The Use of Thidiazuron, 2, 4 D and Giberellin in Formation of Somatic embryo of Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz by in vitro culture

Gratis

0
4
63
2 years ago
Preview
Full text
PENGGUNAAN THIDIAZURON, 2, 4 – D DAN GIBERELLIN DALAM PEMBENTUKAN EMBRIO SOMATIK PULE PANDAK (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) MELALUI KULTUR IN VITRO HERU SUGITO SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006 PERNYATAAN MENGENAI TESIS DAN SUMBER INFORMASI Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Penggunaan Thidiazuron, 2, 4 – D dan Giberellin dalam Pembentukan Embrio somatik pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) Melalui Kultur In vitro adalah karya saya sendiri dan belum diajukan dalam bentuk apapun pada perguruan tinggi manapun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini. Bogor, Maret 2006 Heru Sugito NRP.E 051040245 ABSTRAK HERU SUGITO. Penggunaan Thidiazuron, 2, 4 – D dan Giberellin dalam Pembentukan Embrio somatik Pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) Melalui Kultur In vitro. Dibimbing oleh YANTO SANTOSA dan EDHI SANDRA. Pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz salah satu spesies tumbuhan hutan tropika yang dimanfaatkan sebagai tumbuhan obat. Untuk dapat mengimbangi tingkat permintaan bahan baku simplisia dan menyelamatkannya dari kepunahan, perlu dilakukan kegiatan konservasi, salah satu upayanya adalah melalui kultur in vitro dengan pembentukan embrio somatik. Aplikasi embrio somatik disamping untuk perbanyakan cepat, juga dapat dihasilkan jumlah bibit yang banyak, dan juga untuk mendukung program perbaikan tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan dosis terbaik kombinasi thidiazuron + 2, 4 – D dan kombinasi thidiazuron + giberellin. Penelitian terdiri dari 2 percobaan. I. Percobaan faktorial dalam pola rancangan acak lengkap, yang terdiri dari 2 faktor, pertama adalah konsentrasi thidiazuron yang terdiri dari 4 taraf, yaitu 0 ppm (T0 ), 2 ppm (T1 ), 4 ppm (T2 ), 6 ppm (T3 ), 8 ppm (T4 ), kedua adalah konsentrasi 2, 4 – D yang terdiri dari 4 taraf, yaitu 0 ppm (D0 ), 0.5 ppm (D1 ), 1 ppm (D2 ), 1.5 ppm (D3 ), 2 ppm (D4 ), Percobaan II. Percobaan faktorial dalam pola rancangan acak lengkap, yang terdiri dari 2 faktor, pertama adalah konsentrasi thidiazuron yang terdiri dari 4 taraf, yaitu 0 ppm (T0 ), 2 ppm (T1 ), 4 ppm (T2 ), 6 ppm (T3 ), 8 ppm (T4 ), kedua adalah konsentrasi gibberelin yang terdiri dari 4 taraf, yaitu 0 ppm (G0 ), 0.5 ppm (G1 ), 1 ppm (G2 ), 1.5 ppm (G3 ), 2 ppm (G4 ). Hasil analisis statistik non parametrik Kruskal – Wallis terhadap skor kalus pada 14 Hari Setelah Inisiasi (HSI) tidak terdapat perbedaan antar perlakuan, tetapi pada 28 dan 42 HSI terdapat perbedaan antar perlakuan.. Kombinasi zat pengatur tumbuh thidiazuron + 2, 4 – D menghasilkan pembentukan embrio dengan perlakuan terbaik pada T3 D1 (6 ppm thidiazuron + 0,5 ppm 2, 4 – D) dengan pembentukan embrio pada 35 HSI, sedangkan kombinasi zat pengatur tumbuh thidiazuron + giberellin tidak menghasilkan pembentukan embrio, tetapi hanya menghasilkan pembentukan kalus, sedangkan perlakuan tanpa menggunakan zat pengatur tumbuh tidak menghasilkan kalus dan embrio. ABSTRACT HERU SUGITO. The Use of Thidiazuron, 2, 4 - D and Giberellin in Formation of Somatic embryo of Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz by in vitro culture. Under the direction of YANTO SANTOSA, and EDHI SANDRA Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz, representing one of the tropical forest plant species which exp loited as plant medicinize and pertained world rareness. To be able to make balance to storey, level request of Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz simplisia raw material and saving it from destruction, require to be by activity of conservation, one of the effort by in vitro culture forming of somatik embryo. Somatic embryo by in vitro is forming of embryo from cell is non sexual which is culture. Somatic embryo application beside for the of quickly, also can be yielded by the amount of seed which is not limited its amount, as well as to support program repair of crop. This research to know giving influence and regulator dose grow, consist of 2 attempt. I. Factorial Attempt which use completely randomized experimental disign, what consist of 2 factor, first is thidiazuron concentration which consist of 4 level, that is 0 ppm 2 ppm, 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, second is concentration 2, 4-D which consist of 4 level, that is 0 ppm, 0.5 ppm, 1 ppm, 1.5 ppm, 2 ppm .II. Factorial Attempt which use completely randomized experimental disign, what consist of 2 factor, first is thidiazuron concentration which consist of 4 level, that is 0 ppm, 2 ppm, 4 ppm, 6 ppm, 8 ppm, second is giberellin concentration which consist of 4 level, that is 0 ppm, 0.5 ppm, 1 ppm, 1.5 ppm, 2.0 ppm. Pursuant to manner statistical analysis result is non parametric Kruskal-Wallis to callus score and embryo at 14 day after initiation not there are difference between treatment, but 28 and 42 day after initiation there are difference between treatment. The use thidiatzuron + 2,4-D give, forming of somatic embryo with the best treatment (6 ppm Thidiatzuron + 0,5 ppm 2, 4 D). Growth of embryo happened at age 35 day after initiation. Thidiazuron + giberellin forming of callus only. Key word : Rauvolfia serpentina, thidiazuron, 2,4-D, giberellin, somatic embryo ©Hak cipta milik Heru Sugito, tahun 2006 Hak cipta dilindungi Dilarang mengutip dan memperbanyak tanpa izin tertulis dari Institut Pertanian Bogor, sebagian atau seluruhnya dalam Bentuk apa pun, baik cetak, fotokopi, mikrofilm, dan sebagainya PENGGUNAAN THIDIAZURON, 2, 4 – D DAN GIBERELLIN DALAM PEMBENTUKAN EMBRIO SOMATIK PULE PANDAK (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) MELALUI KULTUR IN VITRO HERU SUGITO Tesis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesi pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sub Program Studi Konservasi Biodiversitas SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006 Judul Tesis : Penggunaan Thidiazuron, 2, 4 – D dan Giberellin dalam Pembentukan Embrio Somatik Pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) Melalui Kultur in vitro Nama : Heru Sugito Nomor Pokok : E 051040245 Program Studi : Ilmu Pengetahuan Kehutanan Sub Program Studi : Konservasi Biodiversitas Disetujui Komisi Pembimbing Dr. Ir. Yanto Santosa, DEA. Ketua Ir. Edhi Sandra, M.Si. