INDUKSI MUTASI PADA BUNGA MATAHARI ( Helianthus annus L)

## MELALUI IRADIASI SINAR GAMMA
Siti Hartati Yusida Saragih, Masna Maya Sinta
1 STIPER LABUHAN BATU
2 Program Studi Pemuliaan Tanaman dan Bioteknologi Tanaman, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor Jl. Meranti, Kampus IPB Dramaga, Bogor, 16680, Indonesia e-mail: yusida90.shys@gmail.com

## ABSTRACT
Sunflower ( Helianthus annus L.) is one of the ornamental plant which is economically. It is potential because of oil contains and has the beautiful flower. Induced mutation is important to get genetic diversity of Sunflower. Mutations are genetic changes in either a single cell or a  number  of  genes  or  chromosomal  changes  that  can  cause  somaclonal  variations.  This research was aimed to find the LD 20 and LD 50 and to identify genetic diversity of  Sunflower with the dosage 0, 150, 200, 250 and 300  Gy. The results showed that the  higher  LD 20 and LD 50 was at 158.338 gy and 260.339 gy. The gamma ray iradiation was induce variation and affected significantly toward quantitative character of plant height.
Key words: diversity, induced mutation, iradiation, LD 20 , LD 50

## PENDAHULUAN

## 1.1  Latar Belakang
Bunga matahari merupakan
tanaman  ornamental  penting  dari  segi ekonomi.  Bunga  matahari  menghasilkan minyak  yang  menyumbang  9%  dari  total kebutuhan  minyak  dunia  (Gustane,  2002). Selain menghasilkan minyak, bunga matahari  memiliki  mahkota  yang  indah sehingga  sering  pula  digunakan  sebagai tanaman  hias.  Sebagai  tanaman  hias, bunga  matahari  dapat  dijadikan  tanaman hias dalam pot maupun bunga potong yang disusun dalam buket bunga.
Bunga matahari merupakan tanaman  tahunan  yang  cukup  tinggi. Bunga  matahari  budidaya  dapat  mencapai 1,5-2,5 m pada saat berbunga dan memiliki akar  utama  yang  kuat.  Terdapat  1  bunga majemuk dengan daun 20-30. Daun besar, berharna hijau gelap dan berbentuk seperti hati.  Diameter  bunga  dapat  mencapai  15- 30  cm  yang  sebagian  besar  bunga berwarna kuning. Bunga matahari
merupakan  tanaman  menyerbuk  silang. Suhu optimum untuk produksi minyak
adalah  20-25°C.  Biji  dan  minyak  akan cenderung  turun  ketika  tanaman  stres. Produktivitas biji dapat menjapai 1000 biji dengan  bobot  40-60  gram  untuk  bunga matahari  penghasil  minyak,  sedangkan bunga  matahari  bukan  penghasil  minyak memiliki berat 100g.
Pemuliaan  bunga  matahari  penting untuk menghasilkan bunga matahari unggul. Modal dasar dari pemuliaan adalah keragaman  genetik.  Salah  satu  sumber keragaman adalah diperoleh melalui mutasi. Meskipun pemuliaan secara konvensional melalui persilangan memungkinkan  pada  Bunga  Matahari, namun  mutasi dipilih untuk merubah satu atau  dua  gen  saja  yang  terdapat  pada tanaman,  sedangkan  melalui  persilangan menggabungkan  2  karakter  dari  tetua. Mutasi  juga  mampu  menghasilkan  gen baru  yang  semula  di  alam  tidak  ada.
Mutasi merupakan perubahan genetik baik sel  tunggal  atau  sejumlah  gen  atau perubahan kromosom yang dapat menyebabkan terjadinya variasi somaklonal.  Mutasi  dapat  terjadi  secara spontan maupun secara induksi (Roslim et al., 2015).
Mutasi  dapat  terjadi  secara  alami maupun  buatan  (induksi).  Induksi  mutasi yaitu  memaparkan  bahan  yang  akan dimutasi  terhadap  agen  mutasi  (mutagen) sehingga  terjadi  mutasi  yaitu  perubahan susunan  genetik  secara  tiba-tiba  dan  acak (Van Harten, 1998).
Induksi  mutasi  dapat  dilakukan secara  kimiawi,  fisik  maupun  biologi. Induksi  mutasi  telah  diaplikasikan  dalam merakit  varietas  baru  dan  menunjukkan peran  positif  mutasi  dalam  kegiatan pertanian, seperti perakitan kentang toleran salinitas  pada  kentang  (Yaychili  & Alikamanoglu, 2012), peningkatan produktivitas,  tepung  serta  gula  terlarut pada  ubi  (Shin et  al., 2011).  Induksi mutasi pada tanaman Bunga matahari telah dilakukan misalnya penelitian yang dilakukan  Encheva  (2009)  pada  embrio immatur bunga matahari dan menghasilkan galur-galur yang tahan terhadap Orobanche  cumana . Ivanov et  al. (2002) memanfaatkan radiasi gamma untuk menghasilkan  bunga  matahari  dihaploid. Sinar  gamma  merupakan  salah  satu  bahan fisik  yang banyak digunakan sebagai agen mutasi.  Radiasi  sinar  gamma  merupakan radiasi  ionisasi.  Bentuk  radiasi  ini  dapat menembus  sel-sel  dan  jaringan  dengan mudah (Pai 1999).

