Original Research Paper Morphological Structure and Fertility of of Melinjo (Gnetum gnemon L.
Pollen based on Microscopic Data Struktur Morfologis dan Fertilitas Polen Melinjo (Gnetum Gnemon L.
Berbasis Data Mikroskopi Qori Nur Fauziah1.
Siti Susanti1 Fakultas Biologi.
Universitas Gadjah Mada.
Yogyakarta.
Indonesia Corresponding Author: qorinur00@mail.
Abstrak: Melinjo (Gnetum gnemon L.
) merupakan satu-satunya spesies dari genus Gnetum yang mudah tumbuh dan dibudidayakan terutama di Jawa.
Selain itu, tumbuhan ini juga bernilai ekonomis tinggi.
Namun, kajian taksonomi dan reproduksinya jarang dilakukan, terutama pada kajian polennya.
Polen dapat digunakan untuk kedua kajian tersebut dikarenakan memiliki morfologi, dan anatomi yang bervariasi, serta sebagai penghasil gamet jantan.
Sehingga perlu dilakukan penelitian terkait struktur morfologi polen melinjo, dan fertilitasnya.
Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk mempelajari karakter morfologis polen melinjo melalui mikroskop cahaya, dan Scanning Electron Microscopy, serta mempelajari fertilitasnya.
Penelitian ini dilakukan dengan pencabutan strobilus jantan yang sedang mekar pada ranting batang pohon melinjo yang diperoleh dari pohon melinjo milik warga.
Pengamatan karakter morfologis polen melinjo menggunakan metode asetolisis, dan diamati menggunakan mikroskop cahaya.
Pengamatan karakter ultrastuktur polen melinjo menggunakan Scanning Electron Microscopy.
Fertilitas polen melinjo di uji menggunakan satu tetes larutan tetrazolium 25% selama 30 menit, dan diamati polen yang mengalami perubahan warna menjadi merah dibawah mikroskop cahaya.
Polen melinjo memiliki karakter morfologi antara lain monad, panjang polar 15,41 AAm, panjang equatorial 15,65 AAm, dalam satu individu berbentuk oblate spheroidal, prolate, prolate spheroidal, dan suboblate, bertipe isopolar, serta simetri radial.
Sedangkan karakter ultrastruktur antara lain microechinus, dan inaperturate.
Fertilitas per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 diperoleh tertinggi 18,18%, dan terendah 0%.
Kata kunci: fertilitas, morfologis, polen, ultrastuktur Abstract: Melinjo (Gnetum gnemon L.
) is the only species of the genus Gnetum that is easy to grow and cultivate, especially in Java.
In addition, this plant is also of high economic value.
However, taxonomic and reproductive studies of its are rarely carried out, especially in the study of pollen.
Pollen can be used for both studies because it has a variety of morphology and anatomy, as well as producing male gametes.
So it is necessary to conduct research related to the morphology structure of melinjo pollen, and its fertility.
This research was conducted with the aim of studying the morphological characters of melinjo pollen through a light microscope, and Scanning Electron Microscopy, and studying its fertility.
This research was conducted by removing the male strobilus that was blooming on the branches of the melinjo tree trunks obtained from the residents' melinjo trees.
Observation of the morphological characters of melinjo pollen using acetolysys method, and observe under a light microscope.
Observation of the ultrastructural character of melinjo pollen under a Scanning Electron Microscopy.
The fertility of melinjo pollen was tested using one drop of 25% tetrazolium solution for 30 minutes, and observed about pollen that changes its color under a light microscope.
Pollen melinjo has morphological characters such as monad, polar 41 AAm, equatorial length 15.
65 AAm, in one individual it is oblate spheroidal, prolate, prolate spheroidal, and suboblate, isopolar type, and is radially symmetrical.
Meanwhile, the ultrastructural characters include microechinus, and inaperturate.
Fertility per unit field of view 0.
0289 mm2, the highest was 18.
18%, and the lowest was 0%.
Keywords: fertility.
pollen grain.
Dikumpulkan: 9 April 2022 Direvisi: 13 Juni 2022 Diterima: 21 Juni 2022 Dipublikasi: 4 Agustus 2022 Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
Pendahuluan Melinjo (G.
gnemon L.
) merupakan satu-satunya spesies dari genus Gnetum yang mudah tumbuh dan dibudidayakan sehingga jumlahnya sangat melimpah dan tersebar luas di Pulau Jawa.
Meskipun begitu, kajian taksonomi tumbuhan ini jarang dilakukan.
Kegiatan taksonomi dapat dilakukan dengan mempelajari karakter morfologis polennya.
Hal tersebut disebabkan polen memiliki karakter secara morfologis, dan anatomis yang bervariasi bahkan dari tingkat familia hingga spesies .
eskipun hanya sediki.
sehingga dapat dijadikan kunci identifikasi dalam taksonomi.
Kajian taksonomi G.
sangat penting dilakukan guna melestarikan biodiversitasnya, merekonstruksi vegetasi masa lampau, melihat umur lapisan batuan, dan (Gusmalawati dkk.
, 2.
Kajian taksonomi dapat dilakukan dengan mengidentifikasi morfologi polen.