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Dr. Ir. Dede Hermawan, M.Sc. F. Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc. Tanggal Ujian: 16 Maret 2006 Tanggal Lulus : KATA PENGANTAR Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Profesi Konservasi Biodiversitas pada Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor. Ucapan terima kasih yang tak terhingga saya ucapkan kepada : 1. Bapak Dr. Ir. Yanto Santosa, DEA, selaku Ketua Komisi Pembimbing 2. Bapak Ir. Edhi Sandra, MSi selaku Anggota Pembimbing. 3. Bapak Drs. R. Hendrian, MSc selaku Penguji Luar Komisi. 4. Bapak Dr. Ir. Gatot HP, selaku Direktur Dikmenjur yang telah memberikan kesempatan dan biaya selama pendidikan S-2. 5. Bapak Ir. Giri Suryatmana, selaku Kepala Pusat Pengembangan Penataran Guru Pertanian, yang telah memberikan kesempatan dan dorongan selama pendidikan S-2. 6. Istri, anak-anaku tercinta, Ibu, kakak, adik serta keponakanku atas segala doa dan kasih sayangnya. 7. Semua pihak ya ng telah dengan tulus ikhlas membantu baik moral maupun material. Penulis berharap tesis ini dapat bermanfaat bagi pembaca, terutama yang berminat di bidang kultur jaringan tanaman. Bogor, Maret 2006 RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Pringsewu Lampung pada tanggal 8 Agustus 1961 dari ayah Hi. Sarimun dan ibu Hj Ponirah . Penulis merupakan putra keempat dari enam bersaudara. Pendidikan S-1 ditempuh di Fakultas Pertanian Universitas Lampung, lulus pada tahun 1987. Bea siswa pendidikan S2 diperoleh dari Direktorat Dikmenjur Departemen Pendidikan Nasional Republik Indonesia. Penulis bekerja sebagai Widyaiswara pada Pusat Pengembangan Penataran Guru Pertanian Cianjur sejak tahun 1989 sampai sekarang. DAFTAR ISI Halaman DAFTAR TABEL ………………………………………………… ix DAFTAR GAMBAR ………………………………………………… x DAFTAR LAMPIRAN ………………………………………………….. xi PENDAHULUAN Latar Belakang ………………………………………………. Perumusan Masalah ……………………………………………… Kerangka Pemikiran ……………………………………………. Tujuan Penelitian ……………………………………………... Manfaat Penelitian ……………………………………………… Hipotesis ………………………………………………………… 1 2 3 5 5 6 TINJAUAN PUSTAKA. Bio-Ekologi Pule Pandak ………………………………………… Kegunaan dan Kandungan Kimia ………………………………. Konsep dan Gambaran Umum Embrio somatik…………………. Faktor-faktor dan Variabel- variabel yang Mempengaruhi Embrio somatik ……………………………………………………………. Peranan dan Perkembangan Embrio somatik …………………….. METODE PENELITIAN Tempat dan Waktu ……….. …………………………………… Bahan dan Alat ……………………………………………… Metode Penelitian ……………………………………………… Pelaksanaan Penelitian ………………………………………….. Pengamatan …………………………………………………… Analisis Data . …………………………………………………. 7 9 10 13 20 23 23 24 26 27 27 HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Kombinasi Thidiazuron + 2, 4 – D terhadap Pembentukan Embrio somatik Pule pandak ……………………………………. 29 Pengaruh Kombinasi Thidiazuron + Giberellin terhadap Pembentukan Embrio somatik Pule pandak..................................... 36 SIMPULAN DAN SARAN Simpulan ……………………………………………………………… Saran …………………………………………………………………….. 39 39 DAFTAR PUSTAKA …………………………………………………… 40 LAMPIRAN …………………………………………………………….. 42 DAFTAR TABEL Halaman 1 Kandungan kimia pada akar pule pandak ……………………………… 9 2 Beberapa tanaman yang dapat di induksi embrio somatik secara in vitro. 12 3 Macam media dan zat pengatur tumbuh untuk induksi kalus pada berbagai jenis tanaman…………………………………………………….. 16 4 Zat pengatur tumbuh yang digunakan secara komersial di dalam mikropropagasi tanaman……………………………………………………… 5 Kombinasi perlakuan percobaan I 19 …………………................... . . . 24 6 Kombinasi perlakuan percobaan II ……………………………............ 25 7 Komposisi media MS yang digunakan dalam penelitian……………… 26 8 Kombinasi thidiazuron + 2, 4 – D terhadap persentase pembentukan embrio ………………………………………………………………. 30 9 Pengaruh thidiazuron, 2, 4 – D dan giberellin terhadap kecepatan terbentuknya kalus dan warna kalus. …………………………………….. 33 10 Pengaruh thidiazuron + giberellin terhadap persentase pembentukan embrio …………………………………………………………………. 36 DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Kerangka pemikiran………………………………………………………. 5 2 Eksplan berasal dari panlet………………………………………………. 23 3 Embrio yang terbentuk pada kombinasi thidiazuron + 2, 4 – D ………. 31 4 Pengaruh thidiazuron + 2, 4 – D terhadap persentase pembentukan Embrio ………………………………………………………………… 32 5 Bentuk dan sruktur kalus kombinasi thidiazuron + 2, 4 – D ………… 34 6 Bentuk dan struktur kalus kombinasi thidiazuron + giberellin ………. 35 7 Pengaruh thidiatzuron + gibberelin terhadap persentase pembentukan kalus …………………………………………………………………. 38 DAFTAR LAMPIRAN Halaman 1 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + 2, 4 – D pada 14 HSI …………………………. 42 2 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + 2, 4 – D pada 28 HSI …………………………. 43 3 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + 2, 4 – D pada 42 HSI ………………………….. 44 4 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + giberellin pada 14 HSI ………………………… 45 5 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + giberellin pada 28 HSI ………………………… 46 6 Urutan peringkat dan analisis Kruskal – Wallis terhadap skor kalus akibat pengaruh thidiazuron + giberellin pada 42 HSI ………………………… 47 7 Perkembangan eksplan akibat pengaruh thidiazuron + 2,4 – D …………. 