BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

Transkripsi

1 18 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Botani Jeruk Keprok (Citrus nobilis Lour.) Menurut Steenis (2003), tanaman jeruk keprok (Citrus nobilis Lour.) mempunyai sistematika sebagai berikut: Kingdom : Plantae Division : Spermatophyta Klass : Angiospermae Subklass : Dicotyledoneae Ordo : Rutales Family : Rutaceae Genus : Citrus Spesies : Citrus nobilis Lour. Tanaman jeruk keprok (Citrus nobilis Lour.) diduga berasal dari Asia Tenggara (Purseglove, 1987), kemudian menyebar ke seluruh dunia terutama di daerah subtropik. Pohon jeruk mencapai ketinggian 6-10 m, mempunyai duri yang kuat, ranting yang muda bersudut, biasanya berduri dan bercabang rendah. Jeruk keprok memiliki daun berwarna hijau tua mengkilat pada permukaan atas dan hijau muda pada permukaan bawah tangkai. Buah jeruk tergolong buah sejati, tunggal, dan berdaging (Soelarso, 1996). Menurut Ball (1997), kulit jeruk ini berdaging tebal dengan permukaan yang kasar dan tidak rata. Biji bersifat poliembrionik dan berwarna sedikit kekuningan sementara embrio berwarna putih. Jeruk keprok ini mengandung sejumlah nutrisi, diantaranya vitamin B 1 dan vitamin C. Selain itu jeruk ini juga mengandung glukosa, fruktosa, sukrosa, karoten, asam sitrat dan glukosida. Jeruk ini bermanfaat sebagai

2 6 19 pereda berbagai penyakit, misalnya sebagai obat batuk, mengurangi nafsu makan dan menghilangkan rasa mual. Kulit dan biji jeruk mengandung minyak yang dapat digunakan sebagai pengharum rambut, campuran minuman, dan bahan wangiwangian. 2.2 Kultur Jaringan Jeruk Penggunaan metode in vitro untuk tanaman jeruk telah dimulai oleh Bove & Morel (1957) dalam Nurwahyuni (2001) dan sejak itu kultur jaringan tanaman jeruk banyak mendapat perhatian. Regenerasi tanaman jeruk secara kultur jaringan telah dilakukan diantaranya dari bagian tunas yang menghasilkan planlet (Bahrany, 2002), bagian kotiledon (Begum et al., 2003) yang menghasilkan kalus. Teknik kultur jaringan memiliki keuntungan karena dapat menghasilkan bibit klonal yang banyak dalam waktu yang singkat, dapat meningkatkan kualitas tanaman karena mengasilkan tanaman jeruk seragam dan tingkat kesehatan yang lebih baik (Ghorbel et al., 1998, dalam Nurwahyuni, 2003). Di dalam kultur jaringan banyak faktor-faktor penting yang sangat mempengaruhi keberhasilan dalam suatu pengkulturan diantaranya adalah lingkungan tumbuh yang dapat mempengaruhi regenerasi tanaman, meliputi temperatur penyinaran, panjang penyinaran, intensitas penyinaran, dan kualitas penyinaran serta ukuran wadah kultur. Temperatur yang digunakan berkisar antara ºC. Penyinaran kultur biasanya diberikan dengan menggunakan lampu TL (neon). Intensitas lampu berkisar antara Lux. Lampu TL dipasang pada ketinggian 40 cm diatas kultur. Panjang penyinaran dapat berlangsung jam, biasanya diberikan 16 jam (Gunawan, 1995). Intensitas cahaya rendah dapat mempertinggi embriogenesis dan organogenesis. Cahaya ultraviolet dapat mendorong pertumbuhan tunas pada intensitas rendah. Sebaliknya, pada intensitas yang tinggi proses ini akan terhambat. Pembentukan kalus maksimum sering terjadi di tempat yang lebih gelap (Hendaryono & Wijayani, 1994).

