TUGAS AKHIR (SB )

Transkripsi

1 TUGAS AKHIR (SB ) PENGARUH MEDIA MS DENGAN PENAMBAHAN GLUTAMIN 100 PPM TERHADAP RESPON PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN KULTUR TUNAS AKSILAR TEBU (Saccharum officinarum) VARIETAS NXI1-3, HW-1, DAN THA SECARA IN VITRO Penulis: RIZAL KOEN ASHARO NRP Dosen Pembimbing: Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si. Dra Nurmalasari Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013

2 LATAR BELAKANG Tebu dapat dijadikan gula Tebu dimanfaatkan sebagai bahan baku utama dalam industri gula Industri gula Tidak semua varietas tebu dimanfaatkan dalam industri gula Dibutuhkan tebu varietas unggul untuk optimalisasi produksi pada industri gula Jumlah permintaan gula tiap tahunnya semakin meningkat Kultur jaringan tanaman Perbanyakan bibit tebu varietas unggul dalam waktu singkat perlu optimalisasi Aplikasi teknik kultur jaringan merupakan solusi optimalisasi perbanyakan bibit tebu varietas unggul dalam waktu singkat dan mampu dikontrol Tebu memiliki fase sikus hidup yang lama

3 LATAR BELAKANG Industri yang fokus pada produksi gula PTPN XI (PERSERO) NXI 1-3 HW-1 THA Tebu varietas baru Salah satunya adalah: Mempercepat pertumbuhan dan perkembangan eksplan melalui kesesuaian komposisi media tumbuh dalam kultur jaringan tumbuhan Melakukan kegiatan perbaikan mutu bibit tebu secara in vitro yakni kutur jaringan tumbuhan perlu penelitian lebih lanjut untuk mendeskripsikan karakteristik

4 LATAR BELAKANG Penambahan komponen pemicu pertumbuhan pada media tumbuh seperti halnya asam amino telah menunjukkan pengaruh yang signifikan pada kultur jaringan di banyak spesies Sejumlah penelitian telah melaporkan keutamaan glutamin sebagai salah satu asam amino pada konsentrasi tertentu dapat memberikan respon pertumbuhan dan perkembangan yang lebih optimal terutama pada kultur jaringan di banyak spesies Rumus bangun glutamin Media MS dengan penambahan ppm glutamin telah menjadi komposisi terbaik pada media tumbuh untuk inisiasi kalus dan proliferasi vegetatif pada kultur jaringan di banyak spesies Glutamin memainkan peran penting pada asimilasi nitrogen sebagai intermediet dalam transfer amonia hingga asam amino Bubuk glutamin

5 LATAR BELAKANG Kultur Tunas Aksilar Tebu (Saccharum officinarum) pada Media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm dan 150 ppm secara In Vitro Singh (2003) *MS = Murashige dan Skoog Cheema dan Hussain (2004) PTPN-IX (2012)

6 PERMASALAHAN Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu NXI1-3 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro? Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu HW-1 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro? Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu THA pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro?

7 BATASAN MASALAH

8 BATASAN MASALAH

9 TUJUAN PENELITIAN Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu NXI1-3 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro. Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu HW-1 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro. Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu THA pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro.

10 MANFAAT PENELITIAN Mendapatkan keterangan mengenai respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) tiga varietas yaitu NXI1-3, HW-1, dan THA pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm secara in vitro yang selanjutnya bisa dijadikan sebagai bagian dari referensi deskripsi dari tebu varietas NXI1-3, HW-1, dan THA terutama pada kesesuaian komposisi media tumbuh yang digunakan untuk menumbuhkan eksplan secara optimal dalam kultur jaringan tumbuhan.

11 LOKASI DAN WAKTU BUMN PT. Perkebunan Nusantara (PTPN) XI Persero Kota Surabaya, Jawa Timur Jl. Merak No. 1 Surabaya 60175, Jawa Timur 3 Desember 2012 hingga 31 Januari 2013

12 ALAT Aluminium foil tissue LAFC Neraca analitik Lemari es Gelas Beaker Keranjang sampah autoklaf Hot plate Rak kultur Erlenmeyer pinset spatula ph meter Magnetic stirer Sikat gigi Botol selai skalpel cutter Pipet mikro bunsen plastik Cawan Petri pisau tip sprayer Gelas ukur Kamera digital Alas lilin

13 BAHAN Stok A-F (bahan dasar MS 0) Aquades steril Alkohol 96% Bubuk glutamine Alkohol 70% + Myo-inositol + Vitamin + Vitagel + Sukrosa +Aquades BA kinetin Untuk media tumbuh eksplan HgCl 2 0,05% Tebu var. HW-1 Untuk sterilisasi eksplan Media dasar MS 0 PVP Tebu var. THA eksplan Tebu var. NXI 1-3