48 8 Perkembangan eksplan akibat pengaruh thidiazuron + giberellin ……… 49 1 PENDAHULUAN Latar Belakang Pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) merupakan salah satu spesies tumbuhan hutan tropika yang dimanfaatkan sebagai tumbuhan obat. Menurut Word Health Organisation (WHO) 1994 dalam Siswoyo dan Zuhud (1995), tanaman ini merupakan salah satu spesies yang termasuk dalam Health Book of Medicine, Traditional Medicine Division, WHO Genewa. Zuhud (2001) juga menyatakan bahwa pule pandak merupakan salah satu dari 40 jenis tumbuhan obat langka di Indonesia. Heyne (1987) tanaman tersebut digunakan secara tradisional, pemanfatan pule pandak sebagai obat tradisional digunakan untuk pengobatan sesak nafas, nyeri perut, murus, sakit kepala dan gigitan ular. Pule pandak juga dapat digunakan sebagai obat penurun panas, penurun tekanan darah tinggi, digigit ular, disentri, kolera, perut mulas, kehilangan selera makan, radang usus dan lain -lain. Saat ini kebutuhan bahan baku simplisia pule pandak masih dipenuhi dari hasil pemanenan langsung dari alam. Disisi lain kebutuhan akan bahan baku simplisia pule pandak baik dalam negeri maupun dari negara-negara industri farmasi, terus meningkat dan belum terpenuhi. Pemanfaatan tumbuhan obat ini diambil bagian akarnya dan dipanen hanya mengandalkan dari alam, dikhawatirkan akan terjadi keku rangan suplai bahan baku dan bahkan terjadi kepunahan.. Pada tahun 2000 permintaan akan bahan baku pule pandak mencapai 6.898 kg dengan trend pertambahan sebesar 25.89% per tahun (Data olahan Balitro, 1990 dalam Sandra dan Kemala, (1994). Pada saat ini tan aman tersebut baru dibudidayakan di Institut Pertanian Bogor dan di Taman Nasional Meru Betiri saja. Untuk dapat mengimbangi tingkat permintaan bahan baku simplisia pule pandak dan menyelamatkannya dari kepunahan, perlu dilakukan kegiatan konservasi. Untuk itu maka perlu produksi bibit secara masal dan terjamin kelestariannya, salah satu upayanya adalah melalui kultur in vitro. Untuk mendukung keberhasilan usaha perbanyakan tanaman yang diharapkan dapat memberikan manfaat yang optimal, maka diperlukan kajian tentang perbanyakan tanaman pule pandak secara embrio somatik. 2 Embrio somatik biasanya didapat dari organ generatif, yang dalam hal ini adalah biji yang merupakan hasil dari proses penyerbukan. Tetapi melalui kultur in vitro dapat juga dihasilkan embrio yang mempunyai struktur yang sama dengan embrio yang berasal dari biji. Aplikasi embrio somatik disamping untuk perbanyakan cepat, juga dapat dihasilkan jumlah bibit yang tidak terbatas jumlahnya, dan juga untuk mendukung program perbaikan tanaman. Untuk rekayasa genetik, embrio somatik lebih disukai karena tanaman berasal dari satu sel, sehingga akan memberikan kepastian hasil yang tinggi dengan mengurangi resiko dihasilkannya khimera. Untuk penyimpanan baik jangka pendek maupun jangka panjang embrio somatik diangggap merupakan bahan tanam yang ideal untuk disimpan karena bila diregenerasi dapat langsung membentuk bibit somatik. Dari hasil kajian tersebut diharapkan dapat diproduksi bibit secara masal dan dapat terjamin kelestariannya. Perumusan Masalah Pule pandak merupakan tanaman penting sebagai bahan baku tanaman obat yang keberadaannya mendekati kepunahan. Perbanyakannya sudah dilakukan yaitu dengan cara konvensional melalui stek, biji dan perbanyakan secara modern dengan teknik kultur jaringan yang dilakukan dengan cara multiplikasi pucuk melalui kultur pucuk dan kultur mata tunas, perbanyakan ini dirasakan masih diperlukan teknologi yang lebih efisien dan efektif. Perbanyakan tanaman secara embrio somatik akan menghasilkan jumlah bibit persatuan wadah akan lebih banyak dari pada secara in vitro lainnya. Salah satu faktor yang mempengaruhi keberhasilan perbanyakan tanaman secara embrio somatik adalah zat pengatur tumbuh (auksin, sitokinin dan giberellin ). Zat pengatur tumbuh khususnya auksin dan sitokin in adalah suatu zat utama yang mengendalik an proses morpogenesis didalam kultur jaringan. Pada metoda kultur jaringan, terbukti sel somatik dapat juga melakukan proses embriogenesis. Fenomena ini berhasil diamati pada tahun 50-an pada beberapa tanaman, sep erti kedelai, jagung, dan terutama pada wortel. Korteks wortel yang ditanam pada medium dasar White, sukrosa, dan 2, 4-D membentuk masa kalus, yang kemudian dipindahkan ke medium tanpa 2, 4-D. Ternyata sekumpulan sel 3 membelah teratur dan melalui tahapan normal embriogenesis yaitu tahapan globular, jantung, torpedo, dan kemudian menjadi pinak tanaman yang utuh. Hasil penelitian ini membuktikan bahwa setiap sel pada tumbuhan masih memiliki kapasitas yang dipunyai oleh zigot darimana sel itu berasal, jadi hanya dengan memberikan rangsangan yaitu berupa lingkungan yang cocok terutama dari medium dan zat pengatur tumbuh tempat sel dikulturkan , maka sel tersebut akan mampu untuk tumbuh dan berkembang menjadi individu yang utuh. Pemakaian zat pengatur tumbuh didasari oleh fungsi atau peranan dan kestabilan hormon. Zat pengatur tumbuh 2, 4-D dan thidiazuron diketahui sebagai pemacu pertumbuhan kalus. Oleh sebab itu perlu diketahui konsentrasi zat pengatur tumbuh yang harus ditambahkan kedalam media dalam menginduksi pertumbuhan embrio pada kultur pule pandak. Kerangka Pemikiran Konsep kultur jaringan didasari oleh sifat totipotensi sel, yang pada mulanya orientasi kultur hanya untuk membuktikan teori totipotensi saja, namun kemudian pada perkembangannya teknik kultu r jaringan menjadi sarana penting dalam bidang fisiologi tumbuhan dan dalam aspek biokimia tumbuh-tumbuhan. Totipotensi didefinisikan sebagai sifat setiap sel yang dari manapun sumbernya untuk berdeferensiasi dan tumbuh membentuk individu yang sempurna apabila sel tersebut ditumbuhkan pada lingkungan yang sesuai (Katuuk, 1989). Secara umum mikropropagasi tanaman dilakukan dengan cara multiplikasi pucuk yang dapat dilakukan melalui kultur pucuk dan tunas, dinegara-negara maju seperti Jepang, teknik embrio somatik telah banyak dilakukan dengan menggunakan dorongan zat pengatur tumbuh yang lebih kuat dan mengkondisikan lingkungan yang memadai. Senyawa hormon yang banyak dilakukan adalah golongan auksin dan sitokinin. Zat pengatur tumbuh auksin, sitokinin dan giberellin adalah hormonhormon yang mempunyai peran ganda, dalam propagasi secara in vitro, hormonhormon tersebut sering digunakan karena mempunyai kemampuan untuk merangsang pertumbuhan eksplan dan mempengaruhi pertumbuhan akar. 4 Menurut Wetherell (1982) bahwa zat-zat pengatur tumbuh tersebut untuk setiap spesies dan masing-masing bagian tanaman sangat berbeda-beda, juga tergantung dari tujuan masing-masing tahap dalam propagasi. Embrio somatik secara in vitro adalah pembentukan embrio dari sel-sel non seksual yang dikulturkan. Dalam metode ini diduga pemberian jenis dan kosentrasi zat pengatur tumbuh tertentu akan mempengaruhi pertumbuhan