Induksi Embrio Somatik Melon (Cucumis melo L.) pada Beberapa Media yang Dilengkapi dengan Auksin dan Sitokinin
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
OLEH
HAFITH FURQONI
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Hafith Furqoni
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
RINGKASAN
HAFITH FURQONI. Induksi Embrio Somatik Melon (Cucumis melo L.)
pada Beberapa Media yang Dilengkapi dengan Auksin dan Sitokinin.
(Dibimbing oleh DARDA EFENDI).
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I bertujuan untuk
mengetahui jenis media dan konsentrasi zat pengatur tumbuh picloram (auksin)
yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan untuk mengetahui
konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP (sitokinin) yang
terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan hipokotil. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan
Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor pada bulan
April-September 2009.
Percobaan I dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor dengan faktor pertama media tanam terdiri dari tiga taraf media yaitu MS
(Murashige and Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5. Konsentrasi
picloram sebagai faktor kedua terdiri dari empat taraf yaitu 0, 0.5, 1.0, 1.5 mg/L.
Percobaan dilakukan dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 5 botol. Setiap
botol terdapat 5 eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu biji muda melon
hibrida H7 koleksi Pusat Kajian Buah-Buahan Tropika IPB yang berumur ± 15
Hari Setelah Penyerbukan.
Percobaan II dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor yaitu faktor pertama taraf konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) masingmasing terdiri dari enam taraf yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5 mg/L. Konsentrasi BAP sebagai
faktor kedua yang terdiri dari dua taraf yaitu 0 dan 0.1 mg/L. Percobaan dilakukan
dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 3 botol. Setiap botol terdapat 5
eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu hipokotil yang berasal dari biji
melon hibrida H7 yang dikecambahkan di media MS0 selama ±15 hari. Hipokotil
dipotong kira-kira 1 cm lalu dimasukkan ke dalam media perlakuan.
Pada Percobaan I, embrio somatik tidak terbentuk pada perlakuan jenis
media yang dikombinasikan dengan taraf konsentrasi picloram. Respon yang
muncul yaitu biji berkalus dan berkecambah.
Pada Percobaan II, terdapat interaksi antara taraf konsentrasi auksin (2.4 D
dan NAA) dengan BAP terhadap induksi embrio somatik menggunakan hipokotil.
Embrio somatik dapat diinduksi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
dan perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP. Hasil tertinggi embrio yang
terbentuk yaitu pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.53
embrio per eksplan. Dan rata-rata jumlah eksplan yang membentuk embrio
tertinggi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.2 eksplan.
Judul
: INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis Melo L.)
PADA
BEBERAPA
MEDIA
YANG
DENGAN AUKSIN DAN SITOKININ
Nama
: Hafith Furqoni
NRP
: A24050013
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr Ir Darda Efendi, MSi
NIP : 19630616 198903 1 006
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr
NIP : 19611101 198703 1 003
Tanggal Lulus :
DILENGKAPI
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 13 Januari 1986. Penulis
merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Sutrisno dan Ibu Eni Astutik.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar pada tahun 1999 dari SDN 1 Cluring
Banyuwangi, kemudian penulis menamatkan sekolah menengah pertama dari
SMPN 1 Cluring Banyuwangi pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis
melanjutkan sekolah menengah atas di SMAN 8 Malang dan menamatkan jenjang
pendidikan SMA pada tahun 2005.
Tahun 2005 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Setahun kemudian penulis diterima
sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura sebagai pilihan
pertama dalam pemilihan mayor.
Penulis aktif di beberapa organisasi mahasiswa. Pada awal tahun kuliah
penulis aktif di Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB. Setelah itu pada tahun 2008
penulis menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON)
sebagai Ketua Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia. Penulis juga
aktif sebagai asisten praktikum. Pada semester 4-6 penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Tingkat Persiapan Bersama. Lalu semester 7 penulis
menjadi asisten mata kuliah Dasar-Dasar Agronomi. Semester 8 penulis
berkesempatan menjadi asisten mata kuliah Teknik Budidaya Tanaman dan Ilmu
Tanaman Perkebunan. Selanjutnya menjadi asisten mata kuliah Kultur Jaringan
Program Diploma pada semester 9. Penulis juga mengikuti program magang
liburan di Kurnia Stroberi Farm untuk belajar budidaya stroberi dan magang di
Kebun Raya Bogor untuk belajar perbanyakan vegetatif.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penelitian ini dilakukan karena minat penulis terhadap kultur jaringan
yang sangat tinggi. Selain itu perbanyakan melon hibrida koleksi PKBT IPB
menggunakan kultur jaringan khususnya dengan embrio somatik masih belum ada
penelitian sebelumnya. Harapannya jika penelitian ini berhasil, perbanyakan
melon hibrida H7 dengan kultur jaringan akan membutuhkan waktu yang lebih
singkat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.