Morfologi polen yang diamati menggunakan mikroskop cahaya dalam penelitian Gusmalawati dkk .
meliputi panjang polar, equatorial, indeks P/E, diameter.
Pollen Dispersal Units (PDU.
, dan bentuk.
Sedangkan morfologi polen yang diamati menggunakan Scanning Electron Microscopy (SEM) dalam penelitian Apriani .
meliputi PDUs, polaritas, simetri polen, apertura, struktur dinding polen, ukuran, bentuk, dan ornamentasi polen dalam bentuk tiga dimensi dengan resolusi yang lebih tinggi dibandingkan mikroskop cahaya.
Tumbuhan ini juga bernilai ekonomis tinggi karena banyak dari bagiannya yang dapat dimanfaatkan mulai dari biji, bunga, daun, hingga batangnya, dan produk paling terkenal yang dihasilkan yaitu emping.
Emping merupakan salah satu produksi industri rumah tangga dari olahan biji melinjo yang berperan penting bagi perekonomian masyarakat di Jawa, sebagai komoditas sektor industri kecil yang potensial dan memiliki prospek cerah dalam pengembangan ekspor non migas.
Ekspor emping sudah mencapai beberapa negara seperti Amerika Serikat.
Luxemburg.
Belanda.
Belgia.
Malaysia, dan Singapura.
Permintaan emping .
ermasuk permintaan ekspo.
terus meningkat dari tahun ke tahun (Kairani, 2.
Uji fertilitas polen penting dilakukan untuk mengetahui produksi biji melinjo, dan memenuhi permintaan benih yang semakin meningkat.
Selain itu, uji fertilitas polen juga berperan penting dalam kajian taksonomi yang berkorelasi dengan karakter morfologi berupa karakter kuantitatif, dan berperan penting dalam menentukan keberhasilan adaptasi tumbuhan melinjo, serta berguna untuk menemukan spesies baru yang didukung dengan karakter lain (Qureshi et.
, 2002.
Ridha, 2.
Penelitian fertilitas polen dapat dilakukan dengan uji Subantoro dan Prabowo .
dalam penelitiannya menyebutkan bahwa uji tetrazolium memberikan hasil yang cepat untuk mengetahui suatu polen hidup atau mati.
Penelitian ini terdiri atas tiga tahap yaitu pertama pengamatan pada karakter morfologis polen meliputi jumlah gabungan polen ketika dilepaskan antera atau PDUs, ukuran, bentuk, polaritas, dan simetri melalui mikroskop cahaya.
Kedua, pengamatan karakter ultrastruktur polen meliputi ornamentasi, dan apertura melalui Scanning Electron Microscopy.
Ketiga, menguji fertilitas polen G.
gnemon L.
per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 menggunakan Tujuan penelitian ini antara lain untuk mempelajari karakter morfologis polen G.
gnemon L.
meliputi PDUs, ukuran, bentuk, polaritas, dan simetri.
Untuk mempelajari karakter ultrastruktur polen G.
gnemon L.
meliputi ornamentasi, dan aperture.
Untuk mempelajari tingkat fertilitas polen G.
gnemon L.
per satuan luas bidang 0,0289 mm2.
Bahan dan Metode Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilakukan mulai Juni 2021 s.
Februari 2022, di Laboratorium Struktur Perkembangan Tumbuhan dan Laboratorium Sistematika Tumbuhan Fakultas Biologi, serta Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) Universitas Gadjah Mada.
Bahan Polen yang digunakan pada penelitian ini berasal dari strobilus jantan G.
gnemon L.
yang sedang mekar, dan tidak terserang hama serta penyakit.
Strobilus diperoleh dari dua individu pohon melinjo pada ketinggian 100 meter diatas permukaan laut dengan kelembaban udara 80% di daerah Bantul dan Banyumas.
Bahan untuk pengamatan morfologi polen antara lain 10 sampel polen, plastic ziplock, asam asetat glasial Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
45%, asam sulfat pekat, safranin 1%, dan Bahan untuk pengamatan ultrastruktur polen yaitu alkohol 70%, silika gel, emas, dan carbon tape.
Bahan yang digunakan untuk uji fertilitas polen yaitu akuades, 2,3,5-TryphenilTetrazolium Chloride (TTC) 4,05 gram atau TTC Alat Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain botol flakon, gelas benda, gelas penutup, gelas ukur, pipet kecil, pipet besar, sentrifuge, seperangkat alat Optilab.
Microsoft Excel, spatula, microtube, vortex.
SEM, unit computer, pump, pinset, gunting, pegangan spesimen, pegangan blower, handscoon non powder, dan timbangan analitik.
Cara Kerja Pengambilan Sampel Pengambilan sampel morfologi, ultrastruktur, dan uji fertilitas dengan mencabut strobilus jantan yang mekar pada ranting batang pohon yang berada pada ketinggian 100 meter diatas permukaan laut di Kabupaten Bantul dan Kabupaten Banyumas.
Strobilus yang telah dicabut dikumpulkan dalam plastik ziplock, dan dipencet-pencet pada gelas benda supaya polen Metode Asetolisis (Abbas & Sucianto, 2.