## 1.2  Tujuan Penelitian
Untuk  menentukan  nilai  LD 20 dan LD 50 dua  varietas  bunga  matahari  dan untuk  mendapatkan  keragaman  genetik bunga  matahari  pada  dua  varietas  bunga matahari  melalui  induksi  mutasi  dengan radiasi gamma.
METODOLOGI PENELITIAN
Induksi  mutasi  dilakukan  dengan mutagen fisika yaitu iradiasi sinar gamma. Radiasi dilakukan di Badan Tenaga Nuklir Nasional (BATAN), Pasar Jum’at, Jakarta. Induksi  mutasi  dilakukan  dengan  iradiasi sinar  gamma  dengan  sumber  radiasi 60 Co,
Gamma  Cell .    Bahan  yang  digunakan adalah  dua  varietas  biji  bunga  matahari yaitu  Single  Giant  (masing-masing  20  biji tiap  perlakuan)  dan  Vanilla  Ice  (masing- masing  12  biji  tiap  perlakuan).  Dosis radiasi  yang  digunakan    adalah  150,  200, 250 dan 300 Gy dengan waktu pemaparan 47,  95,  118,  142  detik.  Biji  tanpa  radiasi digunakan sebagai kontrol.
Biji ditempatkan dalam kantong kertas (termasuk  kontrol)  dan  diberi  label  sesuai jenis  bunga  matahari  dan  dosis  yang digunakan.
Setelah  iradiasi,  biji  ditanam  pada tray  plastik  berdiameter  3  cm  dan kedalaman  3  cm  pada  media  tanam.  Biji tunggal  ditanam  sesuai  dengan  urutan dosis  yang  digunakan.  Label  diberikan pada  masing-masing  perlakuan.  Biji  yang telah ditanam disiram setiap pagi atau sore hari untuk memberikan kelembaban pada  biji  agar  terjadi  perkecambahan. Penanaman biji bunga matahari di lakukan di  nursery  Indo  Floris  (IFN),  IPB,  Jalan Tanaman Kencana, Bogor.
Waktu perkecambahan, jumlah kecambah  yang  muncul,  daya  hidup perkecambahan,  tinggi  tunas  serta  jumlah daun  yang  terbentuk  diamati  setiap seminggu  sekali.  Penentuan  Lethal  dosis 50%  (LD 50 )  ditentukan  menggunakan curvit  test.  Analisis  statistik  karakter morfologi  dilakukan  menggunakan  uji  T apabila  berbeda  nyata  dilanjutnya  dengan uji  lanjut  Duncan  Multiple  Range  Test (DMRT) dengan α= 5%.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Biji  yang  diradiasi  adalah  dua varietas  Bunga  Matahari,  yaitu  Giant single  dan  Vanilla  ice  produksi Mr. Fothergill’s ,  United  Kingdom.  Kedua tanaman  ini  memiliki  karakter  yang
berbeda, dimana
Giant single menghasilkan  bunga  matahari  yang  besar berwarna  kuning,  sedangkan  vanilla  ice akan menghasilkan bunga kecil-kecil lebih banyak  dibandingkan  Giant  single.  Dari ukuran  biji  dan  warna  nya  pun  berbeda. Giant  Single  memiliki  ukuran  biji  besar berwarna putih, sedangkan biji Vanilla Ice berukuran  kecil  berwarna  hitam  (Gambar 1a dan 1b).
Gambar 1. Biji bunga manatahari sebelum dan setelah iradiasi. 1a. Biji bunga Giant Single, 1b. Biji bunga matahari vanilla ice
Dari  dua  varitas  bunga  matahari yang  digunakan,  hanya  Vaniilla  Ice  saja yang  berkecambah,  sedangkan  Giant Single tidak berkecambah termasuk kontrol.  Varietas  Giant  Single  tidak berkecambah  termasuk  kontrol.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  biji  yang  digunakan untuk varietas ini sudah tidak viable untuk digunakan. Biji bunga matahari vanilla ice mulai berkecambah sejak minggu ke-2 (14 hari)  setelah  tanam.  Hampir  semua  dosis perlakuan  perkecambahan  muncul  pada minggu  ke-2  kecuali  pada  dosis  300  gy dimana  pada  dosis  ini,  biji  berkecambah pada minggu ke-3. Lethal dosis (kematian) diukur  pada  minggu  ke-3  dan  ke-6  MST (Gambar  2  dan  3).  Hal  ini  disebabkan karena beberapa tanaman mati pula karena pengaruh  lingkungan  pada  minggu  ke-6. Semakin  tinggi  dosis  radiasi,  semakin sedikit yang berkecambah.
LD 20 dan  LD 50 berturut-turut  pada tiga  MST  adalah  158.338  gy  dan  260.339 gy,  sedangkan  LD 20 dan  LD 50 berturut- turut  pada  enam  MST  adalah  47.709  gy dan  138.451  gy.  LD 20 dan  LD 50 pada  3
