SELEKSI IN VITRO UNTUK KETENGGANGAN TERHADAP ALUMINIUM PADA EMPAT VARIETAS JAGUNG (Zea mays L.) Oleh ABDULLAH BIN ARIF A

Transkripsi

1 SELEKSI IN VITRO UNTUK KETENGGANGAN TERHADAP ALUMINIUM PADA EMPAT VARIETAS JAGUNG (Zea mays L.) Oleh ABDULLAH BIN ARIF A PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN DAN TEKNOLOGI BENIH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

2 SELEKSI IN VITRO UNTUK KETENGGANGAN TERHADAP ALUMINIUM PADA EMPAT VARIETAS JAGUNG (Zea mays L.) SKRIPSI sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor Oleh ABDULLAH BIN ARIF A PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN DAN TEKNOLOGI BENIH FAKULTAS PERTANIAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR 2008

3 Judul Skripsi : Seleksi In Vitro Untuk Ketenggangan Terhadap Aluminium Pada Empat Varietas Jagung (Zea mays L.) Nama Mahasiswa Nomor Pokok : Abdullah Bin Arif : A Menyetujui Komisi Pembimbing Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II ` Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS Dr. Ir. Ika Mariska, APU NIP : NIP : Mengetahui Dekan Fakultas Pertanian Prof. Dr. Ir. Didy Sopandie, M.Agr NIP : Tanggal Lulus :

4 RINGKASAN Abdullah Bin Arif. Seleksi In Vitro Untuk Ketenggangan Terhadap Aluminium Pada Empat Varietas Jagung (Zea mays L.) dibimbing oleh Sriani Sujiprihati dan Ika Mariska. Untuk mengatasi permasalahan produktivitas jagung yang relatif rendah di lahan masam, maka diperlukan varietas jagung yang toleran terhadap Al. Penelitian ini merupakan langkah awal untuk mendapatkan varietas jagung yang toleran Al. Dalam upaya perbaikan varietas jagung untuk meningkatkan sifat ketahanan terhadap Al, maka kultur in vitro digunakan sebagai teknologi untuk melakukan seleksi terhadap ketahanan Al tersebut. Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan tanaman jagung hasil kultur in vitro yang toleran aluminium dan dapat berproduksi (menghasilkan). Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni Januari Tempat penelitian di Laboratorium Bioteknologi Tanaman, rumah kaca dan Kebun Percobaan Cikemeuh Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Kota Bogor, Jawa Barat Hasil percobaan di laboratorium menunjukkan bahwa secara umum pengaruh perlakuan AlCl 3 tidak berbeda nyata untuk semua peubah yang diamati (jumlah embrio somatik, jumlah akar dan jumlah tunas), kecuali pada 1 MSK pengaruh AlCl 3 berbeda nyata pada peubah jumlah embrio somatik. Sementara itu faktor varietas berpengaruh terhadap semua peubah. Rata-rata jumlah embrio somatik dan jumlah akar terbanyak terdapat pada Varietas Sukmaraga dan Antasena. Untuk jumlah tunas terbanyak terdapat pada Varietas Sukmaraga. Hasil percobaan saat aklimatisasi menunjukkan bahwa persentase tanaman yang hidup paling banyak terdapat pada kombinasi Varietas Sukmaraga dan perlakuan AlCl ppm. Hasil percobaan di lapang diperoleh 9 tanaman jagung dari Varietas Sukmaraga dan 2 tanaman jagung dari Varietas Arjuna yang dapat menghasilkan tongkol.

5 DAFTAR RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Bangkalan, Madura tanggal 24 Januari 1986 dari ayah Moh Arifin dan ibu Kamaria. Penulis merupakan anak kedua dari lima bersaudara. Pendidikan formal yang dilalui penulis adalah SMUN 1 Bangkalan dan lulus tahun Pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Pemuliaan Tanaman dan Teknologi Benih, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian. Selama mengikuti perkuliahan, penulis aktif menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON) periode 2005/2006. Penulis Pernah mengikuti Program Kreativitas Mahasiswa yang dibiayai oleh DIKTI. Penulis juga pernah menjadi asisten dosen mata kuliah Metode Statistika, dan Perancangan Percobaan, serta asisten praktikum mata kuliah Dasar-dasar Pemuliaan Tanaman. Tugas akhir (skripsi) penulis berjudul Seleksi In Vitro Untuk Ketenggangan Terhadap Aluminium Pada Empat Varietas Jagung (Zea mays L.).

6 KATA PENGANTAR Puja dan puji syukur kita panjatkan ke hadirat Allah SWT. Yang telah memberikan rahmat serta hidayah-nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Skripsi ini merupakan hasil penelitian yang dilakukan sejak Juni 2007 sampai dengan April 2008 dengan judul Seleksi In Vitro Untuk Ketenggangan Terhadap Aluminium Pada Empat Varietas Jagung (Zea mays L.). Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Allah SWT atas karunia dan limpahan rahmat yang telah diberikan kepada hamba sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini. 2. Ibu Prof. Dr. Ir. Sriani Sujiprihati, MS dan Ibu Dr. Ir. Ika Mariska, APU selaku dosen pembimbing untuk semua ilmu, bimbingan, arahan, saran dan masukan yang sangat berarti sejak penyusunan skripsi sampai selesainya skripsi ini. 3. Bapak Willy Bayuardi SP, M.Si selaku dosen penguji yang telah memberikan masukan, arahan dan saran sehingga skripsi ini menjadi lebih baik. 4. Seluruh staf pengajar Departemen Agronomi dan Hortikultura atas ilmu yang telah diberikan. 5. Seluruh staf pegawai BB Biogen atas kerjasama dan bantuannya. 6. Orang tua yang tercinta atas do a yang tidak pernah putus, harapan, motivasi, kepercayaan, jerih payah, dukungan moril dan materiil serta limpahan kasih sayang yang tiada pernah henti. 7. Saudara-saudara penulis yang tiada henti mendukung kemajuan penulis. 8. Linda Oktaviana yang selalu setia menemani penulis. 9. Amin, Gita, Rahma, Astri, Yono, Santi, Purwati, Novita, Mba Adin, Mba Cici, Tesa, Aries, Ganang, Gunawan, Resqi, Roni, Maksum, Ratna, Icha, atas bantuannya.

7 10. Teman-teman di Program Studi Pemuliaan Tanaman dan Teknologi Benih semoga sukses semua. 11. Teman-teman KKP yang selalu mendukung atas keberhasilan penulis. 12. Semua pihak yang telah membantu kelancaran dalam menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, maka penulis harapkan saran. Semoga skripsi ini bermanfaat khususnya bagi penulis dan juga bagi semua pihak yang membutuhkan. Bogor, April 2008 Penulis

8 DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL...iii DAFTAR GAMBAR...iv LAMPIRAN...v PENDAHULUAN...1 Latar Belakang...1 Tujuan Penelitian...3 Hipotesis Penelitian...3 TINJAUAN PUSTAKA...4 Botani dan Syarat Tumbuh Jagung...4 Metode Seleksi In Vitro Untuk Cekaman Aluminium...5 BAHAN DAN METODE...8 Waktu dan Tempat...8 Bahan dan Alat...8 Metode Penelitian...9 Pelaksanaan Percobaan...10 Sterilisasi Bahan Tanaman...10 Seleksi In Vitro di Laboratorium...10 Produksi Kalus Embriogenik...10 Seleksi In Vitro...10 Pembentukan Tanaman Sempurna yang Toleran Terhadap AlCl 3.6H 2 O dan ph rendah...10 Aklimatisasi...11 Penanaman Tanaman Jagung di Lapangan Setelah Aklimatisasi...11 Penanaman Jagung yang Toleran AlCl 3.6H 2 O...11 Pemeliharaan...11 Panen...11 Pengamatan...12 Analisis Data...14 HASIL DAN PEMBAHASAN...15 Di Laboratorium...15 Jumlah Embrio Somatik...16 Jumlah Akar...19 Jumlah Tunas...22 Aklimatisasi...23 i

