[ImageJ] Threshold Color dan Wand (Tracing) Tool

Pengukuran Luas Area Objek dengan Bantuan Threshold Color dan Wand (Tracing) Tool pada Software ImageJ

Turhadi^1*)

¹⁾Program Doktor Biologi Tumbuhan Departemen Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor

^*)Alamat korespondensi: turhadibiologi@gmail.com

Terdapat tiga tahap penting dalam pengambilan data luas area objek, misalnya: pengukuran luas daun tanaman. tiga tahap penting tersebut yaitu:
1. Pengambilan gambar pada objek target
2. Kalibrasi skala
3. Pengukuran luas area objek target.

Pengambilan gambar objek target

Proses dokumentasi gambar dapat dilakukan menggunakan bantuan alat, misalnya: kamera digital dan scanner. Pada saat mendokumentasikan gambar jangan lupa skala pembanding diikutkan.

Kalibrasi skala

• Buka sofware imageJ

• Klik File lalu pilih open kemudian pilih gambar skala yang sudah didokumentasikan. Pada praktek kali ini digunakan penggaris.

• Klik tool garis, kemudian pilih straight line.
• 
  
  

• Tarik garis dari ujung hingga ke ujung lainnya pada skala. Maka akan terlihat garis lurus warna kuning. Proses penarikan pastikan benar-benar lurus. 
  

• Klik analyze, kemudian pilih set scale. Maka akan muncul laman set scale yang terdiri dari beberapa isian yaitu Distance in pixels, known distance, pixel aspect ratio, unit of length. Pada distance in pixels setelah dilakukan proses penarikan garis sebelumnya maka akan muncul angka hasil pengukuran. Pada praktek kali ini muncul angka 156.05. Artinya panjang skala yang sedang kita kalibrasi yaitu 156.05 pixel.
• Selanjutnya pada isian known distance masukkan angka 1 dan pada unit of length tuliskan cm (bisa menggunakan satuan yang lainnya). Artinya bahwa 156.05 pixel sama dengan 1 cm.
• Centang Global agar hasil kalibrasi untuk pengukuran sampel selanjutnya tidak berubah.

• Klik OK dan proses kalibrasi telah selesai.

Pengukuran luas area objek target

• Buka file gambar sampel yang akan diukur.

• Pilih image lalu Adjust kemudian Threshold. Langkah tersebut menghasilkan tampilan berupa background gambar berubah warna menjadi merah.

• Pada laman Threshold Color, hilangkan tanda centang pada Dark Backgrounds. Langkah tersebut akan menghasilkan tampilan berupa hanya sampel target yang berubah warna menjadi merah.

• Pilih Wand (tracing) tool.

• Klik Analyze kemudian Measure. Luas area yang muncul pada laman Results abaikan karena ini bukan hasil pengukuran dari daerah target yang kita inginkan.

• Klik gambar satu persatu secara bergantian. Setiap kali setelah mengklik gambar target, maka jangan lupa klik Analyze lalu Measure. Hasil dari langkah ini yaitu diperoleh luas area target. Lakukan langkah ini hingga semua sampel/daerah target selesai diukur.

• Klik Results lalu Summarize pada laman Results hingga diketahui Mean, SD, Min, dan Max dari hasil pengukuran yang telah dilakukan.

• Selesai.

[ImageJ] PENGUKURAN LUAS AREA SEL PADA SAMPEL MIKROSKOPIS

Pengukuran Luas Area Sel pada Sampel Mikroskopis Menggunakan Software ImageJ

Turhadi^1*) dan Yoana Meidita Sri Utami²⁾

¹⁾Program Doktor Biologi Tumbuhan Departemen Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor

²⁾Program Sarjana Departemen Biologi FMIPA Institut Pertanian Bogor

^*)Alamat korespondensi: turhadibiologi@gmail.com

Kalibrasi Skala

• Buka sofware imageJ.

Klik File lalu pilih Open à pilih gambar skala yang sudah didokumentasikan. Pada praktek kali ini digunakan mikrometer objektif (1 skala= 0.01 mm).

• Klik tool garis à pilih straight line. Tarik garis dari ujung hingga ke ujung lainnya pada skala. Maka akan terlihat garis lurus warna kuning. Proses penarikan pastikan benar-benar lurus.