Pembimbing skripsi Dr Ir Darda Efendi, MSi karena telah memberikan
masukan selama proses penelitian dan penulisan skripsi. Terima kasih pula
telah membimbing selama penelitian dengan sabar dan selalu menyediakan
waktu untuk penelitian penulis.
2.
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr dan Juang Gema Kartika, SP, MSi yang telah
bersedia menjadi dosen penguji. Terima kasih atas masukan yang telah
diberikan selama sidang, semoga masukan tersebut bermanfaat bagi penulis.
3.
Dwi Guntoro, SP, MSi selaku pembimbing akademik. Terima kasih atas
bimbingannya dalam menentukan rencana belajar penulis selama menempuh
pendidikan di Institut Pertanian Bogor.
4.
Willy Bayuardi Suwarno, SP, MSi, terima kasih atas bantuan benih melon
hibrida H7 yang telah diberikan. Semoga hasil penelitian ini berguna.
5.
Ir Dini Dinarti, MSi, terima kasih atas diskusi yang menarik selama penulis
berada di Lab. Pengalaman yang sangat berharga bagi penulis.
6.
Kedua orang tua, mas Titis, Aan, dan Syahrul. Doa dan kasih sayang kalian
semua yang membuat penulis tetap bertahan untuk meneruskan pendidikan.
7.
Sahabat terbaikku sejak SMP yang masih selalu mengisi kehidupanku: Ivan,
Dina, Lia. You are always to be my best friends!!!
8.
Sahabat-sahabat terbaikku, dash crew: Dita, Dea, Figur, Joko, Pulung,
Lukman, Diak. Terima kasih atas waktu terbaik yang diberikan selama SMA.
It’s amazing time for me to know all of you. I hope we are still in touch and
makes great friendship forever!!!
9.
Teman satu lab: Feni, Dendih, Mbak Retno, Mbak Anggi, Bi Acih. Terima
kasih atas semua bantuan selama di Lab.
10. Teman-teman seperjuang di Agronomi dan Hortikultura. Its great class that
I’ve ever had, really!!! I’ll never forget best moment that we make together
for almost 4 years!!!Thanks all…
11. Angga, Mita, Hanum, Wewe, Maya, Tyas, Kaka, The Kampretes, Njuz, Feni,
Warno, Umay, Qiqib, Edi, Ulie Ce, Dial, Matthew, Emoth, Oonk, Dini. All of
you make my day colorful, guys!!! Tyas thanks for all experience at language
course (English and Korea)!! No one can do best as you!!!
12. Teman seperjuang The Ohio Program: Eci, Arie, Candra, Melly, Tyas,
Sammy, Kalla, Dito, Feni. Let’s make big move in Agriculture!!!
13. Semua pihak yang telah berjasa dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini dapat ditindak lanjuti untuk selanjutnya dapat
diterapkan dalam perbanyakan melon hibrida H7.
Bogor, 12 Januari 2010
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
PENDAHULUAN…………………………………………………...............
Latar Belakang………………………………………………..............
Tujuan…………………………………………………………….......
Hipotesis……………………………………………………………...
1
1
2
2
TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………….
Botani Melon (Cucumis melo L.)………………………………..........
Melon Hibrida H7…………………………..………………………...
Kultur Jaringan……………………………………………………......
Embriogenesis Somatik………………………………………………
Sumber Eksplan………………………………………………………
Media Tanam…………………………………………………………
Zat Pengatur Tumbuh………………………………………………...
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)…………………………...
4
4
4
4
6
8
8
9
12
BAHAN DAN METODE…………………………………………………...
Tempat dan Waktu……………………………………………………
Bahan dan Alat……………………………………………………….
Metode Penelitian…………………………………………………….
Pelaksanaan Penelitian……………………………………………......
14
14
14
14
17
HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………......
Percobaan I……………………………………………………………
Kondisi Umum…………………………………………………...
Persentase Biji Berkalus…………………………………………
Persentase Biji Berkecambah…………………………………….
Percobaan II…………………………………………………………..
Kondisi Umum…………………………………………………...
Jumlah Embrio Somatik dan Jumlah Eksplan yang
Menghasilkan Embrio Somatik….................................................
Pembentukan Kalus Embriogenik…………………………….....
Persentase Hipokotil Berakar……………………………………
KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………......
Kesimpulan……………………………………………………….......
Saran……………………………………………………………….....
21
21
21
21
23
25
25
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….....
36
LAMPIRAN…………………………………………………………………
39
26
30
32
35
35
35
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Kombinasi Media dan Konsentrasi Picloram……………………………
15
2.
Kombinasi Auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP………………………….
16
3.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus……………………..
22
4.
Pengaruh Taraf Konsentrasi Picloram Terhadap Rata-Rata Persentase
Biji Berkalus……………………………………………………………..
22
5.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah .........…………
24
6.
Pengaruh Jenis Media terhadap Rata-Rata Persentase Biji
Berkecambah.............................................................................................
