No. 010, Maret 2016 (Tanggal diunggah 11 Maret 2016) Penyunting : Tonny K. Moekasan, Laksminiwati Prabaningrum, Nikar di Gunadi, dan Asih K. Karjadi Redaksi Pelaksana : Abdi Hudayya, Fauzi Haidar TEKNIK PENINGKATAN KUALITAS DAN KUANTITAS BENIH KENTANG (Solanum tuberosum L. ) Oleh : Asih K. Karjadi BALAI PENELITIAN TANAMAN SAYURAN Jl. Tangkuban Parahu No. 517, Lembang Bandung Barat 40391 Tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan komoditas prioritas, disebakan tanaman ini mempunyai potensi untuk dikembangkan sebagai sumber karbohidrat dalam menunjang program diversifikasi pangan. Produktivitas kentang di Indonesia tahun 2014, 17.67ton/ha dengan total produksi 1 347 815 ton dari luas areal pertanaman 76 291 hektar (BPS, 2015). Hasil tersebut masih tergolong rendah jika dibandingkan dengan produksi di negara-negara produsen kentang. Kendala utama peningkatan produksi adalah pengadaan dan distribusi benih kentang berkualitas yang belum kontiyu dan memadai. Dalam program perbenihan penggunaan benih bebas pathogen/berkualitas mutlak diperlukan. Benih tesebut dapat diperoleh melalui teknik kultur jaringan yang disertai dengan pengujian patogen terutama penyakit sistemik (virus) secara intensif dilanjutkan dengan teknik perbanyakan cepat untuk memproduksi stek in vitro, stek in vivo dan umbi mini. APLIKASI TEKNIK KULTUR JARINGAN DAN PERBANYAKAN CEPAT DALAM MEMPRODUKSI BENIH KENTANG BERKUALITAS. Dalam kegiatan memproduksi benih kentang berkualitas baik dalam bentuk tanaman in vitro atau umbi mini dibagi dalam 4 tahap kegiatan yaitu : 1
1. ELIMINASI PENYAKIT SISTEMIK TERUTAMA VIRUS (PLRV, PVX, PVY) Teknik kultur jaringan sangat membantu dalam usaha mengeliminasi penyakit sistemik terutama virus. Dengan metode ini dipilih bagian tanaman atau jaringan yang tidak mengandung patogen sistemik terutama virus, dan menumbuhkan jaringan tersebut serta meregenerasikan kembali menjadi tanaman lengkap yang sehat di dalam media buatan. Keberhasilan dalam menggunakan metode kultur jaringan sangat bergantung pada komposisi media yang digunakan. Dimana media tumbuh ini terdiri dari unsur makro, mikro, sumber karbohidrat yang umumnya gula atau sukrose. Hasil yang lebih baik akan diperoleh apabila ke dalam media tersebut ditambahkan vitamin, asam amino dan zat pengatur tumbuh. Cara perbanyakan kultur jaringan ini dapat meningkatkan produksi benih baik kualitas maupun kuantitasnya. Dalam kultur jaringan yang bertujuan untuk mengeliminasi virus digunakan explant/bahan tanaman berupa jaringan meristem pucuk atau tunas samping (aksiler). Perkembangan jaringan meristem tersebut diarahkan untuk mendapatkan tanaman sempurna dan bila mungkin sekaligus memperbanyaknya teknik ini disebut kultur meristem. Pada penumbuhan jaringan meristem, keadaan fisiologis explant mempengaruhi terjadi atau tidaknya proliferasi. Ketidak berhasilan explant mengadakan pembelahan dan berdifferensiasi disebabkan oleh sel-sel dari explant tersebut tidak bersifat totipoten Kegagalan jaringan meristem untuk tumbuh dan berkembang dapat diakibatkan oleh kurang cermatnya dalam pengambilan explant. Selain ukuran dari jaringan meristem, ketepatan dalam jumlah senyawa zat pengatur tumbuh yang digunakan juga sangat penting dan berpengaruh. Telah disebutkan diatas bahwa ukuran dari jaringan meristem sangat penting, karena akan menentukan kemapuan untuk berkembang dan beregenerasi. Jika jaringan