ANALISIS KANDUNGAN UNSUR N DAN P TEBU TRANSGENIK PS-IPB 1 YANG MENGEKSPRESIKAN GEN FITASE. Oleh : MIZA A

Transkripsi

1 ANALISIS KANDUNGAN UNSUR N DAN P TEBU TRANSGENIK PS-IPB 1 YANG MENGEKSPRESIKAN GEN FITASE Oleh : MIZA A PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

2 ABSTRACT MIZA. Analysis Nitrogen and Phosphorus Content in Sugar Cane Transgenic PS- IPB 1 Expressi Phytase Gen. Supervised by DWI ANDREAS SANTOSA and KUKUH MURTILAKSONO. Formerly Indonesia is one of the biggest sugar exporter country in the world, nowdays Indonesia became one of the biggest sugar importer countries. There are several causes of low sugar production in Indonesia, one of them is low productivity due to inefficiency of fertilizer use, for example P fertilizer. It s though that the isertion of phytase gene to the sugarcane genome will increase the efficiency of P fertilizer use and P metabolism in plant. The purpose of the study were 1) to test fitase gen expression in sugar cane transgenic PS-IPB 1 clones and select the five best clones 2) to select clones that have probable high rendemen. The sugarcane plant were planted in two different treatment of fertilizing, which are 25% Phosphor from recommendation in test site 1 and 50% Phosphor from recommendation in test site 2. Analysis are done in vegetatif stage, which in age 3 and 6 months. For Nitrogen and Phosphor analysis, 20 clones of the best sugar cane transgenic growing quality were used based on many varieties that undergoing selection with scoring frequency spread data. Analysis were done using sample of the lowest leaf from sugar cane transgenic clones. Based on the analysis, not all clones of sugar cane transgenic PS IPB 1 had Nitrogen and Phosphor content more higher than isogenic PS 851. Nitrogen and Phosphor content of sugar cane transgenic and the isogenic at the age of 3 months relatively more higher than at the age of 6 months, so does from the test site 2 (50% Phosphor treatment) is higher than sugar cane transgenic from test site 1 (25% Phosphor treatment). Based on selection with scoring frequency spread data, there are 5 sugar cane transgenic clones that have the highest rendemen (sucrose content of sugar cane) such as PS IPB 1-59, PS IPB 1-20, PS IPB 1-55, PS IPB 1-5, and PS IPB While there are some sugar cane transgenic clones that exceed in any criteria such as PS IPB 1-55, PS IPB 1-5, PS IPB 1-20, PS IPB 1-59, PS IPB Key word : sugar cane, transgenic, phytase, nitrogen, phosphorus

