Kamis, 23 Februari 2012

PEMULIAAN TANAMAN NILAM MELALUI KULTUR JARINGAN


A.    Pendahuluan
Nilam (Pogostemon cablin Benth) yang termasuk dalam keluarga Labiatea merupakan salah satu tanaman penghasil minyak atsiri yang penting bagi Indonesia, karena minyak yang dihasilkan merupakan komoditas ekspor yang cukup mendatangkan devisa negara. Sebagai komoditas ekspor minyak nilam mempunyai prospek yang baik, karena dibutuhkan secara kontinyu dalam industri kosmetik, parfum, sabun dan lain-lain. Penggunaan minyak nilam dalam industri-industri ini karena sifatnya yang fiksative terhadap bahan pewangi lain agar aroma bertahan lama, sehingga dapat mengikat bau wangi dan mencegah penguapan zat pewangi (Anonymous, 2012).
  Permintaan pasokan minyak cenderung meningkat setiap tahunnya sejak tahun 1999, dan diikuti pula semakin meningkatnya harga minyak baik di pasaran domestik maupun di pasaran dunia. Hal tersebut memberikan indikasi bahwa tanaman nilam mempunyai prospek yang cukup baik untuk dikembangkanMengingat prospeknya yang cukup cerah, maka tanaman nilam perlu mendapat perhatian yang lebih serius untuk diteliti khususnya dari aspek agronomi, dimana selama ini belum banyak mendapat perhatian. Salah satu aspek agronomi yang perlu mendapat perhatian adalah upaya pembentukan klon-klon baru, khususnya klon-klon yang dapat beradaptasi secara luas pada berbagai wilayahguna mendukung perluasan areal (ekstensifikasi), serta untuk menghasilkan klon-klon nilam yang mempunyai produktivitas lebih tinggi
Usaha untuk mendapatkan klon baru sesuai sifat yang diinginkan hanya dapat dilakukan melalui induksi mutasi seperti mutasi in vitro (variasi somaklonal), penggunaan mutagen fisik seperti iradiasi sinar gamma atau melalui hibridisasi somatik (fusi protoplast) . Teknik in vitro melalui variasi somaklonal merupakan salah satu alternatif untuk menginduksi keragaman tanaman nilam. Teknik in vitro diketahui sangat berguna untuk menghasilkan varian somaklon yang mempunyai populasi dengan karakteristik unggul tertentu, diantaranya mengembangkan klon yang toleran terhadap faktor biotik (hama dan penyakit) dan abiotik (cekaman kekeringan, pH rendah dan Al tinggi) (Tamiang, 2010). 
B.     Keragaman Somaklonal
Keragaman somaklonal sebagai  keragaman genetik tanaman yang dihasilkan melalui kultur jaringan. Keragaman tersebut dapat  berasal dari keragaman genetik eksplan  yang digunakan atau yang terjadi dalam kultur jaringan (Skirvin et al, 1993; Yunita, 2009). Keragaman somaklonal yang terjadi dalam kultur jaringan merupakan hasil kumulatif dari mutasi genetik pada eksplan dan yang diinduksi pada kondisi  in vitro. Keragaman somaklonal merupakan perubahan genetik yang bukan disebabkan oleh segregasi atau rekombinasi gen, seperti yang biasa terjadi akibat proses persilangan (Yunita, 2009).
Metode in vitro yang telah dimanfaatkan untuk meningkatkan ke ragaman genetik tanaman nilam, salah satunya adalah keragaman somaklonal dengan perlakuan colchisin. Massa sel yang berasal dari potongan jaringan daun digandakan kromosomnya dengan pemberian colchisin  (0,50 dan1%) dengan waktu yang berbeda, yaitu1, 3, 5, dan 7 hari.  Hasil penelitian menunjukkan bahwa persentase re generasi paling  tinggi diperoleh dengan BA 0,10 mg/1 (Tabel 4). Semakin lama pemberian colchisin massa sel yang dapat beregenerasi semakin rendah. Kondisi ini menunjukkan bahwa colchisin merupakan senyawa yang bersifat karsiogenik yang dapat menghambat proses sitokinesis