9 Penanaman di Lapangan...25 Fase Vegetatif...25 Panen...27 KESIMPULAN DAN SARAN...30 DAFTAR PUSTAKA...31 ii

10 DAFTAR TABEL Halaman 1. Tabel 1. Analisis Ragam Tabel 2. Rekapitulasi Analisis Ragam Peubah-Peubah yang Diamati di Laboratorium Tabel 3. Rata-Rata Jumlah Embrio Somatik 1 MSK pada Tiga Perlakuan Al Tabel 4. Rata-Rata Jumlah Embrio Somatik pada Empat Varietas Tabel 5. Rata-Rata Jumlah Akar pada Tiga Perlakuan Al Tabel 6. Rata-Rata Jumlah Akar pada Empat Varietas Tabel 7. Rata-Rata Jumlah Akar pada Berbagai Kombinasi Varietas dan Perlakuan Al pada saat 5 MSK Tabel 8. Rata-Rata Jumlah Tunas pada Empat Varietas Tabel 9. Jumlah Rata-Rata Tunas pada Tiga Perlakuan Al Tabel 10. Jumlah Persentase Tanaman yang Hidup Setelah Aklimatisasi Tabel 11. Rata-Rata Nilai Peubah pada Tiga Perlakuan Al pada Varietas Sukmaraga Tabel 12. Rata-Rata Nilai Peubah pada Dua Perlakuan Al pada Varietas Arjuna Tabel 13. Rata-Rata Nilai Peubah pada Tiga Perlakuan Al pada Varietas Sukmaraga Tabel 14. Rata-Rata Nilai Peubah pada Dua Perlakuan Al pada Varietas Arjuna...29 iii

11 DAFTAR GAMBAR Halaman 1. Gambar 1. Kalus yang Mati Gambar 2. Kalus yang Hidup Gambar 3. Grafik Jumlah Akar Interaksi Varietas dengan Perlakuan Al Gambar 4. Grafik Jumlah Akar Hasil Kombinasi Varietas dengan Perlakuan Al Gambar 5. Akar Varietas Sukmaraga 750 ppm 5 MSK Gambar 6. Tunas Varietas Sukmaraga pada Perlakuan Al 250 ppm Gambar 7a. Tanaman Jagung yang Baru Diaklimatisasi Gambar 7b. Tanaman jagung Varietas Arjuna Hasil Seleksi pada Media Al 750 ppm Umur 5 MSA Gambar 8. Grafik Tanaman yang Hidup Setelah Aklimatisasi Gambar 9. Grafik Korelasi Panjang Daun dengan Jumlah Daun Gambar 10. Grafik Korelasi Jumlah Biji/Tongkol dengan Panjang Tongkol Gambar 11. Grafik Korelasi Jumlah Biji/Tongkol dengan Bobot Biji Tanpa Tongkol Gambar 12. Grafik Korelasi Panjang Tongkol dan Bobot Biji Tanpa Tongkol Gambar 13. Tongkol Jagung Varietas Sukmaraga dan Arjuna yang Baru Dipanen...31 iv

12 LAMPIRAN Halaman 1. Lampiran 1. Analisis Ragam Jumlah Struktur Embrio Somatik pada 1 MSK Lampiran 2. Analisis Ragam Jumlah Struktur Embrio Somatik pada 3 MSK Lampiran 3. Analisis Ragam Jumlah Struktur Embrio Somatik pada 5 MSK Lampiran 4. Analisis Ragam Jumlah Struktur Embrio Somatik pada 7 MSK Lampiran 5. Analisis Ragam Jumlah Struktur Embrio Somatik pada 9 MSK Lampiran 6. Analisis Ragam Jumlah Akar pada 1 MSK Lampiran 7. Analisis Ragam Jumlah Akar pada 3 MSK Lampiran 8. Analisis Ragam Jumlah Akar pada 5 MSK Lampiran 9. Analisis Ragam Jumlah Akar pada 7 MSK Lampiran 10. Analisis Ragam Jumlah Akar pada 9 MSK Lampiran 11. Analisis Ragam Jumlah Tunas pada 1 MSK Lampiran 12. Analisis Ragam Jumlah Tunas pada 3 MSK Lampiran 13. Analisis Ragam Jumlah Tunas pada 5 MSK Lampiran 14. Analisis Ragam Jumlah Tunas pada 7 MSK Lampiran 15. Analisis Ragam Jumlah Tunas pada 9 MSK Lampiran 16. Korelasi Jumlah Struktur Embrio Somatik dengan Jumlah Akar Lampiran 17. Korelasi Jumlah Struktur Embrio Somatik dengan Jumlah Tunas Lampiran 18. Korelasi Jumlah Akar dengan Jumlah Tunas Lampiran 19. Analisis Ragam Tinggi Tanaman Lampiran 20. Analisis Ragam Panjang Daun Lampiran 21. Analisis Ragam Jumlah Daun Lampiran 22. Analisis Ragam Lebar Daun Lampiran 23. Korelasi Antar Karakter Vegetatif Lampiran 24. Analisis Ragam Umur Panen...38 v

13 Halaman 25. Lampiran 25. Analisis Ragam Bobot Tongkol Panen Lampiran 26. Analisis Ragam Diameter Tongkol Lampiran 27. Analisis Ragam Jumlah Biji / Tingkol Lampiran 28. Analisis Ragam Panjang Tongkol Lampiran 29. Analisis Ragam Bobot Kering Tongkol Lampiran 30. Analisis Ragam Bobot Biji tanpa Tongkol Lampiran 31. Analisis Ragam Jumlah Baris / Tongkol Lampiran 32. Analisis Ragam Bobot 100 Butir Lampiran 33. Korelasi Antar Karakter Panen vi

14 PENDAHULUAN Latar Belakang Tingginya kebutuhan masyarakat akan jagung (Zea mays L.) di Indonesia baik sebagai pangan maupun pakan, menyebabkan pemerintah harus mengimpor jagung untuk memenuhi kebutuhan nasional. Hal ini disebabkan produksi nasional masih rendah. Pada tahun 2002 produksi nasional sebesar juta ton, tahun 2003 sebesar juta ton, tahun 2004 sebesar juta ton, tahun 2005 sebesar juta ton dan tahun 2006 sebesar juta ton. Namun demikian, peningkatan produksi jagung yang telah dicapai masih belum dapat memenuhi kebutuhan dalam negeri, sehingga pemerintah masih harus mengimpor jagung dalam jumlah yang cukup besar, dimana impor jagung saat ini mencapai 2 juta ton (BPS, 2006). Saat ini produktivitas tanaman jagung relatif masih rendah yaitu berkisar antara 3.4 ton/ha sampai 3.7 ton/ha. Salah satu alternatif yang dapat dilakukan adalah pengembangan tanaman jagung dengan memanfaatkan lahan bermasalah (marginal), diantaranya adalah lahan masam. Lahan masam di Indonesia cukup luas yaitu ± 48.3 juta ha (Sudjadi, 1984), meliputi tanah podsolik, organosol, latosol dan alluvialhidromorf. Masalah yang dijumpai pada tanah ini antara lain adalah tingkat erosi yang tinggi dan pencucian hara, sehingga gejala kekurangan unsur Ca, Mg, P, K dan N serta keracunan Al sering ditemukan. Dengan demikian lahan masam yang banyak mengandung Al dapat menghambat pertumbuhan tanaman (Rao et al., 1993). Gejala umum yang dijumpai adalah sistem perakarannya yang tidak berkembang (pendek dan tebal) karena proses pemanjangan sel yang terlambat dan rusaknya plasmalema sel-sel akar (Wagatsuma, 1988). Kendala pertumbuhan tanaman jagung di lahan masam antara lain adalah pertumbuhan tanaman jagung relatif akan mengalami gangguan bila kadar aluminium lebih dari 60% (Sanchez, 1976). Pada kejenuhan aluminium 40% tanaman jagung masih mampu memberikan hasil yang relatif tinggi (Kamprath, 1970). Pada tanah dengan kejenuhan Al tinggi, tanaman jagung cenderung

