PENGARUH KONSENTRASI AGAR (bahan pemadat) TERHADAP INDUKSI EMBRIO SOMATIK PADA DUA KULTIVAR KACANG TANAH (Arachis hipogaea L.) SECARA IN VITRO
ABSTRACT
EFFECT OF AGAR CONCENTRATION FOR SOMATIC
EMBRYO INDUCTION ON TWO PEANUT (Arachis hipogaea L.)
VARIETY BY IN VITRO
By
Septi Rakhmadini
National consumption of peanut (Arachis hypogaea L.) is always increase, but the
national production can not fullfill the domestic needed. One way to increase the
national production is by developed the resistant variety through transgenic plant
modify program and provided the prime seed in vitro. This research was
conducted to determine the effect of gelatin concentration to peanut somatic
embryo induction in every variety tested (Sima and Jerapah).
The experiment is set in completely randomized design, with 10 replicates each
treatment cosinst of 1 bottle which contain of peanut contain explants the
treatment which applred in each variety is consist of some concentration, there are
5,6,7, and 8 g/l observed variable are the percentage of embryogenic callus and
the average number of somatic embryo per explants. Data were analyzed with
ANOVA and Then follow by the least significant difference (LSD) tes in 5%
Septi Rakhmadini
alpha for mean separation. value of the treatment difference was tested by Least
Significant Difference test (LSD) at 5% significance level.
The result of this shows that : (1) In Sima vriety, the agar concentration which is
tested (5, 6, 7, 8 g/l), did not have a different effect to the average number of
somatic embryo and the percentage of embryogenic callus, (2) In Jerapah variety,
the best agar concentration to produce the average number of embryo somatic and
the percentage embryogenic callus is by using 5 and 6 g/l agar.
Septi Rakhmadini
ABSTRAK
PENGARUH KONSENTRASI AGAR (bahan pemadat) TERHADAP
INDUKSI EMBRIO SOMATIK PADA DUA KULTIVAR
KACANG TANAH (Arachis hipogaea L.) SECARA IN VITRO
Oleh
Septi Rakhmadini
Konsumsi kacang tanah (Arachis hypogaea L.) dalam pangan nasional terus
meningkat namun kemampuan produksi di dalam negeri belum dapat memenuhi
kebutuhan kacang tanah. Salah satu cara agar produksi nasional kacang tanah
dapat ditingkatkan adalah dengan mengembangkan varietas yang resisten melalui
program perakitan tanaman transgenik dan penyediaan bibit bermutu secara in
vitro. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi agar
terhadap induksi embrio somatik kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba
(Sima dan Jerapah) dan mencari konsentrasi agar yang paling baik untuk
menginduksi embrio somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan
Jerapah).
Percobaan pada kedua varietas dilaksanakan dalam rancangan acak lengkap
(RAL) dengan 10 ulangan. Setiap satuan percobaan terdiri dari 1 botol yang berisi
5 eksplan leaflet kacang tanah. Perlakuan yang diterapkan pada setiap kultivar
adalah berbagai konsentrasi agar yaitu 5, 6, 7, dan 8 g/l. Variabel yang diamati
Septi Rakhmadini
adalah persentase kalus embriogenik dan rata-rata jumlah embrio somatik per
eksplan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam. Perbedaan nilai
tengah perlakuan diuji dengan uji Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf nyata
5%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) Pada kultivar Sima perlakuan
konsentrasi agar yang dicoba (5, 6, 7, dan 8 g/l) tidak berpengaruh terhadap ratarata jumlah embrio somatik dan persentase kalus embriogenik, (2) Pada kultivar
Jerapah konsentrasi agar yang paling baik dalam menghasilkan rata-rata jumlah
embrio somatik dan persentase kalus embriogenik pada kultivar Jerapah adalah 5
dan 6 g/l.
V.
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat di ambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Perlakuan konsentrasi agar yang dicoba (5, 6, 7, dan 8 g/l) tidak
berpengaruh terhadap rata-rata jumlah embrio somatik dan persentase
kalus embriogenik pada kultivar Sima.
2. Konsentrasi agar yang paling baik dalam menghasilkan rata-rata jumlah
embrio somatik dan persentase kalus embriogenik pada kultivar Jerapah
adalah 5 dan 6 g/l.
