## PLANTROPICA Journal of Agricultural Science. 2017. 2(2): 141-147

## STUDI KARAKTER MORFOLOGI DAUN DAN IDENTIFIKASI PLOIDI TANAMAN F1 JERUK HASIL FUSI PROTOPLAS JERUK SIAM MADU DENGAN MANDARIN SATSUMA
STUDY OF LEAF CHARACTER AND PLOIDY IDENTIFICATION OF F1 RESULTED FROM PROTOPLAST FUSION “SIAM MADU AND SATSUMA MAN`DARIN”
Lailil Fitra Annisa *1) , Chaireni Martasari 2) Lita Soetopo, Sri Lestari Purnamaningsih 1)
1) Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Brawijaya Jl. Veteran, Malang 65145 JawaTimur, Indonesia
2) Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Sub toprik Jl. Raya Tlekung No.1 Junrejo Kota Batu 65301, Indonesia
*) E-mail : laililfitra14@gmail.com

## ABSTRAK
Jeruk merupakan tanaman hortikultura yang banyak  dibudidayakan  di  Indonesia.  Salah satu  jenis  jeruk  lokal  yang  potensial  untuk dikembangkan  ialah  Siam  Madu.  Siam Madu  memiliki kulit yang  tipis sekitar 2 mm, permukaannya halus dan licin, serta memiliki  rasa  yang  manis,  bentuk  daun memanjang.  Jumlah  biji  pada  jeruk  Siam Madu cukup tinggi antara 10-15 biji per buah
(Sukarmin, 2008). Untuk memperoleh jumlah  biji  yang  sedikit  pada  jeruk  Siam Madu,  dibutuhkan  teknologi  pemindahan sifat  tanpa  biji  ( seedless )  dari  Mandarin Satsuma  yang  memilikisifat  male  streril. Salah  satunya  dengan  fusi  protoplas.  Fusi protoplas  ialah  penggabungan  dua  atau lebih  protoplas  yang  bersentuhan  dan melekat  satu  sama  lain.  (Mollers et    al ., 1992).  Dari  fusi  protoplas  tersebut,  dapat diketahui  tipe  ploidi  dan  karakter-karakter daun  tanaman  hasil  fusi.  Sel  dari  jaringan daun  muda  digunakan  untuk  fusi  protoplas. Tanaman  hasil  fusi  protoplas  menimbulkan manipulasi ploidi yaitu allopoliploid. Allopoliploid  ialah  keadaan  dimana  yang terlibat ialah set-set kromosom non-homolog (Elord et  al .,  2002).  Pengamatan  ploidi dilakukan menggunakan alat flowcitometry. Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan  April sampai  dengan  bulan  September  2013. Tempat  di  Balai  Penelitian  Tanaman  Jeruk dan Buah Subtropik (BALITJESTRO). Karakterisasi  pada  jeruk  dilakukan  pada
tanaman  jeruk  yang  telah  berumur  tiga tahun.
Pada  hasil  pengamatan,  terdapat  kelompok yang  memiliki  karakter  daun  kombinasi kedua  tetuanya  dan  dapat  diketahui  bahwa FS14  dan  FS69  memiliki  ploidi  tetraploid. Sedangkan pada FS31 termasuk diploid.
Kata  kunci  :  Jeruk  Siam  Madu,  Satsuma Mandarin, Fusi Protoplas, Ploidi