15 tumbuh pendek, tepi daun yang menguning berubah menjadi coklat lalu kering, tanaman jagung akan mudah rebah, karena batangnya lemah (Ismunadji, 1976). Dalam upaya perbaikan tanaman jagung untuk meningkatkan sifat ketahanan terhadap Al, maka kultur in vitro digunakan sebagai teknologi pilihan yang dapat memberikan harapan. Seleksi in vitro merupakan salah satu metode yang lebih efektif dan efisien karena perubahan lebih terarah kepada sifat yang diinginkan. Pada berbagai tanaman, seleksi in vitro telah berhasil mendapatkan varietas baru yang tahan penyakit dan sifat tersebut diwariskan ke keturunannya. Hasil penelitian Sutjahjo (1994) menunjukkan bahwa tanaman somaklon jagung yang diperoleh dari hasil regenerasi dan seleksi in vitro mempunyai ketenggangan yang relatif lebih baik dari pada tanaman asalnya. Mutasi atau perubahan karakter yang diwariskan dapat terbentuk pada fase sel bebas maupun kalus pada tahap kultur in vitro atau pada eksplan karena adanya sel-sel bermutan pada jaringan tersebut. Perubahan genetik pada kultur in vitro dapat disebabkan oleh adanya perubahan jumlah dan struktur kromosom (Ahloowalia, 1986). Suatu hal yang menguntungkan dan diwariskan pada tanaman jagung yaitu adanya perubahan bentuk somaklon jagung yang menyebabkan saat pembentukan malai menjadi lebih awal (Brook Houzen, 1984). Dalam perbaikan tanaman baik melalui kultur in vitro atau rekayasa genetika penggunaan struktur embrio somatik lebih disukai karena berasal dari satu sel sehingga kepastian hasilnya (perubahan) lebih tinggi dan terhindar dari hasil yang menjadi khimera. Mariska (1999) telah berhasil mendapatkan metode embriogenesis somatik pada beberapa varietas kedelai. Tanaman hasil seleksi in vitro harus diuji di lapang karena sering kali terjadi sifat yang telah diperoleh tidak terekspresi di lapang (Wenzel dan Fouroughl-Wehr, 1993). Sifat-sifat yang tidak terekspresi tersebut dapat disebabkan oleh mutasi yang tidak stabil, khimera dan lain-lain. Untuk mengatasi permasalahan produktivitas jagung yang relatif rendah di lahan masam, maka diperlukan varietas jagung yang toleran terhadap Al. Penelitian ini merupakan langkah awal untuk mendapatkan varietas jagung yang toleran Al.

16 Tujuan Tujuan penelitian ini adalah untuk mendapatkan tanaman jagung hasil sekeksi in vitro yang tenggang terhadap aluminium dan dapat menghasilkan. Hipotesis Hipotesis yang diajukan dalam penelitian ini adalah : 1. Massa sel yang tahan terhadap AlCl 3 dan ph rendah hasil seleksi in vitro bila diregenerasikan melalui jalur embriogenesis somatik akan diperoleh tanaman yang tenggang terhadap aluminium. 2. Tanaman hasil seleksi in vitro dapat berproduksi (menghasilkan).

17 TINJAUAN PUSTAKA Botani dan Syarat Tumbuh Jagung Tanaman jagung (Zea mays L.) merupakan tanaman semusim yang termasuk dalam ordo Tripsaceae, family Poaceae, subfamily Panicoideae dan genus Zea. Tanaman jagung memiliki akar serabut dengan tiga tipe akar, yaitu akar seminal yang tumbuh dari radikula dan embrio, akar adventif yang tumbuh dari buku terbawah, dan akar udara (brace root) (Sudjana et al., 1991). Batang jagung berbentuk silindris dan terdiri dari sejumlah ruas dan buku, dengan panjang yang berbeda-beda tergantung varietas dan lingkungan tempat tumbuh (Goldsworthy dan Fischer, 1992). Batangnya mempunyai pelepah dan terdiri dari 8-21 buku. Daun jagung muncul dari buku-buku batang, sedangkan pelepah daun menyelubungi ruas batang. Kedudukan daun berlawanan antara yang satu dengan yang lainnya. Tepi helaian daun halus dan kadang berombak. Bagian bawah permukaan daun tidak berbulu (glabrous) dan umumnya mengandung stomata lebih banyak dibandingkan dengan permukaan atas (Subandi et al., 1988). Tanaman jagung merupakan tanaman berumah satu (monoecious) dimana letak bunga jantan terpisah dengan bunga betina. Rangkaian bunga terdapat dalam spikelet dengan bunga jantan di ujung tanaman (apikal) dan bunga betina di ketiak daun (aksilar). Jagung bersifat protandrus yaitu mekarnya bunga jantan (pelepasan tepung sari) biasanya terjadi satu atau dua hari sebelum munculnya tangkai putik. Oleh karena itu jagung merupakan spesies yang menyerbuk silang (Fischer dan Palmer, 1992). Jagung termasuk tanaman C-4 yang mampu beradaptasi baik pada faktorfaktor pembatas pertumbuhan dan hasil. Ditinjau dari segi kondisi lingkungan, tanaman C-4 beradaptasi pada terbatasnya banyak faktor seperti intensitas radiasi surya yang tinggi dengan suhu siang dan malam tinggi serta kesuburan tanah yang relatif rendah. Sifat yang menguntungkan dari tanaman jagung sebagai tanaman C-4 antara lain aktivitas fotosintesis pada keadaan normal relatif tinggi, fotorespirasi sangat rendah, transpirasi rendah serta efisien dalam penggunaan air. Sifat-sifat tersebut merupakan sifat fisiologis dan anatomi yang sangat menguntungkan dalam kaitannya dengan hasil (Muhadjir, 1988).