minggu setelah tanam lebih tinggi dibandingkan 6 minggu setelah tanam, hal ini terjadi karena beberapa bibit mengalami  kematian  karena  pengaruh lingkungan.
Gambar 2. Kurva radiosensitivitas dan persamaan kuadratik tanaman bunga matahari varietas Vanilla Ice  pada 3 MST
Gambar 3. Kurva radiosensitivitas dan persamaan kuadratik tanaman bunga matahari varietas Vanilla Ice pada 6 MST.
Perlakuan mutasi juga
mempengaruhi pertumbuhan tanaman, seperti  tinggi  tanaman  dan    jumlah  daun yang  dihasilkan  (Tabel  1,  Gambar  4  dan Gambar 5).
1a
1b
Tabel 1. Tinggi tanaman dan jumlah daun bunga  Matahari  varietas  vanilla Ice  pada  beberapa  taraf  dosis radiasi sinar gamma.
*) Angka dalam kolom yang sama diikuti oleh huruf yang sama berarti  tidak  berbeda  nyata  menurut  uji  jarak  berganda  Duncan pada α = 0,05.
Gambar 4. Vanilla ice perlakuan radiasi setelah 6 minggu
Gambar 5. Tanaman bunga Matahari Vanilla Ice pada 4 taraf dosis radiasi dan kontrol.
Dari  tabel  1  dan  gambar  4  terlihat bahwa  perlakuan  radiasi  menurunkan tinggi  tanaman  serta  menurunkan  laju pertumbuhan.  Tinggi  tanaman  kontrol pada  3  MST  secara  signifikan  berbeda
nyata  terhadap  tinggi  tanaman  pada  dosis radiasi  lain,  sedangkan  setelah  6  MST, ternyata  tinggi  tanaman  kontrol  tidak berbeda  nyata  dengan  perlakuan  radiasi 150 Gy.  Akan tetapi dibandingkan dengan tanaman  perlakuan  radiasi  lain  dengan dosis  lebih  tinggi,  kedua  perlakuan tersebut  secara  signifikan  lebih  tinggi. Jumlah daun antara tanaman perlakuan dan kontrol  tidak  berbeda.  Dari  gambar  5 terlihat  bahwa  dosis  0  gy  (kontrol) memiliki  tinggi  tanaman  paling  tinggi diantara  semua  perlakuan,  dan  terjadi reduksi  tinggi  seiring  dengan  peningkatan dosis radiasi.
LD 20 dan  LD 50 merupakan  dosis radiasi  dimana  20%  dan  50%  tanaman mengalami  kematian.  Pada  dosis  ini biasanya paling banyak didapatkan mutan. Kontrol yang digunakan biasanya adalah 2 jenis  kontrol  yaitu  kontrol  tanpa  radiasi, yang  digunakan  untuk  menguji  viabilitas bahan  yang  akan  dimutasikan,  serta kontrol dosis tinggi dimana 100% tanaman akan  mengalami  kematian.  Kontrol  ini digunakan  untuk  mengecek  alat  radiasi. Pada penelitian ini, kontrol yang digunakan  adalah  0  (tanpa  radiasi),  serta dosis  300  Gy  yang  merupakan  dosis tertinggi  pada  penelitian  ini,  meskipun pada pemaparan radiasi dosis ini biji masih dapat  berkecambah  pada  minggu  ke-3 setelah tanam, akan tetapi pada minggu ke- 6 mengalami kematian.
Taraf  dosis  radiasi  memberikan pengaruh  yang  berbeda-beda  tergantung pada  jenis  bahan  tanam  yang  diradiasi, spesies,  bahkan  dapat  berbeda  tiap varietas. Penelitian yang dilakukan  Fisk et al (2009)  menggunakan  biji  bunga matahari  dari  Statfold  Seed  Oil  Ltd  pada dosis  20  Gy  telah  mencegah  germinasi biji dan pada dosis lebih rendah mampu  meningkatkan  konsentrasi  lipid hiperosida. Gvozdenovic (2009)
mencoba  menginduksi  bunga  matahari menggunakan 2 mutagen fisik yaitu radiasi gamma  dan  fast  neutron.  LD 50 dari perlakuan  radiasi  gamma  lebih  tinggi dibandingkan  radiasi  menggunakan  fast
Dosis 3 MST (Minggu Setelah Tanam) 6 MST (Minggu Setelah Tanam) Jumlah Daun Tinggi tanaman (cm) Jumlah Daun Tinggi Tanaman (cm) 0 2 5.42a *) 3.7a 7.64a 150 2 3.475 ab 5a 6.5a 200 1 0.75b 4a 4b 250 2 0.75b 5.33a 2b 300 0 0.5b 0b 0c 0 Gy 100 Gy 250 Gy 300 Gy 200 Gy
neutron,  dimana  LD 50 radiasi  gamma antara  5  hingga    207  Gy,  sedangkan  fast neutron  0.1  hingga  10  Gy.  Reduksi  tinggi pada  tanaman  mutan  merupakan  hal  yang umum terjadi.