## ABSTRACT
Citrus  is  horticulture  plant  widely  cultivated in Indonesia. One of the potential local citrus to develop is siam  Madu. Siam Madu has a thin  skin  about  2  mm,  the  surface  smooth and  slippery,  having  a  sweet  taste,  and  a lengthwise leaf shape. The number of seeds on  Siam  Madu  is  about  10-15  seeds  per piece  (Sukarmin,  2008).  To  obtain  a minimum  seeds  on  Siam  Madu,  needed transfer technology of seedless by Mandarin Satsuma which have male streril characteristic.  One  of  them  is  using protoplast  fusion.  Protoplast  fusion  is  the merger  of  two  or  more  protoplas  that  touch and  attached  each  other  (Mollers et  al ., 1992).  From  the  protoplast  fusion,  it  can  be seen  type  of  the  ploidy  and  characters  of leaves  as  fusion  result.  Cells  from  young leaf  used  for  protoplast  fusion.  Protoplast fusion had resulted plants which inflict polidy manipulation called Allopolyployd. Allopolyployd  is  condition  where  involved
142
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...
sets of non-homolog chromosomes (Elord et al ., 2002). Ploidy observed using flowcitometry tools. Research was conducted  from  April  to  September  2013  in Balai  Penelitian  Tanaman  Jeruk  dan  Buah
Subtropik (BALITJESTRO). Characterization of  citrus  carried  on  citrus  plants  that  has been  three  years old.    On  the results,  there are groups  that have combination character leaves from two parental and it can be seen that FS14 and FS69 having ploidi tetraploid. While in FS31 including diploid.
Keyword : Siam Madu, Satsuma Mandarin, Protoplast Fusion, Ploidy

## PENDAHULUAN
Jeruk merupakan tanaman
hortikultura  yang  banyak  dibudidayakan  di Indonesia.  Potensi  pengembangan  usaha tani  jeruk  dapat  memberikan  keuntungan maksimal  bagi  petani  karena  jeruk  memiliki nilai  ekonomis  tinggi  serta  kaya  manfaat diantaranya  dapat  meningkatkan  kekebalan tubuh,  mencegah  tubuh  dari  serangan penyakit  flu.  Salah  satu  jenis  jeruk  lokal yang  potensial  untuk  dikembangkan  ialah Siam  Madu.  Siam  Madu  memiliki  kulit  yang tipis sekitar 2 mm, permukaannya halus dan licin, serta memiliki rasa yang manis, bentuk daun memanjang. Namun kendala pengembangan  jeruk  Siam  Madu  ialah jumlah  biji  pada  jeruk  Siam  Madu  cukup tinggi  antara  10-15  biji  per  buah  (Sukarmin, 2008).
Untuk  memperoleh  jumlah  biji  yang sedikit  pada  jeruk  Siam  Madu,  dibutuhkan teknologi  pemindahan  sifat  tanpa  biji (seedless)  dari  Mandarin  Satsuma  yang memilikisifat  male  streril.  Fusi  protoplas merupakan  teknik  penggabungan  inti  dan atau  sitoplasma  antara  dua  genotipe  yang berbeda  secara  in  vitro  untuk  mendapatkan hibrida  dengan  sifat-sifat  yang  diinginkan. Fusip  rotoplas  memberi  peluang  produksi hibrida  interspesifik  maupun  intergenerik yang secara konvensional melalui persilangan  seksual  tidak  bisa  berlangsung. Dari  fusi  protoplas  tersebut,  dapat  diketahui tipe  ploidi  dan  karakter-karakter  daun tanaman  hasil  fusi.  Sel  dari  jaringan  daun muda  digunakan  untuk  fusi  protoplas.
Tanaman  hasil  fusi  protoplas  menimbulkan manipulasi ploidi yaitu allopoliploid.
Allopoliploid  ialah  keadaan  dimana  yang terlibat ialah set-set kromosom non-homolog (Elord et al ., 2002).
Kondisi sitogenetik tanaman hasil fusi protoplas jeruk Siam Madu dengan Mandarin Satsuma belum diketahui sehingga perlu adanya pengamatan perubahan sitologi sebagai indikasi keberhasilan pemuliaan. Pengamatan
sitologi  dilakukan  pada  tingkat  ploidi  yang dimiliki oleh setiap individu tanaman  melalui flowcytometry. Data yang didapatkan berupa histogram. Tujuan penelitian ini untuk
mengetahui  karakte  rmorfologi  fisik  daun tanaman  hasil  fusi  (fusan)  dan  untuk mengidentifikasi  ploidi  yang  ada  dalam tanaman  fusan.  Hipotesis  yang  diajukan ialah  terdapat  morfologi  daun  yang  berbeda dari  induknya  dan  terdapat  tipe  ploidi  yang berbeda  pada  tanaman  fusan  dengan tetuanya.

