AKTIVITAS ENDO-β-MANNANASE PADA PERKECAMBAHAN BIJI Parkia roxburghii G. Don DENGAN PEMBERIAN VARIASI KONSENTRASI GIBERELIN SKRIPSI

Transkripsi

1 digilib.uns.ac.id 1 AKTIVITAS ENDO-β-MANNANASE PADA PERKECAMBAHAN BIJI Parkia roxburghii G. Don DENGAN PEMBERIAN VARIASI KONSENTRASI GIBERELIN SKRIPSI Untuk memenuhi sebagian persyaratan guna memperoleh gelar Sarjana Sains Oleh: Ajeng Edita Subandi M JURUSAN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA commit 2013 to user

2 digilib.uns.ac.id 2

3 digilib.uns.ac.id 3 PERNYATAAN Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi serta tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah dituliskan atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka. Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut. Surakarta, Oktober 2013 Ajeng Edita Subandi M

4 digilib.uns.ac.id 4 AKTIVITAS ENZIM ENDO-β-MANNANASE PADA PERKECAMBAHAN BIJI Parkia roxburghii G. Don DENGAN PEMBERIAN VARIASI KONSENTRASI GIBERELIN Ajeng Edita Subandi Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sebelas Maret, Surakarta ABSTRAK Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) merupakan salah satu tanaman Fabaceae yang banyak dimanfaatkan sebagai tanaman obat. Biji P.roxburghii memiliki kulit biji keras yang dapat menghambat perkecambahan. Hambatan perkecambahan biji dapat diatasi dengan pemberian hormon dari luar. Giberelin diketahui merupakan salah satu hormon yang mampu mempercepat perkecambahan biji. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (i) mengetahui pengaruh pemberian hormon giberelin dengan berbagai konsentrasi terhadap perkecambahan biji P. roxburghii serta (ii) mengetahui aktivitas enzim pemecah endosperm (endo-β-mannanase) pada perkecambahan biji P. roxburghii. Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak lengkap (RAL) dengan 4 perlakuan yaitu pemberian giberelin konsentrasi 0, 100, 300 dan 500 ppm. Sebelum dikecambahkan, biji diberi praperlakuan berupa inkubasi dalam waterbath suhu 55 o C selama 1 jam. Biji kemudian direndam dalam larutan hormon selama 24 jam. Setelah dibilas dengan aquades, biji dikecambahkan dalam cawan petri selama 30 hari. Pada suhu ruang (28 o C) parameter perkecambahan yang diamati meliputi imbibisi biji, persentase perkecambahan, laju perkecambahan, dan aktivitas enzim endo-β-mannanase. Pengukuran aktivitas endo-β-mannanase dilakukan dengan spektrofotometer. Hasil penelitian menunjukkan bahwa presentase perkecambahan biji P. roxburghii tertinggi terdapat pada perlakuan GA 300 ppm sebanyak 47%. Selama proses perkecambahan, aktivitas enzim endo-β-mannanase mengalami perubahan, yaitu semakin mendekati waktu perkecambahan maka aktivitas semakin meningkat. Puncak aktivitas enzim endo-β-mannanase tertinggi terdapat pada perlakuan GA 300 ppm yaitu 20,34 unit/2,4ml pada hari ketiga perkecambahan. Kata kunci: Parkia roxburghii, perkecambahan, giberelin, endo-β-mannanase

5 digilib.uns.ac.id 5 ENZYME ACTIVITIES OF ENDO-β -MANNANASE ON SEED GERMINATION OF Parkia roxburghii G. Don WITH GRANT OF CONCENTRATION VARIATION GIBBERELLIN Ajeng Edita Subandi Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences, Sebelas Maret University, Surakarta ABSTRACT Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) is member of leguminous plants used as medicinal plants. Parkia roxburghii seed has rigid seed coat and it can inhibit germination process. Seed germination barriers can be overcome by adding external hormones such as gibberellin and auxin. Gibberellin hormone has been known to has capabilities to accelerate seed germination. The purposes of this research was to (i) determine the effect of various concentrations of the gibberellin hormone on seed germination of P. roxburghii and (ii) investigate the activity of endo-β-mannanase enzyme in breaking the endosperm on seed germination P.roxburghii. The experiment was conducted by randomized design (CRD) with 4 different gibberellin concentrations namely 0, 100, 300 and 500 ppm respectively. Seeds were incubated in waterbath at 55 o C for 1 hour as a pretreatment. Seeds then soaked in a gibberellin hormone solution for 24 hours. After rinsed with distilled water, seeds subsequently germinated in petri dishes for 30 days. Germination was performed at room temperature (28 o C) with some parameters observed which were seed imbibition, germination rate, germination percentage, and activity of endo-β-mannanase enzyme. Measurement of endo-β-mannanase activity was using spectrophotometer. The results showed that the highest germination percentage of P.roxburghii seed at 300 ppm was 47%. During the germination process, the activity of endo-β-mannanase enzyme has been changing, in which the closer to the germination time, enzyme activity increased. The highest peak of the activity of endo-β-mannanase enzyme at 300 ppm was units/2.4 ml on the third day of germination. Keywords: Parkia roxburghii, germination, gibberellins, endo-β-mannanase