Strobilus jantan yang telah dicabut, direndam dalam akuades selama 10 jam.
Bahan yang telah direndam akuades dilanjutkan dengan direndam ke dalam asam asetat glasial 45% selama 24 jam.
Sampel berupa polen diambil secukupnya dari antera yang mengendap dalam asam asetat glasial menggunakan pipet kecil.
Sampel dipindah ke dalam tabung sentrifus, dan disentrifus selama kurang lebih 5 menit.
Cairan dituang dan diganti dengan campuran asam asetat glasial dan asam sulfat pekat dengan perbandingan 9:1, dan dipanaskan ke dalam waterbath selama kurang lebih 3 menit.
Tabung sentrifus dikeluarkan dari waterbath, dan didiamkan selama kurang lebih 15 menit.
Cairan dibuang dan diganti dengan akuades, divortex, dan disentrifus lagi selama kurang lebih 5 menit, dilakukan sebanyak tiga kali.
Akuades dibuang, dan diganti dengan safranin 1% dalam akuades ditambahkan sebanyak kurang lebih 2 tetes, divortex, dan disentrifus.
Sampel diambil menggunakan batang gelas, dan dipindahkan diatas gelas benda, dan ditutup dengan gelas penutup, serta disegel menggunakan parafin.
Sampel diamati dibawah mikroskop cahaya perbesaran 100x yang pengambilan gambarnya dilakukan melalui Optilab, dan Image Raster 3 disesuaikan berdasarkan perbesaran masingmasing.
Gambar dianalisis meliputi PDUs, ukuran, bentuk, polaritas, dan simetri.
Pengamatan menggunakan SEM (Tekleva.
Strobilus jantan disimpan di wadah berisi silika gel, jika belum jernih dilakukan vakum.
Polen dikeluarkan dari antera strobilus jantan dengan cara digerus menggunakan spatula.
Sampel dipindah kedalam microtube, ditambahkan alkohol 70%, dan divortex.
Sampel dipotong bagian ultrathin post-stained dengan timbal sitrat dan diamati di bawah Jeol 100 B dengan Sampel ditambahkan cat kuku, dilapisi emas, dan diamati menggunakan SEM.
Karakter ultrastruktur diamati seperti ornamentasi, dan keberadaan Pengujian Fertilitas Polen (Subantoro & Prabowo, 2.
Antera dipisahkan dengan bagian lain dari strobilus, disebar diatas gelas benda, dan Antera dipencet-pencet dengan lembut supaya polennya keluar sehingga bisa teramati, dan dinding eksinnya tidak rusak.
Diatasnya ditambahkan satu tetes tetrazolium 25% menggunakan pipet, lalu ditutup menggunakan gelas penutup.
Preparat diamati dalam sudut pandang seluas 0,0289 mm2 sebanyak lima, dan dilakukan lima ulangan.
Setelah direndam selama 30 menit, polen yang berubah warna menjadi merah dan tidak berubah warna diamati dibawah mikroskop cahaya perbesaran 40x, dihitung melalui Optilab, dan diambil gambar menggunakan Image Raster 3.
Rumus pengukuran polen viabel:
Polen Fertil = Jumlah Polen terwarnai merah Jumlah Seluruh Polen (Hasrianda dkk.
, 2.
Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
Hasil dan Pembahasan Morfologi Strobilus Jantan G.
gnemon L.
gnemon L.
memiliki strobilus jantan sebagai alat perkembangbiakan yang menghasilkan polen dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1.
Strobilus jantan G.
gnemon L.
, .
bagianbagian strobilus jantan.
, .
bagian bunga, .
strobilus muda, dan .
strobilus dewasa.
sj, strobilus jantan.
in, internodus.
no, nodus.
an, antera .
fil, filamen.
sm, strobilus muda.
strobilus dewasa (Sumber: dokumentasi pribadi, 2.
gnemon L.
tidak memiliki bunga yang sesungguhnya dikarenakan strobilus yang selama ini teramati (Gambar 1, s.
merupakan salah satu hasil dari fase pergiliran keturunan tumbuhan yaitu fase gametofit.
Strobilus jantan G.
sendiri dihasilkan oleh pohon baik yang terpisah .
erumah dua atau diociou.
maupun yang satu pohon .
erumah satu atau monociou.
dengan strobilus betina.
Ketika strobilus jantan mekar dan siap menyerbuki strobilus betina, strobilus jantan akan gugur baik pada pohon diocious maupun monocious, dan ovum strobilus betina mulai terbuahi hingga menghasilkan biji Pada Gambar 1.
panjang strobilus jantan sekitar 3 Ae 6 cm.
Mikrosporofil .
aun atau daun yang termodifikas.
menyusun strobilus jantan secara spiral di sekitar sumbu pusat membentuk nodus (Gambar 1a, n.
dan dihubungkan oleh internodus (Gambar 1a, i.
Bunga jantan mengandung dua atau lebih antera (Gambar 1b, a.
di sisi bawah dilengkapi filamen (Gambar 1b, fi.
, dan braktea (Gambar 1b, b.