C.    Induksi Mutasi
Mutasi adalah perubahan genetik, baik perubahan pada gen tunggal, sejumlah gen maupun susunan kromosom. Perubahan dapat terjadi pada setiap bagian tanaman, khususnya bagian yang selnya aktif membelah (Micke dan Donini 1993). Secara umum, mutasi dihasilkan oleh segala tipe perubahan genetik yang mengakibatkan perubahan fenotipe yang diturunkan, termasuk keragaman kromosom, sehingga menyebabkan terjadinya keragaman genetik (Soeranto 2003).
Mutasi gen terjadi karena adanya perubahan pada struktur primer DNA. Mutasi juga dapat terjadi karena bertambah atau hilangnya satu atau lebih basa yang terdapat dalam satu molekul DNA. Secara umum, proses mutasi dapat menimbulkan perubahan pada sifat genetik tanaman, baik ke arah positif maupun negatif, dan kemungkinan mutasi yang terjadi dapat kembali normal (recovery). Mutasi yang mengarah ke sifat positif dan diwariskan ke generasi berikutnya adalah yang dihendaki oleh pemulia tanaman pada umumnya (Soeranto 2003).
Induksi mutasi dapat dilakukan pada tanaman dengan perlakuan bahan mutagen yaitu mutagen kimia dan mutagen fisik. Frekuensi dan spektrum mutasi bergantung pada jenis mutagen dan dosis yang digunakan. Mutagen fisik yang telah digunakan secara luas adalah sinar X dan sinar gama. Kedua mutagen fisik tersebut memiliki kemampuan penetrasi yang baik dan bersifat sebagai radiasi ion. Mutagen kimia umumnya berasal dari senyawa alkil, seperti etil metan sulfonat (EMS), dietil sulfat (DES), metil metan sulfonat  (MMS), hidroksil-amina, dan nitrous acids (Soeranto 2003).
Induksi mutasi menggunakan radiasi sinar X dan sinar gama paling banyak digunakan untuk mengembangkan varietas mutan. Hal ini terbukti dalam kurun waktu 70 tahun terakhir, telah dihasilkan 2.250 varietas mutan di seluruh dunia.
Hasil penelitian Mariska et al.(1997), memperoleh 23 varian tanaman nilam hasil  iradiasi  sinar gamma dengan menggunakan dosis 0.0; 1.0; 1.5 dan 2.0 Krad pada kalus yang mengalami subkultur yang lama. Tiga klon diantaranya, mempunyai kandungan minyak yang lebih tinggi dibandingkan dengan tanaman kontrol.
D.    Seleksi In Vitro
Keragaman genetik yang ditimbulkan oleh variasi somaklonal dan induksi mutasi bersifat acak. Untuk mengidentifikasi keragaman somaklonal maupun induksi mutasi  ke arah perubahan yang  diinginkan, dapat digunakan teknik seleksi  in vitro. Pada teknik  in vitro, seleksi ketahanan terhadap cekaman abiotik seperti kekeringan, keracunan Al, pH tanah rendah, dan salinitas dapat digabungkan dalam media kultur  in vitro dan digunakan untuk menumbuhkan varian somaklon yang diperoleh. Tanaman hasil regenerasi jaringan pada kultur  in vitro kemungkinan akan mempunyai fenotipe yang toleran terhadap kondisi seleksi (Yunita 2009).
Seleksi  in vitro untuk mendapatkan varian yang toleran terhadap kekeringan dapat menggunakan agens seleksi berupa senyawa osmotik. Senyawa ini dapat menyimulasi kondisi kekeringan di lapangan. Senyawa osmotik yang paling banyak digunakan dalam simulasi cekaman kekeringan adalah  polyethylene glycol (PEG). Senyawa PEG bersifat larut dalam air dan dapat menyebabkan penurunan potensi air secara homogen. Besarnya penurunan air sangat bergantung pada konsentrasi dan berat molekul PEG. Keadaan seperti ini dapat dimanfaatkan untuk melakukan simulasi.
Nilam dapat diusahakan pada daerah bercurah hujan rendah (1700 –2500 mm/tahun ) dengan pemberian naungan dan mulsa. Adanya musim kemarau selama 3-5 bulan, menyebabkan tanaman berada dalam kondisi yang kurang menguntungkan  karena  dapat  mengalami  cekaman  kekeringan selama periode tumbuh tanaman nilam. Struktur akar nilam yang dangkal menyebabkan tanaman mengalami kesulitan mengabsorbsi air disaat air sering menjadi faktor  pembatas, khususnya  pada  musim  kemarau (Kadir, 2007). Sehingga bisa dilakukan perbaikan melalui seleksi in vitro untuk toleransi terhadap kekeringan menggunakan PEG.
E.     Fusi Protoplas
Dalam hibridisasi seksual terdapat hambatan apabila kedua tetua yang disilangkan mempunyai hubungan kekerabatan yang jauh serta sitoplasma hanya berasal dari tetua betina. Fusi protoplas merupakan salah satu alternatif untuk mengatasi hambatan tersebut dimana dapat memindahkan gen yang belum teridentifikasi dan sifat yang diwariskan secara poligenik (Millam et al,1995; Mariska et al,2006). Penelitian fusi protoplas telah menghasilkan hibrida-hibrida somatik yang mempunyai sifat-sifat seperti yang diharapkan, antara lain tahan terhadap hama dan penyakit, produktivitas tinggi, dan sifat-sifat kualitatif yang lebih baik, seperti kandungan minyak tinggi.
Tanaman nilam yang dibudidayakan di Indonesia tidak berbunga sehingga sulit mendapatkan genotipe baru melalui persilangan seksual. Selain itu, pengembangan nilam menghadapi masalah serangan nematoda Pratylenchus brachyurus. Sifat ketahanan terhadap nematode tersebut terdapat pada nilam Jawa (Girilaya) yang produksi minyaknya rendah. Untuk memindahkan sifat ketahanan tersebut maka dilakukan fusi protoplas antara nilam Jawa dan nilam Aceh (budi daya) yang kadar minyaknya tinggi (Mariska et al,2006).
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tanaman yang tahan nematode mempunyai kandungan fenol dan lignin yang lebih tinggi daripada tanaman yang rentan. Pada tanaman pisang senyawa fenol dan lignin memiliki hubungan yang sangat erat dengan ketahanan terhadap nematoda R. similis  (Volette et al. 1998). Untuk itu, nomor-nomor baru hasil fusi perlu dilakukan analisis kandungan fenol dan lignin serta dibandingkan dengan nilam Jawa yang tahan dan nilam Aceh yang rentan. Kandungan fenol yang tinggi diperoleh dari nomor 9 II 34−0,10 sebesar 97,40 ppm, lebih besar dari tetuanya nilam Jawa. Untuk lignin, terdapat 10 nomor hasil fusi dengan kandungan lignin hampir sama dengan nilam Jawa (Mariska et al,2006).