MULTIPLIKASI IN VITRO TUNAS BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) PADA BERBAGAI TARAF KONSENTRASI AIR KELAPA

Transkripsi

1 ISSN - 99 MULTIPLIKASI IN VITRO TUNAS BAWANG MERAH (Allium ascalonicum L.) PADA BERBAGAI TARAF KONSENTRASI AIR KELAPA [IN VITRO MULTIPLICATION OF ONION (Allium ascalonicum L.) SHOOTS ON VARIOUS CONCENTRATIONS OF COCONUT WATER] Djoko Pitoyo Budiono Abstract The in vitro culture of onion had been carried out with the aim to investigate the effect of coconut milk on shoot propagation. The experiment was conducted at the Plant Tissue Culture Laboratory, Agricultural Faculty the University of Agriculture, Bogor, from July through to December. A randomized block design with four levels of coconut milk concentration (,, and %) and three replicates was used in this study. Bulbs of onion cv. Sumenep was used as plant materials cultured on agar solidified MS media, and maintained at 5 o C under lux of continuous photoperiod. The results showed that coconut milk significantly affected all variables such as shoot number, leaf number, leaf length, root number and root length. The concentration of coconut milk of % was the most effective to promote shoot and leaf growth on onion. However, the coconut milk treatment was proven to cause root growth inhibition. Key words: plant propagation, micropropagation, tissue culture, biotechnology. Kata kunci: perbanyakan tanaman, mikropropagasi, kultur jaringan, bioteknologi. PENDAHULUAN Salah satu spesies Allium yang banyak ditanam di Indonesia adalah Allium cepa grup agregatum atau disebut bawang merah. Menurut Siemonsma dan Pileuk (99) di Indonesia terdapat sekitar varietas bawang merah lokal. Akan tetapi varietas lokal yang paling disukai petani adalah Sumenep. Varietas ini mempunyai kandungan padatan terlarut paling tinggi yaitu 5 7 brix, sedangkan varietas lainnya hanya 5 brix. Kualitasnya juga lebih baik sehingga lebih disukai dan banyak digunakan sebagai bawang goreng (Siemonsma dan Pileuk, 99). Luas pertanaman bawang merah di Indonesia berfluktuasi dan cenderung meningkat. Pada tahun 989 tercatat hanya 6.99 ha, lalu meningkat terus dan mencapai puncaknya pada tahun 999 seluas.89 ha, setelah itu menurun menjadi ha pada tahun. Fluktuasi luas areal pertanaman tersebut diikuti oleh fluktuasi produksinya, yaitu pada tahun 989 hanya sebesar 9.88 ton, lalu meningkat menjadi 98.9 ton pada tahun 999, kemudian menurun lagi pada tahun menjadi ton. Kebutuhan nasional bawang merah cukup tinggi sehingga untuk mencukupi kebutuhan konsumen dilakukan impor dari negara lain. Sebagai contoh pada tahun 99 impor bawang merah sebesar US $ 6 juta (Badan Pusat Statistik, ). Ternyata sebagian dari impor tersebut digunakan untuk memenuhi kebutuhan bibit. Data yang dicatat KUD bawang merah di Cirebon, untuk daerah Pantura saja impor bibit bawang merah mencapai 5 milyar rupiah setiap musim tanam. Bibit merupakan salah satu komponen usaha tani bawang merah terbesar, yaitu sekitar, -,% (Adiyoga dan Soetiarso, 997). Bawang merah umumnya diperbanyak secara vegetatif menggunakan umbi yang kebutuhannya mencapai. kg ha -. Tanaman hasil pembiakan vegetatif sangat rentan terhadap patogen sistemik yang dibawa dari induknya sehingga dapat menekan pertumbuhan dan produktifitas tanaman (Permadi, 995). Selain itu, sistem perbanyakan ini dapat meningkatkan akumulasi patogen, terutama virus, di dalam bibit yang diwariskan dari satu generasi ke generasi berikuya. Akumulasi patogen tersebut dapat mengakibatkan terjadinya penurunan produktivitas. Oleh karena, itu upaya eliminasi patogen sangat penting dilakukan dalam sistem produksi bibit bawang merah. Dengan teknik in vitro akan dapat diproduksi bibit dalam jumlah besar dalam waktu yang relatif singkat, bebas pa- Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi Budidaya Pertanian, BPPT. Jl. M.H. Thamrin No. 8, Gedung II, Lantai XVII, Jakarta. 75