18 Daerah pertumbuhan jagung meliputi skala lingkungan yang sangat luas yaitu antara 58 0 LU 40 0 LS. Tanaman ini dapat tumbuh di daerah dengan ketinggian meter di atas permukaan laut dengan curah hujan tahunan mm. Jagung dapat hidup di daerah yang beriklim panas dan di daerah yang beriklim sedang, yaitu pada temperatur C (Suprapto dan Marzuki, 2002). Jagung dapat tumbuh di semua jenis tanah, tanah berpasir maupun tanah liat berat. Namun tanaman ini akan tumbuh lebih baik pada tanah yang gembur dan kaya akan humus dengan ph tanah (kemasaman tanah) antara (Suprapto dan Marzuki, 2002). Menurut Djaenudin et al., (2003), temperatur tanaman jagung berkisar antara C, yang optimum antara C. Curah hujan berkisar antara mm/tahun. Persyaratan kebutuhan tanah jagung sebagai berikut : tanah dalam, konsistensi gembur (lembab), permeabilitas sedang, drainase agak cepat sampai baik, tingkat kesuburan sedang, tekstur lempung dan lempung berdebu dengan kandungan humus sedang. Reaksi tanah (ph) berkisar antara yang optimum antara Metode Seleksi In Vitro Untuk Cekaman Aluminium Penggunaan tanaman jagung toleran Al merupakan cara yang lebih murah dan ramah lingkungan untuk mengatasi masalah tanah masam bila dibandingkan dengan pengapuran dan pemupukan. Menurut Little (1988) penggunaan varietas toleran tanah masam mempunyai beberapa keuntungan, yaitu (1) memungkinkan tanaman untuk berproduksi pada daerah-daerah yang tidak dikapur, (2) mengurangi kebutuhan kapur, (3) meningkatkan produksi di daerah yang dikapur bila kemasaman subsoil menjadi kendala, dan (4) memungkinkan masa produksi yang lebih lama pada tanah-tanah marginal dimana penggunaan pupuk meningkatkan kemasaman di atas ambang kritis. Keragaman merupakan modal dasar untuk merakit suatu varietas baru. Salah satu seleksi untuk merakit suatu varietas dapat melalui seleksi in vitro. Menurut Wenzel dan Fouroughi-Wehr (1993) seleksi in vitro mempunyai beberapa keuntungan yaitu tidak terlalu dipengaruhi lingkungan, memungkinkan

19 untuk melakukan seleksi dalam tingkat sel dengan memberi perlakuan tunggal yaitu perlakuan aluminium. Eksplan yang umum digunakan dalam seleksi in vitro adalah dalam bentuk sel embriogenik dan kalus. Sementara itu masalah yang sering muncul dalam seleksi in vitro adalah sistem regenerasi sel atau kalus tersebut. Regenerasi sel dapat dilakukan melalui dua cara, yaitu melalui organogenesis dan embriosomatis. Umumnya cara embriosomatis lebih disukai karena dapat menghasilkan tanaman dari satu sel (Mariska et al., 2001). Tahapan sterilisasi bahan tanaman harus dilakukan karena bahan tanaman yang berupa embrio jagung muda hasil panen dari lapang belum steril. Torres (1989) menyatakan bahwa untuk melakukan sterilisasi tidak mudah, hal ini dikarenakan banyak faktor yang mempengaruhi proses sterilisasi tersebut. Faktorfaktor penting yang harus dipertimbangkan meliputi jenis bahan tanaman, ukuran bahan tanaman yang akan disterilkan, bahan sterilan dan konsentrasi pemakaiannya, serta teknik yang digunakan. Proses sterilisasi menjadi lebih sulit bila sumber kontaminan tidak hanya berada pada permukaan bahan. Torres (1989) menyatakan bahwa secara umum jaringan internal tanaman bebas dari patogen, akan tetapi jaringan internal yang telah dewasa dapat terinfeksi oleh cendawan atau bakteri yang keberadaannya tidak menyebabkan gejala apapun pada tanaman inang. Oleh karena itu, untuk mengatasi hal ini harus digunakan bahan sterilisasi yang bersifat sistemik sehingga patogen yang berada didalam jaringan tanaman dapat terbunuh. Proses sterilisasi juga ditunjang oleh perlakuan pra sterilisasi. Penyemprotan fungisida dan bakterisida pada awal pertumbuhan tanaman sangat membantu dalam mengurangi jumlah yang kontaminasi. Begitu juga lokasi penanaman dan saat pengambilan eksplan yang tepat. Armini et al., (1992) menyatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangan tanaman dalam kultur jaringan dipengaruhi oleh berbagai faktor yang dapat digolongkan menjadi 4 golongan utama yaitu : 1) genotipe tanaman, 2) media tanam dan komposisi penyusunnya, 3) lingkungan tumbuh dan 4) keadaan fisiologi jaringan tanaman yang digunakan sebagai eksplan. Interaksi faktor-faktor ini memegang peranan penting dalam menentukan metode yang tepat untuk

20 memperoleh pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang optimal sehingga diperoleh tanaman lengkap. Dari faktor-faktor tersebut diatas maka genotipe merupakan hal yang terpenting yang berpengaruh terhadap regenerasi tanaman secara in vitro. Media yang digunakan dan kondisi fisik lingkungan seringkali berbeda antar genus, spesies dan bahkan antar varietas.

21 BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan pada bulan Juni 2007 Januari Tempat penelitian di Laboratorium Bioteknologi Tanaman, rumah kaca dan Kebun Percobaan Cikemeuh Balai Besar Penelitian dan Pengembangan Bioteknologi dan Sumberdaya Genetik Pertanian, Kota Bogor, Jawa Barat. Bahan dan Alat Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah empat varietas jagung bersari bebas yaitu Sukmaraga, Arjuna, Antasena dan Bisma. Bagian yang digunakan adalah embrio zygotik muda yang berumur 10 hari setelah selfing. Varietas Sukmaraga dan Antasena merupakan varietas yang diidentifikasi sudah toleran Al, sedangkan Varietas Arjuna dan Bisma merupakan varietas yang umum digunakan oleh petani. Media tanam yang digunakan dalam penelitian ini adalah media Murashige dan Skoog (MS), yang ditambahkan 2,4 D dan sukrosa (gula pasir) serta manitol. Selain itu digunakan Al Cl 3.6H 2 O untuk seleksi terhadap ketahanan aluminium. Bahan-bahan lain yang digunakan adalah bahan untuk sterilisasi eksplan yaitu larutan clorox, air steril, dan alkohol. Bahan-bahan yang digunakan pada saat aklimatisasi dan penanaman di lapang adalah polybag, tanah (media tanam), pupuk Urea, SP-36, KCl, label, Gandasil B (perangsang pembungaan) plastik penutup, dan Furadan. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pinset, petridish, gunting, laminar air flow, bunsen, korek api, gelas ukur, tabung reaksi, ph meter, autoklaf, cangkul, arit, ember, meteran, pensil dan alat semprot. Untuk memunculkan mutan-mutan baru yang berasal dari kalus maka konsentrasi NH 4 NO 3 pada media MS ditingkatkan menjadi 2400 mg/l. Selanjutnya untuk menimbulkan sifat toksisitas pada AlCl 3 maka konsentrasi CaCl 2.2H 2 O dan KH 2 PO 4 diturunkan menjadi 15 dan 13 mg/l dari standar yang telah ditetapkan oleh Murashige.

