PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kromosom memiliki peranan yang sangat penting bagi keberlangsungan suatu makhluk hidup, karena kromosom merupakan alat pengangkutan bagi gen – gen yang akan dipindahkan dari suatu sel induk ke sel anakannya, dari generasi yang satu ke generasi yang lainnya. Pengamatan terhadap perilaku kromosom sama pentingnya dengan mempelajari struktur kromosom. Perilaku atau aktivitas kromosom dapat terlihat dalam siklus sel, termasuk didalamnya adalah pembelahan sel (mitosis atau meiosis). Analisis kromosom, baik mitosis maupun meiosis merupakan langkah awal yang dapat dilaksanakan untuk mempelajari kromosom.
Mitosis merupakan dasar dalam pembiakan vegetatif tanaman, sedangkan meiosis merupakan dasar munculnya keragaman. Oleh karena itu, penting bagi para pemulia untuk mempelajari pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis, agar dapat mendukung program pemuliaan tanaman.
Mitosis adalah pembelahan inti yang berhubungan dengan pembelahan sel somatik, dimana terdapat beberapa tahap didalamnya, yaitu: interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase (Satrosumarjo, 2006). Kromosom pada metafase mitotik mengalami kondensasi dan penebalan yang maksimal, sehingga kromosom pada tahap ini dapat diamati dengan lebih jelas panjangnya dan letak sentromernya. Setelah panjang total dan letak sentromernya diketahui, maka dapat dilanjutkan dengan analisis kariotipe.
Pengamatan terhadap jumlah kromosom saat mitosis, sering timbul kesulitan karena kromosom tumpang tindih antara yang satu dan yang lainnya dan kadang masih terlihat samar akibat kondensasi yang belum sempurna. Pra perlakuan sederhana dengan penggunaan hydroxyquinolin merupakan salah satu solusi yang dapat dilakukan. Tjio (1950) menjelaskan bahwa penggunaan 8-oxyquinolin dapat meningkatkan visibilitas saat pengamatan kromosom, dan penambahan dengan grup hidroxy akan membuat pengamatan lebih maksimal lagi.
Pada praktikum ini, digunakan ujung akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum) dan bawang bombay (Allium cepa). Bawang merah sangat menolong dalam mempelajari analisis mitosis karena memiliki kromosom yang besar, jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak, mudah didapatkan, dan mudah dilakukan (Stack, 1979). Selain itu, juga dilakukan pengamatan terhadap kromosom tanaman hias Aglaonema “Butterfly”.
Tujuan
Tujuan dari pratikum ini adalah:
1. Mempelajari pengaruh pra perlakuan sederhana dengan 8-hidroxyquinolin terhadap analisis mitosis ujung akar tanaman bawang merah, bawang bombay dan Aglaonema Butterfly.
2. Menghitung jumlah kromosom tanaman bawang merah, bawang bombay dan Aglaonema Butterfly.
TINJAUAN PUSTAKA
Kromosom Tanaman
Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Sastrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa kromosom merupakan alat transportasi materi genetik (gen atau DNA) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum Mendel, sedangkan Masitah (2008) menjelaskan bahwa kromosom adalah susunan beraturan yang mengandung DNA yang berbentuk seperti rantai panjang. Setiap kromosom dalam genom biasanya dapat dibedakan satu dengan yang lainnya oleh beberapa kriteria, termasuk panjang relatif kromosom, posisi suatu struktur yang disebut sentromer yang memberi kromosom dalam dua tangan yang panjangnya berbeda-beda, kehadiran dan posisi bidang (area) yang membesar yang disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu, adanya perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan sebagainya (Suprihati et.al., 2007).
Fase Mitosis pada Tanaman
Kromosom dibedakan atas autosom (kromosom pada sel somatik) dan kromosom pada sel kelamin (Suryo, 2008). Pembelahan sel yang terjadi pada sel somatik disebut mitosis dan pembelahan yang terjadi pada sel kelamin disebut meiosis. Satrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa mitosis merupakan pembelahan inti yang berhubungan dengan pembelahan sel somatik, dimana terdapat beberapa tahap didalamnya, yaitu: interfase, profase, metakinesis, metafase, anafase, dan telofase. Menurut Suryo (2008) fase pada mitosis terdiri dari interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase.
Interfase
Interfase atau stadium istirahat dalam siklus sel termasuk fase yang berlangsung lama karena pada tahap ini berlangsung fungsi metabolisme dan pembentukan dan sintesis DNA. Maka sebenarnya kurang tepat juga jika dikatan bahwa interfase merupakan fase istirahat, karena sebenarnya pada fase ini sel bekerja dengan sangat berat. Interfase dibedakan lagi menjadi tiga fase, yaitu:
1. Fase gap satu (G1)
Pada fase ini terjadi beberapa kegiatan yang mendukung tahap – tahap berikutnya, yaitu:
a. Trankipsi RNA
b. Sintesis protein yang bermanfaat untuk memacu pembelahan nukleus
c. Enzim yang diperlukan untuk replikasi DNA
d. Tubulin dan protein yang akan membentuk benang spindel
Periode untuk fase G1 membutuhkan waktu yang berbeda – beda antar individu. Adakalanya G1 membutuhkan waktu 3 – 4 jam, namun ada juga yang tidak mengalami fase G1 ini, hal ini terjadi pada beberapa sel ragi. Beberapa ahli lebih suka menggunakan istilah G0 untuk situasi tersebut.
2. Fase Sintesis (S)
Pada fase ini terjadi replikasi DNA dan replikasi kromosom, sehingga pada akhir dari fase ini terbentuk sister chromatids yang memiliki sentromer bersama. Namun, masih belum terjadi penambahan pada fase ini. Lamanya waktu yang dibutuhkan pada fase ini 7 – 8 jam.
3. Fase Gap dua (G2)
Pada fase ini terjadi sintesis protein – protein yang dibutuhkan pada fase mitosis, seperti sub unit benang gelendong, pertumbuhan organel – organel dan makromolekul lainnya (mitokondria, plastid, ribosom, plastid, dan lain – lain). Fase ini membutuhkan waktu 2 – 5 jam.
Profase
Pada fase profase, terjadi pemadatan (kondensasi) dan penebalan kromosom. kromosom menjadi memendek dan menjadi tebal, bentuknya memanjang dan letaknya secara random di tengah – tengah sel, terlihat menjadi dua untai kromatid yang yang letaknya sangat berdekatan dan dihubungkan oleh sebuah sentromer. Mendekati akhir profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang dan terbentuk benang – benang spindel.
Metakinesis
Istilah metakinesis untuk pertama kali digunakan oleh Wasserman pada tahun 1926 dan dipopulerkan oleh Mazia pada tahun 1961. Banyak buku yang menyamakan fase metakinesis dengan fase metafase, dengan memasukkan pembahasan metakinesis ke dalam pembahasan metafase.
Pada fase ini, pergerakan kromosom dibedakan menjadi tiga tingkat, yaitu :
1. Konggresi kromosom
Selama konggresi kromosom, kromosom bergerak menuju bidang equator yang berada di tengah – tengah kutub spindel. Kromosom – kromosom tersebut akan mencapai suatu posisi keseimbangan di bidang equator.