3 RINGKASAN MIZA. Analisis Kandungan Unsur N dan P Tebu Transgenik PS-IPB 1 Yang Mengekspresikan Gen Fitase. Di bawah bimbingan DWI ANDREAS SANTOSA dan KUKUH MURTILAKSONO. Indonesia yang dulu pernah menjadi salah satu eksportir gula terbesar di dunia, kini menjadi salah satu importir gula terbesar di dunia. Hal ini dikarenakan peningkatan konsumsi gula seiring dengan pertambahan jumlah penduduk, konversi dan peralihan lahan penanaman tebu, serta penurunan produktivitas yang salah satunya diakibatkan oleh ketidakefisienan pemupukan, terutama P. Ketidakefisienan pemupukan P dikarenakan ketersediaannya yang rendah di dalam tanah dan ketika P diserap tanaman, P akan dirubah menjadi P organik (senyawa fitat) yang sulit digunakan oleh tanaman. Untuk meningkatkan produktivitas gula dan mencapai swasembada gula yang diharapkan serta meningkatkan efisiensi pemupukan P, maka dilakukan penyisipan gen fitase yang dapat meningkatkan ketersediaan P dengan mengubah P organik menjadi P tersedia. Penyisipan ini juga diharapkan dapat meningkatkan ketersediaan N bagi tanaman. Analisis kandungan N dan P tebu transgenik PS IPB 1 ini, merupakan analisis lanjutan untuk menguji ekspresi gen fitase pada klon-klon tebu transgenik PS IPB 1 dan menyeleksi klon tebu transgenik PS IPB 1 terbaik. Sebanyak 62 klon tebu transgenik dan isogeniknya ditanam di kebun percobaan PG Jatiroto Jawa Timur. Penanaman dilakukan dengan perlakuan dua aras pemupukan P yang lebih rendah dari rekomendasi pemupukan P untuk tanaman tebu, yaitu 25% P dari rekomendasi pada Lahan 1 dan 50% P dari rekomendasi pada Lahan 2. Analisis dilakukan pada masa pertumbuhan vegetatif, yaitu pada umur 3 dan 6 bulan. Untuk analisis N (Metode Kjeldhal) dan P (Metode Pengabuan Basah dan P-Bray) digunakan 20 klon tebu transgenik terbaik berdasarkan keragaannya yang diseleksi dengan skoring sebaran frekuansi data. Sampel yang digunakan adalah daun paling bawah. Berdasarkan hasil analisis, ternyata tidak seluruh klon tebu transgenik PS IPB 1 memiliki kandungan N dan P lebih tinggi dari isogenik PS 851. Perbedaan kandungan N dan P pada jaringan tanaman tebu transgenik dan isogeniknya dipengaruhi oleh kemampuan masing-masing klon dalam menyerap hara dan faktor-faktor yang mempengaruhi serapan hara tersebut. Kandungan N dan P tebu transgenik dan isogeniknya pada umur tiga bulan relatif lebih tinggi dibandingkan dengan umur 6 bulan. Kandungan N dan P klon-klon tebu transgenik pada lahan 2 (perlakuan 50% P) relatif lebih tinggi dibandingkan klon-klon tebu transgenik pada lahan 1 (perlakuan 25% P). Berdasarkan seleksi dengan skoring sebaran frekuensi data yang dilakukan, 5 klon tebu transgenik yang memiliki peluang rendemen tertinggi adalah klon PS IPB 1-59, PS IPB 1-20, PS IPB 1-55, PS IPB 1-5, PS IPB 1-53 dan klon tebu transgenik yang unggul berdasarkan seluruh kriteria yang ada adalah PS IPB 1-55, PS IPB 1-5, PS IPB 1-20, PS IPB 1-59, PS IPB Penelitian lanjutan perlu dilakukan hingga masa kemasakan tebu untuk mengetahui pengaruh aktifitas fitase pada pertumbuhan tebu dan kandungan unsur P dan N, serta untuk mengetahui rendemen nyata yang dihasilkan.

4 ANALISIS KANDUNGAN UNSUR N DAN P TEBU TRANSGENIK PS-IPB 1 YANG MENGEKSPRESIKAN GEN FITASE Oleh : MIZA A Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor PROGRAM STUDI MANAJEMEN SUMBERDAYA LAHAN DEPARTEMEN ILMU TANAH DAN SUMBERDAYA LAHAN FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2009

5 LEMBAR PENGESAHAN Judul Nama NRP : Analisis Kandungan Unsur N dan P Tebu Transgenik PS-IPB 1 yang Mengekspresikan Gen Fitase : Miza : A Menyetujui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, MS Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS NIP NIP Mengetahui, Dekan Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr NIP Tanggal Lulus :

6 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di kota Bogor pada tanggal 30 Oktober Penulis merupakan anak bungsu dari tiga bersaudara pasangan Bapak Kurniadi Halim dan Ibu Yani Nuryani. Pendidikan formal yang ditempuh penulis berawal dari Taman Kanak- Kanak Nugraha II Bogor pada tahun 1992 sampai tahun 1993, kemudian dilanjutkan ke SD Negeri Polisi I Bogor pada tahun 1993 sampai tahun Selepas SD, penulis meneruskan ke SLTP Negeri 1 Bogor pada tahun 1999 sampai tahun 2002 dan SMA Negeri 1 Bogor pada tahun 2002 sampai tahun Pada tahun 2005, penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur SPMB, yang kemudian pada semester tiga masuk di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan. Selama menjadi mahasiswa IPB, penulis berkesempatan menjadi asisten praktikum Bioteknologi Tanah pada tahun Kegiatan Mahasiswa yang pernah diikuti penulis antara lain sebagai staf divisi Infokom Himpunan Mahasiswa Ilmu Tanah pada tahun 2007 dan tahun 2008.