3 Eksplan Eksplan ini biasanya berupa bagian yang paling kecil dari jaringan atau organ yang diambil dari tanaman yang kemudian akan dikulturkan. Menurut Nusmawarhaeni et al., (2001), eksplan tanaman yang masih muda menghasilkan tunas maupun akar adventif lebih cepat bila dibandingkan dengan bagian yang tua. Hal itu karena bagian tersebut memiliki sifat pertumbuhan yang agresif. Jaringan tanaman yang masih muda mempunyai daya regenerasi yang lebih tinggi, sel-selnya masih aktif membelah diri dan relatif mengandung lebih sedikit kontaminan. Sedangkan jaringan tanaman yang sudah tua lebih sedikit beregenerasi dan biasanya mengandung lebih banyak kontaminan (Yusnita, 2003). Penggunaan eksplan dari jaringan muda lebih sering berhasil karena sel-selnya aktif membelah, dinding sel tipis karena belum terjadi penebalan lignin dan selulosa yang menyebabkan kekakuan pada sel. Gunawan (1995) menyatakan bagian tanaman yang dapat digunakan sebagai eksplan adalah pucuk muda, batang muda, daun muda, kotiledon, hipokotil. Menurut Wattimena (1992) perbedaan dari bagian tanaman yang digunakan akan menghasilkan pola pertumbuhan yang berbeda. Eksplan tanaman yang masih muda menghasilkan tunas maupun akar adventif lebih cepat bila dibandingkan dengan bagian yang tua. Perbedaan dari bagian tanaman yang digunakan akan menghasilkan pola pertumbuhan yang berbeda. Santoso & Nursandi (2004) menambahkan bahwa langkah pertama untuk menentukan bagian mana dari tanaman yang akan digunakan sebagai eksplan adalah melihat potensi genetik yang ada pada tanaman di lapangan. Untuk itu perlu dilakukan analisis jaringan secara in vivo untuk mengetahui bagian tanaman yang mempunyai kandungan tertinggi senyawa yang diinginkan. Tanaman yang mempunyai kandungan senyawa tertentu dalam jumlah besar akan mampu menghasilkan senyawa yang sama dalam jumlah besar pula apabila tanaman tersebut dikulturkan secara in vitro. Hal ini sesuai dengan teori totipotensi yang dimiliki suatu sel. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh Khurniawati (2007), eksplan yang paling sering digunakan untuk embriogenesis langsung adalah embrio zigotik muda.

4 218 Jaringan pada embrio zigotik muda secara alami merupakan jaringan yang embriogenik. Ekplan diberi perlakuan kinetin 1,0 mg/l + sukrosa 10 g/l, kinetin 2,0 mg/l + sukrosa 30 g/l, kinetin 3,0 mg/l + sukrosa 10 g/l menghasilkan kultur dengan persentase hidup yang tinggi yaitu 75%. Konsentrasi kinetin 1,0 mg/l mampu mempercepat saat inisiasi tunas dalam waktu 16,02 (HSI). Konsentrasi sukrosa 30 g/l mampu mempercepat saat inisiasi tunas dalam waktu 16,08 (HSI) (Khurniawati, 2007) Media Kultur Jaringan Media tanam dalam kultur jaringan adalah tempat untuk tumbuh eksplan. Media tanam tersebut dapat berupa larutan (cair) atau padat. Media tanam harus berisi semua zat yang diperlukan untuk menjamin pertumbuhan eksplan. Bahan-bahan yang diramu berisi campuran garam mineral sumber unsur makro dan unsur mikro, gula, protein, vitamin, dan hormon tumbuh. Selain itu diperlukan pula bahan tambahan seperti agar, gula dan lain-lain. Dengan demikian keberhasilan kultur jaringan jelas ditentukan oleh media tanam dan macam tanaman. Campuran media yang satu mungkin cocok untuk jenis-jenis tanaman tertentu, tetapi tidak cocok untuk jenis-jenis tanaman yang lainnya (Hendaryono & Wijayani, 1994). Media MS merupakan media yang dibuat oleh Murashige & Skoog pada tahun 1962, dan sesuai untuk berbagai eksplan spesies tanaman. Dari berbagai komposisi dasar ini kadang-kadang dibuat modifikasi, misalnya hanya menggunakan setengah dari konsentrasi garam-garam makro yang digunakan atau menggunakan komponen garam-garam makro berdasarkan MS yang disesuaikan (Gunawan, 1994). Media yang dikembangkan oleh Murashige & Skoog (MS) untuk kultur jaringan tanaman digunakan secara luas untuk kultivasi kalus pada agar demikian juga kultur suspensi sel dalam media cair. Keistimewaan media ini yaitu kandungan nitrat, kalium dan amoniumnya yang tinggi (Wetter & Constabel, 1991). Dalam kultur jaringan jeruk banyak media yang telah digunakan, diantaranya media Murashige & Tucker (MT) (Chapman et al., 2000). Namun Media MS