2. Orientasi kromosom
Orientasi kromosom berhubungan dengan orientasi dari tapak – tapak kinetik dari kromosom menuju kutub – kutub yang berlawanan melalui pergerakan – pergerakan yang menuju susunan – susunan yang sesuai di equator. Hal ini dikarenakan setiap kromatid pada metafase memiliki tapak kinetik dan tapak non kinetik.
3. Distribusi kromosom
Setalah sentromer mengalami orientasi, kemudian kromosom – kromosom tersebut terdistribusi pada bidang equator.
Metafase
Pada fase ini, setiap individu kromosom yang telah menjadi dua kromatid bergerak menuju bidang equator. Benang – benang gelendong melekat pada sentromer setiap kromosom. Terjadi kondensasi dan penebalan yang maksimal pada fase ini. Sehingga kromosom terlihat lebih pendek dan tebal dibandingkan pada fase lainnya. Selain itu, kromosom juga terlihat sejajar di tengah – tengah equator. Sehingga sangat baik dilakukan analisis kariotipe pada fase ini. Analisis kariotipe dapat dimanfaatkan untuk : 1) analisis taksonomi yang berhubungan dengan klasifikasi mahluk hidup. 2) analisis galur substitusi dari monosomik atau polisomik, dan 3) untuk studi reorganisasi kromosomal.
Anafase
Fase ini dimulai ketika setiap pasang kromatid dari tiap – tiap pasang kromosom berpisah, masing – masing kromatid bergerak menuju ke kutub yang berlawanan. Pemisahan ini dimulai dari membelahnya sentromer. Sentromer yang telah membelah kemudian ditarik oleh benang gelendong ke kutub yang berlawanan bersama dengan kromatidnya. Pergerakan kromosom ke kutub diikuti pula oleh bergeraknya organel – organel dan bahan sel lainnya. Ciri khusus yang terlihat pada saat anafase adalah kromosom terlihat seperti huruf V atau J dengan ujung yang bersentromer mengarah ke arah kutub. Pada saat ini, jumlah kromosom menjadi dua kali lipat lebih banyak.
Telofase
Pada fase ini, membran nukleus terbentuk kembali, kromosom mulai mengendur dan nukleolus terlihat kembali. Sel membelah menjadi dua yang diikuti oleh terbentuknya dinding sel baru yang berasal dari bahan dinding sel yang lama, retikulum endoplasma, atau bahan baru yang lainnya. Pembelahan ini juga membagi sitoplasma menjadi dua. Pada akhir dari fase ini, terbentuk dua sel anakan yang identik dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan tetuanya.
8-Hydroxyquinolin
Penggunaan pra perlakuan dengan 8-hydroxyqinolin sangat membantu dalam menghitung jumlah kromosom pada saat analisis mitosis. Tjio (1950) menjelaskan bahwa penggunaan 8-oxyquinolin dapat meningkatkan visibilitas saat pengamatan kromosom, sedangkan penambahannya dengan grup hidroxy akan lebih berpotensi lagi. Abele (1958) juga menjelaskan bahwa pra perlakuan dengan 8-hydroxyquinolin sangat membantu saat penyebaran kromosom pada saat metafase, sedangkan Coe and Klitgaard (1959) menjelaskan bahwa 8-hydroxyquinolin merupakan salah satu agen yang membantu dalam kondensasi kromosom.
Bawang Merah (Allium ascalonicum L) dan Bawang Bombay (Allium cepa L)
Bawang merah (Allium ascalonicum L) merupakan salah satu anggota dari familia Liliaceae. Tanaman ini merupakan tanaman semusim dan memiliki umbi yang berlapis. Tanaman mempunyai akar serabut, dengan daun berbentuk silinder berongga. Umbi terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi berlapis. Umbi bawang merah terbentuk dari lapisan-lapisan daun yang membesar dan bersatu. Umbi bawang merah bukan merupakan umbi sejati seperti kentang atau talas.
Bawang bombay yang disebut juga bawang timur masih berada dalam satu garis keturunan dengan bawang merah dengan nama ilmiah Allium cepa L. Perbedaan antara bawang merah dan bawang bombay tidak terlalu menyolok, kecuali bentuknya dan aromanya. Bawang bombay memiliki ukuran yang lebih besar dan biasanya berwarna putih. Selain itu, aromanya pun tidak terlalu menyengat seperti bawang merah dan bawang putih.
Bawang merah merupakan salah satu komoditas sayuran unggulan yang sejak lama telah diusahakan oleh petani secara intensif . Komoditas sayuran ini termasuk ke dalam kelompok rempah tidak bersubstitusi yang berfungsi sebagai bumbu penyedap makanan serta bahan obat tradisional. Bawang merah juga merupakan salah satu komoditas sayuran unggulan di Jawa Tengah yang mempunyai prospek cukup baik dalam pengembangan agribisnis. Hal ini dapat dilihat pada status usaha taninya, oleh petani khususnya di daerah sentra produksi seperti di Kabupaten Brebes bawang merah telah lama diusahakan sebagai usaha tani yang bersifat komersial (Deptan, 2005).
Aglaonema
Aglaonema merupakan salah satu tanaman hias yang berasal dari keluarga Araceae. Tanaman hias yang daun yang berasal dari keluarga Araceae lainnya adalah Caladium, Anthurium, dan Philodendron. Taksonomi dari tanaman Aglaonema adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Ordo : Arales
Famili : Araceae
Genus : Aglaonema
Aglaonema berasal dari daerah Asia beriklim tropis, dan tersebar dari Cina bagian selatan hingga Filipina (Qodriyah dan Sutisna, 2007), dan mulai dari dataran rendah hingga dataran tinggi (Henny et al, 2008).
Aglaonema memiliki akar serabut atau yang disebut juga wild root (akar liar) karena akar tanaman ini tumbuh secara adventif dari akar primer atau batang (Harjadi,1979). Akar Aglaonema yang sehat berwarna putih, tampak gemuk, dan berbentuk silinder (Budiarto, 2007), sedangkan yang sakit berwarna cokelat.
Batang Aglaonema berbentuk silinder, berwarna putih hingga putih kekuningan, dan termasuk batang basah (herbaceous) yang bersifat lunak dan berair (Budiarto, 2007). Ukuran batang Aglaonema pendek dan tertutup oleh daun yang tersusun rapat antara. Warna batang Aglaonema pada umumnya putih, hijau muda, atau merah muda.
Bentuk daun Aglaonema sangat bervariasi, ada yang berbentuk bulat telur (ovatus), lonjong (oblongus), dan ada yang berbentuk delta (deltoids) (Purwanto, 2006). Bentuk ujung daunnya bervariasi, ada yang runcing (acutus), meruncing (acuminatus), tumpul (obtusus), dan membulat (rotundatus). Daun Aglaonema tersusun berselang-seling dengan tangkai memeluk batang tanaman. Warna daunnya sangat bervariasi, baik motif maupun kombinasi warnanya.
Tanaman Aglaonema mempunyai bunga yang sempurna karena memiliki bunga jantan dan bunga betina (Harjadi, 1979), sedangkan menurut Purwanto, (2006) bunga Aglaonema sangat sederhana dan termasuk bunga majemuk tak terbatas dan tergolong bunga tongkol (spadix). Bunga Aglaonema memiliki waktu kemasakkan yang berbeda antara bunga jantan dan betina, sehingga sulit dilakukannya persilangan pada Aglaonema. Bunga Aglaonema berwarna putih dengan seludang putih kehijau-hijauan. Bunga jantan yang sudah masak akan terlihat serbuk sarinya berwarna putih.