eksplan yang ditanam. Pemberian jenis dan jumlah hormon tertentu yang tepat diharapkan menghasilkan embrio yang pertumbuhannya normal dan teratur, terbentuknya kalus atau sel-sel yeng tersuspensi dalam media kultur. Kalus atau sel-sel tersebut akan terus berkembang sehingga mencapai jumlah yang cukup banyak, sehingga sebagian besar dari sel-sel tersebut mulai memisah dan berubah menjadi embrio. Embrio ini dapat dilipat gandakan, dan masing-masing akan tumbuh menjadi tanaman normal. Embrio yang akan diperoleh dari hasil embriogenesis tersebut sangat banyak jumlahnya, kemudian melalui tahapan regenerasi akan membentuk planlet. Apabila planlet tersebut dilakukan proses aklimatisasi dan kemudian dibudidayakan secara baik, maka akan dapat dihasilkan tanaman pule pandak dalam jumlah yang sangat besar. Sebagian tanaman tersebut dapat diperbanyak kembali dan sebagian dapat dimanfaatkan sehingga kebutuhan tanaman pule pandak untuk tujuan komersial maupun konservasi baik dari segi kualitas, kuantitas dan kontinuitas dapat terpenuhi. 5 Pemanfaatan akar pule pandak Pule Pandak Propagasi Embrio Somatik Tanaman mati/punah Penambahan Hormon: •Auksin •Sitokinin •Gibberalin tidak Dosis tepat ya Tidak tumbuh Embrio Tumbuh Embrio Regenerasi Planlet Pemanfaatan Pule Pandak Budidaya Aklimatisasi Gambar 1 Kerangka pemikiran Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan mendapatkan dosis terbaik kombinasi thidiazuron + 2, 4–D dan kombinasi thidiazuron + giberellin dalam pembentukan embrio somatik pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz) melalui kultur in vitro. Manfaat Penelitian Untuk mengetahui pengaruh penggunaan thid iazuron, 2, 4–D dan giberellin dalam pembentukan embrio somatik pule pandak dan memberikan manfaat bagi ilmu pengetahuan berupa ketersediaan data/ informasi mengenai kultur in vitro pule pandak (R serpentina) dalam perbanyakan tanaman secara cepat bagi industri obat tradisional maupun modern, sehingga secara tidak langsung dapat lestari dan berkelanjutan. Untuk jangka panjang diharapkan bentuk regenerasi embrio somatik dapat dibuat bersalut (coated) dengan gel yang mengandung nutrisi sehingga bentuknya menjadi seperti kapsul dan menjadi biji sintetik dan disamping itu ideal untuk cryopreservasi. 6 Hipotesis Pemberian kombinasi zat pengatur tumbuh thidiazuron + 2, 4–D dan pemberian kombinasi thidiazuron + giberellin memberikan pengaruh dalam pembentukan embrio somatik pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz). 7 TINJAUAN PUSTAKA Bio - Ekologi Pule pandak (Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz ) Taksonomi dan Morpologi Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz, atau dikenal dengan nama daerah pule pandak (Jawa) atau Akar tikus (Indonesia) termasuk famili Apocynaceae bersama-sama dengan Pulai, Pulai pipit, Tapak dara, Alamanda serta Jelutung. Genus dari Rauvolfia sendiri di Jawa memiliki beberapa spesies selain R. serpentina Benth ex. Hook, R. javanica Koord dan Val., R fruticosa Burck, R. madurensis Kahenira, R. reflexa Teijsm dan Binn, R. spectabilis Boerl (Woodson et al., 1957 dalam Anwar, 1998). Menurut Heyne (1987), Tjitrosoepomo (1993), Syamsuhidayat dan Hutapea (1991), tumbuhan ini memiliki taksonomi sebagai berikut : Kingdom : Plantae Devisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae Kelas : Dycotyledoneae Sukelas : Asteridae Ordo : Gentianales Famili : Apocynaceae Genus : Rauvolfia L. Spesies : Rauvolfia serpentina (L.) Benth. ex Kurz Secara morpologis pule pandak merupakan tumbuhan yang tergolong perdu, dan memerlukan pelindung. Tinggi antara 15 cm sampai 40 cm dengan bagian akar lebih besar dari bagian tumbuhan diatas tanah (Heyne, 1987). Menurut Hikmat et al., (2000), batang pule pandak mengandung getah, berkayu, silindris, kulit batang coklat abu-abu, mengeluarkan cairan jernih bila dipatahkan. Bentuk daun bulat telur memanjang, tunggal, ujung runcing, pangkal daun menyempit, tepi rata, tulang daun menyirip, permukaan atas berwarna hijau dan permukaan bawah berwarna hijau muda. Bunga majemuk, bentuk payung di ujung cabang, kelopak bertajuk lima, hijau, mahkota merah. Buah berbiji satu, 8 bulat lonjong dan bila sudah masak berwarna hitam. Biji bulat pipih dan akar tunggang berwarna coklat. Basori (1993) mengemukakan bahwa akar pule pandak biasanya lebih panjang dibandingkan dengan batangnya. Akar pule pandak mempunyai rasa yang sangat pahit, berwarna putih dan mengandung zat pati. Kulit akar seperti bunga karang, dari luar bersaluran membujur dari pangkal ke ujung warnanya lebih hitam dari pada kayunya. Sistem perakarannya masuk ke tanah berkelok-kelok dan membesar. Habitat dan Penyebaran Pule pandak tumbuh tersebar di hutan sekunder dan veg etasi semak, pada ketinggian hingga 2100 m dpl. Tumbuh pada iklim lembab maupun iklim panas. Beberapa spesies sangat toleran terhadap lingkungan, juga terdapat di tempat yang terbuka seperti di tepi hutan dan sepanjang sungai. Membutuhkan curan hujan antara 250–500 mm/th dan suhu 10 0C-38 0C. Tanah agak masam dengan pH 5– 6,5 atau tanah yang berkapur, tanah merah, lempung laterik hingga berpasir, juga lempung alluvial tetapi yang paling subur pada tanah kering dan tanah liat yang kaya humus (Sutarno, 2000). Zuhud dan Siswoyo (1995) mengemukakan bahwa pada habitat alaminya, tanaman Pule pandak tumbuh liar di ladang-ladang hutan jati atau tempat-tempat lainnya. Di Jawa tanaman ini biasanya tumbuh di hutan jati yang bersuhu panas dan kering, pada ketinggian 40–100 m dpl, tipe iklim C (menurut Schmit dan Ferguson). Pule pandak menyebar di India, Srilangka, Vietnam, Malaysia, Filipina, sampai ke Indonesia (Wahyono, 1989), sedangkan di Indonesia yang berdasarkan pada material herbarium pule pandak di Herbarium Bogo riense, pule pandak selain ditemukan di Jawa Timur dan Jawa Tengah, juga ditemukan di Daerah Khusus Ibukota Jakarta, Jawa Barat dan Lombok (Basori, 1993). 