Mikrosporangia akan membentuk sel induk mikrospora atau mikrosporosit .
pora yang berukuran lebih kecil dari dua spora yang dihasilkan oleh tumbuhan heterospora .
akupakuan, dan tumbuhan berbij.
Sel induk menghasilkan tetrad spora yang berkembang menjadi polen (Stanley and Linskersen, 1974.
Andoko & Koemoro, 2008.
Jayanti, 2.
Mikrosporangia pada strobilus muda (Gambar belum menunjukkan pertumbuhan, dan belum memiliki filamen.
Berbeda halnya pada strobilus dewasa (Gambar 1d, s.
, mikrosporangia tumbuh sangat banyak dengan filamen yang panjang, dan braktea berwarna kuning.
Hal ini menunjukkan mikrosporogenesis terjadi sejalan dengan perkembangan strobilus yang ditandai dengan perubahan warna dari hijau muda menjadi hijau Semakin lama perkembangan strobilus, maka semakin banyak dan matang mikrosporangia yang dihasilkan, apabila mikrosporangia yang dihasilkan banyak maka akan menghasilkan polen dalam jumlah banyak, dan lebih matang.
Morfologi Polen G.
gnemon L.
Morfologi polen diamati dibawah mikroskop cahaya perbesaran 100x diperoleh hasil seperti pada Tabel 1.
Tabel 1.
Morfologi polen G.
gnemon L.
mikroskop cahaya perbesaran 100x PDUs Monad Diameter (AA.
Rata-rata panjang polar (AA.
41 A 1.
Rata-rata panjang equatorial 65 A 2.
(AA.
Polaritas Isopolar Simetri Simetri Radial Menurut Pacini dan Franchi .
PDUs, dan ukuran .
iameter, panjang polar, panjang equatoria.
suatu polen sesuai dengan mekanisme penyerbukan polennya.
Penyerbukan yang terjadi secara pasif atau dibantu oleh angin memiliki polen berukuran kecil, ringan, dan lembut, serta terpencar secara terpisah.
Berdasarkan Tabel 1.
diketahui bahwa polen G.
gnemon L.
memiliki PDUs tipe monad yang Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
berarti polen terpencar secara terpisah.
PDUs atau Pollen Dispersal Units merupakan jumlah gabungan polen ketika dilepaskan, dan terpencar dari antera.
Setelah polen matang, polen akan terlepas dari antera, dan terpencar untuk menyerbuki gamet betina.
Polen dapat terpencar baik secara terpisah maupun berkoloni.
Polen yang terpencar secara terpisah memiliki tipe Pemencaran polen terjadi karena proses dehidrasi sehingga terjadi perubahan volume.
Adanya struktur berupa alur atau semacamnya pada polen monad dapat membantu polen dalam mengakomodasi perubahan volume selama Kemampuan tersebut menyebabkan polen dapat mempertahankan kelembaban, dan mengurangi kehilangan air.
Polen monad memiliki ciri bermetabolisme dari awal terpencar sampai mencapai makrosporangia.
Selain itu, polennya berdiameter dan berukuran kecil yaitu diameter 15,96 AAm, panjang polar rata-rata 15,41 AAm, dan equatorial rata-rata 15,65 AAm.
Menurut klasifikasi, polen dengan ukuran tersebut tergolong kecil (Pacini and Franchi, 2000.
Osborn, 2000.
Pacini and Hesse, 2002.
Katifori , 2.
Ukuran dan bentuk suatu polen ditentukan oleh polaritasnya (Yang, 2008.
Qi and Greb, 2.
Polaritas merupakan hasil aktivitas dari mikrosporogenesis pada tahap meiosis.
Diawali dari profase yaitu terjadi pemecahan granula protein pada pori mikro menjadi vakuola sehingga mendorong inti atau nuclei kearah Protein yang berperan dalam mitosis menyebar tidak merata, hingga massa RNA dan protein berpindah ke kutub spindel untuk membentuk inti vegetatif.
Peristiwa-peristiwa tersebut menyebabkan pembelahan terjadi secara asimetris dan menyebabkan gradien atau memunculkan polaritas (Stanley and Linskersen.
Shao and Dong, 2016.
Zhang and Dong.
Muroyama and Bergmann, 2.
Itulah sebabnya, polaritas hanya dapat dilihat pada saat fase pembentukan tetrad.
Menurut Erdtman .
, polaritas dan simetri polen saling berhubungan, dan dikelompokkan menjadi.
polen isopolar dengan simetri radial, polen anisopolar dengan simetri radial, polen isopolar dengan simetri bilateral, dan polen anisopolar dengan simetri bilateral.
Berdasarkan Tabel 1.
polen G.
gnemon L.
bertipe isopolar, dan simetri radial yaitu ukuran antara kutub proksimal, dan distal sama besar, dan memiliki bidang horizontal simetris dengan dua bidang vertikal simetris (Hesse et.
, 2.
Gambar 2.
Morfologi polen G.
gnemon L.
dihitung dari 10 sampel yang berasal dari satu individu dengan bentuk yang bermacam-macam, .
Suboblate, .