5 9 22 merupakan media yang cocok untuk merangsang perkembangan kultur dengan cepat serta mempengaruhi organogenesis dan embriosomatik (Reinert & Bajaj, 1989) Zat Pengatur Tumbuh Pada tumbuhan, hormon tumbuh sangat berperan dalam pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan (Abidin, 1982). Selain itu zat pengatur tumbuh juga berperan dalam mempercepat terbentuknya kalus serta proses diferensiasi semua fase pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Heddy, 1986), juga dapat memberikan arah bagi perkembangan sel tanaman (Pierik, 1987). Faktor yang perlu mendapatkan perhatian dalam penggunaan zat pengatur tumbuh antara lain jenis dan konsentrasi zat pengatur tumbuh dan urutan penggunaannya serta periode masa induksi yang dilakukan dalam teknik kultur jaringan tertentu (Gunawan, 1995). Zat pengatur tumbuh yang biasa digunakan adalah sitokinin dan auksin. Sitokinin yang biasa digunakan 6-Benzil Amino Purin (BAP) dan kinetin, sedangkan auksin yang biasa digunakan adalah IAA, 2,4 D, NAA dan IBA (Maryani & Zamroni, 2005). Dalam kultur jaringan zat pengatur auksin dan sitokinin sangat berpengaruh (Gunawan, 1995). Auksin adalah zat pengatur tumbuh yang mempengaruhi pertumbuhan kalus. Jenis auksin buatan yang biasa digunakan adalah IBA, 2,4-D dan ANA sedangkan yang alami biasa digunakan IAA (Katuuk, 1989). Asam Naftalen Asetat (ANA) adalah senyawa sintetis yang berhasil dibuat. Senyawa ini tidak mengandung ciri-ciri indol tetapi mempunyai aktifitas biologis seperti IAA, ANA dan 2,4-D merupakan golongan auksin sintetis yang mempunyai sifat lebih stabil dari pada IAA karena tidak mudah terurai oleh enzim-enzim yang dikeluarkan oleh sel atau oleh pemanasan pada proses sterilisasi. Sitokinin alami yang sering digunakan dalam kultur jaringan adalah zeatin, 2-iP, sedangkan untuk sintetik meliputi BAP dan kinetin (Wattimena, 1988). Prinsip utama dari teknik kultur jaringan adalah perbanyakan tanaman dengan menggunakan bagian vegetatif tanaman dengan menggunakan media buatan yang dilakukan di tempat yang steril (Departemen Pertanian, 2007). Pada penelitian ini zat

6 23 10 pengatur tumbuh yang digunakan adalah kinetin. Kinetin (Furfuryl amino purine) merupakan zat pengatur tumbuh eksogen yang termasuk ke dalam golongan sitokinin (Gunawan, 1995). Kinetin adalah N 6 -furfuril adenin merupakan turunan basa adenin. Kinetin belum pernah diisolasi dari jaringan-jaringan tanaman, tetapi berasal dari hasil-hasil kromatografi ekstrak tanaman dan kinetin diduga pada tanaman dalam konsentrasi yang rendah (Wattimena, 1998). Menurut Yusnita, (2003), bahwa kinetin merupakan sitokinin sintetik yang pertama ditemukan oleh Carlos Miller pada ikan kering. Setelah itu ditemukan senyawa sitokinin yang lain dalam endosperma cair jagung, yaitu zeatin. Sitokinin sintetik lainnya adalah BAP (6-benzilaminopurin) dan 2-ip. Fungsi kinetin dapat mendorong pembelahan sel dari sel-sel kalus. Secara umum kinetin juga digunakan untuk menumbuhkan dan menggandakan tunas aksilar atau merangsang tumbuhnya tunas-tunas adventif dengan konsentrasi kinetin yang digunakan berkisar dari 0,1-1,0 mg/l. Gunawan (1995) menambahkan beberapa fungsi sitokinin, antara lain memacu pembelahan sel dalam jaringan meristematik, merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam meristem, mendorong pertumbuhan tunas samping dan perluasan daun, menunda penuaan daun serta merangsang pembentukan pucuk dan mampu memecah masa istirahat biji (breaking dormancy). 2.3 Kultur Embrio Kultur jaringan tanaman merupakan suatu metode atau teknik mengisolasi jaringan, organ, sel, maupun protoplas tanaman, menjadikan eksplan dan menumbuhkannya ke dalam media pertumbuhan yang aseptik sehingga eksplan tersebut dapat tumbuh dan berkembang, berorganogenesis dan dapat beregenerasi menjadi tanaman sempurna (Mattjik, 2005). Perbanyakan dengan kultur jaringan tidak mengenal musim karena kondisi lingkungan yang sudah diatur sesuai kebutuhan. Biji yang berperan penting mempertahankan keturunan terutama tanaman herba tidak dapat bertahan pada kondisi lingkungan yang terlalu ekstrim seperti musim dingin yang amat dingin dan musim