5.2 Saran
Saran yang dapat diajukan dari penelitian ini adalah:
Untuk kultivar Jerapah perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan jenis
bahan pemadat lain.
I.
1.1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) memiliki peran strategis dalam pangan
nasional sebagai sumber protein dan minyak nabati, dalam setiap 100 g kacang
tanah mentah mengandung 687 kalori, 9,2 g protein, 71,2 g lemak. Produksi
kacang tanah di Indonesia hanya mencapai 2,5 3,0 ton/ha dengan luas
pertanaman berkisar 706.753 ha dan produktivitas antara 11,86
11,95 ton/ha
(BPS, 2007). Konsumsi kacang tanah sebagai sumber pangan sehat dalam pangan
nasional terus meningkat namun kemampuan produksi di dalam negeri belum
dapat memenuhi kebutuhan kacang tanah. Sehingga sejak tahun 1979 kebutuhan
kacang tanah dalam negeri dicukupi dari impor dan sampai sekarang Indonesia
masih mengimpor kacang tanah 150.000
200.000 ton per tahun.
Salah satu cara agar produksi nasional kacang tanah dapat ditingkatkan, kendala
serangan hama dan penyakit perlu diatasi dengan mengembangkan varietas yang
resisten melalui program perakitan tanaman transgenik dan penyediaan bibit
bermutu. Regenerasi tanaman secara in vitro merupakan tahap penting dalam
program perakitan tanaman transgenik. Tanpa sistem regenerasi yang efisien,
maka akan sulit diperoleh tanaman transgenik yang diinginkan. Untuk keperluan
transformasi genetik, cara embriogenesis lebih dianjurkan karena dapat
mempercepat keberhasilan dengan peluang keberhasilan yang cukup tinggi.
2
Embrio somatik umumnya berasal dari sel tunggal yang kompeten untuk
membentuk fase globular, hati, torpedo, dan akhirnya menjadi embrio somatik
dewasa yang siap dikecambahkan membentuk planlet/ tanaman utuh.
Cara embriogenesis somatik banyak mendapat perhatian karena jumlah propagula
yang dihasilkan tidak terbatas dan dapat diperoleh dalam waktu yang singkat.
Disamping itu, embrio somatik dianggap merupakan bahan tanaman yang ideal
untuk penyimpanan jangka pendek maupun jangka panjang karena bila
diregenerasikan dapat membentuk bibit somatik.
Induksi embrio somatik merupakan proses sel somatik (baik haploid maupun
diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap perkembangan
embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embrio somatik dicirikan dengan
strukturnya yang bipolar (mempunyai dua calon meristem, yaitu meristem akar
dan meristem tunas). Dengan struktur tersebut perbanyakan melalui induksi
embrio somatik lebih menguntungkan dibandingkan pembentukan tunas adventif
yang unipolar. Secara spesifik tahap perkembangan embrio somatik dimulai dari
fase globular, fase hati, fase torpedo, dan planlet (Gaj, 2001).
A
B
C
Gambar 1. Tahap perkembangan embrio somatik, (A); fase globular, (B); fase
hati (C); fase torpedo.
Embrio somatik dapat terbentuk melalui dua jalur, yaitu secara langsung maupun
tidak langsung (melewati fase kalus). Embrio somatik akan terbentuk jika terjadi
3
pembentukan kalus yang bersifat embriogenik dengan ciri-ciri, sel berukuran
kecil, sitoplasma padat, inti besar, vakuola kecil-kecil dan mengandung butir pati.
Dengan demikian, embrio somatik dapat dihasilkan dalam jumlah besar dari
kultur kalus.
Media merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan perbanyakan tanaman
secara kultur jaringan. Berbagai komposisi media telah diformulasikan untuk
mengoptimalkan pembentukan dan perkembangan tanaman yang telah
dikulturkan. Media fisiknya dapat berbentuk cair atau padat. Media berbentuk
padat menggunakan pemadat media, seperti agar-agar atau gelrite. Bahan
pemadat media harus dapat disterilkan dengan autoklaf. Agar adalah campuran
polisakarida yang diperoleh dari beberapa species algae. Dalam analisa unsur,
diperoleh data bahwa agar mengandung sedikit unsur Ca, Mg, K, dan Na.