Prolate Spheroidal, .
Prolate, .
Oblate Spheroidal, .
Prolate Spheroidal, .
Prolate, .
Oblate Spheroidal, .
Oblate Spheroidal, .
Oblate Spheroidal, .
Suboblate.
pro, proksimal.
distal (Sumber: dokumentasi pribadi, 2.
Menurut Erdtman .
bentuk polen dapat diketahui dari Indeks P/E.
Indeks P/E merupakan perbandingan antara panjang polar, dan Panjang polar merupakan jarak antara kutub proksimal (Gambar 2, pr.
, dan distal Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
(Gambar 2, d.
Sedangkan panjang equatorial merupakan garis yang membagi kutub proksimal, dan distal sama besar.
Berdasarkan klasifikasi Erdtman .
diperoleh berbagai macam bentuk pada polen G.
gnemon L.
(Gambar .
dikarenakan perbandingan panjang polar dan equatorial yang berbeda-beda.
Bentuk yang paling banyak diamati yaitu oblate spheroidal (Gambar 2d, 2g, 2h, dan 2.
Adapun polen lain berbentuk suboblate (Gambar 2a, 2.
, prolate (Gambar 2c, 2.
, dan prolate spheroidal (Gambar 2b, 2.
Hal ini dikonfirmasi oleh Tekleva .
, dan Osborn .
yang menyebutkan bahwa bentuk polen Gnetum yaitu Ultrastruktur Polen G.
gnemon L.
Ultrastruktur polen diamati dibawah SEM diperoleh hasil seperti pada Gambar 3.
Gambar 3.
Ultrastruktur polen G.
gnemon L.
, .
ornamentasi membentuk tektum, dan spinula, dan .
ornamentasi disusun oleh eksin.
sp, spinula.
eks, eksin (Sumber: dokumentasi LPPT UGM, 2.
Karakter ultrastruktur polen G.
gnemon L.
diamati pada Gambar 3 yaitu tipe ornamentasi.
Ornamentasi merupakan istilah dalam palinologi untuk menyebut struktur tambahan pada permukaan polen yang digunakan secara luas, variatif, dan sangat penting untuk deskripsi suatu polen seperti areola, clava, echinus, faveola, fossula, granulum, gemma, plicae, reticulum, rugulae, striae, dan verruca.
Tipe ornamentasi polen tergantung bentuk, dan ukuran spinulanya.
Spinula (Gambar 3, s.
merupakan ciri khas polen Gnetum yang unik, dan berdiameter paling besar 1 m, apabila lebih kecil dari itu maka ditambahkan prefiks AomicroAo.
Berdasarkan Gambar 3, spinula polen G.
gnemon L.
kerucut dengan ujung tumpul memiliki tipe ornamentasi echinus, dan berdiameter kurang dari 1 um .
apat dilihat dari bidang pandang yang digunakan yaitu 5 u.
(Gambar 3.
AomicroAo ornamentasi polen G.
gnemon L.
Ornamentasi ini juga teramati pada spesies lain genus Gnetum (Hesse, 1980.
Tekleva, 2015.
Osborn, 2000.
Hesse et.
Perkembangan menuju kompleksitas lapisan terluar penyusun dinding polen dimulai dari luar ke dalam sehingga ornamentasi terbentuk lebih dahulu dibandingkan tektum dan lapisan-lapisan lain disebelah dalam.
Ornamentasi dihasilkan selama proses meiosis II sebelum fase tetrad, dan melibatkan kalosa.
Kalosa (-l,3-polygluca.
merupakan komponen awal penyusun dinding polen yang berasal dari sitoplasma mikrosporosit parent, sehingga terjadi pewarisan sifat dalam proses pembentukan dinding polen.
Oleh karena itu, ornamentasi biasanya dijadikan sebagai bukti taksonomi non-molekuler pada polen.
Kalosa sebagai satu lapis lapisan penyusun dinding polen terletak diantara sitoplasma, dan dinding sel induk polen akan berperan mengamankan, dan memisahkan antara makromolekul dengan sel polen lainnya selama meiosis II berlangsung sehingga terbentuklah mikrospora muda.
Selama pembelahan hingga menuju akhir, kalosa berpindah menuju lapisan luar dinding polen hingga menutupi pori, dan menghasilkan ornamentasi (Stanley and Linkersen, 1.
Sedangkan tektum (Gambar 3a, t.
dihasilkan selama fase tetrad.
Selama pertumbuhan lapisan terluar dinding polen terjadi secara tidak seragam memunculkan celah-celah sempit, dan lapisan Lapisan primeksin mengandung serat-serat mikro selulosa, dan material-material padat yang tergabung dalam sebuah selubung matriks yang akan saling memisah sehingga membentuk apertura, pori-pori, interporal, dan Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
Apertura akan terus mengalami perubahan selama proses pembentukan lapisan dinding polen berlangsung .
eberadaannya berkaitan dengan ketebalan lapisan eksi.
Lain halnya dengan primeksin akan terus menebal secara tidak homogen dengan probakulum yang berbentuk granular muncul disebelah dalam, dan sporopolenin disebelah luar yang belum terdeposisi atau disebut tektum.