Perbanyakkan tanaman Aglaonema dapat dilakukan secara generatif dan vegetatif. Perbanyakan generatif dilakukan dengan menggunakan biji. Sedangkan perbanyakan Agalonema vegetatif dilakukan dengan menggunakan anakan, setek bonggol, setek tunas dan cangkokkan. Perbanyakan dengan setek dilakukan dengan menggunakan batang Aglaonema yang berukuran 3-4 cm. (Qodriyah dan Sutisna, 2007).
Kromosom Bawang
Kromosom antar tanaman berbeda antara yang satu dan yang lainnya. Baik dari bentuk, jumlah, dan panjangnya. Allium cepa memiliki jumlah kromosom 2n = 16 (Sastrosumarjo, 2006). Hal ini sangat membantu dalam mempelajari analisis mitosis pada tanaman, karena jumlahnya yang tidak terlalu banyak, memiliki ukuran kromosom yang besar dan cukup mudah untuk dibuat preparatnya (Stack, 1979).
Kromosom Aglaonema
Aglaonema memiliki jumlah kromosom yang bervariasi. A. crispim memiliki jumlah kromosom 2n = 16 (Sastrosumarjo, 2006). Eksomtramage, et al. (2007) melaporkan bahwa Aglaonema commutatum var. maculatum (2n = 40), A.modestum (2n = 80), A. pseudobracteatum (2n = 60). Aglaonema yang beredar di masyarakat pada umumnya merupakan aglaonema hibrida hasil persilangan antara aglaonema rotundum (sebagai pemberi warna merah) dengan aglaonema comutatum atau aglaonema spesies lainnya.
BAHAN DAN METODE
Metode tanpa Pra-perlakuan Sederhana
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Praktikum ini dilaksanakan di Lab Microtechnique Dept. AGH, Fakultas Pertanian IPB pada hari Selasa, 26 Oktober 2010
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan :
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Pratikum ini dilaksanakan di Lab Microtechnique Departemen AGH, FAPERTA, IPB pada hari Selasa, 2 November 2010
Bahan dan Alat
Bahan – bahan yang digunakan:
Metode tanpa Pra-perlakuan (Metode Sederhana)
Ujung akar terdiri dari sel-sel yang bersifat meristematik, artinya sel-selnya sangat aktif membelah. Sehingga penggunaan ujung akar pada praktikum ini diharapkan agar fase-fase mitosis dapat diamati secara lengkap.
Akar bawang merah dan bawang bombay yang digunakan telah terlebih dahulu ditumbuhkan sekitar 3 hari sebelum pengamatan pada wadah yang diberi kapas basah. Sebaiknya digunakan akar yang tidak terlalu panjang, karena akar yang panjang akan mempunyai ukuran sel yang semakin kecil sehingga sulit untuk diamati. Pada metode ini, ujung akar bawang kemudian direndam dengan HCl 1 N selama 10 – 15 menit (gambar 1).
Gambar 1. Persiapan Preparat Ujung Akar
a. akar bawang merah b. akar bawang bombay
c. pengambilan ujung akar d. perendaman HCl 1 N
Perendaman ujung akar dalam larutan HCl 1 N bertujuan untuk melunakkan dinding sel atau jaringan. Pada tanaman yang lebih keras, konsentrasi HCl dapat ditingkatkan dan perendaman dapat dilakukan lebih lama. Setelah perendaman, batas antara tudung akar dengan sel-sel diatasnya akan tampak jelas. Tudung akar menjadi berwarna lebih putih (gambar 2).
Gambar 2. Ujung Akar yang Direndam HCl 1 N
Perlakuan berikutnya adalah pemberian aceto orcein 2% yang berfungsi sebagai pewarna, untuk memberi pigmen kepada sel-sel akar bawang sehingga mudah untuk diamati dibawah mikroskop (gambar 3.)
Gambar 3. Pemberian Aceto Orcein 2% sebagai Pewarna.
Dari hasil pengamatan fase-fase mitosis pada akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum) ini diperoleh 4 fase yaitu profase, metafase, anafase dan telofase (Gambar 4).
Gambar 4. Fase-Fase dalam Pembelahan Mitosis pada Akar Bawang Merah
a. profase b. metafase c. anafase d. telofase
Profase, merupakan transisi dari fase G2 ke fase pembelahan inti atau mitosis (M) dari siklus sel. Tahap profase merupakan tahap awal dalam mitosis. Proses terjadinya profase ditandai dengan hilangnya nukleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilinan-pilinan kromosom yang terlihat tebal (gambar 4.a). Jumlah kromosom yang tepat merupakan ciri khas dari setiap species, sekalipun pada species yang berbeda dapat mempunyai jumlah kromosom yang sama. Selain itu pada profase salut inti mulai berdegenerasi dan secara perlahan-lahan inti menjadi tidak tampak, dan terjadilah pembentukan spindel mikrotubul.
Metafase, merupakan fase mitosis, dimana kromosom mulai berjajar di bidang equator (gambar 4.b). Selama metafase, sentromer dari setiap kromosom berkumpul pada bagian tengah spindel pada bidang equator. Pada tempat-tempat ini, sentromer-sentromer diikat oleh benang-benang spindel yang terpisah, dimana setiap kromatid dilekatkan pada kutub-kutub spindel yang berbeda. Kadang-kadang benang-benang spindel tidak berasosiasi dengan kromosom dan merentang secara langsung dari satu kutub ke kutub yang lain. Pada saat metafase, sentromer-sentromer diduplikasi dan setiap kromatid menjadi kromosom yang berdiri sendiri atau independen. Penggunaan metode tanpa pra perlakuan (metode sederhana) mengakibatkan kromosom pada metafase tidak dapat menyebar dengan baik, sehingga jumlah kromosom tidak dapat dihitung dengan tepat.
Anafase, ditandai dengan terjadinya pemisahan sister chromatids membentuk anak kromosom yang bergerak menuju kutub spindel yang berlawanan (gambar 4.c). Kromosom nampak jelas mengalami penebalan sehingga dapat dilihat jelas dengan mikroskop cahaya sekalipun.
Telofase, merupakan fase terakhir pada mitosis. Pada fase ini nampak adanya dinding pemisah yang berupa sekat yang belum sempurna yang memisahkan kromosom-kromosom yang telah mencapai kutub(gambar 4.d). Sekat belum sempurna dan sel belum benar-benar terpisah tetapi tanda akan terbentuknya dua sel sudah mulai tampak.
Penampakan kembali nukleus, merupakan tanda bahwa mitosis sudah berakhir. Sitokinesis pada sel tumbuhan berbeda dengan sel hewan, pada sel tumbuhan tidak terbentuk lekuk cleavage. Hal ini disebabkan karena adanya dinding sel yang kaku. Sitokinesis pada dinding sel tumbuhan tinggi melibatkan vesikula-vesikula yang berasal dari badan golgi dan mikrotubul-miktotubul yang tersusun paralel dan disebut fragmoplas. Vesikula-vesikula yang berasal dari badan golgi berasosiasi dengan mikrotubula fragmoplas dan ditranslokasikan sepanjang mikrotubula ke arah equator. Vesikula-vesikula tersebut selanjutnya terakumulasi pada daerah dimana mikrotubula fragmoplas mengalami overlap. Kemudian berfusi satu sama lain membentuk lempeng sel (cell plate). Lempeng sel meluas secara lateral hingga mencapai membran plasma, dan dua sel baru terpisah secara sempurna dengan terbentuknya dinding sel baru (Schultz-Schaeffer, 1980).