• Klik analyze à pilih set scale. Maka akan muncul laman set scale yang terdiri dari beberapa isian yaitu Distance in pixels, known distance, pixel aspect ratio, dan unit of length. Pada distance in pixels setelah dilakukan proses penarikan garis sebelumnya maka akan muncul angka hasil pengukuran. Pada praktek kali ini muncul angka 1986. Artinya panjang skala yang sedang kita kalibrasi yaitu 1986 pixels.

• Selanjutnya pada isian known distance masukkan angka 1 dan pada unit of length tuliskan mm (bisa menggunakan satuan yang lainnya). Artinya bahwa 1986 pixels sama dengan 1 mm.
• Centang Global agar hasil kalibrasi untuk pengukuran sampel selanjutnya tidak berubah.
•  Klik OK dan proses kalibrasi telah selesai.

Pengukuran Luas

• Tutup gambar skala yang telah dikalibrasi tadi dan sekarang klik File lalu open. Buka file gambar sampel yang akan diukur.

• Jika gambar dirasa terlalu kecil maka sebaiknya diperbesar dengan bantuan tombol positif (+) pada keyboard  atau diperkecil dengan tombol negatif (-). Gunakan tool scrolling tool (simbol sarung tangan) untuk menggeser-geser gambar yang akan dianalisis.

• Setelah gambar dirasa cukup jelas maka selanjutnya klik tool freehand selections (simbol kacang).
• Klik daerah/sel yang akan diukur luasnya dengan cara klik bagian tepi sel, tarik sambil ditahan hingga mencakup sekeliling daerah tersebut dan lepaskan. Maka akan terlihat daerah yang dikelilingi oleh garis kuning.
• Selanjutnya klik Analyze dan pilih Measure (Ctrl+M). Maka hasil pengukuran akan keluar pada output result.

• Kemudian klik Label. Maka akan muncul angka pada daerah yang  diukur sebelumnya. Fungsi penggunaan Label disini yaitu untuk menandai bahwa daerah tersebut sudah dilakukan pengukuran.

• Setelah itu, dapat dilanjutkan dengan mengukur daerah sel yang lainnya seperti tahap sebelumnya. Jangan lupa tekan tool freehand selections (simbol kacang) setiap kali akan mengukur bagian sel lainnya. Setelah proses selesai, selalu klik Analyze à Measure à Analyze à Label.
• Tahapan tersebut dilakukan hingga semua daerah terget selesai diukur.
• Hasil pengukuran luas area dapat dilihat dari output Result.
• Buka Result à klik Edit à Copy à Paste di Ms. Excel.
• Pada program Ms.Excel dapat diketahui luas total dari area target dengan cara menjumlahkan dengan fungsi SUM. Selain itu dari hasil praktek ini, selain dapat diketahui luas area juga dapat diketahui jumlah area yang diamati.

• Selesai.

Beasiswa PMDSU Batch 4 Tahun 2018

Apa motivasimu? kenapa harus PMDSU? kenapa tidak memilih beasiswa yang lain? Sepertinya beberapa pertanyaan itu mulai kalian pikirkan dari sekarang. Penting! Karena seleksi beasiswa ini tidak mudah. Ribuan pesaing akan kalian hadapi, namun hanya sebagian kecil yang akan dinyatakan sebagai Awardee PMDSU.

Beasiswa Program Magister menuju Doktor untuk Sarjana Unggul (PMDSU). Sound is good! yuk disimak ulasan singkat dari saya. Check this out!

Perkenalkan nama saya Turhadi. Saya merupakan salah satu Awardee Beasiswa PMDSU ini. Saya tercatat sebagai awardee beasiswa PMDSU Batch II Tahun 2015. Sekarang saya sedang menempuh pendidikan pascasarjana saya di Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Di Kampus IPB ini saya mengambil program studi Biologi Tumbuhan (BOT). Sedikit informasi lagi ya, saya telah menyelesaikan pendidikan sarjana saya di Jurusan Biologi FMIPA Universitas Brawijaya dan lulus pada bulan Januari 2015. Pada bulan April 2018, saya juga telah menyelesaikan pendidikan magister saya di program studi Biologi Tumbuhan (BOT), Institut Pertanian Bogor. Namun saat ini saya masih juga tercatat sebagai mahasiswa aktif program doktor di program studi Biologi Tumbuhan (BOT), Institut Pertanian Bogor.