6 digilib.uns.ac.id 6 HALAMAN MOTTO Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua (Ayah dan Ibu) dengan penuh kasih sayang dan ucapkanlah : Wahai Tuhanku, kasihilah mereka sebagaimana mereka telah mengasihi dan mendidik aku waktu kecil (AI Israa :24) Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. Ia mendapat pahala (dari kebajikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa (dari kejahatan) yang dikerjakannya..." (Q.S. Al-Baqarah :286) Dan janganlah kamu merasa rendah diri dan jangan pula bersedih hati, padahal kamulah yang paling tinggi (derajatnya) jika kamuorang-orang yang beriman (Q.S. Ali Imran :139) Sesungguhnya beserta (sehabis) kesulitan ada kemudahan (Q.S. Al Insyirah :6)

7 digilib.uns.ac.id 7 HALAMAN PERSEMBAHAN Alhamdulillah.terucap syukurku padamu ya Allah. Atas segala Rahmat dan Nikmat dari-mu yang tiada terkira banyaknya. Terucap, puji Syukurku atas-mu dan atas Rosul-Mu...yang hanya berkat perantaranyalah ku merasakan Nikmat-Nya beragama Islam... Shalawat atas-mu Ya Rosulullah... Kupersembahkan karya kecilku ini untuk yang tercinta dan tersayang : 1. Ayahanda Edy Wiyarno dan Ibunda Ita Wahyuni, yang dengan kasih sayangnya senantiasa mendo`akan dan terus menyemangati...ya Rabb Sayangilah mereka..sebagaimana mereka menyayangiku Adikku Ellen Putri Edita yang tiada lelah membantu dan menyemangati 3. Teruntuk Eyangku, Robiah Subandi atas segala kasih sayangnya, bantuan, dan motivasinya. Semoga Allah SWT membalasnya dengan kebaikan yang berlimpah dan berkah. 4. Saudara-saudaraku tercinta Icha, Echi, Dek galuh, Mbak Gea, Dimas, Dinda, Inggrid, Hilda, Braga, dan seluruh keluarga besarku yang senantiasa mendukung dan mendoakanku 4. Almarhum Om Yan tersayang yang kini telah tersenyum di sisi-mu, ya Rabb, izinkan dia menjadi penghuni Surga-Mu...Amin. 5. Sahabat seperjuangan Biologi 2009 yang selalu memberiku keindahan

8 digilib.uns.ac.id 8 KATA PENGANTAR Alhamdulillahirobbil`alamin. Segala puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT atas segala kuasa-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul Aktivitas Endo-Β- Mannanase pada Perkecambahan Biji Parkia roxburghii G. Don Dengan Pemberian Variasi Konsentrasi Giberelin Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi penulis mendapatkan banyak masukan, bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak yang sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan skripsi. 2. Bapak Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi yang telah memberikin ijin untuk keperluan skripsi serta memberikan motivasi selama penelitian maupun penyusunan skripsi. 3. Bapak Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D dan Ibu Siti Lusi Arum Sari, M.Biotech selaku pembimbing I dan II yang telah memberikan saran dan sumbangan pemikiran kepada penulis selama pelaksanaan penelitian sampai penyusunan skripsi ini. 4. Ibu Dra. Endang Anggarwulan, M.Si. dan Bapak Ari Pitoyo, M.Sc. selaku penelaah I dan II yang telah memberikan saran dan masukan kepada penulis. 5. Ibu Solichatun, M.Si yang telah memberikan saran dan arahan selama melaksanakan penelitian. 6. Staf Laboratorium Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian.