Setelah lapisan sebelah dalam terbentuk, sebelum dilepaskan dalam bentuk mikrospora, eksin akan dilapisi oleh polenkitt berisi lipid, dan karotenoid yang berfungsi untuk memberikan warna atau bau pada polen yang dapat menyebabkan polen saling menempel pada saat dilepaskan (Stanley and Linskersen, 1974.
Hesse, 1.
Sporopolenin kemudian akan terdeposisi setelah fase tetrad atau sudah berbentuk mikrospora.
Proses ini terjadi segera setelah dilepaskannya mikrospora, sehingga seakan-akan mikrospora Selama terdeposisi ditemukan aktivitas semacam lignin Sporopolenin merupakan ikatan polimer mengandung karbon, hidrogen, dan oksigen yang sangat stabil, dan telah ditemukan kandungan kimiawinya pada batuan sedimen berusia sekitar 500 juta tahun (Mackenzie et.
, 2.
Apertura merupakan salah satu karakter polen dapat berupa alur .
atau lubang .
yang berfungsi sebagai celah keluarnya tabung polen selama perkecambahan berlangsung, sebagai tempat untuk absorbsi air, dan pendeteksi substansi lain yang masuk.
Apertura juga melindungi polen dari kekeringan, invasi jamur, dan stress mekanis.
Oleh karena itu, pembentukan apertura berkaitan dengan kemampuan polen beradaptasi terhadap air atau yang lembab.
Karakter polen yang tidak memiliki apertura dapat dilihat dari karakter eksin polen.
Polen yang tidak memiliki apertura memiliki lapisan eksin yang tipis untuk memudahkan tabung polen berkecambah atau aktivitas metabolisme yang berkaitan dengan kemampuan polen terhadap air.
Berdasarkan Gambar 3.
polen G.
gnemon L.
memiliki lapisan eksin yang tipis.
Hal tersebut didukung juga oleh penelitian Yao et.
Suhu selama mikrosporogenesis yang kurang mendukung menyebabkan lapisan eksin menjadi lebih tipis karena sporopolenin tidak atau hanya sedikit yang terdeposisi.
Selain itu, absentnya beberapa lapisan penyusun eksin seperti lapisan electronlucent foot menyebabkan lapisan eksin menjadi lebih tipis.
Kondisi tidak adanya apertura umumnya ditemukan pada tumbuhan seperti monokotil atau tumbuhan di awal generasi yang telah beberapa kali berevolusi.
Tidak adanya apertura ini tidak menghambat kerja polen untuk Pada beberapa monokotil untuk berkecambah diperankan oleh intin yang menebal .
olen tipe monoaperturat.
, atau polen dapat berkecambah dari lapisan mana saja meskipun eksin tipis .
olen tipe omniaperturat.
(Tekleva, 2015.
Osborn, 2000.
Breygina et.
Umami dkk.
, 2.
Fertilitas Polen G.
gnemon L.
per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 Polen dilakukan uji warna tetrazolium 25% selama 30 menit menghasilkan polen terwarnai merah ( ) dan tidak terwarnai (-) yang diamati pada mikroskop cahaya seperti Gambar 4.
Gambar 4.
Polen G.
gnemon L.
terwarnai ( ), dan tidak terwarnai (-) per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 (Sumber: dokumentasi pribadi, 2.
Berdasarkan Gambar 4.
terlihat polen terwarnai ( ) dan tidak terwarnai (-).
Polen terwarnai memberikan reaksi yang positif terhadap pewarna 2, 3, 5-Tryphenil Tetrazolium Chloride (TTC), begitupun sebaliknya.
Polen yang memberikan reaksi positif menunjukkan bahwa polen tersebut Pada polen fertil mengandung enzim dehidrogenase yang bereaksi dengan kandungan TTC yaitu turunan thiazine yang mengakibatkan Enzim dehidrogenase pada polen akan mentransfer proton, dan elektron ke molekul akseptor melalui akseptor ion H perantara yaitu flavoprotein nukleotida pada TTC.
Akseptor perantara tersebut akan menambah jumlah katalitik sehingga meningkatkan penerimaan ion H dari enzim Transfer elektron tersebut dapat menginduksi pergeseran cahaya spektral sehingga perubahan warna akan terdeteksi dalam pewarna perantara redoks, berwarna merah atau sebagai indikator bahwa jaringan tersebut masih hidup (Stanley and Linskersen, 1974.
Afifah dkk.
TTC merupakan pewarna yang paling sering digunakan karena dapat larut dalam air, mudah diterapkan, dan terbukti akurat seperti pada Pinus longifolia.
nigra, dan masih banyak polen lainnya (Stanley and Linskersen, 1.
Larutan TTC 1% yang disimpan selama 3 bulan dapat digunakan karena bersifat stabil, dan perendaman polen pada TTC umumnya dilakukan selama 12 Ae 36 jam (Stanley dan Linskersen, 1974.
Afifah , 2.
Namun, pemberian TTC 1% pada polen G.
gnemon L.
tidak menunjukkan reaksi yang positif sehingga harus dinaikkan konsentrasinya menjadi 25%.