## BAHAN DAN METODE
Penelitian  dilaksanakan  pada  bulan April sampai dengan bulan September 2013. Tempat  di  Balai  Penelitian  Tanaman  Jeruk dan Buah Subtropik (BALITJESTRO). Karakterisasi  pada  jeruk  dilakukan  pada tanaman  jeruk  yang  telah  berumur  tiga tahun.  Peralatan  yang  digunakan  yaitu penggaris,  timbangan  analitik,  cawan  petri, pipet,  gelas  ukur  dan  flowcytometer  (alat untuk  menganalisis  ploidi).  Secara  kimia dapat diinduksi menggunakan larutan garam tertentu  (NaNO 3 ,  NaCl,  KNO 3 ,  dan  KCl), PEG  (Poli  Etilen  Glikol)  sebagai  bahan penginduksi terjadinya fusi protoplas (Grosser  and  Gmitter,  1990).  Bahan  yang digunakan  ialah  46  fusan  dan  induk  jeruk Siam  Madu  serta  Satsuma  Mandarin,  daun muda,  buffer  ekstraksi  (Tris-MgCl2  buffer),
larutan pewarna 4,6-Diamidino-2-
phenylindol  (DAPI).  Kegiatan  pelaksanaan penelitian meliputi karakterisasi dan identifikasi  ploidi.  Karakterisasi  dilakukan dengan  mengamati  karakter  kualitatif  dan kuantitatifdaun.
Karakter  kualitatif  pada  daun  ialah warna  daun,  tipe  daun,  sayap  daun,  bentuk
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...
sayap,  tepi  daun  dan  bentuk  anak  tulang daun.  Pengamatan  karakter  kuantitatif  ialah panjang daun, lebar daun. Hasil analisa data kualitatatif  menggunakan  sistem  skoring dalam  bentuk  biner  dan  hasilnya  berupa dendogram  yang  dibuat  dengan  software NTSYS  2.1.  Hasil  analisa  flowcitometry berupa histogram yang menunjukkan adanya perubahan sel atau tingkat ploidi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakter  Kuantitatif  Daun  Jeruk  Hasil Fusi Protoplas Pada gambar 1 pengamatan kuantitatif  daun,  parameter  yang  diamati ialah panjang dan lebar daun. Panjang daun pada  asesi  berkisar  antara  3.03cm  - 6.53cm.  sedangkan  yang  terpanjang  ialah FS  56 (6.53  cm).  Untuk lebar  daun  berkisar antara  nilai  1.6cm –  3.48cm.  Sedangkan untuk  Siam  Madu  memiliki  panjang  7  cm dan  lebar  3.5  cm.  sedangkan  untuk Satsuma  Mandarin  memiliki  9.2  cm  dan lebar  daun  4.3  cm.  Pada  tanaman  fusan, memiliki  nilai  yang  lebih  rendah  dari tetuanya (Satsuma Mandarin). Secara umum  hasil  karakter  daun  tanaman  fusan memiliki  ukuran  panjang  dan  lebar  yang beragam.
Analisis  Karakter  Kualitatif  Daun  Jeruk