2 Jurnal Agronomi 8():75-8. togen, identik dengan induknya dan teknik ini tidak dipengaruhi oleh musim. Menurut Hussey sebagai mana dikutip oleh George dan Sherrington (98), perbanyakan bawang merah dengan teknik in vitro memberikan hasil yang sangat memuaskan, di mana setiap eksplan dapat menghasilkan 6. tunas baru dalam waktu satu tahun. Air kelapa (coconut milk/water) adalah cairan endosperma dari buah kelapa yang mengandung senyawa organik komplek (Pierik, 997). Menurut Tulecke et al. (96) air kelapa mengandung gula, gula alkohol, asam amino, asam organik, vitamin, fitohormon dan unsur anorganik (kalium, natrium, kalsium, magnesium, besi, tembaga, fosfor, sulfat dan klor). Asam amino yang terdapat di dalam air kelapa sebanyak jenis, yaitu aspartat, glutamat, serin, glisin, asparagin, threonin, alanin, glutamin, histidin, lisin, arginin, prolin, valin, hidroksiprolin, leusin, fenilalanin, tirosin, y-aminobutirat, metionin dan homoserin. Di dalam setiap mililiter air kelapa muda terdapat asam amino total sebanyak 9,5 µg, pada buah tua sebanyak 685, µg dan 757, µg pada buah tua setelah diautoclave. Letham (97) meyatakan bahwa kelapa tua mengandung 9-B-D-riboforanosylzeatin (sitokinin). Ditambahkan oleh Van Staden dan Drewis (975) bahwa di dalam air kelapa juga terkandung zeatin dan zeatin ribosida. Menurut Wattimena (988), di dalam air kelapa terkandung difenilurea yang memiliki aktivitas sama seperti sitokinin. Sitokinin berperanan penting di dalam sitokinesis, inisiasi dan proliferasi tunas dan akar, mendorong pembungaan, pembentukan buah partenokarpi, memecahkan dormansi, mendorong pembentukan umbi dan memperlambat proses penuaan. Pemanfaatan air kelapa di dalam teknik kultur jaringan tanaman pertama kali dilaporkan oleh Van Overbeek et al. (9) pada kultur embryo Datura stramonium. Kini air kelapa sering digunakan pada konsentrasi antara 5 hingga % dengan hasil yang cukup memuaskan Percobaan ini bertujuan untuk mencari konsentrasi air kelapa yang efektif untuk induksi penggandaan tunas bawang merah kultivar Sumenep. BAHAN DAN METODA Tempat dan waktu Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman, Departemen Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian IPB, dari bulan Juli sampai dengan Desember. Bahan dan alat Penelitian ini menggunakan umbi bawang merah kultivar Sumenep sebagai bahan eksplan. Sedangkan media tumbuh yang digunakan adalah media dasar MS (Murashige dan Skoog, 96), dengan senyawa organik kompleks air kelapa. Bahan pendukung lainnya antara lain adalah growmore, gula, Dithane M-5, Agrept 5 WP, Chlorox, Betadine, spiritus, alkohol 7% serta bahan pemadat agar. Rancangan percobaan Percobaan dilakukan dengan Rancangan Acak Kelompok, yang terdiri atas kelompok berdasarkan hari tanam. Perlakuan terdiri atas satu faktor, yaitu air kelapa dengan konsentrasi,, dan %. Setiap perlakuan di dalam satu kelompok terdiri atas 8 botol kultur. Prosedur Sterilisasi. Peralatan diseksi dan botol dicuci bersih dan disterilkan dengan otoklaf pada suhu o C dan tekanan 7,5 psi selama satu jam. Sterilisasi eksplan dimulai dengan pengupasan, dicuci dengan air bersih plus deterjen, direndam di dalam Dithane M-5 plus Agrept masing-masing g L - selama jam, lalu bilas dengan air steril - kali. Eksplan selanjuya direndam di dalam larutan Chlorox % yang dibubuhi 5 tetes Tween- selama menit, lalu dibilas dengan air steril - kali. Umbi selanjuya dikupas kembali sampai diperoleh lapisan berwarna putih, lalu direndam di dalam Chlorox % plus 5 tetes Tween- selama menit sebelum dibilas dengan air steril - kali. Umbi yang telah dibilas lalu dikupas lagi - lapis sampai diperoleh bagian paling dalam. Selanjuya eksplan direndam lagi di dalam Chlorox 5% yang diberi 5 tetes Tween- selama 5 menit, kemudian dibilas dengan - kali