2012 FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA

Transkripsi

1 REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-036, R-040, DAN DEWATA PADA BERBAGAI KOMPOSISI ZAT PENGATUR TUMBUH WHEAT REGENERATION (Triticum aestivum L.) OF R-036, R-040, AND DEWATA GENOTYPES IN VARIOUS COMPOSITION OF PLANT GROWTH REGULATORS Oleh: Dwi Christa Leony NIM: SKRIPSI Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Dari Syarat-Syarat Guna Memperoleh Gelar Sarjana Pertanian 2012 FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA

2 ii

3 iii

4 iv

5 ABSTRAK Penelitian tentang Regenerasi Gandum (Triticum aestivum L.) Genotipe R-036, R-040 dan Dewata pada Berbagai Komposisi Zat Pengatur Tumbuh dilakukan di Laboratorium Fisiologi dan Laboratorium Kultur Jaringan, Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga, mulai tanggal 3 September Desember Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh kemampuan galur gandum dan komposisi ZPT, serta mengetahui komposisi ZPT yang memacu regenerasi pada ketiga galur gandum. Penelitian ini dilaksanakan menggunakan rancangan dasar Rancangan Acak Kelompok dengan percobaan faktorial yang terdiri atas dua faktor. Faktor pertama adalah Embrio Somatik (ES) dari tiga genotipe yaitu R-036, R-040 dan Dewata. Faktor kedua adalah kombinasi zat pengatur tumbuh BAP, IAA, dan Kinetin terdiri dari enam kombinasi ZPT. Percobaan terdiri atas delapan belas kombinasi perlakuan dan diulang sebanyak tiga kali. Hasil pengamatan dianalisis menggunakan sidik ragam untuk menguji perbedaan antar perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) 5%. Media dasar yang digunakan adalah media MS (Murashige and Skoog) + asam amino Kasein Hidrolisat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa galur R-036 memiliki kecenderungan dalam peningkatan jumlah ES T (ES yang membentuk tunas) pada media BAP + IAA, jumlah ES BH (ES yang membentuk bintik hijau) dan ES A (ES yang membentuk akar), juga meningkat pada media Kin + IAA dibandingkan pada media kontrol. Galur R-040 memiliki kecenderungan dalam peningkatan jumlah ES T dan ES BH pada BAP + Kin + IAA, peningkatan ES A terjadi pada media Kin + IAA dibanding pada media kontrol. Varietas Dewata memiliki peningkatan jumlah ES T pada media BAP + IAA, jumlah ES A meningkat pada media Kin + IAA dan jumlah ES BH mengalami peningkatan pada media Kin meskipun tidak berbeda dibandingkan pada media kontrol. Komposisi ZPT yang dianggap paling sesuai untuk memacu proses regenerasi pada galur R-036 adalah media BAP + IAA, pada galur R-040 adalah media dengan kombinasi BAP + Kin + IAA dan pada varietas Dewata adalah media dengan penambahan BAP + IAA. Tidak ditemui adanya interaksi antara genotipe dan komposisi ZPT, namun galur R-036 pada media BAP + IAA menunjukkan proses regenerasi yang paling baik dibanding genotipe maupun media yang lain. Kata kunci: regenerasi, gandum, embrio somatik, auksin, sitokinin v

6 ABSTRACT Research about Wheat Regeneration (Triticum aestivum L.) of R-036, R-040 and Dewata Genotypes In Various Composition of Plant Growth Regulators be done in Physiology Laboratory and Tissue Culture Laboratory, Agriculture and Business Faculty, Satya Wacana Christian University, Salatiga, from 3 rd September 2010 until 9 th December The purpose of this research were to know the effect on the regeneration ability genotypes of wheat and the composition of Plant Growth Regulator, and to determined the suitable composition for the regeneration in all three lines of wheat. The design of this research used are Complete Block Randomized Design (CBRD) with factorial treatment design that consist of two factors. The first factor is Somatic Embryo (SE) of the third genotype (R-036 line, R-040 line, and Dewata variety). The second factor is combination of plant growth regulators such as BAP, IAA, and Kinetin, consisting of six combination. The experiment consisting of eighteen treatment combinations that three times to repetition. The data were analyzed using analysis of variance, and to test the difference between the treatments used Honestly Significant Difference Test with (HSD) 5%. Experimental media that is used as MS media (Murashige & Skoog) + amino acid Casein Hydrolisat type. The research result shows that the line of R-036 tends to increase the number of shoot formation Somatic Embryo and green spot formation Somatic Embryo in BAP + IAA media, the number of Somatic Embryo that developed to root forming and green spot formation on Somatic Embryo also increased in Kin + IAA media and BAP + Kin + IAA media than control media. The line of R-040 tends to increase the number of shoot formation on Somatic Embryo and green spot forming on Somatic Embryo in BAP + IAA media and BAP + Kin + IAA, the root forming on Somatic Embryo increase in Kin + IAA media than control media. Dewata variety tends to increase the number of shoot forming on Somatic Embryo in the BAP + IAA media, the number of rooting Somatic Embryo increased in Kin + IAA media and there is no different between green spot formation on Somatic Embryo in Kin media compared to control media. Plant Growth Regulators composition that is considered most appropriate in line R-036 and Dewata variety are medium of BAP + IAA, then in line of R-040 is a medium BAP + Kin + IAA. There is nothing interaction that found between genotype and composition of Plant Growth Regulators, however the R-036 in BAP + IAA media shows the best regeneration process than the other genotypes or media. Key words: regeneration, wheat, somatic embryo, auxin, cytokinin vi

