18 TINJAUAN PUSTAKA Botani, Penyebaran dan Manfaat Tanaman Jarak Pagar (Jatropha curcas L.) Klasifikasi botani jarak pagar menurut Hambali et al. (2006) yaitu : Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dicotyledonae Ordo : Euphorbiales Famili : Euphorbiaceae Genus : Jatropha Species : curcas Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) merupakan tanaman perdu dengan tinggi 1 7 meter, bercabang tidak teratur berasal dari Amerika. Batangnya berkayu, silindris dan bila terluka akan mengeluarkan getah (Heyne 1987). Daunnya berupa daun tunggal, berlekuk, bersudut 3 atau 5, tulang daun menjari dengan 5 7 tulang utama, warna daun hijau (permukaan bawah lebih pucat dibanding bagian atas). Panjang tangkai daun antara 4 15 cm. Bunga berwarna kuning kehijauan, berupa bunga majemuk berbentuk malai dan berumah satu. Bunga jantan dan betina tersusun dalam rangkaian berbentuk cawan, muncul di ujung atau di ketiak daun.buah berupa buah kotak berbentuk bulat telur, diameter 2 4 cm, berwarna hijau ketika muda dan kuning jika sudah masak. Buah jarak terbagi tiga ruang yang masing-masing ruang diisi tiga biji yang berbentuk bulat lonjong dan berwarna coklat kehitaman (Hambali et al. 2006). Saat ini tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) telah tersebar ke hampir seluruh daerah di Indonesia, dan dapat tumbuh dengan baik di daerah yang beriklim kering maupun pada lahan yang dengan kesuburan rendah (Hariyadi 2005). Selain sebagai penghasil sumber bahan bakar, tanaman jarak dapat juga dijadikan sebagai bahan baku obat-obatan dan bahan pewarna (Heyne 1987). Menurut Hambali et al. (2006) minyak yang berasal dari tanaman jarak pagar dapat juga digunakan untuk pembuatan sabun dan biopestisida. Kultur Jaringan Tanaman Menurut Gunawan (1995), kultur jaringan atau teknik kultur jaringan in vitro adalah suatu metode pembiakan vegetatif yang dilakukan dengan cara menumbuhkan
19 sel, jaringan atau organ, serta menumbuhkan bagian-bagian tersebut dalam media buatan aseptik yang kaya nutrisi serta zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang tembus cahaya dengan tujuan agar bagian-bagian tersebut memperbanyak diri dan beregenerasi kembali menjadi tanaman lengkap. Hartmann dan Kester (1983) menyatakan bahwa proses yang menginduksi pembentukan jaringan dari sel atau kalus menjadi tunas, tunas adventif atau akar hingga akhirnya menjadi tanaman lengkap yang sempurna disebut organogenesis. Menurut Zhang dan Lemaux (2005) pada kultur in vitro organogenesis tunas berasal dari differensiasi sel somatik bukan dari sel embrio. Organogenesis tersebut dikendalikan oleh keberadaan gen yang berada pada eksplan yang berespon terhadap pemberian zat pengatur tumbuh sehingga mempengaruhi pembelahan sel dan proses diferensiasinya. Metode perbanyakan tanaman secara in vitro dapat ditempuh dengan dua cara yaitu (1) Melalui multiplikasi tunas dari mata tunas aksilar, dan (2) Melalui pembentukan tunas adventif dan embrio somatik secara langsung maupun tidak langsung melalui pembentukan kalus (Wattimena et al. 1992). Metode yang pertama yaitu perbanyakan tunas dari mata tunas aksilar lebih banyak digunakan dalam usaha perbanyakan tanaman. Telah banyak penelitian yang dilakukan membuktikan bahwa metode tersebut lebih cepat dan dalam hal perbanyakan tanaman dan sedikit penyimpangan genetik bahkan tidak terjadi penyimpangan genetik. Morfogenesis tidak langsung melalui pembentukan kalus, tingkat penyimpangan genetik yang lebih tinggi dan waktu perbanyakan yang lebih lama. Syarat awal untuk menerapkan metode kultur jaringan sebagai suatu cara perbanyakan pada suatu tanaman yaitu: (1) kecepatan organogenesis atau embriogenesis untuk pembentukan planlet tinggi, (2) planlet yang dihasilkan secara in vitro harus mampu bertahan di lapang dan penampakan di lapang seperti yang diharapkan atau lebih baik, (3) penggunaan kultur jaringan dapat memberikan keuntungan lebih dibandingkan sistem perbanyakan secara konvensional, dan (4) sifat-sifat atau karakteristik yang diinginkan harus dapat dipertahankan (Brown & Sommer 1982 dalam Mentari 2006). Keberhasilan dari teknik kultur jaringan ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan dan morfogenesis jaringan yang dikulturkan dan dipengaruhi oleh faktor genotif dari bakal tanaman yang dikulturkan, media dan zat pengatur tumbuh, faktor lingkungan dan faktor fisiologi jaringan yang digunakan sebagai eksplan (George dan Sherrington 1984).