Untuk bisa menjadi salah satu awardee beasiswa PMDSU ini tentunya kita harus siap mental dulu dari awal sebelum mendaftar. Kenapa mental kita harus siap? Siap gagal dan siap lolos seleksi.

Bagaimana kita bisa menjadi Awardee beasiswa ini? Secara garis besar seperti ini prosesnya mendapatkannya. Sebelumnya, kita harus mendaftar dulu kan ya. Pendaftaran beasiswa PMDSU ini dilakukan secara pararel, maksudnya selain kita melakukan pengisian formulir di website PMDSU (lihat Pedoman Pelaksanaan Beasiswa PMDSU 2018), kita juga harus mendaftar di kampus tujuan. Tentunya kampus-kampus yang telah ditunjuk oleh Kemenristekdikti untuk menyelenggarakan beasiswa pendidikan PMDSU ini. Dan yang terpenting adalah kalian juga menghubungi calon promotor yang kalian tuju. Tetap junjung tinggi norma-norma kesopanan ketika menghubungi calon promotor. Tunjukkan bahwa kalian adalah insan yang baik.

Sebaiknya sebelum kalian mendaftar alangkah lebih baiknya kalau kalian menggali informasi terkait beasiswa ini, informasi bisa kalian dapat melalui awardee sebelumnya atau bisa juga melalui internet. For your Information, Beasiswa PMDSU ini telah diselenggarakan sebanyak 3 Batch yakni Batch 1 pada tahun 2013, Batch 2 pada tahun 2015, dan Batch 3 pada tahun 2017. Dan telah diumumkan bahwa batch 4 akan dibuka pendaftarannya untuk tahun 2018, namun tetap terus ikuti perkembangan informasinya. Berikut ini merupakan sebaran jumlah penerima dan promotor pada tiga batch PMDSU:

sumber: Pedoman Pelaksanaan Beasiswa PMDSU 2018

Berdasarkan Panduan Beasiswa PMDSU 2018, berikut persyaratan untuk mendaftar beasiswa ini:
1. Sarjana unggul (fresh graduate).
2. Telah memiliki gelar S1 (sarjana strata 1).
3. Persyaratan IPK pelamar adalah
    - apabila akreditasi PT asal adalah A dan akreditasi prodi asal adalah A maka minimal IPK 3.25.
    - apabila akreditasi PT asal adalah B dan akreditasi prodi asal adalah A maka minimal IPK 3.5.
    - apabila akreditasi PT asal adalah A dan akreditasi prodi asal adalah B maka minimal IPK 3.5.
    - apabila akreditasi PT asal adalah B dan akreditasi prodi asal adalah B maka minimal IPK 3.75.
    - apabila akreditasi PT dan prodi asal adalah dibawah B maka minimal IPK 3.8.
4. Usia pada saat mendaftar tidak lebih dari 24 tahun untuk lulusan non profesi dan 27 tahun untuk lulusan profesi.
5. Memeperoleh rekomendasi dari dosen pembimbing.
6. WNI.
7. Tidak sedang menerima beasiswa lainnya.
8. Sehat jasmani, rohani dan bebas narkoba.
9. Bersedia mengikuti pendidikan pascasarjana selama jangka waktu 4 (empat) tahun.

Apakah yang dibiayai pada beasiswa PMDSU ini?

sumber: Pedoman Pelaksanaan Beasiswa PMDSU 2018

Selamat mencoba dan semoga sukses.