Umumnya agar dapat membentuk gel atau memadat pada suhu 40
titik cair 80
45ºC dengan
90ºC. Kemampuan agar dalam memadatkan media tergantung pada
cara pengekstrakan dari ganggang laut dan pH larutan media sebelum di autoklaf
(Gunawan, 1988).
Peningkatan konsentrasi agar mengakibatkan media semakin padat sehingga
inokulasi eksplan pada media akan semakin sulit dilakukan, dengan demikian
konsentrasi agar yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan
eksplan. Umumnya konsentrasi agar, yang ditambahkan ke dalam media kultur
antara 0,6
0,8 %. Agar sangat berpengaruh terhadap fenomena vitrifikasi
(abnormalitas pada tanaman yang dikulturkan secara in vitro yang ditandai dengan
kandungan airnya terlalu tinggi), multipikasi, potensi penyerapan, kontak eksplan,
dan kelarutan unsur-unsur hara (Gunawan, 1988).
4
Pada penelitian ini dilakukan usaha perbaikan sistem regenerasi secara in vitro
tanaman kacang tanah melalui induksi embrio somatik. Penelitian ini mengkaji
salah satu faktor penting dalam induksi embrio somatik yaitu pemadat media
(agar) khususnya pada varietas nasional yang dicoba (Sima dan Jerapah).
1.2 Perumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, penelitian ini dilakukan untuk menjawab
permasalahan sebagai berikut:
1. Apakah konsentrasi agar memberikan respon positif terhadap induksi embrio
somatik kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah)?
2. Konsentrasi agar berapa yang relatif baik untuk menginduksi embrio somatik
pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah)?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan identifikasi dan perumusan masalah, maka dapat disusun tujuan
penelitian sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi agar terhadap induksi embrio somatik
kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
2. Mencari konsentrasi agar yang paling baik untuk menginduksi embrio somatik
pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
1.4 Landasan Teori
Setiap sel tanaman mempunyai informasi genetik dan perangkat fisiologis yang
lengkap untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang utuh, jika
5
kondisinya sesuai. Teknik kultur jaringan yang menginduksi embrio somatik
lebih diinginkan karena dapat berasal dari satu sel pada jaringan somatik yang
perkembangannya serupa dengan embrio normal. Disamping itu, jalur
embriogenesis somatik mudah diregenerasikan menjadi embrio bipolar, yaitu
mempunyai dua kutub yang langsung sebagai bakal tunas dan akar
(Gunawan, 1988).
Sumber eksplan yang digunakan untuk perbanyakan tanaman secara in vitro
sebaiknya berasal dari induk bervarietas unggul sehingga akan menghasilkan
tanaman yang baik, yang berarti sifat-sifat tanaman baru hasil kultur jaringan
sama dengan sifat-sifat tanaman induk atau tanaman sumber eksplan. Selain itu,
zat pengatur tumbuh merupakan komponen yang sangat penting dalam media
kultur jaringan, tetapi jenis dan konsentrasinya sangat tergantung pada jenis
tanaman dan tujuan kultur (Yusnita, 2008).
Pada berbagai bagian biji kacang tanah, tidak semua tipe eksplan membentuk
kalus embriogenik. Kalus embriogenik hanya terbentuk pada eksplan leaflet,
poros, dan radikula (kecuali pada varietas Sima dan Kancil). Tipe eksplan
endosperm tidak membentuk kalus embriogenik pada semua varietas (Edy, 2008).
Media merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan perbanyakan tanaman
secara kultur jaringan. Pemilihan media yang menunjang pertumbuhan dan
perkembangan eksplan harus dilakukan dengan tepat. Pemilihan media yang
digunakan tergantung jenis media yang akan dikulturkan.
Dalam teknik kultur jaringan media yang paling sering digunakan adalah media
Murashige and Skoog (1962). Meskipun unsur-unsur makro dalam media MS
6
dibuat untuk kultur kalus tembakau, tetapi komposisi MS pada umumnya
mendukung kultur jaringan tanaman lain.
Bahan pemadat yang sering digunakan adalah agar yang diperoleh dari beberapa
spesies algae. Dalam analisa unsur, diperoleh data bahwa agar mengandung
sedikit unsur Ca, Mg, K, dan Na. Kekerasan media pada umumnya meningkat
secara linear pada pertambahan konsentrasi agar. Kekerasan media juga di
pengaruhi oleh jenis agar yang dipakai, pH media dan arang aktif.
