REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GALUR R-036 DAN R-040 REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF R-036 AND R-040 WHEAT LINES (Triticum aestivum L.) Oleh: EZTHER WELLY SEPTARIA UAR NIM: 512008009 SKRIPSI Diajukan kepada Program Studi: Agroekoteknologi, Fakultas: Pertanian dan Bisnis guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian 2014 FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA
REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GALUR R-036 DAN R-040 REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF R-036 AND R-040 WHEAT LINES (Triticum aestivum L.) Oleh: EZTHER WELLY SEPTARIA UAR NIM: 512008009 SKRIPSI Diajukan kepada Program Studi: Agroekoteknologi, Fakultas: Pertanian dan Bisnis guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian 2014 FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA i
ABSTRAK Ezther Welly Septaria Uar (512008009) Pembimbing: Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. dan Ir. Djoko Murdono, M.P. REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GALUR R-036 DAN R-040 REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF R-036 AND R-040 WHEAT LINES (Triticum aestivum L.) Skripsi, 2014, 79 halaman GANDUM, VARIAN SOMAKLONAL, REGENERASI, ZPT, RESPONS, SALINITAS Keberhasilan meregenerasikan embrio somatik hasil induksi variasi somaklonal dapat menunjang program pemuliaan tanaman.tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui kemampuan regenerasi embrio somatik gandum hasil induksi variasi somaklonal dan menguji respons plantlet gandum galur R-036 dan R-040 varian somaklonal terhadap salinitas.pada penelitian regenerasi eksplan yang digunakan adalah embrio somatik primer (ESP), embrio somatik kuartener (ESK) dan embrio somatik varian somaklonal (ESVS). Masing-masing eksplan diregenerasikan pada media 6mg/l BAP + 0,1mg/l IAA + 0,2 g/l casein hydrolyzate dan media 10mg/l Kin + 0,1mg/l NAA. Pada penelitian uji respons, plantlet dikultur pada tiga konsentrasi NaCl yaitu 0 mm, 150 mm dan 250 mm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa komposisi ZPT yang digunakan pada masing-masing eksplan dari gandum galur R-036 dan R-040 tidak berpengaruh terhadap pembentukan plantlet, pucuk dan akar sedangkan pada eksplan ESP, ES bintik hijau diamati cenderung lebih tinggi dibandingkan ESK dan ESVS pada kedua media; plantlet hanya terbentuk dari eksplan ESP galur R-036 pada media 6mg/l BAP + 0,2 g/lcasein hydrolyzate + 0,1mg/l IAA dan galur R-040 pada media 10mg/l Kin + 0,1NAA mg/l. Respons toleransi salinitas plantlet yang berasal dari ESP galur R-036 dan galur R-040 pada konsentrasi 150 mm NaCl adalah Peka (P) dan pada konsentrasi 250 mm NaCl adalah Sangat Peka (SP). Pembimbing I Disetujui oleh, Pembimbing II Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. Ir. Djoko Murdono, M.P. iii
ABSTRACT Ezther Welly Septaria Uar (512008009) Supervisors: Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S and Ir. Djoko Murdono, M.P REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GALUR R-036 DAN R-040 REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF R-036 AND R-040 WHEAT LINES (Triticum aestivum L.) Thesis, 2014, 79 pages VARIANTS OF SOMACLONAL, REGENERATION, PGR, RESPONSE, SALINITY The successful of somatic embryos regeneration from somaclonalinduced variants can support the plant breeding programs of wheat. The purposes of this research are to know the wheat regeneration abilities of somatic embryos from somaclonal-induced variants and to know the tolerance responses of wheat plantlets from somaclonal variants R-036 and R-040 lines, toward salinity. In this research, explants that was used in regeneration is primary somatic embryos (PSE), quaternary somatic embryos (QSE) and variants somaclonal somatic embryos (VSSE). Each explants has been regenerated on medium contain 6 mg/l BAP + 0,1 mg/l IAA + 0,2 g/l casein hydrolyzate and on medium with 10 mg/l Kin + 0,1 mg/l NAA. In the salinity testing responses, plantlets from regeneration was cultured on three different concentration of NaCl (0 mm, 150 mm dan 250 mm). The result show, PGR that was used in the medium of regeneration from wheat R-036 and R-040 lines has no effect in plantlet formation, neither shoot and root formation, whereas the explants from PSE can produce green spot significantly higher on the both regeneration medium than explants from QSE and VSSE; plantlets only produce of PSE explants from R-036 line on medium 6 mg/l BAP + 0,1 mg/l IAA 0,2 g/l casein hydrolyzate and PSE explants from R-040 line on medium 10 mg/l Kin + 0,1 mg/l NAA. The salinity tolerance responses of plantlets of PSE explants of R-036 and R-040 lines on medium contain 150 mm NaCl was Sensitive and on medium contain 250 mm NaCl was Very Sensitive Accepted by, Supervisor I Supervisor II Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. Ir. Djoko Murdono, M.P. iv