Hal tersebut disebabkan pada konsentrasi 1% TTC belum mampu berdifusi karena lapisan kalosa, eksin, dan pori mampu menghalangi proses difusi sehingga tidak terjadi reaksi transfer proton, dan elektron yang mengakibatkan perubahan warna pada polen (Stanley and Linskersen, 1.
Adapun waktu yang dibutuhkan untuk proses transfer proton, dan elektron hingga berubah warna yaitu 30 menit.
Setelah itu, jumlah seluruh polen dihitung dalam satuan (%) diperoleh hasil seperti pada Gambar 5.
Rata-rata polen Bidang Pandang Gambar 5.
Rata-rata polen G.
gnemon L.
per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 Rata-rata polen terwarnai Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
Bidang Pandang Gambar 6.
Rata-rata polen G.
gnemon L.
per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 Berdasarkan Gambar 5.
rata-rata polen pada setiap bidang pandang 0,0289 mm2 hampir seragam yaitu sekitar 12 Ae 17 polen, dan dihitung dengan standar deviasi bidang pandang berurutan yaitu 5,683.
4,278.
1,483.
1,414.
4,637.
Apabila dinyatakan dengan Rancangan Acak Lengkap seperti pada Lampiran 3.
diperoleh hasil bahwa Fhitung < Ftabel .
,05: 4, .
,56 < 2,.
artinya jumlah polen pada masing-masing bidang pandang tidak berbeda nyata atau polen sudah tersebar homogen diatas gelas benda.
Sedangkan berdasarkan Gambar 6.
menunjukkan bahwa rata-rata jumlah polen terwarnai dalam setiap bidang pandang 0,0289 mm2 yaitu 1 polen saja, dan dihitung dengan standar deviasi bidang pandang berurutan yaitu 0,447.
0,548.
0,707.
0,447.
0,707.
Apabila dinyatakan dalam Rancangan Acak Lengkap seperti pada Lampiran Fhitung < Ftabel .
,05: 4, .
,29 < 2,.
artinya jumlah polen terwarnai antar bidang pandang berbeda nyata.
Bidang pandang dengan jumlah polen terwarnai paling berbeda nyata diuji menggunakan Uji Beda Nyata Jujur (BNJ) taraf 5% dan dihasilkan seperti pada Lampiran 6.
bidang pandang 1 tidak ditemukan polen Tingkat fertilitas yang rendah mengindikasikan bahwa polen kurang memiliki kemampuan dalam menghasilkan gamet jantan.
Fertilitas yang rendah disebabkan terjadinya kegagalan pembelahan kromosom atau non-disjunction selama mikrogametogenesis tahap mitosis I.
Kromosom Bs merupakan kromosom nonfungsional pada tumbuhan yang ditemukan tidak membelah saat anafase I.
Hal tersebut disebabkan daerah kontrol menyediakan RNA untuk tetap mempertahakan sister kromatid Bs selama metafase I hingga anafase I dan II Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
sehingga tidak terjadi pembelahan kromosom Bs (Hasegawa, 1934.
Myntzing & Prakken, 1.
Ekspresi nondisjungsi pada haploid tertentu mempengaruhi proses transkrip, dan membentuk kromatin yang sangat berbeda selama mitosis (Carchilan et.
, 2.
Akumulasi kromosom Bs, dan pembentukan gelendong yang tidak sama selama mitosis memungkinkan penyimpangan pada tingkat mendelian ke generasi selanjutnya pembentukan gamet jantan atau tingkat fertilitas polen menjadi rendah (Banaei-Monghaddam et.
, 2.
Strobilus yang masih muda, dan terserang hama, serta penyakit juga dapat menyebabkan rendahnya fertilitas polen.
Pada strobilus muda.
TTC tidak bereaksi secara efektif, hal tersebut disebabkan enzim dehidrogenase belum banyak dihasilkan sehingga tidak ada perantara untuk terjadinya perubahan warna pada polen.
TTC
diketahui hanya efektif digunakan pada polen matang yang akan berkecambah (Stanley and Linskersen, 1.
Sedangkan pada strobilus yang terserang hama, dan penyakit meskipun polen berhasil membentuk tabung polen, namun inti vegetatif tidak dapat mencapai ovum sehingga tidak terjadi fertilisasi, dan biji menjadi tidak berkembang .
Sehingga pada pengawetan biji menggunakan larutan organik, dan pada biji steril dilakukan kultur jaringan invitro dengan media kultur sebagai endosperm.
Polen yang disimpan dalam pelarut organik setara dengan polen yang diambil dari strobilus yang segar.
Larutan organik juga membuat tanaman lebih resisten terhadap bakteri, virus, atau mikroorganisme lain.
Hanya saja, setiap polen menunjukkan respon yang berbeda untuk setiap pelarut organik sehingga harus dilakukan pengujian beberapa kali.
Kesesuaian larutan organik dengan polen berkaitan dengan karakteristik anatomi, dan genetik polen (Agarwal, 1983.
Stanley & Linskersen, 1974.
Widiastuti dan Palupi, 2007.
Gati, 2.