7 RINGKASAN Gandum (Triticum aestivum L.) adalah salah satu bahan makanan pokok yang sangat penting dari famili Poaceae. Diantara tanaman pangan yang lain, gandum adalah salah satu sumber energi dan juga sumber protein untuk masyarakat dunia. Konsumsi gandum atau produk olahan gandum di Indonesia terus meningkat setiap tahun, bahkan untuk kalangan masyarakat tertentu, konsumsi produk olahan gandum lebih tinggi dibandingkan beras atau umbiumbian. Dengan meningkatnya konsumsi gandum, kebutuhan import gandum akan semakin besar. Tanaman gandum jarang ditemukan di Indonesia. Walaupun demikian, para pakar terutama di bidang agronomi terus berupaya untuk dapat mengembangkan budidaya gandum di Indonesia. Kehadiran teknik kultur in vitro dan berkembangnya bioteknologi akan meningkatkan keragaman genetik yang berguna bagi kegiatan pemuliaan, salah satunya untuk tanaman gandum. Penerapan mutasi induksi, teknik kultur in vitro, dan bioteknologi dalam pemuliaan tanaman secara konvensional akan meningkatkan perolehan kultivar baru dari tanaman gandum yang dalam jangka panjang bermanfaat bagi peningkatan pendapatan petani serta perkembangan dunia usaha. Penelitian ini difokuskan pada kemampuan regenerasi dari kalus-kalus 3 genotipe gandum. Pada tahap regenerasi ini, ingin diketahui pengaruh kemampuan 3 genotipe gandum dan komposisi zat pengatur tumbuh dalam proses regenerasi (membentuk planlet), mengetahui interaksi antara berbagai macam genotipe gandum dengan komposisi zat pengatur tumbuh, dan untuk mengetahui komposisi zat pengatur tumbuh yang paling sesuai untuk memacu proses regenerasi pada ketiga genotipe gandum. Penelitian ini menggunakan eksplan berupa Embrio Somatik (ES) sekunder hasil proliferasi dari genotipe R-036, R-040, dan varietas Dewata koleksi Pusat Studi Gandum Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana, Salatiga. Media dasar yang digunakan berupa media MS (Murashige & Skoog) + asam amino jenis Kasein Hidrolisat. Penelitian ini dilaksanakan menggunakan rancangan dasar Rancangan Acak Kelompok dengan percobaan Faktorial yang terdiri atas dua faktor. Faktor pertama adalah kalus dari ketiga genotipe (R-036, R-040 dan Dewata). Faktor kedua adalah kombinasi zat vii