Salam,
Turhadi, S.Si., M.Si

-----------------------------------------------------------------------------------------
Sebaiknya jika kalian memang benar-benar menginginkan beasiswa ini. Saran dari saya, persiapkan diri anda sebaik mungkin, misalnya: tunjukkan bahwa kalian memang punya passion di bidang riset (didukung dengan pengalaman baik berupa riset skripsi kalian atau keterlibatan kalian dalam riset dosen/institusi). IPK tinggi sebenarnya juga tidak sepenuhnya menjamin kalian untuk bisa mendapatkan beasiswa ini. Intinya kalian harus pintar menjual diri kalian (hahaha..), tunjukkan paparkan potensi, keinginan, rencana kuat anda ke depannya seperti apa kepada calon promotor (Jika ada wawancara langsung/tidak). Dan yang tidak kalah penting, daftarlah kepada calon promotor yang sesuai bidang skripsi kalian. Jangan kalian skripsi tentang fisiologi hewan, terus karena coba-coba ingin ikut beasiswa PMDSU dan mendaftar ke calon promotor yang punya bidang keahlian tumbuhan. Logikanya sih, apakah kita akan dipilih? Menurut saya, calon promotor yang paling menentukan kalian dipilih/tidak.
Pengalaman saya kemarin? selain saya harus mengirimkan berkas kepada kampus tujuan dan promotor (karena beliau meminta). Promotorpun juga melakukan wawancara kepada saya melalui telepon. Jadi lagi persiapkan diri kalian. Ingat. Beasiswa ini, beasiswa PMDSU bukan beasiswa main-main. Bukan!. Bersiaplah jadi calon doktor wahai generasi emas Indonesia!.

Oh ya, buat jaga-jaga persiapkan CV kalian sebaik mungkin ya! 

Kenali calon promotormu.
Kenali dirimu.
Kenali potensi dan kemampuanmu.

Semangat!!

------------------------------------------------------------------------------------------

Sekedar info untuk PMDSU Batch 4 Tahun 2018 ini SUDAH DIBUKA pendaftarannya. 

DAFTAR CALON PROMOTOR: check!
FORMULIR PENDAFTARAN: check!

Penting!

1. Isi formulir pendaftaran beasiswa PMDSU dengan benar.
2. Sebelum melakukan pendaftaran, pastikan Saudara sudah melakukan pendaftaran di perguruan tinggi tujuan dan sudah melakukan komunikasi dengan calon promotor yang Saudara pilih.
3. Hanya lulusan dari perguruan tinggi yang telah terakreditasi institusi yang dapat melakukan pendaftaran.
4. Data mahasiswa harus sudah terlaporkan di Pangkalan Data Pendidikan Tinggi (PDDIKTI).
5. Penulisan Nomor Induk Mahasiswa (NIM) disesuaikan dengan data yang terlaporkan di PDDIKTI.
6. Formulir adalah untuk mendapatkan username dan password yang selanjutnya Saudara wajib melengkapi formulir pendaftaran dengan melakukan login menggunakan akun tersebut.

------------------------------------------------------------------------------------------



Persiapkan dirimu!

[SPSS] ANALISIS REGRESI

Tujuan: Untuk mengetahui bentuk hubungan antara variabel respon “Y” (dependen/tak bebas/terikat) dengan variabel prediktor “X” (independen/bebas).

Asumsi: (1) Sampel berdistribusi normal dan (2) Diambil secara acak dari populasi yang berdistribusi normal

Kegunaan: meramalkan nilai dari variabel bebas, jika setiap nilai dari variabel takbebas diketahui.

Analisis Regresi merupakan analisis statistika yang memanfaatkan hubungan antara dua atau lebih peubah kuantitatif sehingga salah satu peubah dapat diramalkan dari peubah lainnya.

Latihan!

Seorang peneliti ingin mengetahui apakah ada hubungan antara kelimpahan ulat bulu dengan keberadaan semut rangrang, kunjungan burung pemakan serangga serta kenaikan suhu, pada 20 pohon mangga yang diamati. Pengamatan dilakukan di Probolinggo yang sedang terserang wabah serangan ulat bulu. Berdasarkan hasil analisis korelasi pada praktikum sebelumnya, peneliti ingin mengetahui lebih mendalam apakah suhu memengaruhi kelimpahan ulat bulu di pohon mangga dalam bentuk hubungan sebab akibat, dimana suhu adalah sebab dan kelimpahan ulat bulu adalah akibat.