meristem disiolasi bersama-sama dengan primordia daun maka daya hidupnya akan lebih besar. Untuk perbanyakan umumya dianjurkan untuk mengambil jaringan meristem bersama daun primordia. Tetapi sebaliknya jika tujuannya untuk menghilangkan penyakit sistemik terutama virus jaringan meristem harus bebas dari daun primordial daun dan ukurannya tidak boleh melampaui 0.5 mm. Cara pengambilan jaringan meristem adalah sebagai berikut bagian tanaman yang akan diambil jaringan meristemnya disterilisasi dengan larutan khlorox (Sodium hypoklorit) 25 %. Pengambilan jaringan meristem dilakukan dilingkungan steril (di Laminer airflow cabinet) menggunakan binokuler dengan pembesaran 25 40 kali. Daun primordia yang menutupi jaringan meristem dibuang dengan menggunakan jarum atau pinset. Kemudian jaringan tersebut dipotong dengan ukuran 0.25 0.4 mm dengan menggunakan jarum/pisau scalpel dan ditanam/diinokulasi di test tube yang berisi media tumbuh. Sebagai media tumbuh meristem dipergunakan media dengan komposisi MS (Murashige dan Skoog, 1962) ditambah supplement 0 0,25 mg/l BAP; 0 0,25 mg/l GA 3 ; 0 2 mg/l CaP; 3 % Sukrose; 100 mg/l Myo inositol; 0,5 0,65 % agar, ph 5,6 5,7. Kultur kemudian ditempatkan di ruang inkubasi atau incubator dengan suhu 20 22 o C, dengan photoperiode 16 jam terang 8 jam gelap. Sub kultur dilakukan setelah 2
jaringan meristem tumbuh/berkembang menjadi plantlet atau tergantung dari keadaan explant dan media tumbuh. Pada umumnya jaringan meristem akan tumbuh menjadi plantlet setelah 3 6 bulan setelah tanam. Bagan 1. Eliminasi penyakit sistemik virus (PLRV,PVX,PVY). Umbi kentang yang terinfeksi penyakit sistemik/virus Deteksi kandungan penyakit dengan serologi/elisa Kultur meristem ( jaringan meristematik 0.4 mm, dikulturkan /diinokulasikan secara in vitro pada media tumbuh MS + supplement) tanaman in vitro/plantlet. 2. PERBANYAKAN TANAMAN SECARA IN VITRO/MIKROPROPAGASI Penggunaan teknik in vitro untuk tujuan perbanyakan vegetatif merupakan areal/bidang yang paling maju dalam teknik kultur jaringan. Perbedaan perbanyakan vegetatif secara in vitro dengan metode konvensional yang lain adalah : (1) dalam teknik in vitro, bahan tanaman yang dipergunakan lebih kecil, sehingga tidak merusak tanaman induk.(2) lingkungan tumbuh kultur in vitro harus aseptik dan terkendali. (3) kecepatan perbanyakan tinggi, (4) dapat menghasilkan benih bebas penyakit dari induk yang telah terinfeksi pathogen internal. (5) membutuhkan tempat yang relatif kecil untuk menghasilkan jumlah benih yang besar/banyak. Perbanyakan tanaman kentang secara in vitro mempunyai beberapa keuntungan bila dibandingkan dengan perbanyakan konvensional yaitu bebas penyakit terutama penyakit sistemik seperti virus, cepat dalam jumlah besar/banyak dan tidak tergantung dari musim. Di Balai Penelitian Tanaman Sayuran setelah kultur meristem tumbuh menjadi plantlet, dilakukan perbanyakan in vitro dengan menanam stek buku tunggal secara in vitro. Komposisi media yang dipergunakan adalah MS (1962) ditambah supplement Myo inositol 100 mg/l ; CaP 2 mg/l; GA 3 0.10 0,25 mg/l; air kelapa 50 100 ml/l; agar 0.5 0.65 %, ph 5,6-5,7. Tanaman diinkubasikan diruang kultur dengan suhu 20-22 o C, photoperiode 16 jam terang, 8 jam gelap. Pengujian virus/deteksi virus dilakukan dengan metoda serologi ELISA pada 3 macam virus (PLRV, PVX,PVY). Pertumbuhan stek in vitro sampai dapat distek kembali/diperbanyak kembali antara 3 5 minggu setelah tanam, dari satu jaringan meristem umumnya akan didapatkan 3 5 tanaman in vitro. Setelah didapatkan tanaman in vitro yang bebas penyakit sistemik/virus dilakukan perbanyakan secara mikropropagasi sampai mecukupi untuk diaklimatisasi di screen 3