dengan air steril. Selanjuya umbi direndam di dalam Betadine pekat selama menit sebelum ditanam pada media prakondisi pada kerapatan 7 eksplan per botol, dan diinkubasikan di dalam ruang kultur dengan suhu 5 o C selama 7 hari. Pembuatan media. Prakondisi eksplan menggunakan media MS (Murashige dan Skoog, 96) yang dimodifikasi dengan penambahan g gula dan g growmore. Sedangkan untuk media perlakuan menggunakan media yang sama dengan prakondisi tetapi ditambah zat pengatur tumbuh sitokinin dan air kelapa sesuai dengan perlakuan yang telah dirancang. Penanaman, pemeliharaan dan pengamatan. Eksplan yang telah diprakondisikan selanjuya direndam di dalam larutan Betadine untuk 76

3 Djoko Pitoyo Budiono: Multiplikasi In Vitro Bawang Merah. persiapan penanaman pada media perlakuan. Eksplan yang dikulturkan adalah basal plate berukuran,5 -, mm, sebanyak satu eksplan per botol. Kemudian eksplan dipelihara di dalam ruang kultur pada suhu - 5 o C dengan pencahayaan lux selama jam, dan selanjuya dilakukan pengamatan. Pengamatan dilakukan terhadap peubah sebagai berikut: ) jumlah tunas; ) jumlah daun, ) jumlah akar, ) warna daun, 5) persentase kultur berakar, 6) panjang daun, dan 7) panjang akar. HASIL DAN PEMBAHASAN Sidik ragam pada Tabel menunjukkan bahwa perlakuan air kelapa tidak berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas pada - MSP, berpengaruh nyata pada 5-6 MSP dan sangat nyata pada 7-8 MSP. Terhadap jumlah daun, air kelapa tidak berpengaruh nyata pada - 5 MSP, dan sangat nyata pada 6-8 MSP. Sementara itu, terhadap panjang daun pemberian air kelapa berpengaruh sangat nyata pada 8 MSP, sedangkan terhadap jumlah akar air kelapa tidak berpengaruh nyata pada MSP dan sangat nyata pada - 8 MSP, serta terhadap panjang akar, pemberian air kelapa berpengaruh sangat nyata pada 8 MSP. Dengan demikian, perlakuan air kelapa secara umum berpengaruh sangat nyata terhadap semua peubah yang diamati, sekalipun pada awalnya tidak berpengaruh nyata. Air kelapa yang mengandung nutrisi dan zat pengatur tumbuh difenilurea yang berfungsi seperti sitokinin alami berperanan dalam memacu pertumbuhan embryo kelapa. Penggunaannya dalam percobaan ini dapat memacu pertumbuhan organ tanaman yang diamati, seperti pertunasan, dan pertumbuhan daun serta akar. Hal ini tidak terlepas dari peranan fisiologis sitokinin seperti dinyatakan oleh Wattimena (988) yaitu memacu sitokinesis, inisiasi dan proliferasi tunas, serta pembentukan akar. Jumlah tunas dan daun Pemberian air kelapa berpengaruh sangat nyata terhadap pertambahan jumlah tunas. Tabel memperlihatkan bahwa pada - 8 MSP pemberian air kelapa % menghasilkan laju pertambahan jumlah tunas yang paling tinggi dibandingkan dengan konsentrasi, dan %. Dari data tersebut juga terungkap, bahwa pemberian air kelapa sampai % dapat meningkatkan pertambahan jumlah tunas, tetapi pada konsentrasi lebih tinggi (%) pengaruhnya menurun. Meskipun hasil uji Duncan memperlihatkan pengaruh pemberian air kelapa % terhadap pertambahan jumlah tunas tidak berbeda nyata dengan % dan %, tetapi secara kuantitatif data yang diperoleh menunjukkan bahwa perlakuan air kelapa % merupakan dosis terbaik bagi pertambahan jumlah tunas. Tabel. Ringkasan sidik ragam pengaruh air kelapa terhadap pertumbuhan eksplan bawang merah kultivar Sumenep. Peubah MSP Hasil uji Jumlah tunas * * Jumlah daun Panjang daun 8 Jumlah akar Panjang akar 8 * = berpengaruh nyata pada uji F 5%. = berpengaruh sangat nyata pada uji F %. = tidak berpengaruh nyata pada uji F 5%. MSP = minggu setelah perlakuan. 77