Umumnya konsentrasi agar yang diberikan berkisar antar 0,6
1,0%.
Konsentrasi agar yang terlalu tinggi akan mengurangi persenyawaan dari dan ke
arah eksplan sehingga pengambilan hara dan zat tumbuh berkurang, sedangkan
penghambat dari eksplan tetap berkumpul di sekitar eksplan. Disamping itu,
inokulasi jaringan pada medium semakin sulit dilakukan. Hal ini akan
berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang dikulturkan.
Berdasarkan keberadaan agar dalam medium, beberapa tanaman tertentu lebih
cocok dikulturkan dalam medium padat (George dan Sherington, 1984). Namun
jenis tanaman akan membedakan kebutuhan agar yang harus ditambahkan ke
dalam medium yang digunakan.
1.5 Kerangka Pemikiran
Untuk menjelaskan perumusan masalah dalam penelitian ini disusunlah kerangka
pemikiran sebagai berikut:
Perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan merupakan salah satu cara
untuk menghasilkan varietas resisten melalui rekayasa genetika. Menurut George
7
dan Sherrington (1984), perbanyakan dengan kultur jaringan disebut juga dengan
kultur in vitro, memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan perbanyakan
konvensional, di antaranya: (1) memerlukan waktu yang relatif singkat, (2)
membutuhkan tempat yang relatif kecil untuk menghasilkan bibit dalam jumlah
besar, dan (3) dapat menghasilkan bibit bebas penyakit. Menurut Pierik (1987),
keuntungan lain dari teknik kultur jaringan adalah hanya menggunakan bagian
kecil dari organ atau jaringan tanaman sebagai bahan tanam dan pelaksanaannya
tidak tergantung pada musim.
Keberhasilan kultur in vitro dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya spesies
dan eksplan yang digunakan, medium dasar, jenis dan konsentrasi zat pengatur
tumbuh, sukrosa, dan vitamin. Berdasarkan keberadaan agar di dalam medium,
beberapa tanaman tertentu lebih cocok disubkulturkan pada medium padat
dibandingkan dengan medium cair. Namun jenis tanaman juga membedakan
kebutuhan agar yang harus ditambahkan ke dalam medium yang digunakan.
Konsentrasi agar yang sering digunakan dalam kegiatan kultur in vitro menurut
Pierik (1987) adalah 6
8 g/l.
Pengaruh konsentrasi agar terhadap pembentukan induksi embrio somatik pada
tanaman Picea abies (L) karst yang menggunakan agar dengan konsentrasi 0,5
%. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi agar
mengakibatkan penurunan jumlah embrio dan mengurangi jumlah embrio yang
mengalami vitrifikasi ( tunas yang terlalu banyak mengandung air).
2
8
Penelitian lain pada tanaman Carnation (Dianthus caryopylus) menunjukkan
bahwa peningkatan konsentrasi agar dari 0
1,8 % mengakibatkan penurunan
jumlah tunas yang terbentuk. Konsentrasi agar yang terlalu rendah menyebabkan
medium menjadi lunak sehingga meningkatkan absorpsi air oleh eksplan yang
selanjutnya mengakibatkan tunas-tunas yang terbentuk pada eksplan terlalu
banyak mengandung air. Sebaliknya, konsentrasi agar yang terlalu tinggi
menyebabkan medium menjadi padat sehingga dapat menghambat absorpsi air
dan hara.
Penelitian ini dilakukan untuk memperbaiki sistem regenerasi secara in vitro
tanaman kacang tanah melalui induksi embrio somatik untuk varietas nasional
(Sima dan Jerapah) dengan mengkaji salah satu faktor penting dalam media yaitu
pemadat agar merek Swallow Globe.
1.6 Hipotesis
Berdasarkan landasan teori dan kerangka pemikiran yang telah dikemukakan,
maka dapat diajukan hipotesis sebagai berikut:
1. Konsentrasi agar memberikan respons positif terhadap induksi embrio
somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
9
2. Konsentrasi agar 6 g/l adalah yang paling baik untuk menginduksi embrio
somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
EFFECT OF AGAR CONCENTRATION FOR SOMATIC
EMBRYO INDUCTION ON TWO PEANUT (Arachis hipogaea L.)