20 Peranan Zat Pengatur Tumbuh dalam Kultur Jaringan Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) adalah senyawa organik bukan nutrisi yang dalam konsentrasi rendah (<1 μm) yang bersifat mendorong, menghambat atau secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan tanaman (Wattimena 1988), sedangkan menurut Beyl (2005) zat pengatur tumbuh akan memberikan pengaruh pada selang konsentrasi 0,001 10 μm. Zat pengatur tumbuh juga menstimulasi pembelahan dan perkembangan sel, kadang-kadang jaringan atau eksplan dapat memproduksi zat pengatur tumbuh sendiri (endogen), tetapi biasanya zat pengatur tumbuh harus ditambahkan dari luar ke medium kultur jaringan untuk pertumbuhan dan perkembangan dari kultur (Beyl 2005). Menurut Gunawan (1995) pemberian zat pengatur tumbuh dari luar adalah untuk mengubah nisbah zat pengatur tumbuh yang ada pada tanaman. Perubahan nisbah itu selanjutnya merubah laju pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Wattimena (1988), mengelompokkan zat pengatur tumbuh menjadi lima golongan yaitu auksin, sitokinin, asam absisik (ABA), etilen, dan retardan. Jenis zat pengatur tumbuh yang sering digunakan dalam kultur jaringan adalah auksin dan sitokinin, dimana efek perbandingan auksin dan sitokinin terhadap morfogenesis dari kultur jaringan dijelaskan oleh Skoog dan Miller (1957) masih digunakan sebagai dasar untuk manipulasi tanaman sampai sekarang. Efek dari zat pengatur tumbuh sangat tergantung pada jenis dan kosentrasi yang digunakan dan jaringan target (Beyl 2005). Menurut Gunawan (1995), sitokinin yang sering digunakan pada kultur jaringan adalah kinetin, zeatin, BA, BAP, 2iP dan PBA. Sedangkan auksin terdiri dari IAA, 2,4- D, IBA, NAA dan 2,4,5 T. Zat pengatur tumbuh sitokinin dapat merangsang berbagai tanggap biologi bila diberikan secara eksogen terhadap seluruh tanaman atau organ tanaman yang mempengaruhi pembelahan sel, morfogenesis, memacu perkembangan kuncup samping tanaman dikotil, menghambat gugurnya daun dan mempunyai kemampuan menunda penuaan (Salisbury dan Ross 1995). Pengaruh dominansi meristem apikal dapat dihilangkan dengan penambahan zat pengatur pertumbuhan terutama sitokinin ke dalam medium (Wattimena et al. 1992). Auksin berperan pada proses perkembangan tanaman, merangsang pemanjangan dan pembesaran sel, dominan apikal, induksi akar dan embrio somatik (Beyl 2005). Salah satu jenis zat pengatur tumbuh adalah retardan yang merupakan zat penghambat pertumbuhan. Menurut Dicks (1979) dalam Wattimena 1988, mendefinisikan zat penghambat tumbuh sebagai senyawa organik sintetik yang bisa
21 diberikan kepada tanaman yang responsif menghambat perpanjangan batang tanpa mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan daun tanpa mendorong pertumbuhan yang abnormal. Pengaruh fisilogis dari retardan antara lain adalah menghambat etiolasi, meningkatkan perakaran stek, menghambat senescene, memperpanjang masa simpan, meningkatkan pembuahan, dan membantu perkecambahan dan pertumbuhan (Wattimena 1988). Jenis-jenis retardan antara lain cycocel, ancymidol, alar, paclobutrazol dan uniconazale. Kultur Jaringan Tanaman Jarak Pagar Dalam pelaksanaan kultur in vitro dengan tujuan untuk perbanyakan vegetatif tanaman diperlukan beberapa langkah umum seperti penyiapan eksplan, sterilisasi baik alat-alat yang digunakan maupun eksplan, pembuatan media, penanaman dan regenerasi tanaman menjadi planlet dan aklimatisasi (Gunawan 1992). Sebelum melakukan kultur in vitro untuk suatu tanaman kegiatan pertama yang perlu dilakukan adalah memilih tanaman induk yang hendak diperbanyak. Tanaman tersebut harus jelas jenis, species dan varietas serta harus sehat dan bebas dari hama dan penyakit. Pada hampir semua tanaman yang masih muda (juvenil) dimana keadaan selselnya masih aktif membelah merupakan bagian tanaman yang paling baik untuk eksplan (Wattimena et al. 1992). Umumnya bagian tanaman yang