8 pengatur tumbuh BAP, IAA, dan Kinetin yang terdiri atas kontrol; 2 ppm BAP; 2 ppm BAP + 0,1 ppm IAA; 1 ppm Kinetin; 1 ppm Kinetin + 0,1 ppm IAA; dan 0,5 ppm BAP + 0,5 ppm Kinetin + 0,1 ppm IAA. Percobaan terdiri dari delapan belas kombinasi perlakuan yang diulang sebanyak tiga kali. Data hasil pengamatan yang diperoleh, dianalisis menggunakan sidik ragam untuk menguji perbedaan antar perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) 5%. Hasil yang diperoleh dalam penelitian ini adalah untuk galur R-036 memiliki kecenderungan dalam peningkatan jumlah ES T (ES yang membentuk tunas) pada media BAP + IAA, jumlah ES BH (ES yang membentuk bintik hijau) dan ES A (ES yang membentuk akar), juga meningkat pada media Kin + IAA dibandingkan pada media kontrol. Galur R-040 memiliki kecenderungan dalam peningkatan jumlah ES T dan ES BH pada BAP + Kin + IAA, peningkatan ES A terjadi pada media Kin + IAA dibanding pada media kontrol. Varietas Dewata memiliki peningkatan jumlah ES T pada media BAP + IAA, jumlah ES A meningkat pada media Kin + IAA dan jumlah ES BH mengalami peningkatan pada media Kin meskipun tidak berbeda dibandingkan pada media kontrol. Komposisi ZPT yang dianggap paling sesuai untuk memacu proses regenerasi pada galur R- 036 adalah media BAP + IAA, pada galur R-040 adalah media dengan kombinasi BAP + Kin + IAA dan pada varietas Dewata adalah media dengan penambahan BAP + IAA. Tidak ditemui adanya interaksi antara genotipe dan komposisi ZPT, namun galur R-036 pada media BAP + IAA menunjukkan proses regenerasi yang paling baik dibanding genotipe maupun media yang lain. viii

9 SUMMARY Wheat (Triticum aestivum L.) is one of the food stuff which very important from Family of Poaceae. Between other food plant, wheat is one of energy source and also protein source for people in the world. Cereal consumption or processing product wheat in Indonesia ever increasing each year, even to given society circle, processing product consumption wheat overbids than rice or corms. At the height wheat consumption, requirement imports wheat will greater. The wheat plant is rare to found in Indonesia. Although such, expert especially at agronomy area goes on to get effort for can develop wheat conducting at Indonesian. Cultures technique present in vitro and biotechnology development will increase genetic diversity that good for breeding activity, one of it for wheat plant. Induction mutation implementation, culture technique in vitro, and biotechnology in plant breeding conventionally will increase cultivar acquisition new of wheat plant that farmer revenue enhancement benefit and effort the world developing. This research is focused on cereal regeneration phase for a few genotype which is utilized. On this regeneration phase, want acknowledged affecting genotype ability wheat and composition of plant growth regulators on regeneration process (forming planlet), knowing interaction among various wheat genotype and regulatory substance composition, also to find out the most suitable regulatory substance composition to stimulate regeneration process on genotype of wheat that used in this research. Explant were used in this study is a secondary Somatic Embryo (SE) of R- 036 line, R-040 line, and Dewata variety belongs to Study Center of Wheat, Agricultural and Business Faculty Satya Wacana Christian University, Salatiga. Experimental media that is used as MS media (Murashige & Skoog) + amino acid Casein Hydrolisate type. The design of this research used are Complete Block Randomized Design (CBRD) with factorial treatment design that consist of two factors. The first factor is SE of third genotype (R-036 line, R-040 line, and Dewata variety). The second factor is combination of plant growth regulators such as BAP, IAA, and Kinetin, consisting of control; 2 ppm BAP; 2 ppm BAP + 0,1 ppm IAA; 1 ppm Kinetin; 1 ppm Kinetin + 0,1 ppm IAA; and 0,5 ppm BAP + 0,5 ix

10 ppm Kinetin + 0,1 ppm IAA. The experiment consisting of eighteen treatment combinations that three times to repetition. The data were analyzed using analysis of variance, and to test the difference between the treatments used Honestly Significant Difference test with (HSD) 5%. The research result shows that line R-036 tends to increase the number of shoot formation Somatic Embryo and green spot formation Somatic Embryo in BAP + IAA media, the number of Somatic Embryo that developed to root forming and green spot formation on Somatic Embryo also increased in Kin + IAA media and BAP + Kin + IAA media than control media. The lines of R-040 tends to increase the number of shoot formation on Somatic Embryo and green spot forming on Somatic Embryo in BAP + IAA media and BAP + Kin + IAA, the root forming on Somatic Embryo increase in Kin + IAA media than control media. Dewata variety tends to increase the number of shoot forming on Somatic Embryo in the BAP + IAA media, the number of rooting Somatic Embryo increased in Kin + IAA media and there is no different between green spot formation on Somatic Embryo in Kin media compared to control media. Plant Growth Regulators composition that is considered most appropriate in line of R- 036 and Dewata variety are medium of BAP + IAA, then in line of R-040 is a medium BAP + Kin + IAA and Dewata variety is IAA + BAP media. There is nothing interaction that found between genotype and composition of Plant Growth Regulators, however the R-036 in BAP + IAA media shows the best regeneration process than the other genotypes or media. x

