Poliploidisasi

            Pengamatan sel yang mengalami poliploidi secara buatan, dilakukan dengan cara kimiawi menggunakan bahan kimia kolkhisin pada ujung akar Allium cepa.  Digunakan ujung akar Allium cepa karena pada jaringan meristemnya giat melakukan pembelahan sel secara mitosis dan perubahan morfologi kromosomnya mudah diamati. Dari hasil pengamatan, dapat diketahui bahwa pembelahan mitosis pada sel akar bawang merah terdapat lima tahapan, yaitu interfase, profase, metafase, anafase, dan telofase. Namun pada hasil pengamatan sel antara sel yang diberi larutan kolkhisin dengan kontrol akan nampak perbedaan. Perbedaan itu nampak pada jumlah kromosom dimana sel Allium cepa yang telah diberi larutan kolkhisin jumlah kromosomnya akan mengganda menjadi 4n=32 sedangkan jumlah kromosom normalnya adalah 2n=16. Hal ini dikarenakan larutan kolkhisin mampu menggagalkan pembentukan kromosom, yaitu dengan mencairnya sitoplasma dan tahap kembali ke fase interfase dan melanjutkan ke fase-fase berikutnya. Jumlah kromosom yang mengganda tersebut akan nampak jelas pada fase metafase setelah C-metafase. Hal ini dikarenakan kromosom berjajar rapi dibidang ekuator sehingga akan dapat dilihat dari arah kutub sel.

Poliploidi adalah suatu keadaan dimana individu memiliki lebih dari dua genom.  Poliploidi ini banyak dijumpai pada tumbuhan.  Poliploidi mempunyai peranan penting dalam proses evolusi dan perkembangbiakkan tanaman.  Tanaman poliploid mempunyai jumlah kromosom lebih banyak dari tanaman diploidnya, sehingga tanaman kelihatan lebih kekar, bagian-bagian tanaman menjadi lebih besar (akar, batang, daun, bunga, dan buah), sel tampak lebih besar, stomata lebih besar.  Tangkai dan helaian daun lebih besar, warnanya lebih tua. Poliploidisasi merupakan salah satu metode penggandaan kromosom yang dilakukan oleh para pemulia tanaman untuk mendapatkan varietas baru yang lebih unggul.  Pada prinsipnya pembelahan yang terjadi pada poliploidisasi hampir sama dengan pembelahan sel biasa namun ada beberapa perbedaan pada sel yang mengalami pembelahan secara normal dengan sel yang mengalami pembelahan mitosis dengan penambahan kolkhisin.

Pembelahan c-mitosis adalah pembelahan mitosis yang dipengaruhi oleh kolkhisin sehingga tidak terbentuk benang-benang spindel pada fase anafase.  Pada fase ini kromosom berada di bidang ekuator karena pengaruh dari larutan kolkhisin dengan konsentrasi yang kritis.  Karena tidak terbentuk benang spindel maka kromosom tidak berpisah dan bergerak menuju kutub pembelahan tetapi tetap di bidang ekuator.  Akibatnya sel mempunyai kromosom (genom) yang berlipat.  Hal ini merupakan ciri khas pada c-mitosis atau tidak terjadi pembelahan sel tetapi terjadi penggandaan genom. Kolkhisine mempengaruhi pembelahan mitosis pada sel ketika fase metafase (bukan anafase) karena dengan adanya kolkhisine, di dalam sel tidak terbentuk benang spindel, sehingga kromosom anakan tidak bergerak ke kutub-kutub sel. Dengan demikian maka fase-fase pembelahan mitosis berhenti pada metafase dan tidak terjadi pembelahan anafase.

Poliploidisasi dapat terjadi melalui induksi berbagai zat-zat kimia, salah satunya adalah kolkhisin. Kolkhisin (C₂₂H₂₅O₆N) merupakan suatu alkaloid yang berasal dari umbi dan biji tanaman Colchicum autumnale.  Kolkhisin bersifat sebagai racun yang pada tumbuhan memperlihatkan pengaruhnya pada nukleus yang sedang membelah.  Larutan kolkhisin dengan konsentrasi yang kritis mencegah terbentuknya benang-benang spindel dari gelendong inti sehingga pemisah kromosom pada anafase dari mitosis tidak berlangsung dan menyebabkan penggandaan kromosom tanpa pembentukan dinding sel.  Tidak ada ukuran tertentu untuk besarnya konsentrasi larutan kolkhisin yang digunakan dan lamanya waktu perlakuan.  Masing-masing tergantung pada bahan yang dipakai.  Pada umumnya kolkhisin akan bekerja efektif pada konsentrasi 0,01-1%.  Lamanya perlakuan berkisar 3-24 jam.  Untuk Allium cepa, cukup memerlukan konsentrasi larutan yang rendah dan waktu perlakuan yang pendek.Senyawa lain yang berfungsi seperti kolkhisin adalah acenaphteen, ethyl mercury chloride, sulfanilamide, kloralhidrat, dan heksaklorisikloheksana.

Kolkhisin hanya diberikan pada bagian meristematik yaitu didekat titik tumbuh, sedang pada jaringan tua hampir tidak memberi pengaruh. Kolkhisin diberikan pada tanaman yang sedang berada dalam kondisi optimum untuk mendapatkan hasil yang baik. Selain itu pemberian Kolkhisin harus memperhatikan konsentrasi pemberian dan lamanya waktu pemberian. Pengaruh dari kolkhisin tergantung pada konsentrasi dari kolkhisin, dimana konsentrasi yang tepat untuk setiap spesies berbeda-beda. Waktu perendaman harus cukup lama agar larutan kolkhisin dapat mencapai bagian distal meristem ujung, sehingga terbentuk tanaman poliploidi. Bila konsentrasi dan lamanya perlakuan terlalu sedikit maka sel polyploid belum sempat terbentuk. Sedangkan bila konsentrasi kolkhisin terlalu tinggi dan waktu perendaman terlalu lama akan merusak sel-sel yang akhirnya akan menyebabkan matinya sel tanaman tersebut.