22 Metode Penelitian Rancangan percobaan yang digunakan pada saat di laboratorium dan aklimatisasi di rumah kaca adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan dua faktor, yaitu terdapat empat perlakuan AlCl 3.6H 2 O dan empat varietas. Masingmasing perlakuan diulang sepuluh kali, sehingga terdapat 160 satuan percobaan. Model rancangan percobaan yang digunakan pada saat di laboratorium dan di rumah kaca adalah : Y ijk = µ + α i + β j + (αβ) ij + ε ijk ; i = 1, 2, 3,., a Y ijk j = 1, 2, 3,., b k = 1, 2, 3,., r = nilai pengamatan pengaruh faktor perlakuan Al ke-i, faktor varietas ke-j, dan ulangan ke-k µ = rataan umum α i β j (αβ) ij ε ijk = nilai tambah pengaruh faktor perlakuan Al ke-i = nilai tambah pengaruh faktor varietas ke-j = nilai tambah pengaruh interaksi faktor perlakuan Al ke-i dengan faktor varietas ke-j = galat percobaan Rancangan percobaan yang digunakan pada saat penanaman di lapangan adalah Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan satu faktor, dengan tiga perlakuan. Masing-masing perlakuan diulang empat kali, sehingga terdapat 12 satuan percobaan Model rancangan percobaan yang digunakan pada saat penanaman di lapangan adalah : Y ij = µ + α i + ε ij ; i = 1, 2, 3,., a j = 1, 2, 3,., r Y ij = nilai pengamatan pengaruh faktor Al ke-i dan ulangan ke-j µ = rataan umum α i ε ij = nilai tambah pengaruh faktor perlakuan Al ke-i = galat percobaan

23 Jika hasil analisis ragam yang diperoleh terdapat perbedaan yang nyata, maka dilakukan uji lanjut Duncan Multiple Range Test (DMRT) diantara perlakuan pada taraf 5% untuk mengetahui beda nilai tengah. Pelaksanaan Percobaan Sterilisasi Bahan Tanaman Bahan tanaman yang berupa embrio jagung muda hasil panen dari lapang, perlu disterilisasi terlebih dahulu. Sterilisasi dilakukan dengan cara merendam tongkol jagung muda 10 hari setelah penyerbukan sendiri (selfing) dalam larutan clorox 30% selama 30 menit kemudian dibilas dengan air steril. Seleksi In Vitro di Laboratorium Produksi Kalus Embriogenik Pembentukan massa sel embriogenik dilakukan dengan cara mengkulturkan embriozygotik setelah sterilisasi pada media MS + 2,4 D 1 mg/l + sukrosa 3% + manitol 1%. Seleksi In Vitro Setelah diperoleh massa sel embriogenik yang berupa kalus, kemudian diseleksi pada media yang mengandung AlCl 3.6H 2 O pada beberapa taraf (0, 250, 500 dan 750 ppm) dan ph rendah. Pembentukan Tanaman Sempurna yang Toleran Terhadap AlCl 3.6H 2 O dan ph Rendah Tunas yang terbentuk pada proses seleksi in vitro dikulturkan pada media regenerasi yang diperkaya dengan sitokinin dan auksin (BA 1 mg/l dan IAA 0.5 mg/l).

24 Aklimatisasi Tanaman hasil seleksi yang sudah terbentuk sempurna, kemudian diaklimatisasi di rumah kaca dalam media campuran tanah + pupuk organik dengan perbandingan 1:1. Pada minggu pertama tanaman disungkup dengan plastik kemudian dibuka secara bertahap. Penanaman Tanaman Jagung di Lapangan Setelah Aklimatisasi Penanaman Jagung yang Toleran AlCl 3.6H 2 O Tanaman hasil aklimatisasi kemudian ditanam di dalam polybag yang diletakkan di lapangan. Penanaman dilaksanakan ketika tanaman jagung berumur 5-7 minggu setelah aklimatisasi (MSA). Tanaman di dalam polybag tersebut diletakkan di petak percobaan sesuai dengan rancangan percobaan, dengan jarak tanam 75 cm x 25 cm. Dosis pupuk yang digunakan adalah Urea ; SP36 ; KCl masing-masing 300 ; 200 ; 100 kg/ha. Pupuk SP36 dan KCl diberikan sekaligus saat tanam. Pemberian pupuk Urea dilaksanakan secara bertahap yaitu pada saat tanam sebanyak 30%, pada umur 4 minggu setelah tanam (MST) sebanyak 40% dan saat berumur 7 MST sebanyak 30%. Pemeliharaan Kegiatan pemeliharaan meliputi penyiraman, pengendalian gulma, hama dan penyakit tanaman, serta penyemprotan Gandasil B untuk mempercepat pembungaan. Panen Pemanenan dilakukan saat tanaman jagung berumur hari atau saat klobot telah mengering, biji mengilap, dan terdapat lapisan hitam (black layer) pada biji. Kadar air biji jagung siap panen umumnya berkisar 30-40%.

25 Pengamatan Pengamatan dilakukan pada tahap seleksi in vitro terhadap ketahanan Al, aklimatisasi dan penanaman di lapang (fase vegetatif dan panen). Pengamatan dilakukan pada masing-masing tanaman contoh. Adapun peubah-peubah yang diamati adalah : Di Laboratorium a. Jumlah struktur embrio somatik, dihitung jumlah struktur embrio somatik per botol. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah pemindahan massa sel embriogenik ke media seleksi in vitro yang mengandung Aluminium. b. Jumlah tunas, dihitung jumlah tunas per botol. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah pemindahan massa sel embriogenik ke media seleksi in vitro yang mengandung Aluminium. c. Jumlah akar, dihitung jumlah akar per botol. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah pemindahan massa sel embriogenik ke media seleksi in vitro yang mengandung Aluminium. Aklimatisasi Persentase tanaman yang hidup saat aklimatisasi, dihitung jumlah tanaman yang hidup dibagi jumlah tanaman yang diaklimatisasi. Waktu pengamatan dilakukan 5-7 minggu setelah aklimatisasi. Di Lapangan a. Tinggi tanaman, diukur dari permukaan tanah sampai pangkal daun teratas / dasar malai. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah tanaman berumur 1 MST. b. Jumlah daun, dihitung banyaknya jumlah daun per tanaman. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah tanaman berumur 1 MST.

26 c. Panjang daun, diukur panjang daun yang paling panjang dalam tiap tanaman. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah tanaman berumur 1 MST. d. Lebar daun, diukur lebar daun yang paling lebar dalam tiap tanaman. Pengamatan dilakukan tiap minggu setelah tanaman berumur 1 MST. e. Umur panen, dihitung saat tanaman telah siap dipanen (klobot telah mengering, biji mengilap dan terlihat ada lapisan hitam pada pangkal yang menempel pada tongkol di biji. f. Bobot 100 butir, ditimbang pada kadar air sekitar 10%. g. Jumlah biji / tongkol, dihtung jumlah biji total tiap tongkol. h. Diameter tongkol, diukur diameter tongkol yang paling lebar. i. Bobot tongkol panen, ditimbang tongkol tanpa klobot yang baru dipanen. j. Bobot kering tongkol, ditimbang tongkol tanpa klobot yang telah dikeringkan dengan kadar air sekitar 10%. k. Panjang tongkol, diukur panjang tongkol dari pangkal sampai ujung tongkol. l. Bobot biji tanpa tongkol, ditimbang biji yang telah dipipil. m. Jumlah baris / tongkol, dihitung jumlah baris biji tiap tongkol.