9 Kegunaan dan Kandungan Kimia Menurut Rhumphius dalam Heyne (1987), pemanfaatan pule pandak sebagai obat tradisional digunakan untuk pengobatan sesak nafas, nyeri perut, murus, sakit kepala dan gigitan ular. Getah batangnya juga sering diteteskan pada mata untuk menghilangkan bintik -bintik putih pada selaput bening. Pule pandak juga dapat dipergunakan sebagai obat demam, tekanan darah tinggi, obat digigit ular, disentri, kolera, perut mulas, kehilangan selera makan, nyeri rahim, radang usus, radang jantung, radang usus buntu dan lain -lain. Sedangkan kandungan alkoloid berbeda-beda menurut bagian tumbuhan, umur, fase pertumbuhan (vegetatip dan generatip), teknik perbanyakan dan kondisi tempat tumbuh (Yahya, 2001). Kadar tersebut berkisar antara 0,8% sampai 1,5%, tetapi kadang-kadang sampai 2,5%. Disamping alkoloid total, kadar reserpine merupakan faktor utama, biasanya berkisar antara 0,04%-0,09% (Lubis, 1976 dalam Ariani, 1995). Salah satu contoh kandungan persentase kandungan alkoloid akar pule pandak dikemukakan oleh Biswas (1956) dalam Basori (1993), seperti yang tercantum dalam Tabel 1. Tabel 1 Kandungan kimia pada akar pule pandak (R. serpentina) dengan persentase yang dihasilkan. Nama Kimia Ajmaline Isoajmaline Ajmalinine Rauwolfinine Serpenine Yohimbine Sarpagine Corynanthine 3 – epi – a - yohimbine a - yohimbine Rescinnamine Reserpine Reserpoxidined Methylreserpate Deserpidine d - yohimbine Reserpinine Reserpline Serpentine Serpentinine Chanrine Persentase Hasil 0.1 0.01 0.05 0.02 0.000027 0.0064 0.021 0.019 0.054 0.147 0.014 0.02 0.014 0.08 0.08 0.08 10 Konsep dan Gambaran Umum Embrio somatik Pembentukan embrio somatik secara in vitro adalah pembentukan embrio dari sel-sel non seksual yang dikulturkan. Dalam metode ini eksplan diberi hormon dengan kadar yang cukup tinggi sehingga pertumbuhan normal dan teratur, terbentuk kalus atau sel-sel yang tersuspensi dalam media kultur. Kalus atau sel-sel tersebut akan terus berkembang sehingga mencapai jumlah yang cukup banyak. Kemudian susunan hormon dirubah, sehingga sebagian besar dari sel-sel tersebut mulai memisah dan berubah menjadi embryoid, tidak menjadi akar atau tunas. Embryoid ini dapat dilipat gandakan, dan masing-masing akan tumbuh menjadi tanaman normal (Hartman et al., 1990). Embrio somatik dapat melalui 2 cara : 1. Terjadinya embrio somatik langsung dari eksplan yang dikulturkan. Ini terjadi pada sel-sel yang menentukan preembriogenik, dimana sel-sel telah memasuki perkembangan embrionik dan hanya menunggu untuk dibebaskan. 2. Terjadinya embrio somatik melewati pembentukan kalus, dimana eksplan yang dikulturkan berkembang membentuk sel yang tidak teratur. Kalus ini bila disubkulturkan berulang-ulang dengan mengganti media akan terjadi dua kemungkinan, yaitu : a. Sel berubah menjadi meristemoid yaitu kumpulan sel meristematik yang berisi zat-zat parenkhim padat dengan nukleus yang sangat besar. Sel-sel ini akan tumbuh terus kemudian berdiferensiasi dan berkembang menjadi tunas akar adventif. b. Sel-sel kalus berubah bentuk menyerupai embrio yang dinamakan embrio somatik (Ammirato, 1982). Dasar-dasar Embriogenesis Secara In vitro. Terdapat tiga macam tipe embriogenesis secara in vitro : 1. Adventif Embrio Somatik Embrio somatik dapat dikembangkan dari gabungan antara sel atau kalus dengan bagian reproduksi. Hal ini disebut Preembryonically Determined Cell (PEDC). Sel dan kalus embryogenik dapat dimulai dari jaringan nukleus baik pada spesies jeruk poliembriogenik atau monoembryogenik. Begitu juga dengan 11 produksi kalus embriogenetik dari embrio somatik dapat dikembangkan dari jaringan ovul yang sangat muda dari spesies tropik lain, rumput, anggur, kopi dan lain-lain. Pada saat jaringan eksplan memiliki genotip yang sama, prosedure ini merupakan metode propagasi klonal dan duplikat apomixis yang potensial. Tipe ini juga dapat dikembangkan secara langsung dari sel tunggal pada permukaan embrio muda atau secara tidak langsung dihasilkan dari kalus. Prosedure ini memungkinkan untuk digunakan pada program pengembangan genetik seperti pada penyelamatan embrio dari keguguran. 2. Poly Embrio Somatik Tipe ini melibatkan transplanting dari embriogenik Embrional Suspensor Mass (ESM), yang mendahului pembentukan embrio. Saat jaringan ESM ditransplanting pada media kultur selama 2–4 minggu setelah fertilisasi, sel berkembang secara langsung menjadi embrio. Poliembriogenesis somatik tidak saja terjadi pada gymnospermae, tetapi juga terjadi pada angiospermae. Embriogenesis tidak melibatkan kalus, tetapi merupakan hasil dari kumpulan jaringan ESM yang asli. 3. Induksi Embrio Somatik Tipe Embriogenesis ini merupakan hasil dari kalus somatik dan suspensi sel setelah jaringan diarahkan pada perlakuan khusus yang menyebabkan induksi embriogenik. Metode ini telah banyak diterapkan pada beberapa tanaman pertanian, seperti wortel, alfalfa, rumput-rumputan, kopi, spesies palem, kedelai dan lain-lain. Ada dua manfaat yang potensial dari prosedure diatas : 1. Propagasi dari biji somatik sintetik Embrio somatik dapat diaplikasikan secara langsung kedalam propagasi klonal berbagai biji tanaman pertanian diantaranya padi, sayuran dan tanaman perkebunan seperti palem, kelapa sawit dan kopi serta tanaman hutan. 2. Program pengembangan genetik kultivar tanaman Embrio somatik berguna untuk mengidentifikasi variasi genetik dalam kumpulan sel. Embrio somatik dapat tumbuh dari kalus, sel ataupun protoplas (Hartmann et al., 1990) . 12 Tahapan Embrio Somatik Hartmann et al., (1990) menyatakan ada beberapa tahap yang harus dilakukan pada pelaksanaan embrio somatik yaitu : 1. Seleksi kultur dan eksplan yang sesuai Seleksi eksplan merupakan langkah yang sangat penting. Langkah pertama adalah produksi kalus, suspensi sel atau protoplas. Beberapa contoh tanaman yang dapat dijadikan eksplan dapat dilihat pada Tabel 2. Tabel 2 Beberapa tanaman yang dapat di induksi embrio somatik secara invitro. Spsies Tanaman Medium Medicago sativa Blaydes Pheseolus vulgaris 67 - V Brassica oleraceae MS Manihot esculenta MS Allium cepa B5 Pisum sativum MS Beta v ulgaris PBO Cajanus cajan White Pelargonium spp MS Sumber : Gamborg dan Shyluk (1981) Eksplan Hypocotyl Daun Petiole, Batang Batang Bulb Epicotyl Daun Hypocotyl Petiole Sumber Bingham et al., 1975 Crocomo et al.,1976 Clare & collin, 1974 Tilquin, 1979 Fridborg, 1971 Malmberg, 1979 de Greef &Janick,1979 Shimada et al., 1969 Shirvin & Janick, 1976 2. Induksi Potensial Embriogenik dalam Eksplan Induksi diperoleh melalui transfer sel dari media dasar dengan konsentrasi auksin tinggi, auksin yang paling efektif adalah 2 , 4–D atau air kelapa plus NAA dengan konsentrasi rendah. Setelah 1–2 minggu maka beberapa proembrio akan muncul. Gumpalan yang lebih besar dan proembrio akan terpisah oleh ukuran sekat yang berbeda, kemudian ditrans fer ke media yang berbeda. Sel-sel yang lebih kecil dapat disubkulturkan untuk melanjutkan produksi embrio somatik. 