14 STERILISASI PERALATAN Autoklaf menggunakan durasi 20 menit, suhu 121 C dan tekanan 2 atm Menjaga kondisi peralatan tetap steril meskipun ketika alat dioperasikan Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi 1 jam Basuh tangan dengan alkohol 70% ketika akan memegang alat Peralatan disterilisasi dengan autoklaf -Pinset -Skalpel -Cawan petri Peralatan yang bersentuhan langsung dengan eksplan Peralatan yang telah steril diletakkan dalam LAFC untuk dipaparkan sinar UV sebelum peralatan digunakan Api bunsen dinyalakan dalam LAFC

15 STERILISASI BAHAN Autoklaf menggunakan durasi 20 menit, suhu 121 C dan tekanan 2 atm Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi 1 jam Bahan-bahan disterilisasi dengan autoklaf Media tumbuh eksplan yang telah dituang pada tiap botol selai Aquades HgCl 2 0,05% Bahan-bahan yang telah steril terutama media tumbuh eksplan dapat langsung diletakkan pada rak dan siap digunakan setelah kondisi media padat Untuk aquades dan HgCl 2 0,05% ketika akan digunakan hendaknya ikut diletakkan dalam LAFC untuk dipaparkan sinar UV agar memastikan kondisi tetap steril

16 PEMBUATAN MEDIA Stok A-F (bahan dasar MS 0) Bahan-bahan yang telah ditimbang + Myo-inositol + Vitamin + Vitagel + Sukrosa +Aquades Media dasar MS 0 PVP BA Bubuk glutamine kinetin Untuk media tumbuh eksplan Penimbangan tiap bahan sesuai kebutuhan Belum dilakukan penambahan vitagel Bahan-bahan dicampur pada gelas Beaker menggunakan magnetic stirer sekaligus dilakukan pengaturan ph hingga 5,8 menggunakan ph meter Agar dicampurkan dan dipanaskan menggunakan hotplate hingga mendidih

17 PEMBUATAN MEDIA Selanjutnya, Media yang masih berwujud cair dituang pada botol selai (botol kultur jaringan) dengan takaran masing-masing botol berisi 20 ml Botol ditutup dan diberi label

18 PENGAMBILAN EKSPLAN Dilakukan sterilisasi dengan cara menyikat seluruh permukaan berikut tunas aksilarnya menggunakan alkohol 70% Diletakkan pada wadah yang sebelumnya telah dilap menggunakan alkohol 70% Batang tebu dipotong untuk diambil bagian buku-bukunya (hanya diambil maksimal hingga buku-buku ketiga dari pucuk) Tebu var. THA Tebu var. HW-1 eksplan Tebu var. NXI 1-3

19 PENANAMAN EKSPLAN Diletakkan di rak kultur jaringan Selama penanaman eksplan berlangsung, kondisi harus terjaga dalam kondisi steril Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi 1 jam Tunas aksilar dipisahkan dari batang secara steril Direndam dalam HgCl 2 0,05% selama 1 menit Peralatan yang telah steril diletakkan dalam LAFC untuk dipaparkan sinar UV sebelum peralatan digunakan + HgCl 2 0,05% +Aquades steril Dibilas dalam aquades steril sebanyak 5 kali masingmasing selama 1 menit Eksplan siap ditanam

20 RANCANGAN PENELITIAN Simulasi tabel pengamatan kualitatif Kode Minggu ke Pengamatan untuk data kualitatif dilakukan pada 1 minggu setelah inokulasi hingga 4 minggu. A A2 A3 Perkembangan eksplan dicatat setiap satu minggu sekali untuk mendapatkan data kualitatif sesuai indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu F3 F4 F5 Keterangan indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan eksplan : 1 = Bentuk tunas tetap atau belum ada perubahan morfologi tunas 2 = Epidermis terluar pada tunas mulai membuka 3 = Badan tunas mulai membengkak 4 = Badan tunas membengkak disertai perubahan warna tunas semakin hijau 5 = Badan tunas semakin menonjol ke arah anterior 6 = Individu baru sudah mulai tampak, tinggi 1 cm A1 Minggu 1 = 1 Minggu A1 2 = 3 Minggu 3 = 5 Minggu 4 = 6