VARIETY BY IN VITRO
By
Septi Rakhmadini
National consumption of peanut (Arachis hypogaea L.) is always increase, but the
national production can not fullfill the domestic needed. One way to increase the
national production is by developed the resistant variety through transgenic plant
modify program and provided the prime seed in vitro. This research was
conducted to determine the effect of gelatin concentration to peanut somatic
embryo induction in every variety tested (Sima and Jerapah).
The experiment is set in completely randomized design, with 10 replicates each
treatment cosinst of 1 bottle which contain of peanut contain explants the
treatment which applred in each variety is consist of some concentration, there are
5,6,7, and 8 g/l observed variable are the percentage of embryogenic callus and
the average number of somatic embryo per explants. Data were analyzed with
ANOVA and Then follow by the least significant difference (LSD) tes in 5%
Septi Rakhmadini
alpha for mean separation. value of the treatment difference was tested by Least
Significant Difference test (LSD) at 5% significance level.
The result of this shows that : (1) In Sima vriety, the agar concentration which is
tested (5, 6, 7, 8 g/l), did not have a different effect to the average number of
somatic embryo and the percentage of embryogenic callus, (2) In Jerapah variety,
the best agar concentration to produce the average number of embryo somatic and
the percentage embryogenic callus is by using 5 and 6 g/l agar.
Septi Rakhmadini
ABSTRAK
PENGARUH KONSENTRASI AGAR (bahan pemadat) TERHADAP
INDUKSI EMBRIO SOMATIK PADA DUA KULTIVAR
KACANG TANAH (Arachis hipogaea L.) SECARA IN VITRO
Oleh
Septi Rakhmadini
Konsumsi kacang tanah (Arachis hypogaea L.) dalam pangan nasional terus
meningkat namun kemampuan produksi di dalam negeri belum dapat memenuhi
kebutuhan kacang tanah. Salah satu cara agar produksi nasional kacang tanah
dapat ditingkatkan adalah dengan mengembangkan varietas yang resisten melalui
program perakitan tanaman transgenik dan penyediaan bibit bermutu secara in
vitro. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi agar
terhadap induksi embrio somatik kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba
(Sima dan Jerapah) dan mencari konsentrasi agar yang paling baik untuk
menginduksi embrio somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan
Jerapah).
Percobaan pada kedua varietas dilaksanakan dalam rancangan acak lengkap
(RAL) dengan 10 ulangan. Setiap satuan percobaan terdiri dari 1 botol yang berisi
5 eksplan leaflet kacang tanah. Perlakuan yang diterapkan pada setiap kultivar
adalah berbagai konsentrasi agar yaitu 5, 6, 7, dan 8 g/l. Variabel yang diamati
Septi Rakhmadini
adalah persentase kalus embriogenik dan rata-rata jumlah embrio somatik per
eksplan. Data yang diperoleh dianalisis dengan sidik ragam. Perbedaan nilai
tengah perlakuan diuji dengan uji Beda Nyata Terkecil (BNT) pada taraf nyata
5%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa (1) Pada kultivar Sima perlakuan
konsentrasi agar yang dicoba (5, 6, 7, dan 8 g/l) tidak berpengaruh terhadap ratarata jumlah embrio somatik dan persentase kalus embriogenik, (2) Pada kultivar
Jerapah konsentrasi agar yang paling baik dalam menghasilkan rata-rata jumlah
embrio somatik dan persentase kalus embriogenik pada kultivar Jerapah adalah 5
dan 6 g/l.
V.
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil pengamatan dan pembahasan dapat di ambil kesimpulan
sebagai berikut:
1. Perlakuan konsentrasi agar yang dicoba (5, 6, 7, dan 8 g/l) tidak
berpengaruh terhadap rata-rata jumlah embrio somatik dan persentase
kalus embriogenik pada kultivar Sima.
2. Konsentrasi agar yang paling baik dalam menghasilkan rata-rata jumlah
embrio somatik dan persentase kalus embriogenik pada kultivar Jerapah
adalah 5 dan 6 g/l.
5.2 Saran
Saran yang dapat diajukan dari penelitian ini adalah:
Untuk kultivar Jerapah perlu dilakukan penelitian dengan menggunakan jenis
bahan pemadat lain.
I.