## Hasil Fusi Protoplas
Pengamatan karakter kualitatif menggunakan  dendogram  dengan  system Clustering. Hal ini bertujuan untuk mempermudah melihat hubungan
kekerabatan tanaman fusan dengan parentalnya. Selanjutnya karakter yang telah di  clusterkan  tersebut  dianalisa  dengan menggunakan program Numerical Taxonomy and Multivariate Analysis System (NTSYS  2.1).  Hasil  dari  clustering  tersebut ditampilkan dalam bentuk dendogram. Dendogram  untuk  46  tanaman  fusan dengan  karakter  daun  dilihat  pada  gambar 2. Berdasarkan hasil analisis dendogram,  pengamatan  karakter  daun tidak memiliki banyak variasi. Pada dendogram karakter daun (gambar  2) terdiri dari  2  cluster.  Cluster  tersebut  terdiri  dari cluster  A  dan  B.Anggota  cluster  dapat  di lihat  pada  tabel  1.  Cluster  A  memiliki  jarak koefisien kemiripan 0,75. Sedangkan cluster B  memiliki  jarak  koefisien  kemiripan  0,74. Pada dendogram karakter daun terdiri dari 2 cluster. Cluster tersebut terdiri dari cluster A dan  B.  Cluster  A  memiliki  jarak  koefisien kemiripan  0.75.  Sedangkan  cluster  B memiliki  jarak  koefisien  kemiripan  0.74. Pada  umumnya  karakter  daun  tanaman fusan lebih mirip seperti Siam Madu.
Pada  hasil  pengamatan  karakter morfologi  daun,  dapat  digolongkan  dalam kelompok  yang  identik  dengan  Siam  Madu dan  kombinasi  antara  Siam  Madu  dengan Satsuma Mandarin. Karakter tersebut tersaji dalam tabel
Menurut  Husni  (2010),  kebanyakan varietas  jeruk  Siam  memiliki  bentuk  dan ukuran  daun  yangbisa di  bedakan  dari  jenis jeruk lainnya.

## 144
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...
Bentuk  daunnya  oval  dan  berukuran  sedikit lebih besar dari jeruk keprok Garut. Ukuran daunnya  sekitar  7.5  cm  x  3.9  cm  dan memiliki  sayap  daun  kecil  yang  berukuran 0.8 x 0.2 cm. Ujung daunnya agak terbelah, sedangkan  bagian  pangkalnya  meruncing. Urat daunnya menyebar sekitar 0,1 cm dari tepi daun.
Pada pengamatan, ditemui kombinasi antara  Siam  Madu  dengan  Satsuma Mandarin  (tabel  2).  Kombinasi  tersebut dapat  diakibatkan  dari  sifat  tanaman  hasil fusi  protoplas  yang  beragam.  Menurut Mariska dkk, (2006) hasil dari fusi protoplas secara  umum  terdiri  dari  3  kemungkinan
yaitu  menghasilkan  hibrid  atau  kombinasi dua genom lengkap, menghasilkan asymmetric  hybrid  atau  partial  hybrid sebagian inti dari salah satu tetua bergabung,  dan  menghasilkan  sibrid.  Oleh karena  itu,  variasi  rekombinan  sifat  genetik di  dalam  tanaman  hasil  fusi  akan  sangat beragam  dalam  frekuensi  yang  berbeda. Menurut  Cheng et  al., (2003)  fusi  protoplas memungkinkan penggabungan ciri-ciri sitoplasma  pada  tanaman  yang  telah diketahui  bahwa  kloroplas  dan  mitikondria diwariskan secara maternal pada hibridisasi seksual.