Data sebagai berikut:

Selanjutnya inputkan data ke program SPSS, seperti berikut:

Kemudian setelah itu kita cek bagaimana distribusi datanya dalam hal ini data mengikuti sebaran normal atau tidak. Salah satu cara untuk mengeceknya yaitu melalui uji KS. Langkahnya adalah klik Analyze lalu Nonparametric tests lalu pilih 1-sample KS.... masukkan variable yang akan dicek distribusi datanya ke dalam kolom test variable list.

Setelah output keluar dapat diketahui bahwa keempat data berdistribusi normal. Taunya dari mana? Jika angka Asymp. Sig. (2-tailed) >0.05 maka artinya DATA BERDISTRIBUSI NORMAL. Pada latihan kali ini kita hanya ingin melakukan analisis regresi antara suhu dan kelimpahan ulat bulu.

Selanjutnya, kita lakukan analisis regresi dengan cara klik Analyze, lalu pilih Regression, dan selanjutnya pilih Linier seperti tampilan di bawah ini:

Kemudian akan muncul laman Linier Regression seperti di bawah ini. Selanjutnya, masukkan variabel Jumlah Ulat Bulu ke dalam kolom Dependent dan variabel Suhu ke dalam kolom Independent. Lalu, klik OK!

Output hasil analisis akan muncul sebagai berikut:

Berdasarkan output diatas dapat diketahui bahwa Nilai R menunjukkan sebesar 0.733. Artinya bahwa terdapat hubungan yang kuat antara suhu dan kelimpahan ulat bulu. Nilai R square menunjukkan sebesar 0.537 atau 53.7%. Artinya bahwa kelimpahan ulat bulu dipengaruhi sebesar 53.7% oleh besarnya suhu lokasi penelitian, sedangkan sisanya 46.3% kelimpahan ulat bulu dipengaruhi oleh variabel lain di luar suhu. Hal ini mengindikasikan cukup tingginya tingkat determinasi suhu terhadap kelimpahan ulat bulu di pohon mangga.

Nilai R: menunjukkan kuat/tidaknya hubungan linier antar dua variabel.

Nilai R square: memprediksi  kontribusi pengaruh variabel X terhadap variabel Y.

Berdasarkan output diatas diketahui juga bahwa nilai sig. <0.05 menunjukkan adanya hubungan/korelasi yang bermakna.

GROWTH RESPONSES AND VARIATION OF IRON TOLERANCE LEVEL IN SEVERAL RICE GENOTYPES

The 9th International Kasetsart University science and Technology Annual Research Symposium (I-KUSTARS) 2017

Plant tolerance mechanism to iron (Fe) toxicity involve complex physiological processes and depend on the genotypes. The objectives of the research were (1) to analyze growth response of several rice genotypes to Fe toxicity, and (2) to analyze the relationship between rice growth characters and tolerance mechanism to Fe toxicity. The research was conducted in 2 experiments. The 1^st experiment was conducted to compare the effectiveness of three nutrient culture media (YHS, YHSA, and YFSA) to distinguish between Fe-tolerant (Mahsuri) and -sensitive (Inpara 5) genotypes in response to Fe toxicity. The 2^nd experiment evaluated ten rice genotypes (IR64, IRH108, Danau Gaung, Hawara Bunar, Indragiri, Pokkali, Mahsuri, Inpara 2, Inpara 5 and Inpara 6) grown in nutrient culture media that were treated  with and without 400 ppm Fe. To distinguish the tolerance mechanism of those rice genotypes to Fe toxicity, plant growth characters, leaf bronzing score (LBS), Fe content, and physiological responses were observed. The result showed that Yoshida half strength with agar 0.2% (YHSA) medium and 400 ppm FeSO₄^.7H₂O for 10 days stress was effective and efficient nutrient culture medium to analyze growth response and tolerance mechanisms of rice to iron toxicity. The LBS-based rice responses to Fe stress was divided into 2 response groups, i.e.: early response (LBS1-LBS6) and late response (LBS7-LBS10). Fe toxicity decreased shoot and root growth characters. The Fe content in root plaque and shoot varied among genotypes. Analysis of relationship between genotypes and growth characters divided the genotypes into 3 groups of Fe-tolerance mechanism, i.e.: sensitive-includer (IR64 and Inpara 5), tolerant-includer (Danau Gaung, Inpara 6, Inpara 2, Mahsuri, and IRH108), and tolerant-excluder (Hawara Bunar, Indragiri, and Pokkali).

