Pertumbuhan Ginofor dan perkembangan buah kacang tanah (Arachis hypogaea (L.) Merr.)

SULISTIONO, Promotor Prof.Dr. Issirep Sumardi

2007 | Disertasi | S3 Biologi

Perkembangan buah kacang tanah hanya terjadi di dalam tanah. Organ yang membawa buah masuk ke dalam tanah adalah ginofor yang terbentuk setelah fertilisasi terjadi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui tahap-tahap pertumbuhan ginofor dan perkembangan buah, pengaruh gravitasi terhadap arah pertumbuhan ginofor dan buah, pengaruh unsur hara, air dan cahaya terhadap pertumbuhan ginofor dan perkembangan buah, kandungan auksin dan profil protein pada setiap tahap perkembangan buah, serta perkembangan buah dari buku bagian atas apabila dimasukkan ke dalam tanah. Parameter yang diamati pada penelitian tahap-tahap pertumbuhan ginofor dan perkembangan buah adalah struktur anatomi dan arah pertumbuhan ginofor dan buah serta tahap-tahap stadium perkembangan embrio. Pembuatan preparat mikroskopik untuk mengamati struktur anatomi ginofor dan buah serta stadium perkembangan embrio menggunakan metode Sass (1958). Pada penelitian pengaruh gravitasi terhadap arah pertumbuhan ginofor dan buah, variabel yang diamati adalah perubahan arah pertumbuhan ginofor dan buah serta posisi amiloplas di dalam ginofor dan kulit buah. Pengamatan dilakukan terhadap ginofor dari buku ketiga berumur 4 dan 6 hari setelah antesis (hsa) serta buah berumur 15, 18 dan 23 hsa pada tanaman dalam pot yang diputar menggunakan klinostat dengan dua putaran per jam. Posisi amiloplas diamati dengan mikroskop cahaya. Pembuatan preparat mikroskopik menggunakan metode Fujihara et al. (2000) yang dimodifikasi. Penelitian tentang pengaruh unsur hara, air dan cahaya disusun dalam rancangan petak-petak terbagi dengan tiga faktor, yaitu: unsur hara terdiri enam level (unsur hara lengkap, tanpa K, Ca, P, Mg dan tanpa unsur hara), air terdiri dari tiga level (75%, 100% dan 125% kapasitas lapang) dan cahaya terdiri dari dua level (keadaan gelap dan terang). Parameter yang diamati adalah kecepatan pertumbuhan ginofor dan panjang buah. Kandungan auksin pada buah dianalisis dengan HPLC menggunakan detector fluorescence, sedang profil protein pada buah dianalisis dengan metode SDS-PAGE. Untuk mengetahui perkembangan buah dari buku bagian atas, dilakukan pemanenan buah menggunakan metode panen pilih, yaitu hanya buah-buah yang telah masak saja yang dipanen, sedang buah yang belum masak dibumbun dengan tanah agar berkembang sampai masak. Pemanenan buah masak dan pembubunan buah yang belum masak dilakukan dalam selang waktu 45 hari setelah panen pertama sampai tanaman tidak lagi produktif. Tahap-tahap pertumbuhan dan perkembangan buah kacang tanah (marga Arachis) berbeda dengan tahap-tahap pertumbuhan dan perkembangan buah anggota marga-marga lain dari suku Fabaceae, karena diawali dengan pertumbuhan ginofor dan hanya terjadi di dalam tanah. Apabila ginofor tidak masuk ke dalam tanah, maka buah, biji dan embrio tidak dapat berkembang. Struktur anatomi ginofor sama dengan struktur anatomi batang dikotil pada umumnya, tetapi arah pertumbuhannya geotropi positif seperti akar. Posisi amiloplas di dalam sel seludang amilum dan arah pertumbuhan ginofor dipengaruhi oleh gravitasi. Perubahan arah pertumbuhan ginofor yang diawali dengan perubahan posisi amiloplas membuktikan, bahwa amiloplas tersebut berperan dalam proses gravitropisme ginofor. Posisi amiloplas di dalam sel-sel mesokarp dan endokarp dipengaruhi oleh gravitasi, tetapi tidak berperan dalam proses tropisme buah. Pertumbuhan ginofor tidak dipengaruhi oleh air dan unsur hara, tetapi dipacu oleh keadaan terang dan dihambat oleh keadaan gelap. Perkembangan buah dihambat oleh cahaya, tetapi dipacu oleh interaksi antara keadaan gelap, unsur hara dan air. Perlakuan antara unsur hara lengkap, keadaan gelap dan penyediaan air 100% kapasitas lapang memberi pengaruh yang paling baik terhadap perkembangan buah. Kandungan auksin pada buah kacang tanah berubah-ubah seiring dengan tingkat perkembangan buah. Kandungan auksin bebas pada buah berkembang lebih tinggi dari pada buah tidak berkembang, sedangkan kandungan auksin terikat pada pada buah berkembang lebih sedikit dari pada buah tidak berkembang. Profil protein pada buah berbeda dengan profil protein pada akar, batang dan daun. Protein dengan berat molekul 124 kDa kemungkinan berperan dalam mengontrol perkembangan buah kacang tanah. Buah-buah yang berasal dari buku bagian atas yang secara alami tidak dapat berkembang, apabila dimasukkan ke dalam tanah dapat berkembang secara normal. Dengan metode panen pilih, pemanenan buah masak dalam sekali tanam dapat dilakukan sebanyak lima kali, serta dapat meningkatkan jumlah dan bobot segar buah masing-masing sebesar 565,60% dan 486,96%.