digunakan sebagai eksplan adalah jaringan muda yang sedang tumbuh aktif dan mempunyai daya generasi lebih tinggi, sel-selnya masih aktif membelah diri dan relatif lebih bersih (Yusnita 2003). Sel-sel bagian tanaman yang masih juvenil dan yang sudah dewasa ternyata memiliki karakteristik yang berbeda. Kalus yang terbentuk dari jaringan juvenil ini ternyata lebih mudah membentuk tunas adventif sementara yang berasal dari jaringan dewasa lebih banyak membentuk embrio somatik (George dan Sherrington 1984). Pada umumnya eksplan yang digunakan dalam kegiatan kultur in vitro adalah kotiledon, umbi, batang, daun, pucuk, tunas, akar, tangkai daun, jaringan ovul atau embrio (Gunawan 1995). Pada tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) eksplan dapat berupa hipokotil, epikotil, pucuk, daun dan tangkai daun (Sujatha dan Mukta 1996; Wie Qin et al. 2004). Dalam kultur in vitro pertumbuhan eksplan diusahakan dalam lingkungan yang aseptik. Salah satu faktor pembatas dalam keberhasilan kultur in vitro adalah kontaminasi yang dapat terjadi setiap saat dalam masa kultur. Inisiasi eksplan yang
22 bebas kontaminan merupakan langkah yang sangat penting. Bahan tanam dari lapang mengandung debu, kotoran dan berbagai kontaminan hidup pada permukaannya. Kontaminan hidup dapat berupa cendawan bakteri, serangga, tungau serta spora (Gunawan 1995). Pemilihan metode sterilisasi harus tepat karena sterilisasi hanya mengeliminasi kontaminan dan tidak mematikan jaringan eksplan. Sterilisasi eksplan biasa dilakukan dengan menggunakan bahan-bahan kimia berupa bakterisida dan fungsida seperti deterjen, benlate, dithane 45, agrimicin, HgCl 2, Na hypoclorit dan air steril. Sterilisasi tanaman jarak pagar (Jatropha curcas) dapat dilakukan dengan merendam biji jarak yang telah dikupas dalam larutan 0,15% HgCl 2 selama 25 menit dan dibilas dengan air steril (Wei Qin et al. 2004). Zat pengatur tumbuh merupakan salah satu komponen media yang sangat berpengaruh dalam keberhasilan teknik kultur jaringan tanaman jarak pagar, terutama keseimbangan antara auksin dan sitokinin karena merupakan agen yang mengatur pertumbuhan. Kombinasi penggunaan auksin dan sitokinin dapat meningkatkan pertumbuhan tanaman jarak, penggunaan IBA 0,1 mg/l dan BA 0,5 mg/l dapat menginduksi pembentukan tunas dari epikotil (Wie Qin et al. 2004). Penelitian Sujatha dan Mukta (1996) menyimpulkan bahwa penggunaan IBA 4,9 μm dan BA 2,22 μm merupakan kombinasi terbaik untuk menginduksi tunas adventif. Rajome dan Amla (2005) menggunakan eksplan tunas pucuk yang ditanam pada media MS dan BAP 2 mg/l untuk menginduksi tunas, sedangkan dengan penambahan IAA 0,5 mg/l, adenin sulphat 25 mg/l, glutamine 100 mg/l dan arang aktif 0,2% dapat meningkatkan proliferasi tunas. Kombinasi penggunaan sitokinin dan auksin disamping dapat menginduksi tunas juga dapat menginduksi kalus. Pada percobaan Lu Wei et al. (2003) penggunaan media MS dengan 1 mg/l IBA dan 0,5 BA dapat menginduksi pembentukan kalus pada daun. Beberapa penelitian telah dilakukan terhadap tanaman yang satu famili dengan jarak pagar yaitu ubi kayu dan karet. Menurut Roca (1982) perbanyakan ubi kayu dengan menggunakan media MS dengan zat pengatur tumbuh NAA 0,1 0,2 μm, BA 0,05 0,1 μm dan GA 0,1 μm. Sedangkan Stamp dan Henswaw (1987) menggunakan media MS dengan 2 12 mg/l 2,4 D pada tahap pertama dan kemudian disubkultur pada media MS dengan 0,01 mg/l 2,4 D dan 0,1 mg/l BAP. Hasil penelitian Chen (1982) pada tanaman karet dengan menggunakan eksplan tunas aksilar yang ditanam pada media Nishch yang telah dimodifikasi dengan penambahan zat pengatur tumbuh
23 kinetin 0,9 2,3 μm, IAA 2,9 5,7 μm dan GA 1,4 5,8 μm. Pada penelitian Sukma dan Mattjik (2006) dapat disimpulkan bahwa penggunaan media MS dengan penambahan BAP 0,5 mg/l pada eksplan pucuk dapat menginduksi terbentuknya embriogenesis somatik pada tanaman kastuba (Euphorbia pulcherrima Willd.)