Tugas Akhir - SB091358 EFEKTIVITAS META-TOPOLIN DAN NAA TERHADAP PERTUMBUHAN IN VITRO STROBERI (Fragaria ananassa var. DORIT) PADA MEDIA MS PADAT DAN KETAHANANNYA DI MEDIA AKLIMATISASI Oleh Silvina Resti Lestari 1509100015 Pembimbing : Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si Dita Agisimanto, Ph.d Penguji : Aunurohim, DEA Kristanti Indah Purwani, S.Si., M.Si Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2013
Latar Belakang (1) Produksi di Indonesia 24846 ton dan perkembangan produksinya 29,87% per tahun (BPS, 2011) buah matang merah menyala, ukuran buahnya besar (panjang 43-50 mm, lebar 30-36 mm) dan rasanya manis (Iszak, et. al., 1992) Perbanyakan Konvensional 2
Latar Belakang (2) Kultur in vitro dipengaruhi oleh keseimbangan ZPT, komposisi garam anorganik dan bentuk fisik media (Gunawan, 1992) kelebihan media padat perkembangan eksplan mudah diamati jika terjadi kontaminasi, eksplan yang tidak terkontaminasi dapat diselamatkan (Katuuk, 1989) Kombinasi auksin dan sitokinin terbaik 0,025 mg/l NAA dengan 0,5 mg/l BAP (Balitjestro, 2012) Aklimatisasi Tahap paling kritis Penggunaan mt pada Pelargonium menghasilkan enam kali lipat dalam jumlah tunas jika dibandingkan dengan BAP (Wojtania, 2010) Meta-topolin (mt) pembelahan sel inisiasi tunas dan pertumbuhan dominansi apikal (Çag, 2003) 3
Permasalahan a. Berapakah kombinasi konsentrasi mt dan NAA yang efektif untuk pertumbuhan stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) pada media in vitro MS padat. b. Bagaimana keberhasilan aklimatisasi stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) yang ditumbuhkan pada media yang mengandung mt dan NAA. 4
Batasan Masalah a. Eksplan yang digunakan adalah planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) yang berumur 3 bulan yang sebelumnya telah dikultur (media MS dengan penambahan 0,025 mg/l NAA dan 0,5 mg/l BAP selama 2 bulan dan dalam media MS tanpa pengatur tumbuh dan diperkaya dengan arang aktif (1,5 mg/l) selama 1 bulan). b. Media yang digunakan adalah MS padat dengan penambahan mt konsentrasi 0,25 mg/l; 0,5 mg/l; 0,75 mg/l dan 1 mg/l dikombinasikan dengan ZPT NAA konsentrasi 0,05 mg/l; dan 0,025 mg/l. c. Kontrol yang digunakan adalah konsentrasi ZPT 0,025 mg/l NAA dengan 0,5 mg/l BAP. d. Pengamatan pengaruh konsentrasi mt dan NAA terhadap pertumbuhan tunas stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) terdiri dari tinggi tanaman, lebar daun, jumlah daun, berat basah, berat kering, panjang akar dan rasio shoot/root setelah 1 bulan masa inkubasi. Sedangkan pengamatan keberhasilan aklimatisasi dibatasi pada pengamatan jumlah tunas, persentase tanaman yang hidup setelah 2 minggu masa aklimatisasi. 5
Tujuan a. Mendapatkan kombinasi konsentrasi mt dan NAA yang efektif untuk pertumbuhan stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) pada media in vitro MS padat. b. Mendapatkan informasi keberhasilan aklimatisasi stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) yang ditumbuhkan pada media yang mengandung mt dan NAA. Manfaat Memberikan informasi konsentrasi zat pengatur tumbuh yang efektif untuk menghasilkan bibit stoberi (Fragaria ananassa var. Dorit) dengan tunas yang banyak sehingga didapatkan hasil produksi yang maksimal serta memberikan informasi mengenai keberhasilan aklimatisasinya untuk meningkatkan produksi stroberi 6