The development of peanut fruits occurred only underground. Gynophore as organ carrier of the fruit developed was formed after fertilization and grown to enter the soil. This study was aimed to analyze the steps of gynophore growth and fruit development, the effects of gravity on the growth direction of the gynophores and the fruits, the effects of nutrient, water and light on the growth of the gynophores and the development of the fruits, auxin content and protein profiles at each fruit development step, and the development of peanut fruits from the upper nodes of the stem if they were burried in the soil. Parameters analyzed in the growth of gynophore and fruit development steps were anatomical structures and growth direction of the gynophore and the fruit, and the embryo developmental stages. Microscopic observations of the gynophore and the fruit anatomical structures and the developmental stage of the embryo were carried out using Sass method (1958). The effects of gravity on the gynophore and the fruit growth orientation, amyloplast position in the gynophore and in the fruit were observed using gynophore of the third nodes (aged four and six days after anthesis) and in the fruit (aged 15, 18 and 23 days after anthesis) by rotating the potted plants on a clynostate at two rotations per hour. Amyloplast positions were observed using light microscope. Microscopical slides were prepared by using modified Fujihara et al. (2000) method. Experiments for analysing the effects of nutrient, water and light were arranged in three factors Spit-Split-Plot design i.e. : 1) nutrient, consists of six levels (complete nutrient, lack of potassium, calcium, phosphorus, magnesium and no nutrient added), 2) water availability, consists of three levels (75%, 100% and 125 % field capacity), and 3) light condition, consists of two levels (dark and light condition). Auxin content in the fruits were determined using HPLC with fluorescence detector method. Protein profiles analysis was conducted using SDS-PAGE method. To observe the development of upper nodes fruits, the fruits were harvested selectively, i.e. only the ripe ones. The unripe fruits were then burried in the soil to develop further. These fruits were then harvested at 45 days after the first harvest until the plants were no longer productive. The growth and the developmental stages of peanut fruits (genus of Arachis) were different from the other genera of Fabaceae family, because it preceded by gynophore growth and occurred underground only. The anatomical structure of the gynophore was the same as the dicot stem generally, but it showed positive gravitropism like the root. If the gynophores did not enter the soil, the embryo, the seed and the fruit did not developed. The amyloplast position in the starch sheath and the growth orientation of the gynophore were influenced by gravity. The change of gynophore growth orientation was preceded by the change of amyloplast position. This phenomenon shown that amyloplast in the starch sheath cells involves in gynophore gravitropism process. The amyloplast position in the messocarp and endocarp were influenced by gravity, but it has no role in fruit tropism. The growth of the gynophore was not influenced by water and nutrient, but it was promoted by light and inhibited by darkness. Fruit growth was inhibited by light, but it was promoted by the interaction between water, darkness, and nutrients. Combination of complete nutrients, darkness, and water in 100% field capacity shows the best influence on fruit growth. In the peanut fruits, the auxin content change according to fruit developmental stage. The free auxin content in the developed fruits were higher than in the undeveloped fruits, while the bound auxin content in the developed fruits were lower than in the undeveloped fruits. The protein profiles of peanut fruits were different from root, stem and leaf. The protein of 124 kDa probably has a function in controlling fruit development. The fruits which grow from upper nodes were not able to develop, unless they were buried in the soil. By using selected harvest method, harvest can be done five times, and it leads to the increase in both pod number and fresh weight to 565,60% and 486,96% respectively.

Kata Kunci : Tanaman Kacang Tanah,Pertumbuhan Ginofor dan Perkembangan Buah