3. Diferensiasi dan Kematangan Embrio somatik Kumpulan proembrio dipindah kemedia dasar yang bebas auksin, dalam amonium nitrat tinggi. Embrio somatik akan meningkat dari gumpalan sel tunggal. 4. Pembentukan Planlet Embrio somatik yang telah masak dapat ditempatkan pada media bebas auksin tetapi mengandung sitokinin dalam konsentrasi rendah. 5. Aklimatisasi 13 Setelah akar, daun terbentuk, maka planlet dapat diaklimatisasi ke media dalam kontiner atau polybag. Faktor-faktor dan Variabel-variabel yang Mempengaruhi Embrio Somatik Lingkungan kimia dan lingkungan fisik mempunyai pengaruh yang sangat besar terhadap embrio somatik . Faktor kimia terpenting yang terlibat dalam proses munculnya embrio somatik adalah kandungan auksin pada media, campuran nitrogen yang ditambahkan sebagai nutrisi. Vajrabhaya (1988) menyatakan, bahwa proses induksi embriogenesis membutuhkan adanya auksin dan kenaikan ratio dari nitrogen dan auksin. Telah diketahui bahwa auksin tidak terlibat dalam perkembangan embrioid dari kalus, meskipun auksin dibutuhkan untuk pertumbuhan kalus. Embrioid umumnya terbentuk ketika kalus ditransfer dari medium yang ditambahkan auksin ke medium subkultur dengan konsentrasi auksin yang lebih rendah atau tanpa auksin. Faktor fisik seperti temperatur, intensitas cahaya, fotoperiode, udara, keadaan media dan kecepatan pengocokan juga telah dilaporkan mempengaruhi embrio somatik. Temperatur optimum adalah spesifik untuk setiap spesies dan tahap perkembangan. Perlakuan panas atau dingin pada tahap tertentu dapat meningkatkan embriogenesis dan perkecambahan dari embrio somatik dan propagul lain untuk perkembangan yang lebih lengkap. Eksplan Daucus carota merupakan eksplan yang paling banyak dibiakan dari seluruh spesies tanaman. Hal ini disebabkan beberapa bagian dari tubuh tanaman tersebut hanya memerlukan sedikit waktu untuk menghasilkan embrio somatik dengan sukses (Gamborg dan Shyluk, 1981). Pada beberapa spesies hanya daerah -daerah tertentu dari tubuh tanaman yang respon dalam biakan. Hal ini menjadi masalah pada beberapa monokotil khususnya untuk familie Gramineae. Jaringan yang memiliki pertumbuhan embriogenik adalah jaringan reproduktif dan meristematik. Keadaan fisiologis 14 tanaman dan asal eksplan penting sekali demikian juga dengan musim pada saat eksplan diambil. Ammirato (1982) mengatakan dalam spesies tertentu dengan genotip yang berbeda-beda menunjukkan kemampuan yang bermacam -macam dari embrio somatik. Tiga kultivar Zea mays menghasilkan biakan yang baik dari organogenesis batang, dan hanya satu kultivar yakni A188 yang dengan mudah menghasilkan embrio somatik. Media Kultur Media kultur jaringan terdiri dari komponen utama dan komponen tambahan. Komponen utama meliputi garam mineral, sumber karbon (gula) dan vitamin. Komponen lain seperti zat pengatur tumbuh, senyawa nitrogen organik dan beberapa ekstrak tambahan meskipun tidak mutlak tetapi dapat menguntungkan ketahanan sel dan perbanyakannya. Sebagai contoh ekstrak buah pisang dan air kelapa merupakan komponen tambahan yang sangat populer untuk media kultur anggrek (George dan Sherington, 1984). Ammirato (1982) mengatakan bahwa media yang digunakan untuk proliferasi jaringan memegang peranan penting untuk terjadinya embriogenesis. Embrio somatik dapat ditumbuhkan pada media White hingga formulasi Gamborg, SH, B5, dan MS yang lebih pekat. Media B5, SH dan MS diklasifikasikan sebagai media garam tinggi, khususnya MS konsentrasinya mencapai kurang lebih 10 kali konsentrasi garam dari media White. Dilaporkan bahwa 70% dari eksplan dibiakan pada media MS atau modifikasinya. Keistimewaan media MS dibandingkan dengan media lain adalah kandungan amonium nitrat dan potasiumnya yang tinggi. Hal ini akan mempertinggi proses embriogenesis. Ciri lain dari media MS dan media penting lainnya untuk embriogenesis adalah keberadaan chelated iron yang sering dalam bentuk Fe- EDTA. Tanpa ada besi perkembangan embrio gagal melalui tahap dari globular sampai bentuk hati. Wetter dan Constabel (1991), menyatakan bahwa media yang sebaiknya digunakan untuk menguji pembentukan kalus adalah MS dan B5 yang dilengkapi dengan kasein hydrolysat 0,05%–0,2%. Kalus yang baik akan terbentuk dalam 15 waktu satu bulan. Pada tanaman pisang, media dasar yang sering digunakan adalah media MS atau modifikasinya (Damasco dan Barba, 1985) dan eksplan yang digunakan berasal dari mata tunas dan titik tumbuh. Beberapa penelitian lain yang telah dilakukan juga menunjukkan bahwa med ia untuk induksi kalus yang paling banyak digunakan adalah media MS (Tabel 2). Chen (1990) juga mengatakan bahwa media MS banyak digunakan sebagai media dasar dalam pembentukan kalus dan diferensiasi kalus dengan penambahan hormon 2, 4 – D pada komposisi medianya. Pada Citrus nampak bahwa proses embriogenesis dipertinggi oleh NH4NO3, seperti dilaporkan oleh Reinert dan Tazawa (1969 dalam Gamborg dan Shyluk, 1981), untuk kultur suspensi sel Daucus . Gamborg dan Shyluk (1981) juga mengutip percobaan Halperin dan Wetherel pada tahun 1965 yang menyatakan bahwa ion amonium dan casein hidrolysat pada level rendah hormon mendorong embriogenesis. Lebih lanjut dijelaskan bahwa keseimbangan level hormon menyebabkan diferensiasi embrioid. Ekstrak gandum (Malt Extract/ ME) bermanfaat untuk kultur nuclear dan dapat dikombinasikan dengan NAA, Adenin dan Kinetin. Demikian pula dengan penambahan air kelapa dan casein hidrolysat yang dapat membantu keberhasilan embriogenesis. Hal ini disebabkan air kelapa mengandung sitokinin dan dapat memacu pertumbuhan embrio. Namun penambahan air kelapa sulit dijadikan pegangan, karena kepekatannya berbeda berdasarkan jenis dan umur, bahkan pada umur yang sama terkadang berbeda (Priyono dan Daminihardja, 1992). George dan Sherrington (1 984) mengatakan bahwa casein hidrolysat merupakan senyawa kompleks yang mengandung asam amino, serta mempengaruhi osmorilitas media yang cocok untuk pertumbuhan dan perkembangan embrio. Priyono dan Daminihardja (1992) juga melaporkan bahwa penambahan casein hidrolysat sebanyak 250 mg/l tanpa air kelapa memacu pertumbuhan embrio. 