Metodologi Waktu dan Tempat Penelitian Februari-April 2013 di laboratorium Pemuliaan Tanaman Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika (Balitjestro), Batu Skema Kerja Persiapan eksplan Sterilisasi Pembuatan Media Penanaman Eksplan Aklimatisasi 7
Persiapan Eksplan 2 bulan dalam media MS dengan 0,025 mg/l NAA dan 0,5 mg/l BAP 1 bulan dalam media MS 0 + arang aktif (1,5 mg/l) Planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) umur ± 3 bulan. 8
Sterilisasi Tempat Bagian dalam dengan alkohol 70% lampu ultraviolet (UV) dinyalakan selama 1 jam Sebelum dan selama pemakaian blower dinyalakan dilakukan penyemprotan dengan alkohol 70% terhadap kedua telapak tangan dan alat-alat yang akan digunakan 9
Sterilisasi Alat Dicuci bersih, dikeringkan dan dibungkus dengan kertas Disterilisasi dalam autoclave suhu 121 C selama 15 menit Saat proses inokulasi eksplan, alat-alat dissecting set disterilisasi dengan alkohol 96% dan dibakar dengan nyala api spiritus setiap kali akan digunakan di laminar air flow 10
Sterilisasi Media Media perlakuan di masukkan ke dalam botol kultur Ditutup rapat disterilisasi dengan autoclave dengan suhu 121 0 C selama 15 menit 11
Pembuatan Media Makro Mikro Vitamin Sukrosa Fe EDTA Myo inositol ZPT sesuai konsetrasi perlakuan Akuades sampai volume 1 liter Diukur ph : 5,8 agar Dimasak Diaduk hingga larut dan mendidih Dituang ke botol kultur dan diberi label dan disterilisasi 12
Penanaman Eksplan Eksplan (planlet stroberi var. Dorit umur 3 bulan) Digunting daun yang ada Ditimbang dengan neraca analitik dan diukur tingginya Diinkubasi selama 1 bulan. Subkultur dilakukan setiap 2 minggu Ditutup rapat dan di beri plastik warp Ditanam dalam media perlakuan menggunakan pinset tanam 13
Aklimatisasi Eksplan setelah 1 bulan inkubasi Dicuci dengan air mengalir sampai bersih Direndam dalam larutan antifungal (Benlate 2 g/l) selama 30 menit Dipelihara selama 2 minggu Disungkup dengan plastik transparan Ditanam pada media arang sekam 14
Rancangan Penelitian Penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 3 kali ulangan. Tiap botol ulangan berisi 4 eksplan. Eksplan 1 dan 2 untuk pengamatan in vitro, eksplan 3 dan 4 untuk pengamatan ex vitro 1. 0 mg/l mt + 0 mg/l NAA 2. 0,25 mg/l mt + 0,025 mg/l NAA 3. 0,25 mg/l mt + 0,05 mg/l NAA 4. 0,5 mg/l mt + 0,025 mg/l NAA 5. 0,5 mg/l mt + 0,05 mg/l NAA 6. 0,75 mg/l mt + 0,025 mg/l NAA 7. 0,75 mg/l mt + 0,05 mg/l NAA 8. 1 mg/l mt + 0,025 mg/l NAA 9. 1 mg/l mt + 0,05 mg/l NAA 10. 0,5 mg/l BAP+ 0,025 mg/l NAA (kontrol positif) Seluruh data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakan ANOVA dan jika ada pengaruh maka dilanjutkan dengan uji Tukey dengan tingkat kesalahan 5% menggunakan software Minitab 15
HASIL DAN PEMBAHASAN
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Tinggi Tanaman Tabel 2. Rataan tinggi tanaman pada eksplan planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 30 hari Perlakuan ZPT mt (mg/l) NAA (mg/l) Rataan Tinggi Tanaman 1 0 0 1,3333 a 2 0,25 0,025 0,9083 ab 3 0,25 0,05 0,7750 ab 4 0,5 0,025 0,7917 ab 5 0,5 0,05 0,6417 ab 6 0,75 0,025 0,4833 b 7 0,75 0,05 0,6417 ab 8 1 0,025 0,5083 ab 9 1 0,05 0,6083 ab 10 0,5 BAP 0,025 0,2583 b (kontrol positif) Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf sama menunjukkan tidak beda nyata dengan uji Tukey pada α=0,05 17