Let's take some pictures!

Tolerance Level of Several Rice (Oryza sativa L.) Genotypes to Fe Toxicity Based on Morpho-Physiological Traits

Iron (Fe) toxicity is one of the limiting factor in rice cultivation in the sub-optimal land such as tidal swampy land. The tolerance level to Fe toxicity of plants depend on the genotypes. Plants in the Fe excess condition have inclusion and exclusion strategies to tolerate the toxicity. Evaluation of plant tolerance to Fe toxicity can be done by hydroponic system or planting in the controlled nutrient culture solution. Morpho-physiological traits can also be used to determine the tolerance level of plants to Fe toxicity.

The objectives of this research were to obtain the most effective nutrient culture solution as a screening medium in the Fe toxicity study and to classify the tolerance level of rice under Fe toxicity condition using morpho-physiological traits. The study consisted of three experiments conducted in the greenhouse and laboratory. The first experiment was conducted by comparing the effectiveness of three nutrient culture solutions, namely HSY (Yoshida Half Strength), HSYA (Yoshida Half Strength with 0.2% agar), and FSYA (Yoshida Full Strength solution with 0.2% agar) as an evaluation medium of Fe toxicity on rice. The second experiment was performed by observing the leaf bronzing level, plant growth responses, Fe content in the shoot tissues and in the root plaques, and root histochemical detection of 10 rice genotypes. The traits that observed in the second experiment  were used to classify those genotypes based on their tolerance level to Fe toxicity using Principal Component Analysis (PCA) and cluster analysis. The third experiment was performed by observing several physiological characters (chlorophyll, carotenoids, and malondialdehyde (MDA)) of three selected genotypes that representing each tolerance groups based on the previous PCA and cluster analysis.

The results showed that HSYA's nutrient culture solution was the most effective and efficient compared to the others to evaluate the variation of rice response to Fe toxicity compared to the other nutrient culture solutions. The presence of treatment of Fe 400 ppm for 10 days using hydroponic conditions caused inhibition of rice growth both morphological and physiological traits. Fe toxicity inhibited the root and shoot growth, leading to Fe plaque formation at the root surface and causing bronzing on the leaves.

The cluster analysis divided ten rice genotypes into three groups based on their tolerance levels to Fe toxicity. The sensitive group consisted of IR64 and Inpara 5. The moderate group consisted of Mahsuri, IRH108, Danau Gaung, Indragiri, Inpara 2, and Inpara 6. The tolerant group consisted of Hawara Bunar and Pokkali. In addition, Fe toxicity decreased chlorophyll and carotenoid concentration and increased the lipid peroxidation level in both the root and shoot. Based on bronzing character in leaves, Fe concentration in shoot tissues, Fe concentration in root plaques, there were three tolerance type to Fe toxicity, namely includer, excluder, and includer-excluder. The includer type consist of Mahsuri, Indragiri, Inpara 6, and Inpara 2. The includer-excluder type consist of Hawara Bunar, Pokkali, Danau Gaung, dan IRH108. Among the tolerance and moderate group that investigated in this research, there were no genotypes with only excluder type to tolerate the Fe toxicity. Furthermore, this study can be seen that morpho-physiological traits could be used to distinguish the tolerance level and tolerance type of rice under Fe excess condition.

For more, you can check on my article:
Please visit!

Mekanisme Toleransi Tanaman terhadap Keracunan Fe

Dampak dan mekanisme pertahanan tanaman terhadap keracunan Fe (Onaga et al. 2016)

Padi yang mengalami gejala keracunan Fe dapat diamati dari adanya karat (bronzing) dan timbul bintik-bintik cokelat pada daun (Wu et al. 2014). Yamanouchi & Yoshida (1981) dalam Becker dan Asch (2005) menyatakan bahwa adanya gejala bronzing pada daun yang mengalami keracunan Fe disebabkan karena akumulasi polifenol teroksidasi. Timbulnya bronzing dimulai dari ujung daun tertua tanaman yang kemudian menyebar keseluruh bagian helai daun hingga menyebabkan daun mati. Gejala bronzing dapat terjadi pada setiap tahap pertumbuhan dan perkembangan tanaman mulai dari tahap perkecambahan, tahap vegetatif, tahap generatif awal bahkan generatif akhir.