16 Tabel 3 Macam media dan zat pengatur tumbuh untuk induksi kalus pada berbagai jenis tanaman Tanaman Asal Eksplan Media Zat Pengatur Tumbuh Sumber Bawang Putih Tunas Pucuk MS 1 ppm IAA + 2 ppm NAA Daisy,P.S, 1992 Kentang Tunas Pucuk MS 1 ppm 2,4-D+ 2 PPM Kin Tao, 1992 Tebu Batang pucuk MS Tembakau Daun muda MS 3 ppm NAA, atau 3 ppm 2,4-D 2 ppm IAA + 3 ppm Kin Melon Biji MS 1 ppm NAA + 3 ppm Kin Begonia Daun muda MS 1 ppm IAA Asparagus Endosperm MS 1 ppm 2,4-D Jagung Paku-pakuan Endosperm Daun muda N6 MS Apel Anggrek Catlieya Anggrek Dendrobium Melinjo Wortel Kapri Tunas pucuk Keiki MS VW Keiki VW Biji Ploem Epikotil MS MS B5 5 ppm NAA 2 ppm Kin + 0,1 ppm NAA 1 ppm BAP 1.75 ppm IBA + 1,75 ppm NAA 100 gr Pisang + 100 gr Kentang 4 ppm NAA 3 ppm 2,4-D + 2 ppm Kin 1 ppm 2,4- D Suryowinoto, 1991 Suryowinoto, 1991 Suryowinoto, 1991 Suryowinoto, 1985 Suryowinoto, 1991 Poedji L, 1992 Suryowinoto, 1987 Ishihara, 1982 Sagawa, 1982 Sagawa, 1982 Sriani H, 1982 Ari W, 1992 Suryowinoto, 1987 Kenanga Daun MS 0.5 ppm 2,4-D Endang S,1991 Sumber : Penelitian-penelitian yang telah berhasil dilaksanakan sejak tahun 1980 – 1992 dalam Hendaryono dan Wijayani, 1994. Zat Pengatur Tumbuh Menurut Abidin (1982), zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik yang dalam jumlah sedikit mampu mendorong, merubah dan menghambat proses fisiologis tumbuhan. Hartmann et al., (1990) mengatakan bahwa zat pengatur tumbuh memainkan peranan yang sangat penting terhadap pertumbuhan dan perkembangan, pembelahan, pembesaran dan diferensiasi sel. Tanpa zat pengatur tumbuh tidak ada pertumbuhan dan perkembangan tanaman sebab untuk pembelahan sel dan pembesaran volume sel suatu jaringan harus tersedia zat pengatur tumbuh tertentu. Interaksi dan perimbangan antara zat pengatur tumbuh yang diberikan dalam media dan yang diproduksi secara endogen menentukan arah 17 perkembangan suatu kultur. Menurut Wattimena (1997), auksin dan sitokinin digunakan untuk mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan eksplan. Auksin Untuk biakan yang diambil dari jaringan yang berbeda-beda, zat pengatur tumbuh didalam medium terutama auksin atau auksin yang dikombinasikan dengan sitokinin nampaknya penting bagi permulaan pertumbuhan dan induksi embriogenesis. Beberapa spesies dengan cepat menghasilkan kultur embriogenik dengan auksin yang berbeda-beda, sebagai contoh kultur embriogenik pada wortel yang telah dihasilkan dengan NAA, 2, 4–D dan IAA. Pada spesies yang lain pemilihan zat pengatur tumbuh lebih terbatas, misalnya pada biakan millet seperti halnya tanaman sejenis rumput-rumputan dan sereal yang lain, hanya 2, 4–D yang efektif. Auksin untuk media primer dan sekunder dapat sama atau berbeda, satu atau beberapa auksin dapat digunakan dalam media yang sama. Untuk beberapa biakan perubahan dalam konsentrasi atau tipe auksin merupakan pemulaan yang penting untuk perkembangan embrio somatik. George dan Sherington (1984) serta Gunawan (1988) menyatakan bahwa auks in digunakan secara luas untuk menginduksi pembentukan kalus, auksin yang sering digunakan adalah 2, 4–D. Ditinjau dari peran zat pengatur tumbuh dikatakan oleh Wetherel (1982), peran auksin yang pertama dalam kultur adalah merangsang pembelahan dan pembesaran sel yang terdapat pada pucuk tanaman dan menyebabkan pertumbuhan pucuk-pucuk baru. Penambahan auksin dalam jumlah besar atau penambahan auksin yang lebih stabil misalnya 2, 4–D, NAA akan cenderung menyebabkan terjadinya pertumbuhan kalus dari eksplan dan menghambat regenerasi pucuk, sedangkan peran auksin yang kedua adalah merangsang pembentukan akar. Pemilihan jenis auksin dan konsentrasinya menurut Gunawan (1988) ditentukan oleh : 1. Taraf auksin endogen 2. Tipe pertumbuhan yang dikehendaki 3. Kemampuan jaringan mensintesa auksin 4. Golongan zat tumbuh lain yang ditambahkan. 18 Sitokinin. Peranan sitokinin dalam mikropropagasi adalah merangsang pembelahan sel dalam jaringan eksplan dan merangsang pertumbuhan tunas daun (Wetherel, 1982). Ammirato (1982) menambahkan bahwa sitokinin juga membantu perkembangan kotiledon dan pemasakan embrio somatik, dan diperlukan untuk pertumbuhan embrio menjadi planlet. Sitokinin yang banyak digunakan adalah kinetin, zeatin dan benzyladenin. Kisaran konsentrasi yang efektif untuk kinetin 0,5uM-5,0 uM. Pada umumnya kebutuhan kinetin untuk tanaman golongan monokotil sekitar 1 ppm, untuk menginduksi kalus kinetin diberikan sebanyak 0,1 mg/l atau 10%–15% (Ammirato,1982). Akan tetapi pemakaian sitokinin eksogen pada jaringan Sitokinin meristematik juga dapat berpengaruh menghambat pada terhadap pembelahan perkembangan sel. embrio, memperlambat proses penghancuran butir klorofil. Pengaruh sitokinin terhadap proses fisiologis tanaman diduga terjadi pada sintesis protein mengingat sesama struktur sitokinin dengan adenin yang merupakan komponen pembentuk DNA atau RNA (Wattimena, 1987). Interaksi antara Auksin dan Sitokinin Interaksi dan perimbangan antara zat pengatur tumbuh yang diberikan dalam media dan yang diproduksi secara end ogen, menetukan arah perkembangan suatu kultur (Gunawan, 1988). George dan Sherington (1984) mengatakan, untuk proses morpogenesis akar dan tunas dari kultur kalus biasanya dibutuhkan imbangan taraf auksin dan sitokinin, karena itu tidak ada formula satupun yang terbaik bagi setiap penggunaan. Jadi untuk usaha mikropropagasi dari suatu tanaman yang belum dikerjakan sebelumnya, haruslah dilakukan percobaan dengan berbagai jenis dan kadar dari masing-masing zat pengatur tumbuh tersebut. Sitokinin berinteraksi dengan auksin sedemikian rupa sehingga pemakaian keduanya secara bersama-sama harus mempertimbangkan kadar maupun perbandingannya dalam media. Secara umum dapat dikatakan bahwa perbandingan sitokinin dan auksin yang tinggi baik untuk daun, sedangkan 19 perbandingan yang rendah baik untuk pembentukan akar (Wetherel, 1982), contoh zat pengatur tumbuh yang terdapat dalam perdagangan terlihat pada Tabel 