1.1
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Kacang tanah (Arachis hypogaea L.) memiliki peran strategis dalam pangan
nasional sebagai sumber protein dan minyak nabati, dalam setiap 100 g kacang
tanah mentah mengandung 687 kalori, 9,2 g protein, 71,2 g lemak. Produksi
kacang tanah di Indonesia hanya mencapai 2,5 3,0 ton/ha dengan luas
pertanaman berkisar 706.753 ha dan produktivitas antara 11,86
11,95 ton/ha
(BPS, 2007). Konsumsi kacang tanah sebagai sumber pangan sehat dalam pangan
nasional terus meningkat namun kemampuan produksi di dalam negeri belum
dapat memenuhi kebutuhan kacang tanah. Sehingga sejak tahun 1979 kebutuhan
kacang tanah dalam negeri dicukupi dari impor dan sampai sekarang Indonesia
masih mengimpor kacang tanah 150.000
200.000 ton per tahun.
Salah satu cara agar produksi nasional kacang tanah dapat ditingkatkan, kendala
serangan hama dan penyakit perlu diatasi dengan mengembangkan varietas yang
resisten melalui program perakitan tanaman transgenik dan penyediaan bibit
bermutu. Regenerasi tanaman secara in vitro merupakan tahap penting dalam
program perakitan tanaman transgenik. Tanpa sistem regenerasi yang efisien,
maka akan sulit diperoleh tanaman transgenik yang diinginkan. Untuk keperluan
transformasi genetik, cara embriogenesis lebih dianjurkan karena dapat
mempercepat keberhasilan dengan peluang keberhasilan yang cukup tinggi.
2
Embrio somatik umumnya berasal dari sel tunggal yang kompeten untuk
membentuk fase globular, hati, torpedo, dan akhirnya menjadi embrio somatik
dewasa yang siap dikecambahkan membentuk planlet/ tanaman utuh.
Cara embriogenesis somatik banyak mendapat perhatian karena jumlah propagula
yang dihasilkan tidak terbatas dan dapat diperoleh dalam waktu yang singkat.
Disamping itu, embrio somatik dianggap merupakan bahan tanaman yang ideal
untuk penyimpanan jangka pendek maupun jangka panjang karena bila
diregenerasikan dapat membentuk bibit somatik.
Induksi embrio somatik merupakan proses sel somatik (baik haploid maupun
diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap perkembangan
embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embrio somatik dicirikan dengan
strukturnya yang bipolar (mempunyai dua calon meristem, yaitu meristem akar
dan meristem tunas). Dengan struktur tersebut perbanyakan melalui induksi
embrio somatik lebih menguntungkan dibandingkan pembentukan tunas adventif
yang unipolar. Secara spesifik tahap perkembangan embrio somatik dimulai dari
fase globular, fase hati, fase torpedo, dan planlet (Gaj, 2001).
A
B
C
Gambar 1. Tahap perkembangan embrio somatik, (A); fase globular, (B); fase
hati (C); fase torpedo.
Embrio somatik dapat terbentuk melalui dua jalur, yaitu secara langsung maupun
tidak langsung (melewati fase kalus). Embrio somatik akan terbentuk jika terjadi
3
pembentukan kalus yang bersifat embriogenik dengan ciri-ciri, sel berukuran
kecil, sitoplasma padat, inti besar, vakuola kecil-kecil dan mengandung butir pati.
Dengan demikian, embrio somatik dapat dihasilkan dalam jumlah besar dari
kultur kalus.
Media merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan perbanyakan tanaman
secara kultur jaringan. Berbagai komposisi media telah diformulasikan untuk
mengoptimalkan pembentukan dan perkembangan tanaman yang telah
dikulturkan. Media fisiknya dapat berbentuk cair atau padat. Media berbentuk
padat menggunakan pemadat media, seperti agar-agar atau gelrite. Bahan
pemadat media harus dapat disterilkan dengan autoklaf. Agar adalah campuran
polisakarida yang diperoleh dari beberapa species algae. Dalam analisa unsur,
diperoleh data bahwa agar mengandung sedikit unsur Ca, Mg, K, dan Na.
Umumnya agar dapat membentuk gel atau memadat pada suhu 40
titik cair 80
45ºC dengan
90ºC. Kemampuan agar dalam memadatkan media tergantung pada
cara pengekstrakan dari ganggang laut dan pH larutan media sebelum di autoklaf
(Gunawan, 1988).