11 KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan kami Yesus Kristus yang telah dan selalu menyertai dan memberikan anugerahnya kepada penulis, sehingga penulis bisa menyelesaikan penyusunan hasil penelitian Skripsi dengan judul Regenerasi Gandum (Triticum aestivum L.) Genotipe R-036, R-040, dan Dewata Pada Berbagai Komposisi Zat Pengatur Tumbuh dengan baik. Skripsi ini di susun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian program Strata Satu di Fakultas Pertanian dan Bisnis, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik atas bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada : 1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto, MM., selaku Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis UKSW Salatiga. 2. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. selaku pembimbing satu dalam menyusun skripsi ini. 3. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P. selaku pembimbing dua dalam menyusun skripsi ini. 4. Ibu Maria Marina Herawati, S.P., M.P. yang membantu penulis dalam pengolahan data. 5. Papa dan mama yang selalu dan tanpa henti mendoakan dan memberikan dukungan kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 6. Deni Kristiawan, S.P. yang selalu memberikan kasih dan dukungan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 7. Teman-teman Angkatan 2007 D Jues Green Ice tercinta yang selalu menemani penulis dalam menjalani berbagai suasana dan situasi, sehingga penulis bisa terus semangat. 8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini. Salatiga, 19 September 2012 Penulis 11

12 DAFTAR ISI Halaman JUDUL PENELITIAN SKRIPSI... HALAMAN PENGESAHAN... PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS TUGAS AKHIR... PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI TUGAS AKHIR... ABSTRAK... ABSTRACT... RINGKASAN... SUMMARY... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR TABEL... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR LAMPIRAN... i ii iii iv v vi vii ix xi xii xiv xv xv BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Tujuan Penelitian Signifikansi Penelitian Batasan Masalah Model Hipotesis... 4 BAB 2. KERANGKA TEORITIS Tinjauan Pustaka Morfologi Tanaman Gandum Media dan ZPT untuk Regenerasi Perkembangan Eksplan pada Regenerasi Hipotesis Penelitian Definisi dan Pengukuran Variabel

13 BAB 3. METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN Waktu dan Tempat Penelitian Pelaksanaan Penelitian Pengamatan dan Analisis Data Tata Letak Penelitian BAB 4. HASIL PENELITIAN Pengamatan Selintas Pengamatan Utama BAB 5. PEMBAHASAN Pengaruh Komposisi ZPT Media Galur R Galur R Varietas Dewata Pengaruh Genotipe Interaksi Antara Genotipe dengan Komposisi ZPT pada Media BAB 6. KESIMPULAN DAN SARAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN

14 DAFTAR TABEL Tabel 3.1. Penggunaan ZPT pada Media Regenerasi Tabel 4.1. Jumlah Eksplan Yang Terkontaminasi Saat Regenerasi Halaman Tabel 4.2. Tabel 4.3. Tabel 4.4. Tabel 4.5. Tabel 4.6. Tabel 4.7. Tabel 4.8. Tabel 4.9. Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Waktu Pembentukan Bintik Hijau (W BH ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Waktu Pembentukan Tunas (W T ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Waktu Pembentukan Akar (ES A ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Jumlah Total Embrio Somatik Yang Terbentuk Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Jumlah Embrio Somatik Yang Membentuk Bintik Hijau (ES BH ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Jumlah Embrio Somatik Yang Membentuk Tunas (ES T ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Jumlah Embrio Somatik Yang Membentuk Akar (ES A ) Pengaruh Genotipe dan ZPT Terhadap Jumlah Embrio Somatik Yang Tidak Berkembang (ES tb )

15 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 1. Tata Letak Penelitian DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Analisis Jumlah Bintik Hijau yang Terbentuk Saat Regenerasi 41 Lampiran 2. Analisis Jumlah Tunas yang Terbentuk Saat Regenerasi Lampiran 3. Analisis Jumlah Akar yang Terbentuk Saat Regenerasi Lampiran 4. Analisis Jumlah Embrio Somatik yang Tidak Berkembang Saat Regenerasi Lampiran 5. Gambar Berbagai Tahap Perkembangan ES pada Saat Diregenerasikan