4. Tabel 4 Zat pengatur tumbuh yang digunakan secara komersial dalam mikropropagasi tanaman . Zat Pengatur Tumbuh Singkatan Keterangan Auksin alami tidak stabil I. Kelompok Auksin • Asam Indo-3-Asetat IAA • Asam Indo-3-Butirat IBA • Asam Alfa Naftalen Asetat NAA Asam 2, 4 Diklorofenoksi Asetat 2, 4–D - • Stabil Stabil kuat II. Kelompok Sitokinin • Bensil Adenin • Kinetin • Bensil Amino Purin • Thidiazuron • Zeatin BA BAP - III. Kelompok Giberellin • Asam Giberelat GA3 Dapat merangsang pertumbuhan, kadangkadang menghalangi pertumbuhan tunas Sumber : Wetherell (1982) George dan Sherington (1984) mengatakan bahwa interaksi dari zat pengatur tumbuh sering terjadi, namun pengaruhnya pada tanaman tidak dapat digeneralisasikan karena : a. Pada tanaman tertentu perbanyakan dengan cepat tunas samping disebabkan oleh sitokinin maupun auksin. b. Pada tanaman monokotil pertumbuhan kalus hanya dapat berlangsung apabila konsentrasi auksin tinggi dan tanpa sitokinin. 20 c. Morpogenesis dan organogenesis sering dirangsang ketika eksplan dipindahkan pada media yang konsentrasi auksinnya sudah dikurangi. Peranan dan Perkembangan Embrio somatik Embrio somatik mempunyai potensi yang sangat penting pada bidang pertanian yaitu sebagai alat untuk mempelajari dan menganalis a peristiwa molekuler dan biokimia. Dalam bidang pertanian embrio somatik dapat digunakan untuk propagasi klonal pada beberapa kelompok tanaman seperti anggrek, beberapa kultivar tanaman hias dan pada beberapa spesies yang digunakan untuk peremajaan hutan. Embrio somatik pada beberapa klon dapat diperoleh dalam jumlah besar melalui embriogenesis. Kegunaan lain dari embrio somatik adalah untuk menghasilkan atau memperoleh persediaan tanaman yang bebas penyakit, pengembangan genetik tanaman, dan untuk penyebaran serta penyimpanan germplasm. Perkembangan teknik kultur jaringan sampai embriogenesis sudah berhasil bukan saja pada sel soma tetapi juga pada sel generatip yaitu serbuk sari bunga jantan (pollen). Pengkulturan serbuk sari bukan hanya sampai pada embriogenesis, tetapi sudah sampai pada pembentukan tanaman sempurna. Pada studi awal sistem suspensi sel, Steward dan teamnya pada tahun 1958, menemukan bahwa perlakuan dengan air kelapa pada tanaman wortel, sel wortel tidak berkembang (menggandakan diri), tetapi terpisah menjadi strukturstruktur kecil seperti embrio yang disebut embrioid. Studi yang lebih rinci ditunjukkan oleh Reinert pada tahun yang sama, bahwa embrio dapat muncul dari kalus pada medium agar. Sejak saat itu banyak spesies lain ditemukan memiliki kemampuan membentuk embrio somatik atau dengan induksi melalui perlakuan kultur (Vajrabhaya, 1988). Pada wortel dan beberapa spesies lain, induksi pertumbuhan embriogenesis dapat dilakukan melalui salah satu dari dua cara. Beberapa sel mungkin hanya membutuhkan medium basal yang sederhana untuk memulai embriogenesis, sementara yang lainnya mungkin membutuhkan medium yang 21 lebih kompleks dengan penambahan auksin. Nadar, Soeprapto, Heinz dan Ladd (1978) melaporkan bahwa untuk inisiasi kalus tebu dibutuhkan 3.0 mg/l 2, 4–D. Terello, Symington dan Rufner (1978) melaporkan, bahwa pertumbuhan kalus dari 2 varietas Red fescue lebih ditingkatkan dengan perlakuan 2, 4–D, dan didapatkan konsentrasi optimum 20 uM. Regenerasi dapat ditingkatkan dengan penurunan konsentrasi selama sub kultur. Dari tanaman Rygrass tahunan terjadi peningkatan regenerasi yang nyata dengan penurunan konsentrasi 2, 4–D dari 10 mg/l hingga 5 mg/l. Man Si Wang dan Zapata (1987) melaporkan tentang embrio somatik pada padi kultivar IR 40 yang membutuhkan imbangan antara auksin dan sitokinin yaitu 2 mg/l 2, 4–D dan 0.2 mg/l BAP. Untuk regenerasi, medium MS ditambah dengan 4 mg/l BAP dan 0.5 mg/l IAA. Regenerasi tanaman melalui embrio somatik adalah suatu hal yang sangat penting bagi perbaikan tanaman. Cara regenerasi tanaman melalui embrio genesis cenderung lebih menguntungkan jika dibandingkan dengan organogenesis karena dapat digunakan untuk memanipulasi genetik atau membuat mutan tanaman. Individu tanaman yang berasal dari pembentukan embrio somatik adalah sama dengan tanaman yang berasal dari embrio zygotik. Embrio somatik yang berasal dari kalus dan regenerasinya telah dilakukan pada banyak tanaman dan berbagai kelompok tanaman, diantaranya padaWheat (Ahloowalia, 1982), Red fescue (Torello et al., 1984), Sacarum officinarum (Nadar et al., 1978) , Oil palm (Nualsri, Sampong dan Wangtana, 1987) dan Soya bean (Komatsuda et al., 1991). Embrio somatik yang berasal dari eksplan hipokotil Apiaceae telah dilakukan p

Dokumen baru

Download (63 Halaman)
Gratis

Dokumen yang terkait

The Analysis of Symbols in The Death of A Salaesman by Arthur Miller
1
39
76
The Study of Gerund Used in The Adventures of Huckleberry Finn by mark Twain
2
50
53
The representation of arranged marriage in the novel daughters of shame by jasvinder Sanghera
1
6
53
The actantial and function structure analysis of three sohrt stories in the book of Karma and other stories by Rishi Reddi
0
16
105
The Use of Slang Words in Novel a Gentle Feuding
0
6
1
The Use of Mind Maps by Gifted Students
0
4
6
The Difference Between Successful and Unsuccessful Learners in The Use of Learning Strategies in Listening Skill
0
14
71
An Investigation of the Relationship Between Use of International Accounting Standards and Source of Company Finance in Germany
0
0
40
View of The Ritual and Mythology of Ruwatan in Mojokerto
0
0
16
The Widespread Use of Foreign Word on Artificial Element Topographical Name in the District and the City of Bogor
0
0
12
The Use of Seal in Early Malay Official Letters : A Personal Identity and Ethnic Culture
0
0
7
Social qualities of time and space created in performing arts of West Java The implications for safeguarding living culture
0
0
24
PENGARUH GA3 TERHADAP PRODUKSI ARTEMISININ MELALUI KULTUR PUCUK Artemisia annua L. The effect of GA3 to artemisinin content of Artemisia annua L. by in vitro culture
0
0
6
The Effect of Pomegranate Peel Ethanol Extract (Punica granatum L.) on Marker of Bone Formation and Bone Quality in Postmenopausal Woman
0
1
10
Carbonate Facies and Sedimentation of the Klapanunggal Formation in Cibinong, West Java
0
1
9
Show more