Gambar 5. Fase-Fase dalam Pembelahan Mitosis pada Akar Bawang Bombay
a. profase b. metafase c. anafase d. Telofase
Pengamatan fase-fase mitosis terhadap bawang bombay tidak menunjukkan perbedaan dengan bawang merah (gambar 5). Selain bawang merah dan bawang bombay, pengamatan mitosis dengan metode sederhana ini, juga dilakukan terhadap Aglaonema “Butterfly” (gambar 6)
Gambar 6. Metafase pada Aglaonema “Butterfly” dengan metode sederhana
Gambar 6 memperlihatkan kromosom aglaonema butterflay pada saat mitosis. Jumlah kromosom aglaonema butterfly tidak dapat ditentukan karena masih terdapat kromosom yang saling tumpang tindih. Namun, jumlah kromosom butterflu 2n ≥ 16. Hal tersebut, dapat terjadi karena aglaonema butterfly merupakan salah satu aglaonema hibrida yang berasal dari Thailand.
Metode dengan Pra-perlakuan Lengkap
Dengan pra-perlakuan lengkap, nampak kromosom terlihat lebih jelas pada metafase jika dibandingkan dengan pra-perlakuan sederhana. Hal ini disebabkan oleh adanya penambahan 8-Hydroxyquinolin yang dapat meningkatkan visibilitas kromosom dengan meningkatkan kondensasinya. Fungsi 8-Hydroxyquinolin untuk menghambat laju mitosis ke tahap anafase, sehingga dapat diamati pada metafase saja.
Penggunaan asam asetat 45 % juga membantu dalam melunakkan dinding sel, sehingga zat pewarna (aceto orcein) dapat cepat masuk dan menyerap lebih kuat. Selain itu, asam asetat juga menghilangkan bahan-bahan yang akan mengganggu dalam pengamatan kromosom. Metode ini biasanya digunakan untuk tanaman dengan jumlah kromosom yang tidak banyak.
Gambar 7. Metafase Akar Bawang Merah dengan Pra-Perlakuan Lengkap
Kromosom metafase bawang merah yang diamati dengan menggunakan metode ini tampak menyebar dengan lebih baik,sehingga jumlah kromosomnya dapat dihitung yaitu 16 buah kromosom. Sedangkan pada bawang bombay dan Aglaonema, tidak diperoleh preparat metafase yang menyebar dengan baik, kemungkinan karena waktu pengambilan dan akar yang digunakan tidak tepat.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan mitosis pada metode tanpa pra-perlakuan sederhana memperlihatkan bahwa semua fase mitosis dapat diamati, dengan ciri khas tiap-tiap fase yang berbeda-beda. Kromosom metafase pada bawang merah dan bawang bombay nampak berjajar dan tumpang tindih di equator, sehingga sulit untuk dihitung jumlahnya. Sedangkan pada Aglaonema justru sebaliknya, kromosom metafase yang diperoleh dengan metode sederhana sudah dapat .
Pada metode pra perlakuan lengkap, metafase pada akar bawang merah dapat menyebar dengan baik, sehingga jumlah kromosom dapat dihitung yaitu 16. Sedangkan pada bawang bombay dan Aglaonema, tidak diperoleh preparat yang bagus.
Saran
Perlu dilakukan analisis mitosis pada berbagai tanaman yang lain, sehingga mahasiswa dapat mengamati berbagai macam kromosom tanaman pada saat mitosis.
DAFTAR PUSTAKA
Abele K. 1959. Cytological studies in genus Danthonia. Trans. Roy. Soc. Aust. 83:162-173.
BPPP Deptan. 2005. Prospek dan rah Pengembangan Agrobisnis Bawamg Merah. Jakarta. hal.25.
Coe G. F. and K. Klitgaard. 1959. Procedur for squash preparation of somatic Sugar Beet tissues. Journal of The A. S. S. B. T. 10(7):609-611.
Sastrosumarjo, S., Yudiwanti, S. I. Aisyah, S. Sujiprihati, M. Syukur, R. Yunianti. 2006. Panduan Laboratorium, hal. 261. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. IPB Press. Bogor
Sastrosumarjo, S. 2006. Panduan laboratorium, hal. 38 – 63. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. IPB Press. Bogor.
Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics : Plants, Animals, Humans. Springer-Verlag. New York, Heidelberg, Berlin.
Stack S. M., and D. E. Comings. 1979. The cromosomes and DNA of Allium cepa. CHROMOSOMA. 70:161 – 181
Suryo, H. 2007. Sitogenetika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. hal 446.
Suprihati, D., Elimasni, E. Sabri. 2007. Identifikasi karyotipe terung belanda (Solanum betaceum Cav.) kultivar Brastagi Sumatera Utara. Jurnal Biologi Sumatera Utara. 2(1): 7 – 11.
Tjio J-H and Levan A. 1950. The use of oxyquinolin in chromosome analysis. Anales Estacion Exper. Aula Dei (Spain). 2:21-64.
Latar Belakang
Kromosom memiliki peranan yang sangat penting bagi keberlangsungan suatu makhluk hidup, karena kromosom merupakan alat pengangkutan bagi gen – gen yang akan dipindahkan dari suatu sel induk ke sel anakannya, dari generasi yang satu ke generasi yang lainnya. Pengamatan terhadap perilaku kromosom sama pentingnya dengan mempelajari struktur kromosom. Perilaku atau aktivitas kromosom dapat terlihat dalam siklus sel, termasuk didalamnya adalah pembelahan sel (mitosis atau meiosis). Analisis kromosom, baik mitosis maupun meiosis merupakan langkah awal yang dapat dilaksanakan untuk mempelajari kromosom.
Mitosis merupakan dasar dalam pembiakan vegetatif tanaman, sedangkan meiosis merupakan dasar munculnya keragaman. Oleh karena itu, penting bagi para pemulia untuk mempelajari pembelahan sel baik mitosis maupun meiosis, agar dapat mendukung program pemuliaan tanaman.
Mitosis adalah pembelahan inti yang berhubungan dengan pembelahan sel somatik, dimana terdapat beberapa tahap didalamnya, yaitu: interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase (Satrosumarjo, 2006). Kromosom pada metafase mitotik mengalami kondensasi dan penebalan yang maksimal, sehingga kromosom pada tahap ini dapat diamati dengan lebih jelas panjangnya dan letak sentromernya. Setelah panjang total dan letak sentromernya diketahui, maka dapat dilanjutkan dengan analisis kariotipe.
Pengamatan terhadap jumlah kromosom saat mitosis, sering timbul kesulitan karena kromosom tumpang tindih antara yang satu dan yang lainnya dan kadang masih terlihat samar akibat kondensasi yang belum sempurna. Pra perlakuan sederhana dengan penggunaan hydroxyquinolin merupakan salah satu solusi yang dapat dilakukan. Tjio (1950) menjelaskan bahwa penggunaan 8-oxyquinolin dapat meningkatkan visibilitas saat pengamatan kromosom, dan penambahan dengan grup hidroxy akan membuat pengamatan lebih maksimal lagi.