7 KATA PENGANTAR Seagala puji dan syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian dan penulisan skripsi ini dengan baik. Skripsi yang berjudul Analisis Kandungan Unsur P dan N Tebu Transgenik PS-IPB 1 yang Mengekspresikan Gen Fitase ini merupakan hasil penelitian sebagai salah satu syarat kelulusan menjadi Sarjana Pertanian di Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanaian Bogor. Pada kesempatan ini, penulis ingin menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada : 1. PTPN XI yang telah mendanai penelitian ini melalui kerjasama penelitian antara PTPN XI dengan Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya Lahan, Faperta IPB. 2. Ibu Reza, Ibu Nurmala, dan Pak David staf PG Jatiroto, PTPN XI Jatim yang telah membantu dalam pengumpulan data-data, sehingga skripsi penulis dapat terselesaikan. 3. Dr. Ir. Dwi Andreas Santosa, MS sebagai dosen pembimbing I yang senantiasa memberikan arahan, bimbingan, dan memotivasi selama melakukan penelitian dan penulisan skripsi ini. 4. Dr. Ir. Kukuh Murtilaksono, MS sebagai dosen pembimbing II yang telah memberikan saran, arahan, bimbingan, dan masukan terhadap kegiatan penelitian dan penulisan skripsi ini. 5. Dr. Ir. Lilik Tri Indriyati, Msc sebagai dosen penguji yang telah memberikan masukan dan arahan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsinya dengan baik. 6. Mama, Papa, dan Kakak-kakakku yang telah memberikan doa, bantuan, dukungan, serta dorogan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsinya.

8 7. Seluruh staf Indonesian Center for Biodiversity and Biotechnologi (ICBB) yang telah memberikan masukan terhadap penelitian dan penyusunan skripsi penulis sehingga dapat terselesaikan dengan baik. 8. Staf Laboratorium Bioteknologi Tanah (Pak Jito, Ibu Jul, Ibu Asih, Mba Dian) dan Kesuburan Tanah (Pak Koyo, Pak Ade) yang telah memberikan masukan dan bantuan selama penelitian. 9. Tomy, Ari, Puteri yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini. 10. Seluruh pihak yang telah membantu selama kegiatan penelitian dan penyusunan skripsi yang tidak dapat disebutkan satu per satu. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan dalam skripsi ini oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran bagi penulis. Semoga tulisan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya. Bogor, September 2009 Penulis v

9 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL... viii DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi I. PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Hipotesis Penelitian... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Tebu (Saccharum officinarum L.) Tebu Syarat Tumbuh Tanaman Tebu Pola Pertumbuhan Tanaman Tebu Pemupukan Pada Tebu Fosfor Nitrogen Fitase Tebu Transgenik III. BAHAN DAN METODE 3.1. Waktu dan Tempat Penelitian Bahan dan Alat Metode Penelitian Perlakuan Teknik Sampling Contoh Tanaman Penanganan Contoh Tanaman Pemilihan 20 Klon Tebu Transgeik Terbaik Untuk Analisis Kandungan N dan P Pada Umur 3 dan 6 Bulan... 15

10 Analisis Tanaman di Laboratorium Analisis Kandungan Unsur N Analisis Kandungan Unsur P Pemilihan Klon Tabu Transgenik Terbaik IV. KONDISI UMUM LOKASI PENANAMAN 4.1. Letak Geografis Kondisi Iklim Keadaan Tanah V. HASIL DAN PEMBAHASAN 5.1. Seleksi Awal Klon Tebu Transgenik PS IPB1 Berdasarkan Keragaannya Kandungan Nitrogen Tebu Transgenik PS IPB Kandungan Fosfor Tebu Transgenik PS IPB Rendemen Tebu Transgenik PS IPB Klon Unggul Tebu Transgenik PS IPB VI. KESIMPULAN DAN SARAN 6.1. Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN vii