocarmin. Menurut 'haudary et al. (#$&#/ cit 'arsono et al. (#$$%), klasifikasi tepung sari padi yang mandul dan normal dapat didasarkan pada pola pearnaan dan bentuk. :epung :epung sari mandul tidak terarnai acetocarmin dan bentuknya keriput sedangkan yang normal berarna merah dengan bentuk b ulat Menurut ;idholm (#$%) cit. Shivanna (//), fungsi acetocarmin adalah untuk meliha melihatt soplas soplasma ma yang hidup di dalam dalam membran membran sel yang menandak menandakan an viabel
atau atau
tidaknya suatu sel serbuk sari. agian yang menyerap arna dari sel ialah sitoplasma yang masih hidup sehingga apabila sel tidak mengandung sitoplasma lagi maka tidak dapat menyerap arna dari acetocarmin dan sel dikatakan tidak viabel. Persentase serbuk sari dihitung dengan membandingkan antara jumlah sel serbuk sari yang viabel dengan jumlah sel yang diamati dalam satu kali pengamatan. +ji perkecambahan serbuksari pada putik dengan metoda SDuash dari Martin #$*$, caranya7 masing-masing */ buah putik dari bunga sebelum mekar, mekar dan hari setelah mekar, sebelum difiksasi sisik pada tangkai putik dibersihkan kemudian fiksasi fiksasi dengan larutan larutan 'arnoyEs 'arnoyEs selama 4 jam, clearing clearing dalam 4 5 5aB? semalam decolorisasi dengan /.# 8 aniline blue, beri # tetes */8 =lyserin. Selain itu dilakukan uji viablitas serbuk sari dengan menggunakan pearna /. 8 acetocarmine dan /.#8 aniline blue dalam 1aktofenol. Ciabilitas (8) serbuk sari dihitung dengan menjumlah serbuksari yang berarnaFberkecambah dibagi dengan seluruh serbuk sari yang diamati dikalikan #//. ?asil persentase viabilitas dapat dinilai dengan skor (Bens, #$$#)7 aik 7 G&/8 'ukup 7 */-&/8 2urang7 /-*/8 "endah 7 /8
V. PENUTUP
A. Ke("mpulan 1.
Penyimpanan pollen diperlukan jika tanaman yang akan disilangkan memiliki aktu berbunga atau masaknya bunga berbeda, memiliki lokasi berjauhan (isolasi jarak), efisiensi lahan untuk penghasil serbuk sari (bahan persilangan).
2.
3.
2isaran suhu yang umum digunakan untuk penyimpanan serbuk sari adalah / A * derajat 'elcius (suhu ambient), * A #/ derajat 'elcius (sejuk), /(freeer), -#/ / derajat derajat 'elciu 'elciuss (deep (deep freee) freee) dan -#$3 -#$3 deraja derajatt 'elcius 'elcius (cryop (cryopres reserv ervati ation on dengan menggunakan nitrogen cair), kelembaban nisbi 3-3/8.
4.
Peng Penguj ujia ian n viab viabil ilit itas as serb serbuk uk sari sari yang ang tela telah h disi disimp mpan an dipe diperl rluk ukan an untu untuk k mengh menghin inda dari ri peng penggun gunaa aan n serb serbuk uk sari sari yang yang tida tidak k baik baik (tid (tidak ak viabe viabel) l) dalam dalam penyerbukan.
B. Saran
DA+TAR PUSTAKA
bdul-aki, . . #$$. !etermination of pollen viability in tomatoes. >. m. Soc. ?ort. Sci. ##% ()7 4%-4%3
ri riona ona,, >. ///. ///. 'opi 'oping ng ith ith Poll Pollen en lle llerg rgis is.. Scala Scalau u 'ount 'ountry ry.. !ire !irect ctor or gen. gen. griculture and 5atural "esouches 'ooperative 6@tension. Hapavai Hapavai 'ountry
shari, S. #$$&. Pengantar iologi "eproduksi :anaman. :anaman. Penerbit "ineka 'ipta. >akarta 'arsono, 5., ". Setiamihardja, '. Permadi, 5. ?ermiati. #$$%. 2endali =enetik Mandul >antan :anaman 'abai Merah. Iuriat &(#)7 %- 'oolhaas, '. #$**. 1arge scale use of <# hybrids in JCorstenlandenJ tobacco. 6uphytica #7 -$
!arjanto dan S. Satifah. #$&4. Pengetahuan dasar iologi unga dan teknik Penyerbukan Silang uatan. Penerbit P: =ramedia. jakarta
6liot, ;. and '. ". Stocking. #$%4. otany and 0ntroduction to Plant iolology.
2app, ". B. #$3$. ?o to 2no Pollen Spores. ;m. '. ron 'ompan y Publisher. Bens, Bens, >. 5., P. Somsat Somsathapo hapornk rnkul, ul, and S. :angmi angmitch tcharo aroen. en. #$$#. #$$#. Manual Manual Studyi Studying ng
Pickert, M. #$&&. 0n vitro =ermination and Stored of trinukleat rabidopsis thaliana (1) Pollen=rains. Khttp7 . rabiopsis.org.FaisF#$$& rabiopsis.org.FaisF#$$& piche-#$$&-cadeg.htmlG
"oach, . :. #$%&. +tiliation of Saccharum spontatum in Sugarcane reeding. 0SS': Proc, 'ongr. #37 4-4&
Shivanna, 2. ". //. Pollen biology and iotechnology. Science Publishers. +nited States of merica. Stanley Stanley,, ". = dan ?. <. 1inkers. 1inkers. #$%4. #$%4. Pollen Pollen iology iology iochem iochemist istry ry Managem Management ent.. Springer-Cerlag berlin ?eidelberg. 5e Hork
Susilaati, S., ". 1. ?endrati, P. :ambunan dan S. Sunarti. #$$%. Ciabilitas Serbuk Sari Pinus Pinus merkus merkusii ii pada pada bebera beberapa pa 2ondis 2ondisii Penyimp Penyimpanan anan.. ?al $3-#/% $3-#/% (dalam (dalam Prosiding 6kspose ?asil Penelitian dan Pengembangan Pemuliaan Pohon). alai Penelitian dan Pengembangan Pemuliaan dan ioteknologi :anaman ?utan (P:?). !. 0. Hogyakarta. :ambu :ambunan, nan, P., S. Sunart Sunarti, i, dan ". 1. ?endra ?endrati ti.. #$$%. #$$%. :eknik eknik Produks Produksii enih. enih. alai alai Penelitian dan Pengembangan Pemuliaan dan ioteknologi :anaman ?utan (P:?). !. 0. Hogyakarta.