4 Jurnal Agronomi 8():75-8. Tabel. Pengaruh air kelapa terhadap jumlah tunas bawang merah kultivar Sumenep. No Air kelapa MSP (% v/v) ,5,58 a,666 b 6,78 b,,66 a 5, ab 7,8 ab,,875 a 6,8 a 9,6 a,58,875 a 5,875 ab 8,666 a 7,958 b 9,5 ab,8 a,75 a Keterangan: MSP= minggu setelah perlakuan; nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan dengan taraf α = 5%. Tabel. Pengaruh air kelapa terhadap jumlah daun bawang merah kultivar Sumenep. No Air kelapa MSP (% v/v) 6 7 8,75,8 7, b 8,96 b,8,96 7,65 ab, ab,66,9 8,75 a,5 a,5,65 8,9 ab,8 a,75 b,75 ab,75 a,666 a Keterangan: MSP= minggu setelah perlakuan; nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan dengan taraf α = 5%. Hasil penelitian pada Tabel memperlihatkan, bahwa pada umur - 8 MSP penggunaan air kelapa hingga konsentrasi % dapat meningkatkan jumlah daun, walaupun secara statistik tidak berbeda nyata dengan dan %. Pada MSP konsentrasi % air kelapa masih dapat meningkatkan jumlah daun lebih besar dibandingkan dengan konsentrasi yang lebih rendah. Tetapi setelah MSP pemberian air kelapa % menghasilkan jumlah daun lebih sedikit dibandingkan dengan %. Jadi, pada - 8 MSP pemberian air kelapa % menghasilkan laju pertambahan jumlah daun lebih tinggi dibandingkan dengan, % dan %. Berdasarkan data pada Tabel dan terungkap bahwa konsentrasi efektif air kelapa untuk memacu pertambahan jumlah tunas dan jumlah daun bawang merah adalah sebesar %. Hal ini sejalan dengan pernyataan George dan Sherington (98), bahwa air kelapa sering kali digunakan dalam kisaran konsentrasi antara %. Conger (98) menambahkan, bahwa air kelapa mengandung asam amino seperti fenilalanin yang mempengaruhi pembelahan sel, dan pada umumnya digunakan di dalam kultur jaringan pada konsentrasi %. Di samping itu, air kelapa mengandung difenilurea yang berfungsi sebagai sitokinin. Beberapa di antara peranan penting sitokinin adalah mendorong pembentukan tunastunas baru (Pierik, 997), mendorong pembelahan sel dan menstimulasi pertumbuhan organ lainnya (Arteca, 996). Data pada Tabel menunjukkan bahwa air kelapa dapat menurunkan ukuran panjang daun. Perlakuan tanpa air kelapa menghasilkan panjang daun rata-rata,66 cm, tetapi pemberian air kelapa menghasilkan ukuran panjang daun lebih pendek. Semakin tinggi konsentrasi air kelapa yang diberikan, maka ukuran daunnya semakin pendek, yaitu,66 cm pada konsentrasi %. Berdasarkan data pada Tabel, dan dapat dikatakan bahwa air kelapa tampaknya hanya mampu memacu pertambahan jumlah tunas dan jumlah daun, tetapi tidak dapat memacu pertumbuhan panjang daun pada bawang merah. Hal ini dikarenakan meningkaya pertumbuhan tunas yang dipacu oleh air kelapa dapat menekan dominansi apikal. Dengan demikian, pertumbuhan daun menjadi terhambat (Arteca, 996). Tabel. Pengaruh pemberian air kelapa terhadap panjang daun pada 8 MSP. No Air kelapa (% v/v) Panjang daun (cm),66 a,6 ab,879 bc,66 c Keterangan: MSP= minggu setelah perlakuan; nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan dengan taraf α = 5%. 78

5 Djoko Pitoyo Budiono: Multiplikasi In Vitro Bawang Merah Tabel 5. Pengaruh air kelapa terhadap jumlah akar bawang merah kultivar Sumenep. No Air kelapa MSP (% v/v) 6 7 8,58 a,5 a,875 a 6,65 a,58 ab,8 ab,79 ab 6, ab,8 ab,6 ab,66 c,5 c,8 b,66 b,8 c,875 c 7,875 a 7,5 ab 5,66 bc 5, c Keterangan: MSP= minggu setelah perlakuan; nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan dengan taraf α = 5%. Tabel 6. Pengaruh pemberian air kelapa terhadap panjang akar pada 8 MSP. No Air kelapa (% v/v) Panjang akar (cm),9 a 9,9 ab 8,9 ab 7,85 b Keterangan: MSP= minggu setelah perlakuan; nilai yang diikuti oleh huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan dengan taraf α = 5%. Akar Pemberian air kelapa dapat menurunkan jumlah akar bawang merah. Semakin tinggi konsentrasi air kelapa yang diberikan, sampai maksimum %, semakin rendah pertambahan jumlah akar yang terbentuk. Penurunan tersebut tercatat pada setiap kali pengamatan, dari MSP sampai 8 MSP. Jumlah akar tertinggi diperoleh pada perlakuan tanpa air kelapa, dan terendah pada perlakuan air kelapa % (Tabel 5). Sejalan dengan pengaruhnya terhadap jumlah akar, pertambahan panjang