21 RANCANGAN PENELITIAN Kode d Pd (mm) Ld (mm) b Simulasi tabel pengamatan kuantitatif data kuantitatif diperoleh diakhir pengamatan (minggu ke-4) A1 d = 4 b A1 = 6 Pd = 10,7 Ld = 0,4 A1 4 10,7 0,4 6 A2 A3 F3 F4 F5 Keterangan: d= Jumlah daun Pd = Panjang daun terpanjang (mm) Ld = Lebar daun terlebar (mm) b= Jumlah buku-buku

22 RANCANGAN PENELITIAN Faktor Banyak Taraf Taraf Varietas (V) Jenis: 3 taraf NXI1-3 (v 1 ) HW-1 (v 2 ) THA (v 3 ) Glutamin (G) Dosis: 2 taraf 0 ppm (g 1 ) 100 ppm (g 2 ) (t-1)(n-1) 15 (5-1)(n-1) 15 4n n 19 n 4,75 (pembulatan) n 5 Pengulangan sebanyak 5 kali Data yang diperoleh akan dianalisis dengan uji t dua sampel berpasangan pada taraf kepercayaan 95%. H 0 = Media MS dengan penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro H 1 = Media MS dengan penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro

23 PEMBAHASAN Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 pada minggu ke-4 Glutamin 0 ppm pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 Glutamin 100 ppm Ulang an Minggu ke Ulang an Minggu ke Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Keterangan indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro Minggu ke-

24 PEMBAHASAN pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 Ulangan Glutamin 0 ppm Minggu ke Rata-rata Ulangan Glutamin 100 ppm Minggu ke Rata-rata uji statistik menggunakan metode paired sample T-test Varietas NXI 1-3 Minggu ke- Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpenga ruh b a b a Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro.

25 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks

26 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 uji statistik menggunakan metode paired sample T-test a a a a Sd Pd Ld Sb d b Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. Varietas Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpengaruh d 2 0 a NXI 1-3 Pd a Ld a b a

27 PEMBAHASAN Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 pada minggu ke-4 Glutamin 0 ppm pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 Glutamin 100 ppm Ulang an Minggu ke Ulang an Minggu ke Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Keterangan indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro Minggu ke-

28 PEMBAHASAN pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 Ulangan Glutamin 0 ppm Minggu ke Rata-rata Ulangan Glutamin 100 ppm Minggu ke Rata-rata uji statistik menggunakan metode paired sample T-test Varietas HW-1 Minggu ke- Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpenga ruh a b b a Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro.

29 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks

30 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 uji statistik menggunakan metode paired sample T-test a a a a d Sd Pd Ld Sb b Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. Varietas Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpengaruh d a HW-1 Pd a Ld a b a

31 PEMBAHASAN Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA pada minggu ke-4 Glutamin 0 ppm pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA Glutamin 100 ppm Ulang an Minggu ke Ulang an Minggu ke Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Keterangan indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro Minggu ke-

32 PEMBAHASAN pengamatan kualitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA Ulangan Glutamin 0 ppm Minggu ke Rata-rata Ulangan Glutamin 100 ppm Minggu ke Rata-rata uji statistik menggunakan metode paired sample T-test Varietas THA Minggu ke- Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpenga ruh a a b a Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro.

33 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA Glutamin 0 ppm Glutamin 100 ppm Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks Ulangan d Pd (cm) Ld (cm) b Foto Pengamatan Indeks

34 PEMBAHASAN pengamatan kuantitatif Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA uji statistik menggunakan metode paired sample T-test a a a a Sd Pd Ld Sb d b Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Keterangan: a = H 0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. b = H 0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidak memberikan pengaruh secara nyata terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) secara in vitro. Varietas Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpengaruh d a THA Pd a Ld a b b

35 PEMBAHASAN GS GOGAT AAT GDH AS AG OAA -KG glutamin sintetase glutamat sintase aspartat amino transferase glutamat dehidrogenase asparagin sintase asparaginase oksaloasetat -ketoglutarat Skema hubungan antara asimilasi nitrogen, síntesis asam amino lain, dan metabolisme karbon yang berasal dari glutamin dalam tubuh tanaman

36 KESIMPULAN Media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 selama 4 minggu pada kultur in vitro. Media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 selama 4 minggu pada kultur in vitro. Media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas THA selama 4 minggu pada kultur in vitro untuk parameter jumlah daun, panjang daun, dan lebar daun namun tidak untuk parameter jumlah buku-buku.

37 SARAN PENELITIAN Perlunya dilakukan penelitian secara keseluruhan proses kultur jaringan lebih dari 4 minggu hingga siap aklimatisasi agar bisa ditentukan total efisiensi waktu ketika eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3, HW-1, dan THA ditumbuhkembangkan pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm dibandingkan dengan tanpa penambahan glutamin.

38