Guna menghadapi kondisi lingkungan dengan kandungan Fe berlebih, tanaman mengembangkan berbagai strategi pertahanan. Becker & Asch (2005) membagi menjadi 3 strategi pertahanan meliputi: ekskluder-avoidance, inkluder-avoidance, dan inkluder-tolerance. Pemahaman terkait mekanisme tersebut penting dalam upaya untuk mendapatkan padi yang adaptif dan toleran untuk tipe tanah dengan kandungan Fe yang cukup tinggi. Pada strategi I (ekskluder-avoidance), tanaman melakukan pencegahan Fe²⁺ untuk masuk ke dalam tanaman melalui akar untuk menghindari efek toksik Fe²⁺ pada jaringan tajuk. Strategi ekskluder-avoidance dilakukan dengan oksidasi pada daerah rhizosfer dan tanaman mengembangkan selektifitas ion pada akar. Pada strategi II (inkluder-avoidance), tanaman mengambil Fe²⁺ melalui akar, namun kerusakan jaringan dicegah melalui mekanisme kompartementasi. Mekanisme kompartementasi ini dilakukan melalui 2 cara yaitu (1) Fe yang masuk diangkut ke jaringan daun tua karena dianggap sebagai jaringan pembuangan (dumping sites) dan (2) Fe yang masuk secara simplas akan diangkut ke bagian apoplas daun. Pada strategi III (inkluder-tolerance), tanaman dapat mentoleransi jumlah Fe²⁺ yang tinggi pada jaringan daun kemungkinan melalui aktivitas detoksifikasi enzimatik pada simplas.

Mekanisme eksklusi melalui aktivitas oksidasi pada daerah rhizosfer, penyimpanan Fe pada tajuk, serta toleransi Fe pada jaringan daun melalui aktivitas detoksifikasi diduga merupakan mekanisme utama yang terlibat dalam sifat toleransi tanaman terhadap keracunan Fe (Becker & Asch 2005; Engel et al. 2012). Adanya variasi genetik pada sifat toleransi tanaman terhadap keracunan Fe khususnya yang bersifat shoot-based yaitu diduga berkaitan dengan aktivitas regulasi translokasi dan pengkelatan Fe, serta peningkatan konsentrasi senyawa metabolit antioksidan pada tajuk (Kabir et al. 2016).

Berdasarkan keterkaitan antara gejala bronzing yang muncul dan konsentrasi Fe yang ada pada jaringan daun, Engel et al. (2012) membagi menjadi 2 kelompok yaitu ekskluder-resistant dan inkluder-tolerant. Tanaman padi tipe ekskluder mengakumulasi Fe pada jaringan daun lebih sedikit dibandingkan tipe inkluder. Namun, menurut Engel (2009) tingkat keracunan Fe pada tanaman tergantung pada genotipe, umur tanaman dan kondisi lingkungan. do Amaral et al. (2016) menyebutkan bahwa terdapat 3 mekanisme toleransi tanaman padi terhadap keracunan Fe yaitu (1) Tanaman mengoksidasi Fe²⁺ menjadi Fe³⁺ di akar, (2) Tanaman mengakumulasi Fe dalam bentuk non-toksik untuk disimpan di vakuola dan apoplas atau melalui penyimpanan dalam bentuk ferritin, serta (3) Detoksifikasi yang melibatkan Reactive Oxygen Species (ROS).

NB: Daftar Pustaka (under request, please contact me via turhadibiologi@gmail.com)

For more, you can check on my article:
Please visit!