7 11 24 panas yang amat panas. Keadaan ini dapat diterapkan pada kultur biji. Kegunaan perbanyakan biji lainnya adalah menghilangkan kontaminasi eksternal seperti jamur, bakteri, dan mikroorganisme pengganggu lainnya yang dimusnahkan pada saat sterilisasi material tanaman (Katuuk, 1989). Biji masing-masing spesies tanaman memiliki viabilitas tertentu. Misalnya pada tanaman pisang, tingkat kesuburan dan pembelahan sel pada biji lambat dan membutuhkan waktu yang lama untuk bereproduksi (Crouck et al., 1998). Sementara tanaman anggrek memiliki biji yang sangat lembut. Sehingga perbanyakan dengan biji membutuhkan perlakuan yang khusus. Biji adalah awal permulaan yang tepat dalam kultur jaringan (George & Sherrington, 1984). Setelah sterilisasi permukaan, biji dapat ditumbuhkan dalam media yang kaya akan nutrisi untuk membentuk kalus, atau dikecambahkan dalam media sederhana tanpa zat pengatur tumbuh untuk menghasilkan benih yang bebas dari kontaminan (George & Sherrington, 1984). Menurut Katuuk (1989) bahwa eksplan biji jeruk dapat diambil dari berbagai umur, tetapi sebaiknya dari buah yang muda yaitu hari setelah polinasi. Penelitian tentang kultur embrio sudah pernah dilakukan oleh Kosmiatin & Mariska (2005), embrio yang akan dikulturkan diisolasi dari polong yang disimpan di dalam lemari pendingin. Sebelum embrio diisolasi, polong disterilkan kemudian embrio diisolasi dengan cara membuka kulit biji. Selanjutnya embrio dikulturkan pada media perkecambahan. Embrio umur 1, 2, dan 3 minggu setelah polinasi dikulturkan pada medium dasar Knudson dan Knudson yang dimodifikasi dengan BA 1 mg/l. Sebagai pembanding, embrio dikulturkan pada medium MS yang ditambah dengan IAA 0,01 mg/l dan kinetin 0,1 mg/l (Gosal & Bajaj, 1983). Pierik (1987) dalam Kosmiatin & Mariska, 2005, menyatakan bahwa kultur embrio matang lebih mudah dibandingkan dengan kultur embrio muda. Pada umur 3 minggu setelah polinasi, kondisi embrio cukup baik dengan kotiledon yang sempurna. Meskipun beberapa embrio memiliki kotiledon yang besar sehingga kulit biji agak merekah, hal itu tidak mengganggu perkecambahan. Dengan kondisi embrio yang hampir sempurna, embrio tidak memerlukan waktu yang lama untuk berkecambah dengan rata-rata waktu kecambah 4 sampai 5 hari setelah tanam.

8 12 25 Kultur embrio belum matang yang diambil dari biji memiliki beberapa aplikasi, yaitu inkompatibilitas antar spesies atau kultivar yang timbul setelah pembentukan embrio akan menyebabkan aborsi embrio. Embrio seperti ini dapat diselamatkan dengan cara mengkulturkan embrio yang belum matang dan menumbuhkannya pada media kultur yang sesuai. Aplikasi lain yaitu untuk menyelamatkan embrio yang sudah matang agar tidak mati akibat serangan hama dan penyakit. 2.4 Planlet yang Baik Plantlet yang baik adalah yang organnya lengkap, mempunyai pucuk dan akar, warna pucuknya hijau pekat artinya tidak tembus pandang, seperti kaca atau disebut vitrifikasi dan pertumbuhan akar bagus. Menurut Berliana (1998), ciri-ciri bibit yang berkulitas baik yaitu planlet tampak sehat dan tidak berjamur, ukuran planlet seragam, berdaun hijau segar dan tidak ada yang menguning. Selain itu planlet tumbuh normal, tidak kerdil, komposisi daun dan akar seimbang, pseudobulb atau umbi semu mulai tampak dan sebagian kecil telah mengeluarkan tunas baru, serta memiliki jumlah akar serabut 3 4 akar dengan panjang 1,5 2,5 cm. Dalam tahapan selanjutnya, planlet yang berkualitas baik di aklimatisasi ke ke lingkungan luar. Plantlet dikelompokan berdasarkan ukurannya untuk memperoleh bibit yang seragam. Sebelum ditanam plantlet sebaiknya diseleksi dulu berdasarkan kelengkapan organ, warna, dan ukuran. Prosedur pembiakan dengan kultur in vitro baru bisa dikatakan berhasil jika planlet dapat diaklimatisasi ke kondisi eksternal atau lingkungan luar dengan keberhasilan yang tinggi. Aklimatisasi bertujuan untuk mempersiapkan planlet agar siap ditanam di lapangan. Namun pada penelitian ini tahapan yang dilakukan hanya skala laboratorium, tahapan aklimatisasi tidak dilakuan sebab dilakukan pengamatan anatomi mikroskopik akar. Pada pengamatan ini akar diiris tipis sehingga planlet sudah tidak bisa di aklimatisasi.