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Yang bertanda tangan di bawah ini. Nama : Ezther Welly Septaria Uar NIM : 512008009 Program Studi : Agroekoteknologi Fakultas : Pertanian dan Bisnis, Universitas Kristen Satya Wacana Menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GALUR R-036 DAN R-040 Yang dibimbing oleh: 1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. 2. Ir. Djoko Murdono, M.P. Adalah benar hasil karya saya. Di dalam laporan skripsi ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis atau sumber aslinya. Salatiga, 09 Mei 2014 Yang Memberi Pernyataan Ezther Welly Septaria Uar v
KATA PENGANTAR Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus oleh karena anugrah dan kasihnya penulis dapat menyelesaikan penyusunan hasil penelitian skripsi dengan judul Regenerasi dan Uji Respons Toleransi Terhadap NaCl Pada Gandum (Triticum aestivum L.) Galur R-036 dan R-040 dengan baik.skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian program Strata Satu di Fakultas Pertanian dan Bisnis, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik atas bantuan serta bimbingan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih kepada: 1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto, M.M., selaku Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis UKSW Salatiga. 2. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. dan Ir. Djoko Murdono, M.P. selaku pembimbing dalam penyusunan skripsi ini. 3. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P., selaku wali studi yang telah membina dan membimbing selama penulis menjadi mahasiswa. 4. Papa, mama dan adik-adikku terkasih yang selalu dan tanpa henti mendoakan dan memberikan dukungan kepada penulis sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. 5. Sahabatku Sinta Wulandari yang selalu berbagi cerita dan menemani penulis. 6. Teman-teman Angkatan 2008 tercinta yang selalu menemani penulis dalam menjalani berbagai suasana dan situasi, sehingga penulis bisa terus semangat. 7. Tim Tamborin Gereja Bethany Salatiga yang selalu mendoakan dan memberikan semangat kepada penulis. 8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa isi dari Skripsi ini belum seluruhnya sempurna. Namun, penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang membacanya. Salatiga, 09 Mei 2014 vi Penulis
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... i HALAMAN PENGESAHAN... Error! Bookmark not defined. ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... v KATA PENGANTAR... vi DAFTAR ISI... vii DAFTAR TABEL... ix DAFTAR GAMBAR... x DAFTAR LAMPIRAN... xi BAB 1. PENDAHULUAN... Error! Bookmark not defined. 1.1. Latar Belakang... Error! Bookmark not defined. 1.2. Tujuan penelitian... Error! Bookmark not defined. 1.2.1. Penelitian Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Penelitian Uji Respons Terhadap NaCl.. Error! Bookmark not defined. 1.3. Signifikansi Penelitian... Error! Bookmark not defined. 1.4. Batasan Masalah... Error! Bookmark not defined. 1.5. Model Hipotetik... Error! Bookmark not defined. BAB II. KERANGKA TEORITIS... Error! Bookmark not defined. 2.1. Tinjauan Pustaka... Error! Bookmark not defined. 2.1.1. Regenerasi Tanaman Gandum Secara in vitro dan Komposisi ZPT Pada Media... Error! Bookmark not defined. 2.1.2. Respons Pertumbuhan Plantlet terhadap NaCl... Error! Bookmark not defined. 2.2. Hipotesis Penelitian... Error! Bookmark not defined. 2.2.1. Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Uji Respons... Error! Bookmark not defined. 2.3. Definisi dan Pengukuran Variabel... Error! Bookmark not defined. 2.3.1. Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 2.3.2. Uji Respon... Error! Bookmark not defined. BAB III. METODOLOGI dan PELAKSANAAN PENELITIAN... Error! Bookmark not defined. vii