Gambar 5. Tanaman stoberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 30 hari diberi perlakuan mt dan NAA serta BAP dan NAA secara in vitro (angka pada gambar menunjukkan perlakuan) (Dokumentasi pribadi). 18
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Lebar Daun Tabel 3. Rataan lebar daun pada eksplan planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 30 hari Perlakuan ZPT Rataan Lebar Daun mt (mg/l) NAA (mg/l) 1 0 0 0,7167 b 2 0,25 0,025 0,8167 ab 3 0,25 0,05 0,6250 b 4 0,5 0,025 1,0167 a 5 0,5 0,05 0,6250 b 6 0,75 0,025 0,7667 ab 7 0,75 0,05 0,7250 ab 8 1 0,025 0,7750 ab 9 1 0,05 0,9083 ab 10 0,5 BAP 0,025 0,7167 b (kontrol positif) Konsetrasi yang dibutuhkan sama Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf sama menunjukkan tidak beda nyata dengan uji Tukey pada α=0,05 19
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Jumlah Daun Tabel 4. Rataan jumlah daun pada eksplan planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 30 hari Perlakuan ZPT mt (mg/l) NAA (mg/l) Rataan Jumlah Daun 1 0 0 2,750 c 2 0,25 0,025 7,917 abc 3 0,25 0,05 8,333 abc 4 0,5 0,025 5,000 c 5 0,5 0,05 5,500 bc 6 0,75 0,025 12,417 a 7 0,75 0,05 11,583 ab 8 1 0,025 7,167 abc 9 1 0,05 8,667 abc 10 0,5 BAP 0,025 7,667 abc (kontrol positif) Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf sama menunjukkan tidak beda nyata dengan uji Tukey pada α=0,05 20
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Berat Basah Tabel 5. Rataan berat basah pada eksplan planlet stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 30 hari Perlakuan ZPT mt (mg/l) NAA (mg/l) Rataan Berat Basah 1 0 0 0,07592 c 2 0,25 0,025 0,14217 abc 3 0,25 0,05 0,10633 abc 4 0,5 0,025 0,16500 abc 5 0,5 0,05 0,09950 bc 6 0,75 0,025 0,22117 ab 7 0,75 0,05 0,20042 abc 8 1 0,025 0,15617 abc 9 1 0,05 0,23025 a 10 0,5 BAP 0,025 0,22575 a (kontrol positif) Keterangan : Angka-angka yang diikuti huruf sama menunjukkan tidak beda nyata dengan uji Tukey pada α=0,05 21
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Berat Kering Pemberian perlakuan kombinasi ZPT mt dan NAA berpengaruh tidak nyata terhadap berat kering stoberi pada α=0,05 (P : 0.100) Berat Kering tertinggi terdapat pada perlakuan 4 (0,25 mg/l mt + 0,025 mg/l NAA) Berat kering tanaman tergantung dari kemampuan kecepatan sel-sel tersebut untuk membelah, membesar dan memanjang. Kecepatan sel beraktivitas ini dapat dipengaruhi oleh hormon tumbuh seperti auksin dan sitokinin Akumulasi bahan kering mencerminkan kemampuan tanaman dalam mengikat energi dari cahaya matahari melalui proses fotosintesis, serta interaksinya dengan faktor-faktor lingkungan lainnya 22
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Panjang Akar Pemberian perlakuan kombinasi ZPT mt dan NAA berpengaruh tidak nyata terhadap panjang akar stoberi pada α=0,05 (P : 0,058) Panjang akar tertinggi terdapat pada perlakuan 6 (0,7g mg/l mt + 0,025 mg/l NAA) Auksin dianggap sebagai faktor utama yang mengontrol pembentukan akar (Vanhala, 1997). Pada penelitian ini panjang akar tidak berbeda nyata diduga karena konsentrasi NAA yang digunakan hanya dua macam. Pada konsentrasi yang lebih tinggi, auksin akan menghambat pertumbuhan tanaman (Wijayati, 2005). 23
In Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Rasio Shoot/Root Pemberian perlakuan kombinasi ZPT mt dan NAA berpengaruh tidak nyata terhadap rasio shoot/root stoberi pada α=0,05 (P=0.100) Rasio S/R tertigggi terdapat pada perlakuan 8 (1 mg/l mt + 0,025 NAA) Homeostasis tajuk dan akar merupakan upaya organ tanaman tersebut mempertahankan keseimbangan fisiologis, sehingga masing-masing organ tanaman dapat melakukan fungsinya secara normal Tingginya rasio shoot/root menandakan bahwa nilai berat kering tajuk (shoot) jauh lebih tinggi dari pada nilai berat kering akar (root). Pada stroberi, berat kering tajuk (shoot) diharapkan lebih tinggi karena hasil produksi yang dimanfaatkan adalah buah. 24
Ex Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Persentase Tanaman yang Hidup Tabel 6. Persentase tanaman stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) yang hidup setelah 14 hari masa aklimatisasi Perlakuan ZPT Persentase Tanaman stroberi mt (mg/l) NAA (mg/l) (Fragaria ananassa var. Dorit) yang Hidup (%) 1 0 0 100 2 0,25 0,025 100 3 0,25 0,05 100 4 0,5 0,025 100 5 0,5 0,05 100 6 0,75 0,025 100 7 0,75 0,05 100 8 1 0,025 100 9 1 0,05 50 10 0,5 BAP 0,025 66,66667 (kontrol positif) Pada saat aklimatisasi, akar merupakan organ sangat menentukan keberhasilan aklimatisasi Pemberian BAP pada saat in vitro memberikan kecenderungan akumulasi metabolit BA, [9G]BAP, yang bersifat toksik pada bagian basal planlet (rooting zona) (Werbrouck, 1995). Metabolit utama mt, [OG]mT, O-glukosida mt, yang dapat didegradasi dengan mudah selama aklimatisasi 25
Gambar 7. Tanaman stoberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah 14 hari aklimatisasi (angka pada gambar menunjukkan perlakuan) (Dokumentasi pribadi). 26
Ex Vitro Pengaruh Pemberian mt dan NAA terhadap Jumlah Tunas Baru Pemberian perlakuan kombinasi ZPT mt dan NAA berpengaruh tidak nyata terhadap jumlah tunas baru stoberi pada α=0,05 (P=0,472) Jumlah tunas baru tertinggi terdapat pada perlakuan 7 (0,75 mg/l mt + 0,05 mg/l NAA) Perakaran yang baik berkorelasi positif dengan ketahanan tanaman pada saat aklimatisasi karena akar berfungsi menyerap hara dari media aklimatisasi untuk menyediakan hara yang cukup bagi tanaman untuk dapat tumbuh. Pertumbuhan tersebut ditandai dengan munculnya tunas dan daun baru (Marzuki, 1999). mt dapat meningkatkan jumlah tunas pada kultur in vitro (Wojtania, 2010). Jumlah tunas saat ex vitro juga dipengaruhi oleh perlakuan saat in vitro dan genotip dari tanaman (Valero-Aracama, 2010). 27
Kesimpulan Pemberian perlakuan variasi kombinasi mt dan NAA pada saat in vitro berpengaruh nyata terhadap tinggi tanaman, lebar daun, jumlah daun, dan berat basah, tetapi pengaruhnya tidak menunjukkan perbedaan yang nyata diantara semua kombinasi konsentrasi yang diujikan. Pemberian perlakuan tidak berpengaruh nyata terhadap berat kering, panjang akar dan rasio shoot/root. Keberhasilan aklimatisasi stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) yang diberikan perlakuan variasi kombinasi mt dan NAA pada saat in vitro lebih tinggi dibandingkan dengan perlakuan variasi kombinasi BAP dan NAA Saran Penelitian lebih lanjut perlu dilakukan untuk mengetahui efek mt terhadap stroberi (Fragaria ananassa var. Dorit) setelah masa aklimatisasi (post vitro). Hal ini untuk mengetahui secara pasti efek mt terhadap hasil produksi buah stroberi Dorit dibandingkan dengan BAP. Selain itu, juga perlu dilakukan efek mt terhadap kestabilan genetik tanaman stroberi Dorit. 29
TERIMA KASIH