## KESIMPULAN
Induksi  mutasi  pada  biji  bunga Matahari menurunkan daya hidup, perkecambahan serta tinggi tanaman. LD 20 dan  LD 50 berturut-turut  pada  tiga  MST adalah  158.338  gy  dan  260.339  gy, sedangkan  LD 20 dan  LD 50 berturut-turut pada  enam  MST  adalah  47.709  gy  dan 138.451  gy.  Semakin  tinggi  dosis  radiasi, semakin rendah daya kecambahnya, semakin pendek tanaman yang dihasilkan.

## DAFTAR PUSTAKA
Benson, L. 1957. Plant Classification. D.C.
Heat and Company. Boston.
Chapman,  S.R.  and.  Carter,  L.P.  1975. Crop  Production.  San  Frasisco:
W.H. Freeman and Co. 566p.
Encheva,  J.  2009.  Creating  Sunflower mutation  lines  ( Helianthus  annuus
L)  using  induced  mutagenesis.
Bulgarian  Journal  of  Agricultural Science, 15 (2): 109-118 Fisk,  I.D.,  K  Gkatzionis.,  M  Lad.,  CER.
Dodd  &  DA  Gray.  2009.  Gamma- irradiation as a method of microbiological  control,  and  its impact on the oxidative labile lipid component  of Cannabis  sativa and Helianthus  annus . Eur  Food  Res Technol . 228:613–621.
Gustane.  2002.Vegetable  Oil  in  Food Technology Composition,
Properties  and  Uses.  Blackwell Publishing, USA Gvozdenovic S, S Bado, R Afza, S Jocic &
C Mba. 2009. Intervarietal Differences in Response of Sunflower  ( Helianthus  annuus L.) to Different Mutagenic Treatments. Q.Y.  Shu  (ed.),  Induced  Plant Mutations  in  the  Genomics  Era.
Food  and  Agriculture  Organization of  the  United  Nations,  Rome  p: 358-360
Hasanah,  M.  and  E.  Wikardi.  1989. Tanaman  Minyak  Bunga  Matahari dan  Wijen.  Ediai  Khusus  LITRO
V(1): 1-11. Ivanov  P,  J  Encheva,  N  Nenova  &  M Todova  (2002)  Application  of some biotechnological achievements in sunflower breeding. HELIA , 25 (37): 9-18 Jusuf  M.  2001.  Genetika  I  Struktur  dan Ekspresi  Gen.  Jakarta:  Sagung Seto.
Pai  AC.  1999. Dasar-dasar  Genetika .
Jakarta: Erlangga. Poespodarsono  S.  1986. Dasar  Ilmu Pemuliaan Tanaman . Bogor: Institut Pertanian Bogor. Roslim  DI,  Herman  &  I  Fiatin.  2015.
Lethal  sose  50  (LD  50)  of Mungbean ( Vigna radiata L Wilczek) cultivar kampar.
SABRAO  Journal  of  Breeding  and Genetics 47 (4): 510-516
Shin  JM,  BK  Kim,  SG  Seo,  SB  Jeon,  JS Kim,  BK  Jun,  SY  Kang,  JS  Lee, MN  Chung,  &  SH  Kim.  2011. Mutation  breeding  of  sweet  potato by  gamma-ray Radiation. Mutation breeding  of  sweet  potato  by gamma-ray radiation. African Journal  of  Agricultural  Research .
6(6):1447-1454 Van Harten AM. 1998. Mutation Breeding.  Cambridge  Uniersity Press, British
Weiss,  E.A.  1983.  Oil  Seed  Crops.
Logman Inc. New Work. USA Yaycili  O  &  S  Alikamanoglu.  2012. Induction  of  salt-tolerant  potato ( Solanum  tuberosum L.)  mutants with gamma irradiation and characterization of genetic
variations via RAPD-PCR analysis.
Turk J Biol . 36: 405-412.