3.1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan... Error! Bookmark not defined. 3.2. Metode Penelitian Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Rancangan Penelitian Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Pengamatan... Error! Bookmark not defined. 3.3.3. Analisis Data... Error! Bookmark not defined. 3.3.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 3.3. Metode Penelitian Uji Respons... Error! Bookmark not defined. 3.3.1. Rancangan Penelitian Uji Respons... Error! Bookmark not defined. 3.3.2. Pengamatan... Error! Bookmark not defined. 3.3.3. Analisis Data... Error! Bookmark not defined. 3.3.4. Prosedur Pelaksanaan Penelitian Uji respons... Error! Bookmark not defined. BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN... Error! Bookmark not defined. 4.1. Regenerasi... Error! Bookmark not defined. 4.1.1. Waktu Terbentuknya Bintik Hijau, Akar, Pucuk, dan Plantlet...Error! Bookmark not defined. 4.1.2. Persentase Embrio Somatik Mati (ES Mati )... Error! Bookmark not defined. 4.1.3. Persentase Pertambahan Embrio Somatik (ES)... Error! Bookmark not defined. 4.1.4. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Plantlet (ES PL ), Pucuk (ES PC ), Akar (ES A ), Bintik Hijau (ES BH )... Error! Bookmark not defined. 4.1.5. Embrio Somatik Total (ES Tot ), Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi (ES G ), ES HS dan ES TO ).. Error! Bookmark not defined. 4.2. Uji Respon... Error! Bookmark not defined. 4.2.1. Jumlah Anakan, Jumlah Anakan Hidup dan Jumlah Anakan Mati. Error! Bookmark not defined. 4.2.2. Waktu Anakan Terbentuk dan Waktu Anakan Mati... Error! Bookmark not defined. 4.2.3. Penetapan Kategori Respon Toleransi Terhadap Salinitas Berdasarkan Kategori Skor Toleransi, Total Nilai Skor (TNS) dan Indeks Toleransi (IT)... Error! Bookmark not defined. BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN... Error! Bookmark not defined. 5.1. Kesimpulan... Error! Bookmark not defined. viii
5.2. Saran... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA... 35 ix
DAFTAR TABEL Halaman Tabel 3.1. Perlakuan Pada Tahap Regenerasi... 13 Tabel 3.2. Perlakuan Uji Respons... 16 Tabel 4.1. Waktu Terbentuknya Bintik Hijau, Akar, Pucuk, dan Plantlet... 20 Tabel 4.2. Persentase Embrio Somatik Mati (ES Mati )... 22 Tabel 4.3. Persentase Pertambahan Embrio Somatik... 24 Tabel 4.4. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Bintik Hijau (ES BH ), Akar (ES A ), Pucuk (ES PC ), Plantlet (ES PL ). 25 Tabel 4.5. Embrio Somatik Total (ES TOT ), Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi (ES G, ES HS, ES TO )... 27 Tabel 4.6. Jumlah Anakan, Jumlah Anakan Hidup, Jumlah Anakan Mati)... 29 Tabel 4.7. Waktu Anakan Terbentuk dan Waktu Anakan Mati... 31 Tabel 4.8. Penetapan Kategori Respons Toleransi Terhadap Salinitas Berdasarkan Kategori Skor Toleransi, Total Nilai Skor (TNS) dan Nilai Indeks Toleransi (NIT)... 32 x
Halaman DAFTAR GAMBAR Gambar 1.1. Model Hipotetik Regenerasi dan Uji Respons Gandum Toleran Salinitas... 5 Gambar 3.1. Tata Letak Penelitian Regenerasi... 14 Gambar 3.2. Skema Perlakuan Pada Tahap Regenerasi Galur R-036 dan R-040... 14 Gambar 3.3. Tata Letak Penelitian Uji Respons Galur R-036 dan R-040... 17 Gambar 3.4. Skema Perlakuan Pada Tahap Uji Respons Galur R-036 dan R-040... 17 xi
DAFTAR LAMPIRAN Halaman Lampiran 1. Macam Komposisi Media Regenerasi yang Dicoba... 38 Lampiran 2. Persentase Pertambahan Embrio Somatik... 40 Lampiran 3. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Plantlet (ES PL )... 43 Lampiran 4. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Pucuk (ES PC )... 46 Lampiran 5. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Akar (ES A )... 49 Lampiran 6. Persentase Embrio Somatik yang Berdiferensiasi Membentuk Bintik Hijau (ES BH )... 52 Lampiran 7. Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi (ES BLMDIF )... 55 Lampiran 8. Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi Dalam Bentuk Globular (ES G )... 58 Lampiran 9. Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi Dalam Bentuk Heart Shape (ES HS )... 61 Lampiran 10. Persentase Embrio Somatik Belum Berdiferensiasi Dalam Bentuk Torpedo (ES TO )... 64 Lampiran 11. Gambar Eksplan Embrio Somatik Primer, Embrio Somatik Kuartener, Embrio Somatik Varian Somaklonal... 67 Lampiran 12. Jumlah Anakan yang Terbentuk... 68 Lampiran 13. Jumlah Anakan Hidup... 70 Lampiran 14. Jumlah Anakan Mati... 72 Lampiran 15. Rata-Rata Persentase Anakan Hidup... 74 Lampiran 16. Persentase Eksplan yang Mampu Membentuk Anakan... 75 Lampiran 17. Penetapan Kategori Respons Toleransi Terhadap Salinitas... 76 Lampiran 18. Gambar Plantlet Hasil Regenerasi Pada Galur R-036 dan R-040... 77 Lampiran 19. Gambar Hasil Perlakuan Uji Respons Galur R-036... 78 Lampiran 20. Gambar Hasil Perlakuan Uji Respons Galur R-040... 79 xii
38