Peningkatan konsentrasi agar mengakibatkan media semakin padat sehingga
inokulasi eksplan pada media akan semakin sulit dilakukan, dengan demikian
konsentrasi agar yang terlalu tinggi dapat menyebabkan penurunan pertumbuhan
eksplan. Umumnya konsentrasi agar, yang ditambahkan ke dalam media kultur
antara 0,6
0,8 %. Agar sangat berpengaruh terhadap fenomena vitrifikasi
(abnormalitas pada tanaman yang dikulturkan secara in vitro yang ditandai dengan
kandungan airnya terlalu tinggi), multipikasi, potensi penyerapan, kontak eksplan,
dan kelarutan unsur-unsur hara (Gunawan, 1988).
4
Pada penelitian ini dilakukan usaha perbaikan sistem regenerasi secara in vitro
tanaman kacang tanah melalui induksi embrio somatik. Penelitian ini mengkaji
salah satu faktor penting dalam induksi embrio somatik yaitu pemadat media
(agar) khususnya pada varietas nasional yang dicoba (Sima dan Jerapah).
1.2 Perumusan masalah
Berdasarkan latar belakang masalah, penelitian ini dilakukan untuk menjawab
permasalahan sebagai berikut:
1. Apakah konsentrasi agar memberikan respon positif terhadap induksi embrio
somatik kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah)?
2. Konsentrasi agar berapa yang relatif baik untuk menginduksi embrio somatik
pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah)?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan identifikasi dan perumusan masalah, maka dapat disusun tujuan
penelitian sebagai berikut:
1. Mengetahui pengaruh konsentrasi agar terhadap induksi embrio somatik
kacang tanah pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
2. Mencari konsentrasi agar yang paling baik untuk menginduksi embrio somatik
pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
1.4 Landasan Teori
Setiap sel tanaman mempunyai informasi genetik dan perangkat fisiologis yang
lengkap untuk tumbuh dan berkembang menjadi tanaman yang utuh, jika
5
kondisinya sesuai. Teknik kultur jaringan yang menginduksi embrio somatik
lebih diinginkan karena dapat berasal dari satu sel pada jaringan somatik yang
perkembangannya serupa dengan embrio normal. Disamping itu, jalur
embriogenesis somatik mudah diregenerasikan menjadi embrio bipolar, yaitu
mempunyai dua kutub yang langsung sebagai bakal tunas dan akar
(Gunawan, 1988).
Sumber eksplan yang digunakan untuk perbanyakan tanaman secara in vitro
sebaiknya berasal dari induk bervarietas unggul sehingga akan menghasilkan
tanaman yang baik, yang berarti sifat-sifat tanaman baru hasil kultur jaringan
sama dengan sifat-sifat tanaman induk atau tanaman sumber eksplan. Selain itu,
zat pengatur tumbuh merupakan komponen yang sangat penting dalam media
kultur jaringan, tetapi jenis dan konsentrasinya sangat tergantung pada jenis
tanaman dan tujuan kultur (Yusnita, 2008).
Pada berbagai bagian biji kacang tanah, tidak semua tipe eksplan membentuk
kalus embriogenik. Kalus embriogenik hanya terbentuk pada eksplan leaflet,
poros, dan radikula (kecuali pada varietas Sima dan Kancil). Tipe eksplan
endosperm tidak membentuk kalus embriogenik pada semua varietas (Edy, 2008).
Media merupakan salah satu faktor penentu keberhasilan perbanyakan tanaman
secara kultur jaringan. Pemilihan media yang menunjang pertumbuhan dan
perkembangan eksplan harus dilakukan dengan tepat. Pemilihan media yang
digunakan tergantung jenis media yang akan dikulturkan.
Dalam teknik kultur jaringan media yang paling sering digunakan adalah media
Murashige and Skoog (1962). Meskipun unsur-unsur makro dalam media MS
6
dibuat untuk kultur kalus tembakau, tetapi komposisi MS pada umumnya
mendukung kultur jaringan tanaman lain.
Bahan pemadat yang sering digunakan adalah agar yang diperoleh dari beberapa
spesies algae. Dalam analisa unsur, diperoleh data bahwa agar mengandung
sedikit unsur Ca, Mg, K, dan Na. Kekerasan media pada umumnya meningkat
secara linear pada pertambahan konsentrasi agar. Kekerasan media juga di
pengaruhi oleh jenis agar yang dipakai, pH media dan arang aktif.