## Gambar 2 Dendogram Karakter Daun Tanaman Fusan beserta Tetuanya
Tabel 1 Anggota Cluster dari Dendogram Daun
No Cluster Asesi 1 A FS1,  FS2,  FS4,  FS6,  FS  7,  FSI2,  FS101,  FS107,  FS84,  FS76,  FS64,  FS58,  FS56, FS57,  FS32,  FS31,  FS27,  FS24,  FS22,  FS20,  FS23,  FS17,  FS14,  FS29,  FS26,  FS10, FS9, FS8, FS80, Satsuma 2 B FS5, FS11, Siam,FS112, FS 103, FS97, FS87, FS83, FS96, FS71, FS69, FS12, FS49, FS41, FS30, FS18, FS19, FS 21
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...
Tabel 2 Karakter Morfologi Daun Berdasarkan Karakter Kualitatif Asesi Warna daun Tipe daun Sayap daun Bentuk anak tulang daun Ket Satsuma Mandarin Hijau tua  Daun tunggal Bersayap Melengkung Tetua Siam Madu Hijau tua  Daun tunggal Tanpa sayap Lurus Tetua FS1, FS2, FS4, FS6, FS 7, FSI2, FS101, FS107, FS84, FS76, FS64, FS58, FS56, FS57, FS32, FS31, FS27, FS24, FS22, FS20, FS23, FS17, FS14, FS29, FS26, FS10, FS9, FS8, FS80 Hijau tua  Daun tunggal Tanpa sayap Melengkung Kombinasi kedua tetua FS5, FS11, FS112, FS 103, FS97, FS87, FS83, FS96, FS71, FS69, FS12, FS49, FS41, FS30, FS18, FS19, FS 21 Hijau tua  Daun tunggal Tanpa sayap Lurus Identik Siam Madu Karakter Ploidi Berdasarkan Flowcitometry Jaringan  tanaman  yang  digunakan untuk isolasi protoplas bervariasi. Umumnya jaringan muda dari tanaman yang mempunyai  umur  fisiologis  yang  muda seperti  pucuk  muda  (dari  kecambah,  bibit, planlet).  Protoplas  dari  jaringan  dinding selnya masih sederhana yang terdiri dari sel primer atau belum berlignin.
Langkah  awal  untuk  menentukan tanaman  fusan  mengalami  fusi  atau  tidak, dapat  diketahui  dengan  menggunakan flowcitometry.  Menurut    Xu et  al (2006), untuk mengidentifikasi hibrida somatik pada tahap awal dapat dilakukan dengan menentukan  tingkat  ploidi  secara  cepat dengan  Flowcytometry.  Pada  kontrol  2n memiliki  peak  90  dan  berada  di  gate  200 sehingga  tergolong  diploid.  FS31  berada pada  gate  200  disebut  diploid,  sedangkan FS69  dan  FS14  tetraploid  karena  berada pada  gate  400.  Dapat  dilihat  pada  tabel  3. Namun demikian perlu diuji lebih lanjut pada pengamatan  jumlah  kromosom.  Sehingga dapat  diketahui  jumlah  kromosom  tanaman tersebut.  Histogram  dapat  dilihat  pada gambar 3 dan gambar 4.
Menurut Bhojwani dan Razdan
(1996) dalam Martono (2009) bahwa variasi rekombinan  karakter  genetik  di  dalam tanaman  hasil  fusi  akan  sangat  beragam dalam  frekuensi  yang  berbeda.  Variasi (keragaman) hibrida somatik dapat merupakan  hasil  dari  satu  atau  ketiga mekanisme  berikut:  1.  Keragaman  genetic akibat sub kultur kalus yang dilakukan terus menerus  yang  mengakibatkan  suatu  variasi somaklonal. 2. Ketidakstabilan dari kombinasi  inti  sel  yang  mengakibatkan hilangnya  ekspresi  gen  atau  hilangnya bagian  dari informasi  genetik.  3.  Terjadinya segregasi  dari  inti  atau  sitoplasma  setelah fusi  yang  menghasilkan  kombinasi  unik antara  informasi  genetik  pada  inti  dan sitoplasma.
Variasi  atau  keragaman  juga  dapat terjadi  karena  pada  tanaman  hasil  fusi protoplas  kemungkinan  ploidi  yang  terjadi ialah  allopoliploid.  Menurut  Vandepoel et  al (2003),  allopoliplod  segmental  (sebagian kromosom  homolog)  menyebabkan  steril sebagian, dan allopoliploid (semua kromosom  tidak  homolog)  menyebabkan steril penuh. Allopoliploid segmental memiliki  segmen  kromosom  homologous dan  homoeologus  (homolog  parsial)  yang selama  miosis  dapat  terjadi  bivalen  dan multivalen, sehingga
pewarisannya campuran disomik-polisomik. Menurut
Sparrow et  al (1976),  tujuan  induksi allopolyploid  ialah  mengkombinasikan  sifat- sifat  yang  diinginkan  dari  tetuan  diploid kedalam satu tanaman.