27 Analisis Data Analisis yang dilakukan pada penelitian ini meliputi analisis ragam dan analisis korelasi. Analisis ragam merupakan analisis data untuk mengetahui keragaman dari masing-masing faktor, interaksi faktor tersebut dan galat dari percobaan. Analisis korelasi bertujuan untuk mengetahui hubungan antar peubah terikat / tidak bebas. Berikut disajikan analisis sidik ragamnya (Tabel 1). Tabel 1. Analisis Ragam Sumber Keragaman Derajat bebas (db) Jumlah Kuadrat (JK) Total terkoreksi abr-1 JKT Kuadrat Tengah (KT) F-hit A a-1 JKA JKA/a-1 KTA/KTG B b-1 JKB JKB/b-1 KTB/KTG A x B (a-1)(b-1) JKAB JKAB/(a-1)(b-1) KTAB/KTG Galat ab(r-1) JKG JKG/ab(r-1)

28 HASIL DAN PEMBAHASAN Di Laboratorium Hasil rekapitulasi analisis ragam menunjukkan bahwa secara umum pada peubah jumlah embrio somatik, faktor varietas, perlakuan aluminium dan interaksi varietas dengan perlakuan aluminium tidak berpengaruh nyata, kecuali pada 5 Minggu Setelah Kultur (MSK) varietas berpengaruh nyata, perlakuan aluminium juga berpengaruh nyata pada 1 MSK. Pada peubah jumlah akar, varietas dan interaksi antara varietas dengan perlakuan aluminium berpengaruh nyata terhadap jumlah akar pada 3 MSK dan 5 MSK, sedangkan perlakuan aluminium tidak berpengaruh nyata. Pada peubah jumlah tunas, varietas berpengaruh nyata kecuali pada 1 MSK, sedangkan perlakuan aluminium dan interaksi varietas dengan aluminium tidak berpengaruh nyata. Hasil tersebut dapat dilihat pada Tabel 2. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran Tabel 2. Rekapitulasi Analisis Ragam Peubah-Peubah yang Diamati di Laboratorium. Peubah Varietas (V) Perlakuan AL (P) V*P KK (%) jumlah embrio 1 MSK tn * tn MSK tn tn tn MSK * tn tn MSK tn tn tn MSK tn tn tn jumlah akar 1 MSK ** tn tn MSK * tn * MSK ** tn ** MSK ** tn tn MSK * tn tn jumlah tunas 1 MSK tn tn tn MSK * tn tn MSK ** tn tn MSK ** tn tn MSK ** tn tn Ket: * berbeda nyata pada taraf 5%, ** berbeda nyata pada taraf 1%, tn tidak berbeda nyata, Minggu Setelah Kultur (MSK), data merupakan hasil transformasi x KK = koefisien keragaman.

29 Untuk melihat hubungan masing-masing peubah dilakukan analisis korelasi. Hasil yang diperoleh ternyata tidak ada hubungan diantara masingmasing peubah yang diamati di laboratorium. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran Jumlah Embrio Somatik Faktor-faktor yang mempengaruhi pembentukan embrio somatik adalah jenis eksplan, sumber nitrogen dan gula, serta zat pengatur tumbuh. Penggunaan eksplan yang bersifat meristematik umumnya memberikan keberhasilan pembentukan embrio somatik yang lebih tinggi, eksplan yang digunakan dapat berupa aksis embrio zigotik muda dan dewasa, kotiledon, mata tunas, epikotil maupun hipokotil. Menurut Ammirato (1983) bentuk nitrogen reduksi dan beberapa asam amino seperti glutamine dan casein hidrolisal sangat penting untuk inisiasi dan perkembangan embrio somatik. Untuk inisiasi dan pendewasaan embrio somatik diperlukan keseimbangan yang tepat antara NH dan NO 3 - (Bhojwani dan Razdan, 1989). Konsentarsi NO 3 yang terlalu tinggi akan meningkatkan ph media sehingga kalus tidak dapat membentuk embrio somatik. Perlakuan aluminium berpengaruh nyata terutama pada 1 MSK, dimana semakin tinggi konsentrasi AlCl 3 maka semakin rendah jumlah kalus embrio somatiknya, hal ini dapat dilihat pada Tabel 3. Tabel 3. Rata-Rata Jumlah Embrio Somatik 1 MSK pada Tiga Perlakuan Al. Peubah Perlakuan aluminium (ppm) Jumlah embrio somatik 2.96 a 2.80 ab 2.56 b Ket: angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada baris yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. Dari Tabel 3 diperoleh hasil bahwa perlakuan AlCl ppm menghasilkan jumlah embrio somatik yang lebih tinggi dibandingkan perlakuan AlCl ppm. Data jumlah embrio somatik tanpa perlakuan Al tidak disajikan dan tidak dianalisis, hal ini karena pada perlakuan tanpa Al banyak yang mengalami kontaminasi sehingga hanya tersisa 1 ulangan.

30 Pertumbuhan kalus sangat terhambat pada media yang ditambah AlCl 3 dibandingkan pada media tanpa ditambah AlCl 3. Gejala yang nyata yang tampak pada kalus yang tertekan akibat keracunan aluminium adalah perubahan kalus dari warna putih atau kuning menjadi coklat yang pada akhirnya mati serta terhambatnya ukuran kalus, dapat dilihat pada Gambar 1. Hal ini diduga karena pemberian Al yang tinggi mengakibatkan keracunan Al pada kalus. Secara umum kalus melakukan mekanisme pertahanan terhadap cekaman, salah satunya dengan pembentukan senyawa fenol yang biasanya diikuti dengan perubahan warna kalus menjadi coklat (George dan Sherrington, 1995). Hal ini menunjukkan bahwa AlCl 3 yang diberikan ke dalam media kultur cukup efektif dalam menekan pertumbuhan sel dari jaringan kalus. Selain itu laju pertambahan ukuran kalus sangat lamban, bahkan pada konsentrasi Al yang tinggi kalus-kalus yang tidak tenggang mengalami kematian sejak dini. Beberapa kalus berusaha bertahan dari pengaruh Al dengan cara menghindar bersentuhan langsung dengan media yang mengandung racun Al melalui mekanisme pembentukan akar baru secara ekstensif. Beberapa kalus lainnya dapat bertahan hidup terus sampai membentuk planlet. Hasil penelitian Mariska et al., (2000) menunjukkan bahwa seleksi pada eksplan embrio kedelai, umumnya tidak dapat membentuk kalus dan tidak dapat beregenerasi. Hal ini sejalan dengan penelitian Van Sint Jan et al., (1997) dengan peningkatan konsentrasi Al akan menurunkan kemampuan regenerasi pada padi. Menurut Ojima dan Ohira (1986) masalah regenerasi akan meningkat apabila massa sel yang dikulturkan pada media yang mempunyai komponen seleksi yang umumnya bersifat toksik. Selain itu, diperlukan waktu 4 tahun untuk meregenerasikan sel wortel yang toleran Al. Demikian pula sel tembakau yang telah diseleksi dengan Al sulit beregenerasi (Yamamoto et al., 1994). Gambar 1, merupakan gambar kalus yang mulai mengalami kematian setelah beberapa MSK, sedangkan Gambar 2 menunjukkan kalus yang masih bertahan hidup. Kalus-kalus tersebut adalah kalus yang diamati struktur embrio somatiknya dalam tiap botol.

31 Gambar 1. Kalus yang Mati Gambar 2. Kalus yang Hidup Varietas yang berbeda menunjukkan perbedaan jumlah embrio somatik pada 5 MSK (Tabel 4). Varietas Sukmaraga dan Antasena mempunyai jumlah embrio somatik lebih tinggi dibandingkan Bisma dan Arjuna. Berdasarkan deskripsi Varietas Sukmaraga dan Antasena merupakan varietas yang diidentifikasi toleran terhadap aluminium. Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa setelah 5 MSK jumlah rata-rata embrio somatik semakin menurun, karena terjadi kematian kalus. Tabel 4. Rata-Rata Jumlah Embrio Somatik pada Empat Varietas. Jumlah Embrio Somatik Varietas 1 MSK 3 MSK 5 MSK 7 MSK 9 MSK Sukmaraga a Antasena a Bisma b Arjuna ab Ket: angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. Data merupakan hasil transformasi x + 0.5