Umumnya konsentrasi agar yang diberikan berkisar antar 0,6
1,0%.
Konsentrasi agar yang terlalu tinggi akan mengurangi persenyawaan dari dan ke
arah eksplan sehingga pengambilan hara dan zat tumbuh berkurang, sedangkan
penghambat dari eksplan tetap berkumpul di sekitar eksplan. Disamping itu,
inokulasi jaringan pada medium semakin sulit dilakukan. Hal ini akan
berpengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang dikulturkan.
Berdasarkan keberadaan agar dalam medium, beberapa tanaman tertentu lebih
cocok dikulturkan dalam medium padat (George dan Sherington, 1984). Namun
jenis tanaman akan membedakan kebutuhan agar yang harus ditambahkan ke
dalam medium yang digunakan.
1.5 Kerangka Pemikiran
Untuk menjelaskan perumusan masalah dalam penelitian ini disusunlah kerangka
pemikiran sebagai berikut:
Perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan merupakan salah satu cara
untuk menghasilkan varietas resisten melalui rekayasa genetika. Menurut George
7
dan Sherrington (1984), perbanyakan dengan kultur jaringan disebut juga dengan
kultur in vitro, memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan perbanyakan
konvensional, di antaranya: (1) memerlukan waktu yang relatif singkat, (2)
membutuhkan tempat yang relatif kecil untuk menghasilkan bibit dalam jumlah
besar, dan (3) dapat menghasilkan bibit bebas penyakit. Menurut Pierik (1987),
keuntungan lain dari teknik kultur jaringan adalah hanya menggunakan bagian
kecil dari organ atau jaringan tanaman sebagai bahan tanam dan pelaksanaannya
tidak tergantung pada musim.
Keberhasilan kultur in vitro dipengaruhi oleh banyak faktor, di antaranya spesies
dan eksplan yang digunakan, medium dasar, jenis dan konsentrasi zat pengatur
tumbuh, sukrosa, dan vitamin. Berdasarkan keberadaan agar di dalam medium,
beberapa tanaman tertentu lebih cocok disubkulturkan pada medium padat
dibandingkan dengan medium cair. Namun jenis tanaman juga membedakan
kebutuhan agar yang harus ditambahkan ke dalam medium yang digunakan.
Konsentrasi agar yang sering digunakan dalam kegiatan kultur in vitro menurut
Pierik (1987) adalah 6
8 g/l.
Pengaruh konsentrasi agar terhadap pembentukan induksi embrio somatik pada
tanaman Picea abies (L) karst yang menggunakan agar dengan konsentrasi 0,5
%. Hasil penelitian tersebut menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi agar
mengakibatkan penurunan jumlah embrio dan mengurangi jumlah embrio yang
mengalami vitrifikasi ( tunas yang terlalu banyak mengandung air).
2
8
Penelitian lain pada tanaman Carnation (Dianthus caryopylus) menunjukkan
bahwa peningkatan konsentrasi agar dari 0
1,8 % mengakibatkan penurunan
jumlah tunas yang terbentuk. Konsentrasi agar yang terlalu rendah menyebabkan
medium menjadi lunak sehingga meningkatkan absorpsi air oleh eksplan yang
selanjutnya mengakibatkan tunas-tunas yang terbentuk pada eksplan terlalu
banyak mengandung air. Sebaliknya, konsentrasi agar yang terlalu tinggi
menyebabkan medium menjadi padat sehingga dapat menghambat absorpsi air
dan hara.
Penelitian ini dilakukan untuk memperbaiki sistem regenerasi secara in vitro
tanaman kacang tanah melalui induksi embrio somatik untuk varietas nasional
(Sima dan Jerapah) dengan mengkaji salah satu faktor penting dalam media yaitu
pemadat agar merek Swallow Globe.
1.6 Hipotesis
Berdasarkan landasan teori dan kerangka pemikiran yang telah dikemukakan,
maka dapat diajukan hipotesis sebagai berikut:
1. Konsentrasi agar memberikan respons positif terhadap induksi embrio
somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).
9
2. Konsentrasi agar 6 g/l adalah yang paling baik untuk menginduksi embrio
somatik pada setiap varietas yang dicoba (Sima dan Jerapah).