Keracunan Fe pada Tanaman

Respon akar tanaman padi terhadap kondisi kontrol (kiri) dan keracunan Fe (kanan) (Turhadi 2018)

Profil akar dan tajuk tanaman padi cv. IR64 pada kondisi kontrol dan keracunan Fe (Turhadi 2018)

Kondisi daun yang mengalami bronzing akibat keracunan Fe (Turhadi 2018)

Keracunan Fe merupakan suatu gejala yang ditunjukkan oleh tanaman karena kelebihan unsur Fe yang diserap dan berkaitan dengan tingginya jumlah Fe di dalam tanah. Karakteristik umum tanah yang dapat menyebabkan keracunan Fe yaitu adanya kelebihan Fe tereduksi (Fe²⁺), pH rendah, nilai cation-exchange capacity (CEC), dan exchangeable K content yang rendah. Kirk (2004) juga menyatakan bahwa keracunan Fe berkaitan dengan terjadinya defisiensi P/Zn dan toksisitas H₂S. Berdasarkan studi literatur yang telah dilakukan diketahui bahwa konsentrasi Fe yang mampu menyebabkan terjadinya keracunan pada tanaman bervariasi karena bergantung pada genotipe, umur, dan kondisi lingkungan (Engel et al. 2009).

Terdapat tiga kelompok keadaan tanah yang mampu menyebabkan terjadinya keracunan Fe berdasarkan review yang dilakukan oleh Becker & Asch (2005). Kelompok 1 merujuk pada tipe tanah sulfat asam yang mempunyai karakteristik kandungan Fe²⁺ yang cukup melimpah yakni 500 mg/kg hingga lebih dari 5000 mg/kg, sedangkan konsentrasi Fe pada jaringan tanaman berkisar 500 hingga 2000 mg/kg. Beberapa area yang termasuk kedalam kelompok 1 meliputi: delta sungai Mekong di Vietnam, daratan pantai di Afrika Barat (Liberia, Sierra Leone, Senegal) dan Thailand. Kelompok 2 merujuk pada tipe tanah lempung (Ultisol dan Histosol). Pada tipe tanah tersebut kandungan Fe mencapai 300 sampai 1000 mg/kg dan konsentrasi Fe pada jaringan tanaman 300 sampai 800 mg/kg. Beberapa area yang termasuk kelompok 2 meliputi: Filipina, Indonesia, Burundi dan Madagaskar. Kondisi tanah pada area tersebut mempunyai potensial redoks rendah, kandungan materi organik relatif tinggi (misalnya: tanah gambut) dan konsentrasi inhibitor respirasi (H₂S) yang tinggi. Kelompok 3 merujuk pada tipe tanah berpasir dengan drainase kurang yang biasanya terdapat pada area lembah yang menerima aliran air dari lereng didekatnya. Kondisi tanah pada area-area kelompok 3 ini berupa nilai CEC dan unsur P yang rendah, konsentrasi Fe²⁺ berkisar 20 sampai 600 mg/kg serta kandungan Fe pada jaringan tanaman sangat bervariasi dengan titik kritis 300 mg/kg. Beberapa area yang termasuk kelompok 3 meliputi: Guinea, Madagaskar, pantai Gading dan Sri Lanka.

Keracunan Fe pada tanaman ditandai dengan adanya bintik-bintik cokelat (bronzing) pada helai daun. Adanya keracunan Fe dilaporkan menyebabkan penurunan terhadap aktivitas pertumbuhan pada padi (Audebert & Syahrawat 2000; Audebert & Fofana 2009), gandum Australia hexaploid (Khabaz-Saberi et al. 2010), dan tembakau (Nicotiana plumbaginifolia) (Kampfenkel et al. 1995). Selain itu, beberapa penelitian juga telah mengungkapkan bahwa keracunan Fe memengaruhi regulasi homeostasis Fe yang melibatkan protein-protein transporter, produksi ROS, mengganggu metabolisme karbohidrat, hormon, dan metabolit sekunder (Quinet et al. 2012; Bashir et al. 2014; Finatto et al. 2015). Dampak yang cukup merugikan dari adanya keracunan Fe khususnya pada tanaman pangan yaitu terjadinya penurunan produktivitas yang dihasilkan. Audebert & Sahrawat (2000) melaporkan, keracunan Fe menyebabkan penurunan produktivitas tanaman padi yang cukup bervariasi berkisar 15-30% bergantung pada varietas dan tingkat keparahannya. Namun, pada kasus keracunan Fe yang cukup parah mampu menyebabkan terjadinya kegagalan panen

NB: Daftar Pustaka (under request, please contact me via turhadibiologi@gmail.com)