## 146
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...
Gambar 3 Hasil Flowcitometry Keterangan : a) Hasil flow citometry diploid FS 31 b) Hasil flow citometrykontrol 2n
Gambar 4 Flowcitometry dan Daun Tanaman Fusan Keterangan a) Hasil Flowcitometry FS 14 Ploidi Tetraploid b) Flowcitometry FS 69 Ploidi Tetraploid c) Daun Jeruk Fusan FS14 d) Daun Jeruk Fusan FS 69
Tabel 3 Ploidi pada Tanaman Fusan
Asesi Tipe ploidi FS31, FS58, FS11, FS30, FS19, FS41, FS15, FS101, FS24,FS1, FS112, FS97, FS9,  FS10,  FS26,  FS80,  FS84,  FS4,  FS12,  FS2,  FS21,  FS32,  FS27,  FS13, FS49, FS96, FS87, FS107, FS56, FS71, FSI2, FS83 Diploid (2n) FS69, FS14 Tetraploid (4n)
a . b . c . d .
Lailil Fitra Annisa, et.al.,: Studi Karakter Morfologi Dau dan Identifikasi Ploidi Tanaman...

## KESIMPULAN
Pada  hasil  penelitian,  menunjukkan bahwa  berdasarkan  karakter  morflogi daun, kombinasi  antara  Siam  Madu  dan  Satsuma Mandarin FS1, FS2, FS4, FS6, FS 7, FSI2, FS101,  FS107,  FS84,  FS76,  FS64,  FS58, FS56,  FS57,  FS32,  FS31,  FS27,  FS24, FS22,  FS20,  FS23,  FS17,  FS14,  FS29, FS26, FS10, FS9, FS8, FS80. Berdasarkan ploidi, FS69 dan FS14 tergolong tetraploid.

## DAFTAR PUSTAKA
Cheng,  Y.  J.,  Guo,  Wen,  W.,  and  Deng, X.X. 2003. Molecular characterization of  cytoplasmic  and  nuclear  genomes in  phenotypically  abnormal  Valencia orange  (Citrus  sinensis)  +  Meiwa kumquat (Fortunellacrassifolia)
intergeneric  somatic  hybrids. Plant Cell . 21(5): 445-451.
Elord, Susan, D. and Standsfield, Wiliam. 2002. Schaums  genetika.  Erlangga.
Jakarta.
Grosser,  Jude,  W  and  Gmitter,  Freed,  G.
1990. Protoplast  fusion  and  citrus improvement. Plant Breeding Reviews . 10(8):339-374. Husni, Ali. 2010. Fusi Protoplas Interspesies Antara Jeruk Siam Simadu  (Citrus  NobilisLour.)  dengan Mandarin Satsuma (C. Unshiu Marc.) [online]. Available at http://repository.ipb.ac.id/handle/1234 56789/55022. Verified 18 Juli 2016. Martono,  B. 2009. Keragaman  Genetik, Heritabilitas  dan  Korelasi  antara Karakter Kuantitatif Nilam ( Pogostemon sp) Hasil Fusi
Protoplas. Jurnal Penelitian Tanaman Industri. 15(1):9 – 15.
Mollers,  C.  S.  Zhang,  and  G.  Wenzil.
1992. The influence of silver thiosulfate on potato protoplast culture. Plant Breed . 108 (1):12-18. Mariska  I.,  dan  Husni,  A.  2006. Perbaikan Sifat Genotipe  Melalui Fusi  Protoplas pada  Tanaman  Lada,  Nilam  dan Terung. Jurnal  Litbang  Pertanian .  25 (2):55-60
Sparrow  and  Nauman.  1976. Evolution  of Genome  Size  by  DNA  Doublings. Science . 192(4239): 524-529. Sukarmin  dan  F.  Ihsan.  2008. Teknik Persilangan  Jeruk  ( Citrus sp.)  untuk perakitan varietas unggul baru. Bulletin teknik pertanian 13(1):12-15. Vandepoel, K. C., Simillion and Y. Van de
Peer.  2003 .  Evidence  That  Rice  and Other Cereals Are Ancient Aneuploids. Plant  Cell .  15(9):2192- 2202.
Xu,  X.  Y.,  Liu,  J.  H.,  and  Deng  Xiuxin. 2006. Isolation  of  Cytoplasts  from Satsuma  Mandarin  ( Citrus  unshiu Marc)  and  production  of  alloplasmic hybrid  calluse  via  cytoplastprotoplast male  sterility. Plant  Cell 25(6):533- 539.