32 Jumlah Akar Perlakuan Al tidak berpengaruh nyata terhadap jumlah akar. Semakin meningkat konsentrasi AlCl 3 sampai dengan 750 ppm tidak berpengaruh terhadap jumlah akar yang terbentuk (Tabel 5). Pada 3 dan 5 MSK interaksi varietas dengan perlakuan aluminium juga berpengaruh nyata terhadap jumlah akar (Tabel 2). Tabel 5. Rata-Rata Jumlah Akar pada Tiga Perlakuan Al. Perlakuan AlCl 3 Jumlah akar (ppm) 1 MSK 3 MSK 5 MSK 7 MSK 9 MSK Secara umum jumlah akar terbanyak terdapat pada saat eksplan berumur 5 MSK. Pada 9 MSK jumlah akar pada Varietas Sukmaraga dan Antasena lebih banyak dibandingkan Bisma dan Arjuna. Hal ini kemungkinan karena kedua varietas tersebut merupakan varietas yang telah diidentifikasi bersifat toleran aluminium. Pada 5 MSK Varietas Bisma berbeda nyata dengan varietas lainnya. (Tabel 6). Tabel 6. Rata-Rata Jumlah Akar pada Empat Varietas. Varietas Jumlah akar 1 MSK 3 MSK 5 MSK 7 MSK 9 MSK Sukmaraga 1.41 b 1.85 b 2.31 a 2.41 a 2.07 a Antasena 1.51 b 2.32 ab 2.52 a 2.11 a 1.99 a Bisma 1.11 b 1.49 b 1.31 b 0.71 b 0.86 b Arjuna 2.28 a 2.94 a 3.16 a 0.99 b 0.71 b Ket: angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. Data merupakan hasil transformasi x Tabel 7, Gambar 3 dan Gambar 4 menunjukkan kombinasi perlakuan Varietas Sukmaraga dengan AlCl ppm lebih baik dari kombinasi perlakuan Sukmaraga dengan AlCl ppm, Sukmaraga dengan AlCl ppm, Antasena dengan AlCl ppm dan Bisma dengan AlCl ppm. Setelah 5 MSK tidak

33 terjadi perbedaan yang nyata diantara masing-masing kombinasi perlakuan. Salah satu contoh akar yang muncul pada embrio somatik Varietas Sukmaraga pada media 750 ppm saat berumur 5 MSK dapat dilihat pada Gambar 5. Tabel 7. Rata-Rata Jumlah Akar pada Berbagai Kombinasi Varietas dan Perlakuan Al pada saat 5 MSK. Varietas Perlakuan aluminium (ppm) Sukmaraga 1.39 de 4.01 a 1.52 cde Antasena 2.31 abcde 2.09 bcde 3.15 abcd Bisma 0.88 e 0.71 e 2.35 abcde Arjuna 3.33 abc 3.86 ab 2.29 abcde Ket: angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada baris dan kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. Data merupakan hasil transformasi x Jumlah akar 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 v1 v2 v3 v4 varietas p1 p2 p3 Gambar 3. Grafik Jumlah Akar Hasil Interaksi Perlakuan Varietas dengan Al Ket : Data merupakan hasil transformasi x pada saat 5 MSK p1 = Perlakuan Al-250 ppm V1 = Varietas Sukmaraga p2 = Perlakuan Al-500 ppm V2 = Varietas Antasena p3 = Perlakuan Al-750 ppm V3 = Varietas Bisma V4 = Varietas Arjuna

34 Jumlah akar 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 k1 k2 k3 k4 k5 k6 k7 k8 k9 k10 k11 k12 Perlakuan jumlah akar Gambar 4. Grafik Jumlah Akar Hasil Kombinasi Varietas dengan Perlakuan Al Ket : Data merupakan hasil transformasi x pada saat 5 MSK k1 = Sukmaraga 250 k2 = Sukmaraga 500 k3 = Sukmaraga 750 k4 = Antasena 250 k5 = Antasena 500 k6 = Antasena 750 k7 = Bisma 250 k8 = Bisma 500 k9 = Bisma 750 k10 = Arjuna 250 k11 = Arjuna 500 k12 = Arjuna 750 Gambar 5. Akar Varietas Sukmaraga pada Media dengan Perlakuan Al 750 ppm Saat Berumur 5 MSK

35 Jumlah Tunas Varietas berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas, kecuali pada 1 MSK. Jumlah rata-rata tunas pada berbagai varietas dapat dilihat pada Tabel 8. Perlakuan AlCl 3, interaksi varietas dengan perlakuan AlCl 3 tidak berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas. Tabel 8. Rata-Rata Jumlah Tunas pada Empat Varietas. Varietas Jumlah Tunas 1 MSK 3 MSK 5 MSK 7 MSK 9 MSK Sukmaraga a 1.46 a 1.62 a 1.62 a Antasena ab 1.01 b 0.98 b 0.98 b Bisma b 0.82 b 0.76 b 0.76 b Arjuna ab 0.98 b 1.02 b 1.02 b Ket: angka-angka yang diikuti huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji Duncan taraf 5%. Data merupakan hasil transformasi x Dari Tabel 8 diketahui bahwa varietas Sukmaraga merupakan varietas dengan jumlah tunas tertinggi pada 5 sampai 9 MSK. Jumlah tunas yang terbentuk pada Varietas Sukmaraga cenderung mengalami peningkatan pada 1 sampai 9 MSK dibandingkan varietas yang lain. Sementara varietas yang lain cenderung mengalami penurunan jumlah tunas karena terjadi kematian kalus. Pengaruh perlakuan Al terhadap jumlah tunas tidak berbeda nyata (Tabel 9). Dari Tabel 9 menunjukkan bahwa jumlah tunas tidak mengalami perubahan setelah 7 MSK. Salah satu contoh tunas yang muncul pada embrio somatik Varietas Sukmaraga pada media 250 ppm dapat dilihat pada Gambar 6. Tabel 9. Jumlah Rata-Rata Tunas pada Tiga Perlakuan Al. Perlakuan AlCl 3 Jumlah tunas (ppm) 1 MSK 3 MSK 5 MSK 7 MSK 9 MSK

36 Gambar 6. Tunas Varietas Sukmaraga pada Perlakuan Al 250 ppm Aklimatisasi Tujuan dari proses aklimatisasi adalah untuk mengadaptasikan tanaman hasil kultur jaringan dengan lingkungan tumbuhnya yang baru. Hal ini disebabkan tanaman hasil kultur jaringan telah terbiasa tumbuh pada kondisi yang aseptik dengan ketersediaan unsur hara dan kelembaban yang cukup. Setelah dipindahkan ke rumah kaca tanaman harus beradaptasi dengan lingkungan yang baru. Proses aklimatisasi ini merupakan proses yang paling sulit dilakukan, hal ini dibuktikan dengan persentase tanaman yang bertahan hidup yang relatif kecil. Tahap ini merupakan tahap yang kritis karena kondisi di rumah kaca atau rumah plastik dan di lapangan sangat berbeda dengan kondisi di dalam botol kultur. Lama aklimatisasi berkisar antara 4-7 Minggu setelah dipindahkan dari ruang kultur. Gambar 7a menunjukkan tanaman jagung yang baru diaklimatisasi. Gambar 7b menunjukkan tanaman jagung Varietas Arjuna yang dapat bertahan hidup, hasil seleksi pada media Al 750 ppm yang berumur 5 minggu setelah aklimatisasi (MSA). Persentase tanaman yang hidup setelah aklimatisasi yang paling tinggi adalah Varietas Sukmaraga pada media Al 500 ppm (Tabel 10). Pada media Al 250 ppm Varietas Arjuna belum dapat dikatakan yang terbaik, meskipun