house. Selain itu dilakukan juga penyimpanan stok tanaman secara in vitro untuk plantlet/tanaman in vitro bebas virus. Bagan 2. Perbanyakan tanaman secara in vitro/ mikropropagasi Plantlet/tanaman in vitro Perbanyakan dengan stek buku tunggal in vitro ( Mikropropagasi, Media MS + supplement) Deteksi kandungan virus dengan metoda Serologi/ELISA (4 macam virus : PLRV, PVY, PVX) Tanaman bebas virus/plantlet Tanaman/plantlet terinfeksi virus Dibuang/dieliminasi virus kembali Mikropropagasi /stek buku Tunggal. Stok tanaman in vitro ( dikulturkan pd media slow growth) 3. AKLIMATISASI /PRODUKSI STEK DAN UMBI MINI DI SCREEN HOUSE. Dalam program perbenihan kentang penggunaan benih bebas patogen mutlak diperlukan. Penggunaan teknik perbanyakan cepat dalam program perbenihan kentang dimaksudkan untuk mempersingkat masa penyediaan benih disamping meningkatkan jumlahnya dengan kualitas yang terjaga. Pada dasarnya produksi benih merupakan tahapan perbanyakan dimana setiap stok benih diperbanyak secara berulang yang memungkinkan adanya penurunan kualitas, sehingga diperlukan penyediaan stok benih bebas patogen secara terus menerus. Penanaman plantlet di screen house/aklimatisasi dilakukan dengan teknik perbanyakan cepat yaitu dari satu tanaman in vitro/plantlet ditransfer ke media tanah menjadi 2 3 tanaman. Media yang dipergunakan campuran pupuk kandang dan tanah steril dengan perbandingan 1 : 2 (tergantung dari kualitas pupuk dan tanah yang akan dipergunakan), atau campuran media steril lainnya seperti humus, cocopit, arang sekam. Pupuk anorganik yang diberikan NPK (16 16 16) dengan sistim penyiraman (20 gram pupuk dilarutkan dalam 5 liter air dan dilakukan setiap 10 hari sekali. Setelah tanaman 4
induk berumur 4 5 minggu dilakukan pengujian terhadap 3 macam virus (PLRV, PVY,PVX) dan seleksi tanaman off type dengan teknik growing test Panen stek dimulai setelah tanaman induk berumur 4 6 minggu setelah transfer dan dilanjutkan setiap 10 14 hari sekali sampai tanaman induk menunjukkan ciri-ciri sudah tua/senessen atau tanaman induk sudah membentuk umbi. Bagan 3. Penanaman tanaman induk dan produksi stek di screen house Plantlet Aklimatisasi di screen house Media : campuran tanah dan pupuk kandang steril Kerapatan : 200 tanaman per m 2 Deteksi kandungan virus dgn serologi test/elisa Seleksi tanaman offtype ( menggunakan metoda growing test) Panen stek pucuk - Ditanam untuk tanaman induk - Ditanam untuk produksi umbi mini. (panen stek dilakukan setiap 10 12 hari sekali, sampai tanaman induk menunjukkan ciri-ciri sudah tua) Untuk produksi umbi mini berukuran 5 10 g per knol, dilakukan dengan menanam stek di rumah kasa atau net house. Kerapatan tanaman stek ini 100 200 tanaman per m2. Untuk pemeliharaan tanaman dilakukan seperti pertanaman kentang pada umumnya. Produksi umbi mini ini sangat bergantung pada varietas dan pemeliharaan tanaman. Setelah didapatkan /dihasilkan umbi mini perbanyakan selanjutnya dilakukan penanaman secara konvensional atau dikombinasikan dengan teknik perbanyakan cepat. 4. PRODUKSI UMBI MINI DI RUMAH KASA/SCREEN HOUSE Produksi benih kentang pada dasarnya tahap perbanyakan dimana stok benih diperbanyak secara berulang yang memungkinkan adanya penurunan kualitas dari umbi. Untuk maksud tsersebut diperlukan stok benih berkualitas secara terus menerus. 5