9 digilib.uns.ac.id 9 7. Nasrullah Harino Al-Ghifari, Fibri Cahyono, Deni, Aken, Isnaniar yang telah memberikan bantuan selama penelitian. 8. Sahabat-sahabat Biologi 2009 dan berbagai pihak yang banyak memberikan bantuan kepada penulis. 9. Sahabat-sahabatku Rizka, Indri, Nilan, Sari, Nisa, Dhiajeng dan Dias yang selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. Penulis menyadari bahwa skripsi ini kurang sempurna, untuk itu segala pendapat, saran dan kritik senantiasa penulis harapkan untuk perbaikan lebih lanjut. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, pembaca dan untuk perkembangan ilmu pengetahuan di bidang biologi. Surakarta, Oktober 2013 Penulis

10 digilib.uns.ac.id 10 DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL i HALAMAN PENGESAHAN ii HALAMAN PERNYATAAN iii ABSTRAK iv ABSTRACT v HALAMAN MOTTO vi HALAMAN PERSEMBAHAN vii KATA PENGANTAR viii DAFTAR ISI x DAFTAR TABEL xii DAFTAR GAMBAR xiii DAFTAR LAMPIRAN xiv BAB I PENDAHULUAN 1 A. Latar Belakang 1 B. Perumusan Masalah 4 C. Tujuan Penelitian 4 D. Manfaat Penelitian 4 BAB II LANDASAN TEORI 5 A. Tinjauan Pustaka 5 1. Kedawung (Parkia roxburghii) 5 2. Biji 8 3. Perkecambahan Asam Giberalat (GA) Peran Enzim Dalam Perkecambahan 21 B. Kerangka Pemikiran 24 C. Hipotesis 26 BAB III METODE PENELITIAN 27 A. Waktu dan Tempat commit Penelitian to user 27

11 digilib.uns.ac.id 11 B. Alat dan Bahan Alat Bahan 27 C. Cara Kerja Penelitian 28 D. Analisis Data 30 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 31 A. Morfologi Biji Kedawung (Parkia roxburghii) 31 B. Perkecambahan Biji 33 C. Enzim Endo-β-Mannanase 39 BAB V PENUTUP 43 A. Kesimpulan 43 B. Saran 43 DAFTAR PUSTAKA 44 LAMPIRAN 49 DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS 53

12 digilib.uns.ac.id 12 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1. Komposisi biji P. roxburghii pada berbagai tingkat kematangan. 7 Tabel 2. Rerata kecepatan perkecambahan biji P. roxburghii dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari setelah tanam 38.

13 digilib.uns.ac.id 13 DAFTAR GAMBAR Gambar 14. Aktivitas aktivitas enzim endo-β-mannanase pada kotiledon dan kulit biji P. roxburghii dengan perlakuan giberelin (GA) selama 5 hari perkecambahan. Halaman Gambar 1. Morfologi pohon P. roxburghii. 6 Gambar 2. Morfologi biji P. roxburghii. 7 Gambar 3. Gambar 4. Kurva imbibisi pada biji kedelai yang terdiri dari triphasic atau 3 tahap. Diagram pengendalian dormansi dan perkecambahan pada biji Arabidopsis. Pemacuan perkecambahan ditunjukkan dengan garis hijau dan penghambatan dengan garis merah. Gambar 5. Mekanisme kerja hormon giberelin pada biji barley. 19 Gambar 6. Galaktomannan yang tersusun atas 6-karbon gula yang membentuk panjang polisakarida rantai. Tanda panah menunjukkan ikatan β 1,4 yang menjadi target endo-βmannanase. Gambar 7. Diagram Alur Pemikiran Aktivitas Enzim Endo- β- mannanase pada Perkecambahan Biji P. roxburghii dengan Pemberian Variasi Konsentrasi Giberelin. Gambar 8. Gambar 9. Perubahan bentuk morfologi biji P. roxburghii sebelum dan sesudah imbibisi selama 3 hari Bagian-bagian biji P. roxburghii pada saat proses perkecambahan. Gambar 10. Kurva imbibisi biji P. roxburghii dengan pemberian variasi giberelin selama 8 hari perkecambahan. Gambar 11. Rerata presentase perkecambahan biji P. roxburghii dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari setelah tanam. Gambar 12. Presentase perkecambahan harian Biji P. roxburghii dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari setelah tanam Gambar 13. Aktivitas enzim Endo-β-Mannanase biji P. roxburghii dengan perlakuan giberelin (GA) selama 5 hari perkecambahan

14 digilib.uns.ac.id 14 DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Lampiran 2. Lampiran 3. Lampiran 4. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% berat basah biji P. roxburghii dengan variasi konsentrasi enzim giberelin selama 30 hari. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% presentase perkecambahan biji P. roxburghii dengan variasi konsentrasi enzim giberelin selama 30 hari. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% laju perkecambahan biji P. roxburghii dengan variasi konsentrasi enzim giberelin selama 30 hari. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% aktivitas enzim endo-β-mannanase pada biji P. roxburghii dengan variasi konsentrasi enzim giberelin