37 persentase yang hidup 100%, karena jumlah planlet yang diaklimatisasi hanya satu. Oleh karena itu belum cukup bukti untuk menyatakan bahwa Varietas Arjuna pada media Al 250 ppm merupakan kombinasi yang terbaik (Gambar 8). Gambar 7a. Tanaman Jagung yang Baru Diaklimatisasi Gambar 7b.Tanaman Jagung Varietas Arjuna Hasil Seleksi pada Media Al 750 ppm Umur 5 MSA Tabel 10. Jumlah Persentase Tanaman yang Hidup Setelah Aklimatisasi. Varietas Perlakuan Al (ppm) Jumlah yang di aklimatisasi Jumlah tanaman yang bertahan hidup Persentase tanaman yang hidup (%) Sukmaraga Antasena Bisma Arjuna

38 120 % tanaman yang hidup p1 p2 p3 p4 p8 p10 p12 Gambar 8. Grafik Tanaman yang Hidup Setelah Aklimatisasi Ket : p1 = Sukmaraga-250 p2 = Sukmaraga-500 p3 = Sukmaraga-750 p4 = Antasena-250 p8 = Bisma-500 p10 = Arjuna-250 p12 = Arjuna-750

39 Penanaman di Lapangan Setelah aklimatisasi, tanaman yang bertahan hidup hanya Varietas Sukmaraga dan Arjuna. Jumlah tanaman Varietas Sukmaraga yang bertahan hidup hingga menghasilkan tongkol ada 9 tanaman (3 ulangan), sedangkan jumlah tanaman Varietas Arjuna hanya ada 2 tanaman (1 ulangan). Oleh karena itu, yang dapat dianalisis hanya tanaman Varietas Sukmaraga. Fase Vegetatif Dari hasil rekapitulasi analisis ragam diketahui bahwa secara umum tidak berbeda nyata pengaruh perlakuan Al terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, panjang daun dan lebar daun pada Varietas Sukmaraga, hasil selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran Rata-rata nilai peubah yang diamati dapat dilihat pada Tabel 11. Tabel 11. Rata-Rata Nilai Peubah pada Tiga Perlakuan Al pada Varietas Sukmaraga. Peubah Perlakuan Al (ppm) Tinggi tanaman (cm) Panjang daun (cm) Jumlah daun Lebar daun (cm) Untuk melihat hubungan masing-masing peubah antar karakter yang diamati dilakukan analisis korelasi (Lampiran 23). Gambar 9 menunjukkan bahwa terdapat hubungan yang sangat nyata dengan arah yang searah (berkorelasi positif) pada peubah panjang daun dengan jumlah daun sebesar 0.75.

40 Gambar 9. Grafik Korelasi Panjang Daun dengan Jumlah Daun (r = 0.75) Rata-rata nilai peubah yang diamati pada Varietas Arjuna dapat dilihat pada Tabel 12. Tabel 12. Rata-Rata Nilai Peubah pada Dua Perlakuan Al pada Varietas Arjuna. Peubah Perlakuan Al (ppm) Tinggi tanaman (cm) Panjang daun (cm) Jumlah daun Lebar daun (cm) Ket: Data hanya berasal dari 1 ulanagan. Panen Pemanenan dilakukan pada masing-masing tanaman 5-10 hari setelah masak fisiologis. Ciri-ciri tongkol yang sudah masak fisiologis diantaranya adalah terdapat black layer pada pangkal biji. Hasil rekapitulasi analisis ragam terhadap peubah-peubah yang diamati setelah panen menunjukkan tidak terdapat perbedaan yang nyata pada Varietas Sukmaraga. Hasil selengkapnya dapat dilihat pada Lampiran Rata-rata nilai peubah yang diamati, dapat dilihat pada Tabel 13. Tabel 13. Rata-Rata Nilai Peubah pada Tiga Perlakuan Al pada Varietas Sukmaraga.

41 Peubah Perlakuan AlCl 3 (ppm) Umur panen (hari) Bobot tongkol panen (g) Diameter tongkol (cm) Jumlah biji / tongkol (butir) Panjang tongkol (cm) Bobot kering tongkol (g) Bobot biji tanpa tongkol (g) Jumlah baris / tongkol (baris) Bobot 100 butir (g) Dari Gambar 10 dapat terlihat bahwa antara peubah jumlah biji/tongkol dengan panjang tongkol terdapat hubungan yang nyata dengan arah korelasi yang berkebalikan sebesar Antara peubah jumlah biji/tongkol dengan bobot biji tanpa tongkol terdapat hubungan yang sangat nyata dengan arah korelasi yang berkebalikan sebesar (Gambar 11). Antara peubah panjang tongkol dengan bobot biji tanpa tongkol terdapat hubungan yang sangat nyata dengan arah korelasi yang searah (positif) sebesar 1.00 (Gambar 12). Hasil korelasi selengkapnya antar karakter panen dapat dilihat pada Lampiran 33. Gambar 10. Grafik Korelasi Jumlah Biji/Tongkol dengan Panjang Tongkol (r = -1.00)

42 Gambar 11. Grafik Korelasi Jumlah Biji/Tongkol dengan Bobot Biji Tanpa Tongkol (r = -1.00) Gambar 12. Grafik Korelasi Panjang Tongkol dengan Bobot Biji Tanpa Tongkol (r = 1.00) Gambar 13 menunjukkan tongkol jagung Varietas Sukmaraga dan Arjuna yang baru dipanen. Umur panen berkisar antara hari setelah tanam (HST).

43 Gambar 13. Tongkol Jagung Varietas Sukmaraga dan Arjuna yang Baru Dipanen pada Tabel 14. Rata-rata nilai peubah yang diamati pada Varietas Arjuna dapat dilihat Tabel 14. Rata-Rata Nilai Peubah pada Dua Perlakuan Al pada Varietas Arjuna. Peubah Perlakuan AlCl 3 (ppm) Umur panen (hari) Bobot tongkol panen (g) Diameter tongkol (cm) Jumlah biji / tongkol (butir) Panjang tongkol (cm) Bobot kering tongkol (g) Bobot biji tanpa tongkol (g) Jumlah baris / tongkol (baris) Bobot 100 butir (g) KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan

44 Hasil percobaan di laboratorium menunjukkan bahwa secara umum pengaruh perlakuan AlCl 3 tidak berbeda nyata untuk semua peubah yang diamati (jumlah embrio somatik, jumlah akar dan jumlah tunas), kecuali pada 1 MSK pengaruh AlCl 3 berbeda nyata pada peubah jumlah embrio somatik. Sementara itu faktor varietas berpengaruh terhadap semua peubah. Rata-rata jumlah embrio somatik dan jumlah akar terbanyak terdapat pada Varietas Sukmaraga dan Antasena, sedangkan jumlah tunas terbanyak terdapat pada Varietas Sukmaraga. Hasil percobaan saat aklimatisasi menunjukkan bahwa persentase tanaman yang hidup paling banyak terdapat pada kombinasi Varietas Sukmaraga dengan perlakuan AlCl ppm. Hasil Percobaan di lapang diperoleh 9 tanaman jagung dari Varietas Sukmaraga dan 2 tanaman jagung dari Varietas Arjuna yang dapat menghasilkan tongkol. Saran Perlu pengujian lebih lanjut terhadap tanaman hasil seleksi yang dilakukan langsung di lahan masam. DAFTAR PUSTAKA Ahlowalia, B. S Limitations to the use of somaclonal variation in crop improvement, p In J. Serial (Ed). Somaclonal variation and crop improvement. Martinus Nijhoff Publisher. USA.