akar pun ternyata tidak dapat dipacu oleh pemberian air kelapa. Data pada Tabel 6 menunjukkan bahwa perlakuan tanpa air kelapa menghasilkan akar terpanjang (,9 cm). Sedangkan pemberian air kelapa menyebabkan berkurangnya ukuran panjang akar, di mana akar terpendek dihasilkan pada perlakuan air kelapa % yaitu 7,85 cm. Berdasarkan hasil percobaan tersebut, air kelapa ternyata kurang berperan dalam memacu tumbuh kembangnya akar. Hal ini sesuai dengan pendapat Pierik (997), bahwa peranan sitokinin adalah memacu pertumbuhan tunas, dan menghambat pembentukan akar. Penelitian Yoo et al. (99) membuktikan, bahwa sitokinin tidak dapat menginisiasi pembentukan akar pada bawang bombay KESIMPULAN Berdasarkan hasil percobaan di atas maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: Pertama, perlakuan air kelapa berpengaruh sangat nyata terhadap semua peubah yang diamati, sekalipun pada awalnya berpengaruh tidak nyata Kedua, konsentrasi efektif air kelapa untuk meningkatkan pertambahan jumlah tunas adalah %, sedangkan konsentrasi yang lebih tinggi (%) justru menurunkan jumlah tunas. Ketiga, pemberian air kelapa % menghasilkan pertambahan jumlah daun lebih tinggi dibandingkan dengan, % dan % pada - 8 MSP. Keempat, perlakuan air kelapa dapat menurunkan jumlah akar. Semakin tinggi konsentrasi air kelapa yang diberikan, sampai maksimum %, akan semakin rendah pertambahan jumlah akar yang terbentuk pada tunas. Kelima, pemberian air kelapa dapat menurunkan ukuran panjang akar. Akar terpendek dihasilkan pada perlakuan air kelapa %, yaitu 7,85 cm. UCAPAN TERIMAKASIH Ucapan terimakasih disampaikan kepada Dr.Ir. Bambang S. Purwoko, M.Sc selaku Ketua Departemen Agronomi, dan Dr. Ir. Agus Purwito, M.Sc. selaku staf pengajar pada Departemen Agronomi, Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor, atas kerjasamanya dalam pelaksanaan penelitian ini. DAFTAR PUSTAKA Adiyoga, W. dan T. A. Soetiarso Keunggulan komparatif dan insentif ekonomi usaha tani bawang merah. Jurnal Hortikultura 7: 6-6. Arteca, R. N Plant Growth Substances: Principles and Applications. Chapman and Hall, New York. 79

6 Jurnal Agronomi 8():75-8. Badan Pusat Statistik.. Data Perkembangan Luas Panen, Produksi dan Produktivitas Bawang Merah di Indonesia. Badan Pusat Statistik, Jakarta. Conger, B. P. 98. Cloning Agriculture Plants via In vitro Techniques. CRC Press Inc, Boca Raton, Florida. George, E. F. dan P. D. Sherrington. 98. Plant Propagation by Tissue Culture. Exegetics Limited, England. Letham, D. S. 97. Regulators of cell division in plant tissue culture: the cytokinins of coconut milk. Physio-logia Plantarum : Murashige, T. dan F. Skoog. 96. A revised medium for rapid growth and bio assays with tobacco tissue cul-tures. Physiologia Plantarum 5: Permadi, A. H Pemuliaan Bawang Merah. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hortikultura, Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian, Bogor. Pierik, R. L. M In Vitro Culture of Higher Plants. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands. Siemonsma, J. S. dan K. Pileuk. 99. Vegetables. Prosea 8: 6-7. Tulecke, W., H. Leonard, W. A. Ruer dan H. J. Laurencot Jr. 96. The biochemical composition of coconut water (coconut milk) as a related to its use in plant tissue culture. Contribution of Boyce Thompson Institute : 5-8. Van Overbeek, J., M. E. Concklin dan A. F. Blakeslee. 9. Factors in coconut milk essential for growth and development of very young Datura embryos. Science 9: 5-5. Van Staden, J. dan S. E. Drewis Identification of zeatin and zeatin riboside in coconut milk. Physiologia Plantarum : 6-9. Wattimena, G. A Zat Pengatur Tumbuh Tanaman. Pusat Antar Universitas Institut Pertanian Bogor, Bogor. Yoo, K. S., L. M. Pike dan B. G. Cobb. 99. Promotion of in vitro leaf growth of inner scales excised from dormant onion bulbs. HortScience 5: