Kombinasi Embriogenesis Langsung dan Tak Langsung pada Perbanyakan Kopi Robusta. Reny Fauziah Oetami 1)

Transkripsi

1 Kombinasi Embriogenesis Langsung dan Tak Langsung pada Perbanyakan Kopi Robusta Reny Fauziah Oetami 1) 1) Pusat Penelitian Kopi dan Kakao Indonesia, Jl. PB. Sudirman 90 Jember Perbanyakan tanaman dengan Somatik Embriogenesis (SE) telah berhasil diterapkan pada tanaman kopi, baik Arabika, Robusta maupun Liberika. Teknik ini menghasilkan perbanyakan tanaman secara klonal, sehingga secara genetik sama dengan induknya dan habitus pertumbuhan serupa dengan tanaman asal biji. Perbanyakan massal kopi dapat menggunakan teknik SE secara langsung (direct) maupun tidak langsung (indirect). Saat ini, telah diuji coba mengkombinasikan kedua teknik tersebut untuk lebih mendukung perbanyakan kopi secara massal dan sifat tetap sama dengan induknya. Teknik kombinasi ini dapat dipertimbangkan sebagai alternatif teknik SE yang baru. om at ik e mbrio genesis adalah cara perbanyakan tanaman s ec a ra klonal melalui tahapan perkembangan embrio yang spesifik. Embrio terbentuk dari sel-sel somatis, yaitu sel-sel yang terbentuk tanpa melalui fusi gamet 1). Pada tanaman kopi, embriogenesis somatik dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung. Pada somatik embriogenesis tidak langsung perkembangan sel-sel proembriogenik diawali dengan pembentukan kalus remah (friable). Sedangkan pada somatik embriogenesis langsung, pembentukan proembriogenik pada jaringan eksplan daun tanpa adanya proliferasi kalus yang nyata 2). Somatik Embriogenesis Tidak Langsung (Indirect SE) Teknik SE secara tidak langsung diperlukan waktu induksi dan inisiasi kalus terlebih dahulu sebelum terbentuk kalus embriogenik dengan 1 << kisaran waktu 6 hingga 8 bulan tergantung dari jenis dan klon kopi yang dikulturkan, artinya untuk mendapatkan embrio harus melalui fase pengkalusan yang cukup lama. Kendala lain adalah dari kalus yang terbentuk, hanya sedikit kalus yang mempunyai potensi embriogenik. Padahal kalus yang potensial tersebut menjadi sumber multiplikasi pada tahapan selanjutnya. Teknik SE secara tidak langsung dapat menghasilkan berbagai macam tipe kalus selama proses induksi. Setiap tipe kalus mempunyai potensi yang berbeda dalam pembentukan embrio (embriogenesis). Setiap potongan eksplan daun dapat terbentuk kalus dengan tipe berbeda. Apabila hal ini terjadi, maka diperlukan proses pemurnian dengan pemisahan antara kalus yang potensial dan tidak potensial. Jika tidak dipisahkan maka kalus yang tidak potensial tersebut terus berkembang dan mempengaruhi pertumbuhan kalus yang berpotensi baik. Kalus yang berpotensi embriogenik mempunyai ciri-ciri friable, yaitu struktur remah dan mudah dipisahkan

2 menjadi fragmen-fragmen yang lebih kecil, sedangkan kalus yang tidak potensial cenderung keras dan kompak, berbentuk granula dan sulit dipisahkan. Kalus dengan potensi embriogenik yang baik, biasanya melewati fase maturasi yang lebih singkat untuk selanjutnya memasuki fase embriogenik, sedangkan kalus yang tidak baik, biasanya hanya membesar saja tetapi tidak menghasilkan fase embriogenik. Kalus friabel pada Indirect SE Somatik Embriogenesis Langsung (Direct SE) Teknik SE secara langsung menghasilkan embrio lebih awal dibandingkan dengan teknik SE tidak langsung, artinya embrio dapat terbentuk langsung tanpa melalui fase pengkalusan. Akan tetapi embrio yang dihasilkan hanya dalam jumlah terbatas, sehingga tidak cukup materi untuk proses multiplikasi, seperti multiplikasi kalus embriogenik pada teknik SE secara tidak langsung. Kendala-kendala yang sering dijumpai pada teknik SE secara langsung diantaranya: 1. Tidak terbentuk kalus pada fase awal induksi. Hal ini menjadi kendala pada proses multiplikasi karena sumber multiplikasi berasal dari kalus. 2. Pada fase awal induksi langsung terbentuk embrio, tetapi jumlah embrio yang terbentuk terbatas dan tingkat multiplikasi yang rendah pada tahapan selanjutnya. Embrio pada Direct SE Kalus kompak pada Indirect SE Perbanyakan tanaman menggunakan teknik SE secara tidak langsung tidak selamanya berhasil karena adanya kendala-kendala yang dijumpai, diantaranya sebagai berikut: 1. Teknik SE secara tidak langsung membutuhkan waktu yang cukup panjang pada fase induksi dan pengkalusan. 2. Hanya sedikit kalus yang berpotensi embriogenik. 3. Jumlah kalus yang terbatas berakibat pada waktu mutiplikasi untuk mencapai jumlah stok kalus yang diinginkan. 4. Tidak semua kalus terekspresi membentuk embrioid. Kombinasi Teknik SE Tidak Langsung dan SE Langsung Kendala-kendala pada teknik SE secara langsung maupun tidak langsung mendorong inovasi dan perbaikan teknik SE. Kombinasi teknik SE secara tidak langsung dan langsung dalam perkembangannya telah diuji coba dengan harapan metode ini dapat mepercepat produksi planlet. Teknik ini diawali dengan induksi kalus lebih awal (±1 tahun sebelum produksi planlet), sehingga cukup waktu untuk menyiapkan stok embrioid yang bisa dimultiplikasi dan dengan melakukan modifikasi komposisi media tumbuh maka dapat mempercepat dan memperbanyak pembentukan kalus embriogenik. Optimasi komposisi media tumbuh terutama zat pengatur tumbuh yang tepat pada media induksi dapat mempercepat pembentukan kalus >> 2

3 awal. Disamping waktu pembentukan kalus relatif lebih cepat, persentase eksplan berkalus juga meningkat. Kalus yang terbentuk ini merupakan bantalan tempat berkembangnya kalus embriogenik. Proses multiplikasi bisa didapatkan dari 2 sumber, pertama dari bantalan kalus yang bisa menghasilkan kalus embriogenik baru, kedua dari multiplikasi kalus embriogenik itu sendiri. Diharapkan dengan metode ini lebih memberikan peluang perbanyakan massal kopi yang lebih efisien. Tahapan dalam perbanyakan kopi secara langsung dan tidak langsung: 1. Induksi Eksplan Proses embriogenesis somatik kopi diawali dengan induksi menggunakan eksplan daun muda. Tujuan proses ini adalah untuk menginduksi pembentukan kalus pada bekas potongan eksplan daun yang telah disterilkan. Komposisi dan keseimbangan zat pengatur tumbuh pada media kultur terutama auksin dan sitokinin sangat menentukan pada proses pembentukan kalus. Kalus yang terbentuk, secara visual menampilkan bentuk dan warna yang hampir sama yaitu putih hingga krem, dan berbentuk granula pada tepi daun dengan biomassa yang cukup banyak. Kalus pada fase maturasi 3. Pembentukan Kalus Embriogenik Kalus embriogenik terbentuk di bantalan kalus yang sudah dewasa. Komposisi media dan jenis/klon kopi yang dikulturkan sangat menentukan tingkat keberhasilan pembentukan kalus embriogenik. Kalus embriogenik yang berhasil terbentuk akan berwarna kekuningan dan lebih cerah dibandingkan dengan bantalan kalus yang ada di bawahnya. Strukturnya friabel dan selanjutnya dapat berkembang membentuk embrioid. Multiplikasi juga dapat dilakukan pada fase ini, yaitu fase kalus yang sudah mengarah pada pembentukan embrioid. Selanjutnya dari kalus tersebut diekspresikan untuk membentuk embrio. Kalus pada eksplan daun 2. Maturasi pada Kalus Maturasi merupakan tahap pendewasaan kalus. Pada tahap ini penambahan massa kalus relatif mulai berkurang dan warna kalus yang semula putih kekuningan berangsurangsur menjadi kecoklatan. Kalus yang sudah berwarna kecoklatan ini akan menjadi bantalan kalus embriogenik pada fase berikutnya. 3 << Kalus friabel yang mengarah pada pembentukan embrioid

4 4. Ekspresi Embriogenik Embriogenesis diawali dengan pembentukan embrioid pada potongan eksplan daun, selanjutnya embrio berkembang melalui tahapan perkembangan fase globular, hati, dan torpedo. kecoklatan tersebut dapat menjadi sumber terbentuknya embrioid. Kedua, dapat terjadi melalui proses reproduksi embrioid. Akibat tidak melalui fase kalus, maka perbanyakan embrio dihasilkan dari pembentukan embrioid baru. Artinya dari masing-masing embrio akan menghasilkan banyak embrioid baru. Oleh karena itu perlu pemisahan antara fase embrioid dengan embrio yang telah memasuki fase torpedo, agar perkembangan pada tiap fase embrio menjadi lebih optimal. A Multiplikasi melalui bantalan kalus Embrioid berkembang menjadi embrio fase globular (A), hati (B), dan torpedo (C) B C Multiplikasi melalui reproduksi embrio 6. Perkecambahan dan Pertunasan Fase perkecambahan merupakan proses mengkulturkan embrio pada media pendewasaan. Embrio yang digunakan adalah embrio yang telah memasuki fase torpedo dan telah siap berkembang menjadi individu baru. Pada tahap ini embrio memasuki fase perkecambahan dan memerlukan fase pencahayaan. Pembentukan klorofil pada kotiledon akan mendorong pembentukan kuncup daun baru yang mengawali terbentuknya planlet. 5. Multiplikasi Embriogenik Proses multiplikasi dapat terjadi dari 2 jalur. Pertama dari bantalan kalus pada eksplan daun. Masing-masing potongan daun tersebut dapat menjadi indukan dari proses multiplikasi embrioid. Potongan daun yang telah berwarna Perkecambahan, pendewasaan, dan planlet >> 4

5 Penutup Teknik kombinasi SE secara langsung dan tidak langsung memiliki kesamaan pada fase perkembangan embrio dan proses selanjutnya. Perbedaan teknik kombinasi secara langsung dan tidak langsung terletak pada fase multiplikasi embrio. Diharapkan dengan teknik kombinasi ini akan didapatkan embrio yang lebih awal dalam jumlah yang diperlukan dan dapat mendukung penyediaan bibit kopi dalam skala waktu sesuai kebutuhan. Meskipun demikian masih diperlukan perbaikan-perbaikan lagi terutama dari segi 5 << manajemen pengelolaan stok bahan materi kultur yang dapat menunjang kebutuhan permintaan planlet kopi sewaktu-waktu. Sumber Pustaka 1) 2) Purnamaningsih & Ragapadmi (2002). Regenerasi tanaman melalui embriogenesis somatik dan beberapa gen yang mengendalikannya. Agro Bio, 5, Molina, D.; A.E. María; Cortina, Hernando & Moreno (2002). The effect of genotype and explant age on somatic embryogenesis of coffee. Plant Cell, Tissue and Organ Culture, 71, 2, **0**