Pada praktikum ini, digunakan ujung akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum) dan bawang bombay (Allium cepa). Bawang merah sangat menolong dalam mempelajari analisis mitosis karena memiliki kromosom yang besar, jumlah kromosom yang tidak terlalu banyak, mudah didapatkan, dan mudah dilakukan (Stack, 1979). Selain itu, juga dilakukan pengamatan terhadap kromosom tanaman hias Aglaonema “Butterfly”.
Tujuan
Tujuan dari pratikum ini adalah:
1. Mempelajari pengaruh pra perlakuan sederhana dengan 8-hidroxyquinolin terhadap analisis mitosis ujung akar tanaman bawang merah, bawang bombay dan Aglaonema Butterfly.
2. Menghitung jumlah kromosom tanaman bawang merah, bawang bombay dan Aglaonema Butterfly.
TINJAUAN PUSTAKA
Kromosom Tanaman
Kromosom adalah suatu struktur makromolekul yang berisi DNA di mana informasi genetik dalam sel disimpan. Kata kromosom berasal dari kata khroma yang berarti warna dan soma yang berarti badan Kromosom terdiri atas dua bagian, yaitu sentromer / kinekthor yang merupakan pusat kromosom berbentuk bulat dan lengan kromosom yang mengandung kromonema & gen berjumlah dua buah (sepasang). Sastrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa kromosom merupakan alat transportasi materi genetik (gen atau DNA) yang sebagian besar bersegregasi menurut hukum Mendel, sedangkan Masitah (2008) menjelaskan bahwa kromosom adalah susunan beraturan yang mengandung DNA yang berbentuk seperti rantai panjang. Setiap kromosom dalam genom biasanya dapat dibedakan satu dengan yang lainnya oleh beberapa kriteria, termasuk panjang relatif kromosom, posisi suatu struktur yang disebut sentromer yang memberi kromosom dalam dua tangan yang panjangnya berbeda-beda, kehadiran dan posisi bidang (area) yang membesar yang disebut knot (tombol) atau kromomer. Selain itu, adanya perpanjangan arus pada terminal dan material kromatin yang disebut satelit, dan sebagainya (Suprihati et.al., 2007).
Fase Mitosis pada Tanaman
Kromosom dibedakan atas autosom (kromosom pada sel somatik) dan kromosom pada sel kelamin (Suryo, 2008). Pembelahan sel yang terjadi pada sel somatik disebut mitosis dan pembelahan yang terjadi pada sel kelamin disebut meiosis. Satrosumarjo (2006) menjelaskan bahwa mitosis merupakan pembelahan inti yang berhubungan dengan pembelahan sel somatik, dimana terdapat beberapa tahap didalamnya, yaitu: interfase, profase, metakinesis, metafase, anafase, dan telofase. Menurut Suryo (2008) fase pada mitosis terdiri dari interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase.
Interfase
Interfase atau stadium istirahat dalam siklus sel termasuk fase yang berlangsung lama karena pada tahap ini berlangsung fungsi metabolisme dan pembentukan dan sintesis DNA. Maka sebenarnya kurang tepat juga jika dikatan bahwa interfase merupakan fase istirahat, karena sebenarnya pada fase ini sel bekerja dengan sangat berat. Interfase dibedakan lagi menjadi tiga fase, yaitu:
1. Fase gap satu (G1)
Pada fase ini terjadi beberapa kegiatan yang mendukung tahap – tahap berikutnya, yaitu:
a. Trankipsi RNA
b. Sintesis protein yang bermanfaat untuk memacu pembelahan nukleus
c. Enzim yang diperlukan untuk replikasi DNA
d. Tubulin dan protein yang akan membentuk benang spindel
Periode untuk fase G1 membutuhkan waktu yang berbeda – beda antar individu. Adakalanya G1 membutuhkan waktu 3 – 4 jam, namun ada juga yang tidak mengalami fase G1 ini, hal ini terjadi pada beberapa sel ragi. Beberapa ahli lebih suka menggunakan istilah G0 untuk situasi tersebut.
2. Fase Sintesis (S)
Pada fase ini terjadi replikasi DNA dan replikasi kromosom, sehingga pada akhir dari fase ini terbentuk sister chromatids yang memiliki sentromer bersama. Namun, masih belum terjadi penambahan pada fase ini. Lamanya waktu yang dibutuhkan pada fase ini 7 – 8 jam.
3. Fase Gap dua (G2)
Pada fase ini terjadi sintesis protein – protein yang dibutuhkan pada fase mitosis, seperti sub unit benang gelendong, pertumbuhan organel – organel dan makromolekul lainnya (mitokondria, plastid, ribosom, plastid, dan lain – lain). Fase ini membutuhkan waktu 2 – 5 jam.
Profase
Pada fase profase, terjadi pemadatan (kondensasi) dan penebalan kromosom. kromosom menjadi memendek dan menjadi tebal, bentuknya memanjang dan letaknya secara random di tengah – tengah sel, terlihat menjadi dua untai kromatid yang yang letaknya sangat berdekatan dan dihubungkan oleh sebuah sentromer. Mendekati akhir profase, nukleolus dan membran nukleus menghilang dan terbentuk benang – benang spindel.
Metakinesis
Istilah metakinesis untuk pertama kali digunakan oleh Wasserman pada tahun 1926 dan dipopulerkan oleh Mazia pada tahun 1961. Banyak buku yang menyamakan fase metakinesis dengan fase metafase, dengan memasukkan pembahasan metakinesis ke dalam pembahasan metafase.
Pada fase ini, pergerakan kromosom dibedakan menjadi tiga tingkat, yaitu :
1. Konggresi kromosom
Selama konggresi kromosom, kromosom bergerak menuju bidang equator yang berada di tengah – tengah kutub spindel. Kromosom – kromosom tersebut akan mencapai suatu posisi keseimbangan di bidang equator.
2. Orientasi kromosom
Orientasi kromosom berhubungan dengan orientasi dari tapak – tapak kinetik dari kromosom menuju kutub – kutub yang berlawanan melalui pergerakan – pergerakan yang menuju susunan – susunan yang sesuai di equator. Hal ini dikarenakan setiap kromatid pada metafase memiliki tapak kinetik dan tapak non kinetik.
3. Distribusi kromosom
Setalah sentromer mengalami orientasi, kemudian kromosom – kromosom tersebut terdistribusi pada bidang equator.
Metafase
Pada fase ini, setiap individu kromosom yang telah menjadi dua kromatid bergerak menuju bidang equator. Benang – benang gelendong melekat pada sentromer setiap kromosom. Terjadi kondensasi dan penebalan yang maksimal pada fase ini. Sehingga kromosom terlihat lebih pendek dan tebal dibandingkan pada fase lainnya. Selain itu, kromosom juga terlihat sejajar di tengah – tengah equator. Sehingga sangat baik dilakukan analisis kariotipe pada fase ini. Analisis kariotipe dapat dimanfaatkan untuk : 1) analisis taksonomi yang berhubungan dengan klasifikasi mahluk hidup. 2) analisis galur substitusi dari monosomik atau polisomik, dan 3) untuk studi reorganisasi kromosomal.
Anafase
Fase ini dimulai ketika setiap pasang kromatid dari tiap – tiap pasang kromosom berpisah, masing – masing kromatid bergerak menuju ke kutub yang berlawanan. Pemisahan ini dimulai dari membelahnya sentromer. Sentromer yang telah membelah kemudian ditarik oleh benang gelendong ke kutub yang berlawanan bersama dengan kromatidnya. Pergerakan kromosom ke kutub diikuti pula oleh bergeraknya organel – organel dan bahan sel lainnya. Ciri khusus yang terlihat pada saat anafase adalah kromosom terlihat seperti huruf V atau J dengan ujung yang bersentromer mengarah ke arah kutub. Pada saat ini, jumlah kromosom menjadi dua kali lipat lebih banyak.
Telofase
Pada fase ini, membran nukleus terbentuk kembali, kromosom mulai mengendur dan nukleolus terlihat kembali. Sel membelah menjadi dua yang diikuti oleh terbentuknya dinding sel baru yang berasal dari bahan dinding sel yang lama, retikulum endoplasma, atau bahan baru yang lainnya. Pembelahan ini juga membagi sitoplasma menjadi dua. Pada akhir dari fase ini, terbentuk dua sel anakan yang identik dan memiliki jumlah kromosom yang sama dengan tetuanya.
8-Hydroxyquinolin
Penggunaan pra perlakuan dengan 8-hydroxyqinolin sangat membantu dalam menghitung jumlah kromosom pada saat analisis mitosis. Tjio (1950) menjelaskan bahwa penggunaan 8-oxyquinolin dapat meningkatkan visibilitas saat pengamatan kromosom, sedangkan penambahannya dengan grup hidroxy akan lebih berpotensi lagi. Abele (1958) juga menjelaskan bahwa pra perlakuan dengan 8-hydroxyquinolin sangat membantu saat penyebaran kromosom pada saat metafase, sedangkan Coe and Klitgaard (1959) menjelaskan bahwa 8-hydroxyquinolin merupakan salah satu agen yang membantu dalam kondensasi kromosom.
Bawang Merah (Allium ascalonicum L) dan Bawang Bombay (Allium cepa L)
Bawang merah (Allium ascalonicum L) merupakan salah satu anggota dari familia Liliaceae. Tanaman ini merupakan tanaman semusim dan memiliki umbi yang berlapis. Tanaman mempunyai akar serabut, dengan daun berbentuk silinder berongga. Umbi terbentuk dari pangkal daun yang bersatu dan membentuk batang yang berubah bentuk dan fungsi, membesar dan membentuk umbi berlapis. Umbi bawang merah terbentuk dari lapisan-lapisan daun yang membesar dan bersatu. Umbi bawang merah bukan merupakan umbi sejati seperti kentang atau talas.
Bawang bombay yang disebut juga bawang timur masih berada dalam satu garis keturunan dengan bawang merah dengan nama ilmiah Allium cepa L. Perbedaan antara bawang merah dan bawang bombay tidak terlalu menyolok, kecuali bentuknya dan aromanya. Bawang bombay memiliki ukuran yang lebih besar dan biasanya berwarna putih. Selain itu, aromanya pun tidak terlalu menyengat seperti bawang merah dan bawang putih.
Bawang merah merupakan salah satu komoditas sayuran unggulan yang sejak lama telah diusahakan oleh petani secara intensif . Komoditas sayuran ini termasuk ke dalam kelompok rempah tidak bersubstitusi yang berfungsi sebagai bumbu penyedap makanan serta bahan obat tradisional. Bawang merah juga merupakan salah satu komoditas sayuran unggulan di Jawa Tengah yang mempunyai prospek cukup baik dalam pengembangan agribisnis. Hal ini dapat dilihat pada status usaha taninya, oleh petani khususnya di daerah sentra produksi seperti di Kabupaten Brebes bawang merah telah lama diusahakan sebagai usaha tani yang bersifat komersial (Deptan, 2005).
Aglaonema
Aglaonema merupakan salah satu tanaman hias yang berasal dari keluarga Araceae. Tanaman hias yang daun yang berasal dari keluarga Araceae lainnya adalah Caladium, Anthurium, dan Philodendron. Taksonomi dari tanaman Aglaonema adalah sebagai berikut:
Divisi : Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas : Monocotyledonae
Ordo : Arales
Famili : Araceae
Genus : Aglaonema
Aglaonema berasal dari daerah Asia beriklim tropis, dan tersebar dari Cina bagian selatan hingga Filipina (Qodriyah dan Sutisna, 2007), dan mulai dari dataran rendah hingga dataran tinggi (Henny et al, 2008).
Aglaonema memiliki akar serabut atau yang disebut juga wild root (akar liar) karena akar tanaman ini tumbuh secara adventif dari akar primer atau batang (Harjadi,1979). Akar Aglaonema yang sehat berwarna putih, tampak gemuk, dan berbentuk silinder (Budiarto, 2007), sedangkan yang sakit berwarna cokelat.
Batang Aglaonema berbentuk silinder, berwarna putih hingga putih kekuningan, dan termasuk batang basah (herbaceous) yang bersifat lunak dan berair (Budiarto, 2007). Ukuran batang Aglaonema pendek dan tertutup oleh daun yang tersusun rapat antara. Warna batang Aglaonema pada umumnya putih, hijau muda, atau merah muda.
Bentuk daun Aglaonema sangat bervariasi, ada yang berbentuk bulat telur (ovatus), lonjong (oblongus), dan ada yang berbentuk delta (deltoids) (Purwanto, 2006). Bentuk ujung daunnya bervariasi, ada yang runcing (acutus), meruncing (acuminatus), tumpul (obtusus), dan membulat (rotundatus). Daun Aglaonema tersusun berselang-seling dengan tangkai memeluk batang tanaman. Warna daunnya sangat bervariasi, baik motif maupun kombinasi warnanya.
Tanaman Aglaonema mempunyai bunga yang sempurna karena memiliki bunga jantan dan bunga betina (Harjadi, 1979), sedangkan menurut Purwanto, (2006) bunga Aglaonema sangat sederhana dan termasuk bunga majemuk tak terbatas dan tergolong bunga tongkol (spadix). Bunga Aglaonema memiliki waktu kemasakkan yang berbeda antara bunga jantan dan betina, sehingga sulit dilakukannya persilangan pada Aglaonema. Bunga Aglaonema berwarna putih dengan seludang putih kehijau-hijauan. Bunga jantan yang sudah masak akan terlihat serbuk sarinya berwarna putih.
Perbanyakkan tanaman Aglaonema dapat dilakukan secara generatif dan vegetatif. Perbanyakan generatif dilakukan dengan menggunakan biji. Sedangkan perbanyakan Agalonema vegetatif dilakukan dengan menggunakan anakan, setek bonggol, setek tunas dan cangkokkan. Perbanyakan dengan setek dilakukan dengan menggunakan batang Aglaonema yang berukuran 3-4 cm. (Qodriyah dan Sutisna, 2007).
Kromosom Bawang
Kromosom antar tanaman berbeda antara yang satu dan yang lainnya. Baik dari bentuk, jumlah, dan panjangnya. Allium cepa memiliki jumlah kromosom 2n = 16 (Sastrosumarjo, 2006). Hal ini sangat membantu dalam mempelajari analisis mitosis pada tanaman, karena jumlahnya yang tidak terlalu banyak, memiliki ukuran kromosom yang besar dan cukup mudah untuk dibuat preparatnya (Stack, 1979).
Kromosom Aglaonema
Aglaonema memiliki jumlah kromosom yang bervariasi. A. crispim memiliki jumlah kromosom 2n = 16 (Sastrosumarjo, 2006). Eksomtramage, et al. (2007) melaporkan bahwa Aglaonema commutatum var. maculatum (2n = 40), A.modestum (2n = 80), A. pseudobracteatum (2n = 60). Aglaonema yang beredar di masyarakat pada umumnya merupakan aglaonema hibrida hasil persilangan antara aglaonema rotundum (sebagai pemberi warna merah) dengan aglaonema comutatum atau aglaonema spesies lainnya.
BAHAN DAN METODE
Metode tanpa Pra-perlakuan Sederhana
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Praktikum ini dilaksanakan di Lab Microtechnique Dept. AGH, Fakultas Pertanian IPB pada hari Selasa, 26 Oktober 2010
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan :
- HCl 1 N
- Aceto orcein 2%
- Akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum)
- Akar bawang bombay (Allium cepa)
- Akar Aglaonema “Butterfly”
- Mikroskop
- Silet
- Cawan petri
- Pinset
- Gelas objek
- Gelas penutup
- Bunsen
- Pensil dengan ujung berpenghapus
- Tisu
- Potong bagian ujung akar sepanjang 0,5 – 1 cm
- Rendam ujung akar tadi ke dalam HCl 1 N pada cawan petri selama 10 – 15 menit
- Kemudian, pindahkan ujung akar tersebut ke dalam cawan petri lainnya dengan posisi ujung akar menghadap poros cawan petri
- Teteskan aceto orcein 2% dan biarkan selama 10 – 15 menit
- Setelah itu, pindahkan ujung akar tadi ke gelas objek. Lalu, potong ujungnya sepanjang 1 – 2 mm dan teteskan kembali dengan aceto orcein sebanyak 2 tetes, lalu tutup dengan gelas penutup
- Lewatkan preparat ujung akar di atas api bunsen sebanyak 2 – 3 kali
- Tekan preparat dengan karet pensil (squash), kemudian tekan lagi dengan ibu jari
- Amati preparat di bawah mikroskop
- Foto hasil pengamatan, jika didapat penyebaran kromosom yang baik
- Kuteks preparat
Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Pratikum ini dilaksanakan di Lab Microtechnique Departemen AGH, FAPERTA, IPB pada hari Selasa, 2 November 2010
Bahan dan Alat
Bahan – bahan yang digunakan:
- 8-Hydroxyquinolin 0,002 M
- Asam asetat 45%
- HCl 1 N
- Aceto orcein 2%
- Akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum)
- Akar bawang bombay (Allium cepa)
- Akar Aglaonema “Butterfly”
- Mikroskop
- Silet
- Cawan petri
- Pinset
- Gelas objek
- Gelas penutup
- Bunsen
- Pensil dengan ujung berpenghapus
- Tisu
- Potong bagian ujung akar sepanjang 0,5 – 1 cm
- Masukan ujung akar tersebut ke dalam botol berisi larutan 8-hydroxyquinolin 0,002 M
- Masukan botol tersebut ke dalam lemari pendingin (4° C) selama 90 menit
- Keluarkan, lalu cuci dengan air
- Rendam ujung akar tersebut dalam asam asetat selama 10 menit
- Keluarkan, lalu bilas kembali dengan air bersih
- Rendam kembali ujung akar tersebut ke dalam botol berisi campuran HCl dan asetan 45% dengan perbandingan 3:1
- Panaskan dalam waterbath dengan suhu 60° C selama 2 menit
- Kemudian, pindahkan ujung akar tersebut ke dalam cawan petri lainnya dengan posisi ujung akar menghadap poros cawan petri
- Teteskan aceto orcein 2% dan biarkan selama 10 – 15 menit
- Setelah itu, pindahkan ujung akar tadi ke gelas objek. Lalu, potong ujungnya sepanjang 1 – 2 mm dan teteskan kembali dengan aceto orcein sebanyak 2 tetes, lalu tutup dengan gelas penutup
- Lewatkan preparat ujung akar di atas api bunsen sebanyak 2 – 3 kali
- Tekan preparat dengan karet pensil (squash), kemudian tekan lagi dengan ibu jari
- Amati preparat di bawah mikroskop
- Foto hasil pengamatan, jika didapat penyebaran kromosom yang baik
- Kuteks preparat
Metode tanpa Pra-perlakuan (Metode Sederhana)
Ujung akar terdiri dari sel-sel yang bersifat meristematik, artinya sel-selnya sangat aktif membelah. Sehingga penggunaan ujung akar pada praktikum ini diharapkan agar fase-fase mitosis dapat diamati secara lengkap.
Akar bawang merah dan bawang bombay yang digunakan telah terlebih dahulu ditumbuhkan sekitar 3 hari sebelum pengamatan pada wadah yang diberi kapas basah. Sebaiknya digunakan akar yang tidak terlalu panjang, karena akar yang panjang akan mempunyai ukuran sel yang semakin kecil sehingga sulit untuk diamati. Pada metode ini, ujung akar bawang kemudian direndam dengan HCl 1 N selama 10 – 15 menit (gambar 1).
|
a
|
|
b
|
|
c
|
|
d
|
a. akar bawang merah b. akar bawang bombay
c. pengambilan ujung akar d. perendaman HCl 1 N
Perendaman ujung akar dalam larutan HCl 1 N bertujuan untuk melunakkan dinding sel atau jaringan. Pada tanaman yang lebih keras, konsentrasi HCl dapat ditingkatkan dan perendaman dapat dilakukan lebih lama. Setelah perendaman, batas antara tudung akar dengan sel-sel diatasnya akan tampak jelas. Tudung akar menjadi berwarna lebih putih (gambar 2).
Gambar 2. Ujung Akar yang Direndam HCl 1 N
Perlakuan berikutnya adalah pemberian aceto orcein 2% yang berfungsi sebagai pewarna, untuk memberi pigmen kepada sel-sel akar bawang sehingga mudah untuk diamati dibawah mikroskop (gambar 3.)
Gambar 3. Pemberian Aceto Orcein 2% sebagai Pewarna.
Dari hasil pengamatan fase-fase mitosis pada akar bawang merah (Allium cepa cv group aggregatum) ini diperoleh 4 fase yaitu profase, metafase, anafase dan telofase (Gambar 4).
|
c
|
|
d
|
|
b
|
|
a
|
a. profase b. metafase c. anafase d. telofase
Profase, merupakan transisi dari fase G2 ke fase pembelahan inti atau mitosis (M) dari siklus sel. Tahap profase merupakan tahap awal dalam mitosis. Proses terjadinya profase ditandai dengan hilangnya nukleus dan diganti dengan mulai tampaknya pilinan-pilinan kromosom yang terlihat tebal (gambar 4.a). Jumlah kromosom yang tepat merupakan ciri khas dari setiap species, sekalipun pada species yang berbeda dapat mempunyai jumlah kromosom yang sama. Selain itu pada profase salut inti mulai berdegenerasi dan secara perlahan-lahan inti menjadi tidak tampak, dan terjadilah pembentukan spindel mikrotubul.
Metafase, merupakan fase mitosis, dimana kromosom mulai berjajar di bidang equator (gambar 4.b). Selama metafase, sentromer dari setiap kromosom berkumpul pada bagian tengah spindel pada bidang equator. Pada tempat-tempat ini, sentromer-sentromer diikat oleh benang-benang spindel yang terpisah, dimana setiap kromatid dilekatkan pada kutub-kutub spindel yang berbeda. Kadang-kadang benang-benang spindel tidak berasosiasi dengan kromosom dan merentang secara langsung dari satu kutub ke kutub yang lain. Pada saat metafase, sentromer-sentromer diduplikasi dan setiap kromatid menjadi kromosom yang berdiri sendiri atau independen. Penggunaan metode tanpa pra perlakuan (metode sederhana) mengakibatkan kromosom pada metafase tidak dapat menyebar dengan baik, sehingga jumlah kromosom tidak dapat dihitung dengan tepat.
Anafase, ditandai dengan terjadinya pemisahan sister chromatids membentuk anak kromosom yang bergerak menuju kutub spindel yang berlawanan (gambar 4.c). Kromosom nampak jelas mengalami penebalan sehingga dapat dilihat jelas dengan mikroskop cahaya sekalipun.
Telofase, merupakan fase terakhir pada mitosis. Pada fase ini nampak adanya dinding pemisah yang berupa sekat yang belum sempurna yang memisahkan kromosom-kromosom yang telah mencapai kutub(gambar 4.d). Sekat belum sempurna dan sel belum benar-benar terpisah tetapi tanda akan terbentuknya dua sel sudah mulai tampak.
Penampakan kembali nukleus, merupakan tanda bahwa mitosis sudah berakhir. Sitokinesis pada sel tumbuhan berbeda dengan sel hewan, pada sel tumbuhan tidak terbentuk lekuk cleavage. Hal ini disebabkan karena adanya dinding sel yang kaku. Sitokinesis pada dinding sel tumbuhan tinggi melibatkan vesikula-vesikula yang berasal dari badan golgi dan mikrotubul-miktotubul yang tersusun paralel dan disebut fragmoplas. Vesikula-vesikula yang berasal dari badan golgi berasosiasi dengan mikrotubula fragmoplas dan ditranslokasikan sepanjang mikrotubula ke arah equator. Vesikula-vesikula tersebut selanjutnya terakumulasi pada daerah dimana mikrotubula fragmoplas mengalami overlap. Kemudian berfusi satu sama lain membentuk lempeng sel (cell plate). Lempeng sel meluas secara lateral hingga mencapai membran plasma, dan dua sel baru terpisah secara sempurna dengan terbentuknya dinding sel baru (Schultz-Schaeffer, 1980).
|
b
|
|
a
|
|
d
|
|
c
|
a. profase b. metafase c. anafase d. Telofase
Pengamatan fase-fase mitosis terhadap bawang bombay tidak menunjukkan perbedaan dengan bawang merah (gambar 5). Selain bawang merah dan bawang bombay, pengamatan mitosis dengan metode sederhana ini, juga dilakukan terhadap Aglaonema “Butterfly” (gambar 6)
Gambar 6. Metafase pada Aglaonema “Butterfly” dengan metode sederhana
Gambar 6 memperlihatkan kromosom aglaonema butterflay pada saat mitosis. Jumlah kromosom aglaonema butterfly tidak dapat ditentukan karena masih terdapat kromosom yang saling tumpang tindih. Namun, jumlah kromosom butterflu 2n ≥ 16. Hal tersebut, dapat terjadi karena aglaonema butterfly merupakan salah satu aglaonema hibrida yang berasal dari Thailand.
Metode dengan Pra-perlakuan Lengkap
Dengan pra-perlakuan lengkap, nampak kromosom terlihat lebih jelas pada metafase jika dibandingkan dengan pra-perlakuan sederhana. Hal ini disebabkan oleh adanya penambahan 8-Hydroxyquinolin yang dapat meningkatkan visibilitas kromosom dengan meningkatkan kondensasinya. Fungsi 8-Hydroxyquinolin untuk menghambat laju mitosis ke tahap anafase, sehingga dapat diamati pada metafase saja.
Penggunaan asam asetat 45 % juga membantu dalam melunakkan dinding sel, sehingga zat pewarna (aceto orcein) dapat cepat masuk dan menyerap lebih kuat. Selain itu, asam asetat juga menghilangkan bahan-bahan yang akan mengganggu dalam pengamatan kromosom. Metode ini biasanya digunakan untuk tanaman dengan jumlah kromosom yang tidak banyak.
Gambar 7. Metafase Akar Bawang Merah dengan Pra-Perlakuan Lengkap
Kromosom metafase bawang merah yang diamati dengan menggunakan metode ini tampak menyebar dengan lebih baik,sehingga jumlah kromosomnya dapat dihitung yaitu 16 buah kromosom. Sedangkan pada bawang bombay dan Aglaonema, tidak diperoleh preparat metafase yang menyebar dengan baik, kemungkinan karena waktu pengambilan dan akar yang digunakan tidak tepat.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan mitosis pada metode tanpa pra-perlakuan sederhana memperlihatkan bahwa semua fase mitosis dapat diamati, dengan ciri khas tiap-tiap fase yang berbeda-beda. Kromosom metafase pada bawang merah dan bawang bombay nampak berjajar dan tumpang tindih di equator, sehingga sulit untuk dihitung jumlahnya. Sedangkan pada Aglaonema justru sebaliknya, kromosom metafase yang diperoleh dengan metode sederhana sudah dapat .
Pada metode pra perlakuan lengkap, metafase pada akar bawang merah dapat menyebar dengan baik, sehingga jumlah kromosom dapat dihitung yaitu 16. Sedangkan pada bawang bombay dan Aglaonema, tidak diperoleh preparat yang bagus.
Saran
Perlu dilakukan analisis mitosis pada berbagai tanaman yang lain, sehingga mahasiswa dapat mengamati berbagai macam kromosom tanaman pada saat mitosis.
DAFTAR PUSTAKA
Abele K. 1959. Cytological studies in genus Danthonia. Trans. Roy. Soc. Aust. 83:162-173.
BPPP Deptan. 2005. Prospek dan rah Pengembangan Agrobisnis Bawamg Merah. Jakarta. hal.25.
Coe G. F. and K. Klitgaard. 1959. Procedur for squash preparation of somatic Sugar Beet tissues. Journal of The A. S. S. B. T. 10(7):609-611.
Sastrosumarjo, S., Yudiwanti, S. I. Aisyah, S. Sujiprihati, M. Syukur, R. Yunianti. 2006. Panduan Laboratorium, hal. 261. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. IPB Press. Bogor
Sastrosumarjo, S. 2006. Panduan laboratorium, hal. 38 – 63. Dalam S. Sastrosumarjo (Ed.) Sitogenetika Tanaman. IPB Press. Bogor.
Schulz-Schaeffer, J. 1980. Cytogenetics : Plants, Animals, Humans. Springer-Verlag. New York, Heidelberg, Berlin.
Stack S. M., and D. E. Comings. 1979. The cromosomes and DNA of Allium cepa. CHROMOSOMA. 70:161 – 181
Suryo, H. 2007. Sitogenetika. Gajah Mada University Press. Yogyakarta. hal 446.
Suprihati, D., Elimasni, E. Sabri. 2007. Identifikasi karyotipe terung belanda (Solanum betaceum Cav.) kultivar Brastagi Sumatera Utara. Jurnal Biologi Sumatera Utara. 2(1): 7 – 11.
Tjio J-H and Levan A. 1950. The use of oxyquinolin in chromosome analysis. Anales Estacion Exper. Aula Dei (Spain). 2:21-64.