Pada polen G.
gnemon L.
diawetkan menggunakan larutan organik yaitu Isopropanol menghasilkan viabilitas hingga 80,63%.
Pada beberapa spesies, larutan Isopropanol menunjukkan tingkat fertilitas yang tinggi seperti pada spesies Camelia japonica mencapai 82,3% (Stanley and Linskersen, 1974.
Kairani, 2.
Kemampuan tanaman dalam mengarbsorbsi zat hara juga dapat mempengaruhi fertilitas polen (Marschner, 1995.
Lau et.
, 1995.
Handayani.
Kekurangan nutrisi yang cukup dan seimbang mengakibatkan perubahan lingkungan yang merugikan bagi tanaman sehingga mempengaruhi reproduksi pada strobilus jantan mikrogametogenesis sensitif terhadap perubahan lingkungan yang merugikan.
Tumbuhan G.
gnemon L.
tidak mendapatkan nutrien yang cukup dan seimbang karena dibiarkan tumbuh begitu saja di habitatnya.
Hal ini dikonfirmasi oleh pengamatan bahwa biji G.
gnemon L.
tidak dirawat memiliki fertilitas yang sangat rendah .
%) dan membutuhkan waktu sangat lama untuk berkecambah .
(Lau et.
Gottardini et.
, 2008.
Nguyen et.
De Storme and Geelen, 2014.
World Agroforestry, 2.
Selain itu, kemungkinan kesalahan perolehan data mencapai 26,47% juga mempengaruhi hasil perhitungan presentase fertilitas G.
gnemon L.
Kesalahan perolehan data dapat disebabkan karena kesalahan dalam menghitung, dan mendeteksi polen yang terwarnai dengan tingkat visualisasi mikroskop tertentu menyebabkan polen G.
genmon L.
memiliki fertilitas yang rendah (Stanley and Linskersen, 1.
Faktor lain yang ikut berperan dalam fertilitas polen yaitu suhu, dan perlakuan penyimpanan Suhu lingkungan diketahui ikut mempengaruhi fertilitas polen.
Pada suhu rendah, kerja enzim yang berperan dalam perkecambahan akan dihambat sehingga menyebabkan aktivitas metabolisme berlangsung lambat, dan tidak mampu bereaksi dengan TTC sehingga tidak terjadi perubahan warna pada Namun, suhu rendah justru berpengaruh baik untuk viabilitas polen.
Presentase viabilitas invitro lebih menunjukkan peningkatan apabila dilakukan penyimpanan pada suhu rendah daripada polen yang dihasilkan oleh strobilus Pada 36 spesies yang diteliti oleh Stanley and Linskersen .
terdapat 1 spesies Ginkgo biloba, dan 8 spesies dari genus Pinus .
emiliki hubungan kekerabatan dengan G.
gnemon L.
) dapat mempertahankan fertilitasnya apabila disimpan dalam suhu 00C.
Suhu optimum yang digunakan yaitu 00 C atau sekitar -120C sampai -150C selama lebih dari 3 tahun (Pfeiffer.
Hesseltine & Snyder, 1958.
Stanley and Linskersen, 1974.
Izah, 2.
Fauziah & Susanti .
Berkala Ilmiah Biologi, 13 .
: 1 Ae 12 DOI: 10.
22146/bib.
Penyimpanan polen sebagai upaya polinasi buatan untuk mengawetkan polen berpengaruh baik pada fertilitas, namun berpengaruh buruk pada viabilitas polen.
Perlakuan penyimpanan dapat menurunkan tingkat viabilitas polen karena akan mengganggu proses respirasi intraseluler yaitu terjadinya pemecahan gula menjadi asam Dalam proses perkecambahan, gula permeabilitas polen, sehingga apabila gula dipecah sebagai akibat dari perlakuan penyimpanan, maka akan mengganggu proses perkecambahan (Stanley & Poostchi, 1.
Apabila pengujian fertilitas menggunakan metode pewarnaan sudah cukup memberikan akurasi pada hasil yang diingikan, maka tidak perlu dilakukan uji viabilitas in vitro lebih lanjut (Stanley & Linskersen, 1.
Kesimpulan Beberapa hal yang dapat disimpulkan dari penelitian yang telah dilakukan antara lain Gnetum gnemon L.
gnemon L.
karakteristik polen monad, isopolar, radial simetri, panjang polar 15,41 AAm, panjang equatorial 15,65 AAm, dan berbentuk bermacammacam sesuai panjang polar, dan equatorial masing-masing.
gnemon L.
ornamentasi microechinus.
Polen G.
gnemon L.
dilakukan uji tetrazolium konsentrasi 25% selama 30 menit memiliki tingkat fertilitas tertinggi 18%, dan terendah 0% per satuan luas bidang pandang 0,0289 mm2 Ucapan terima kasih Terima kasih kepada Laboratorium Struktur Perkembangan Tumbuhan, dan Laboratorium Sistematika Tumbuhan Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada, serta Laboratorium Penelitian dan Pengujian Terpadu (LPPT) Universitas Gadjah Mada yang telah memfasilitasi terlaksananya penelitian ini.
Referensi