Untuk produksi umbi mini kentang ukuran umbi 5 10 g per knol, dilakukan penanaman stek dirumah sere/kasa/net house. Dan umumnya penanaman stek dilakukan tanpa diakarkan terlebih dahulu. Media tanam yang dipergunakan campuran tanah dan pupuk kandang steril dengan perbandingan 2 : 1 ( perbandingan ini sangat bergantung dari kualitas tanah dan pupuk organik/kandang yang dipergunakan), atau campuran media steril lainnya seperti humus, cocopit, arang sekam. Pupuk anorganik yang dipergunakan NPK ( 16 16 16) dengan dosis 1 1.5 ton/ha. Kerapatan tanaman stek 100 200 tanaman per m 2. Produksi umbi mini sangat bergantung pada varietas dan pemeliharaan tanaman. Gambar : Tanaman in vitro (plantlet kentang bebas patogen ) (Sumber : Balai Penelitian Tanaman Sayuran) 6
Gambar : tanaman induk di screen house (Sumber Gambar : Balai Penelitian Tanaman Sayuran) Gambar : Tanaman kentang dalam produksi umbi mini (Sumber Gambar : Balai Penelitian Tanaman Sayuran) Gambar : umbi mini kentang (Sumber Gambar : Balai Penelitian Tanaman Sayuran) 7
Gambar : Pertanaman kentang di lapangan (Sumber Gambar : Balai Penelitian Tanaman Sayuran) 8
Teknik pembuatan benih kentang berkualitas Umbi kentang terinfeksi penyakit Deteksi kandungan virus Kultur meristem Tanaman in vitro/plantlet Mikropropagasi Deteksi kandungan penyakit sistemik/virus Plantlet/tanaman in vitro bebas virus Plantlet/tanaman terinfeksi stok tanaman in vitro Dibuang/dieliminasi kembali dgn kultur jaringan Mikropropagasi Aklimatisasi/transfer tanaman di screen house sbg tanaman induk - deteksi kandungan virus dgn serologi ELISA - Seleksi tanaman offtype dng growing type. Panen stek pucuk Tanam stek untuk tanaman induk tanam stek untuk produksi umbi 9
Laju pertumbuhan dan waktu dalam produksi benih kentang dengan menggunakan teknik perbanyakan cepat 1 jaringan meristem 4 6 bulan 3-5 tanaman in vitro/plantlet 1-2 plantlet, deteksi kandungan penyakit sistemik virus 1 bulan 2 3 plantlet/tanaman in vitro bebas virus Perbanyakan stek buku tunggal 1 bulan 8 12 plantlet ( 4 5 stek buku tunggal per plantlet) 1 bulan 16 24 tanaman induk ( 2 tanaman per plantlet) 1 1.5 bulan 5 10 stek pertanaman induk Umbi mini /Go 1 stek : 3 5 umbi mini 3 bulan 3 3.5 bulan Umbi mini /G1 ( kelipatan 50 120 kali dalam ukuran berat) 10
Daftar Pustaka Asandhi, A.A. et al. 1989. Kentang (edisi kedua), Badan penelitian dan Pengembangan Pertanian. Balai Penelitian Hortikultura Lembang, 197 pp. Ati. S.D. 2006. Dukungan penelitian Virus dalampengembangan Perbenihan Kentang. Orasi Pengukuhan Peneliti Utama sebagai Profesor Riset Bidang Hama dan Oenyakit Tanaman. Badan Litbang Pertanian. Deptan. 20 pp. Bryan, J.E. 1983. On farm seed improvement by the potato seed plot technique. Technical information Bull. 7. CIP Lima Peru. 13 pp. Cartbaoui, R. 1984. Roguing potatoes. Technical Information. Bull 5. CIP Lima Peru, 12 pp. Struik, P.C. and Wiersema, S.G. 1999. Seed Potato technology. Wageningen Pers, Wageningen. The Netherlands. Sunarjono, H. 2007. Petunjuk Praktis Budidaya kentang. Agromedia. Pustaka Jakarta, 109 pp. Wiersema, S.G. 1987. Effect of stem density on potato production. Technical Information Bull 1. ( Revised). CIP Lima Peru. 11