24
Waktu Muncul Embrio Somatik, Jumlah Embrio Somatik, dan Jumlah
Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik…………………………...
27
Rekapitulasi Sidik Ragam Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan
Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72
HST………………………………………………………………………
27
Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
terhadap Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan Rata-Rata Eksplan
yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72 HST………………………
29
10. Rekapitulasi Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik…………..
30
11. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Kalus Embriogenik……..
31
12. Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar………………..
32
13. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Akar……………………..
33
7.
8.
9.
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
OLEH
HAFITH FURQONI
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Hafith Furqoni
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
RINGKASAN
HAFITH FURQONI. Induksi Embrio Somatik Melon (Cucumis melo L.)
pada Beberapa Media yang Dilengkapi dengan Auksin dan Sitokinin.
(Dibimbing oleh DARDA EFENDI).
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I bertujuan untuk
mengetahui jenis media dan konsentrasi zat pengatur tumbuh picloram (auksin)
yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan untuk mengetahui
konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP (sitokinin) yang
terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan hipokotil. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan
Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor pada bulan
April-September 2009.
Percobaan I dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor dengan faktor pertama media tanam terdiri dari tiga taraf media yaitu MS
(Murashige and Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5. Konsentrasi
picloram sebagai faktor kedua terdiri dari empat taraf yaitu 0, 0.5, 1.0, 1.5 mg/L.
Percobaan dilakukan dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 5 botol. Setiap
botol terdapat 5 eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu biji muda melon
hibrida H7 koleksi Pusat Kajian Buah-Buahan Tropika IPB yang berumur ± 15
Hari Setelah Penyerbukan.
Percobaan II dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor yaitu faktor pertama taraf konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) masingmasing terdiri dari enam taraf yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5 mg/L. Konsentrasi BAP sebagai
faktor kedua yang terdiri dari dua taraf yaitu 0 dan 0.1 mg/L. Percobaan dilakukan
dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 3 botol. Setiap botol terdapat 5
eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu hipokotil yang berasal dari biji
melon hibrida H7 yang dikecambahkan di media MS0 selama ±15 hari. Hipokotil
dipotong kira-kira 1 cm lalu dimasukkan ke dalam media perlakuan.
Pada Percobaan I, embrio somatik tidak terbentuk pada perlakuan jenis
media yang dikombinasikan dengan taraf konsentrasi picloram. Respon yang
muncul yaitu biji berkalus dan berkecambah.
Pada Percobaan II, terdapat interaksi antara taraf konsentrasi auksin (2.4 D
dan NAA) dengan BAP terhadap induksi embrio somatik menggunakan hipokotil.
Embrio somatik dapat diinduksi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
dan perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP. Hasil tertinggi embrio yang
terbentuk yaitu pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.53
embrio per eksplan. Dan rata-rata jumlah eksplan yang membentuk embrio
tertinggi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.2 eksplan.
Judul
: INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis Melo L.)
PADA
BEBERAPA
MEDIA
YANG
DENGAN AUKSIN DAN SITOKININ
Nama
: Hafith Furqoni
NRP
: A24050013
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr Ir Darda Efendi, MSi
NIP : 19630616 198903 1 006
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr
NIP : 19611101 198703 1 003
Tanggal Lulus :
DILENGKAPI
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 13 Januari 1986. Penulis
merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Sutrisno dan Ibu Eni Astutik.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar pada tahun 1999 dari SDN 1 Cluring
Banyuwangi, kemudian penulis menamatkan sekolah menengah pertama dari
SMPN 1 Cluring Banyuwangi pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis
melanjutkan sekolah menengah atas di SMAN 8 Malang dan menamatkan jenjang
pendidikan SMA pada tahun 2005.
Tahun 2005 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Setahun kemudian penulis diterima
sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura sebagai pilihan
pertama dalam pemilihan mayor.
Penulis aktif di beberapa organisasi mahasiswa. Pada awal tahun kuliah
penulis aktif di Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB. Setelah itu pada tahun 2008
penulis menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON)
sebagai Ketua Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia. Penulis juga
aktif sebagai asisten praktikum. Pada semester 4-6 penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Tingkat Persiapan Bersama. Lalu semester 7 penulis
menjadi asisten mata kuliah Dasar-Dasar Agronomi. Semester 8 penulis
berkesempatan menjadi asisten mata kuliah Teknik Budidaya Tanaman dan Ilmu
Tanaman Perkebunan. Selanjutnya menjadi asisten mata kuliah Kultur Jaringan
Program Diploma pada semester 9. Penulis juga mengikuti program magang
liburan di Kurnia Stroberi Farm untuk belajar budidaya stroberi dan magang di
Kebun Raya Bogor untuk belajar perbanyakan vegetatif.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penelitian ini dilakukan karena minat penulis terhadap kultur jaringan
yang sangat tinggi. Selain itu perbanyakan melon hibrida koleksi PKBT IPB
menggunakan kultur jaringan khususnya dengan embrio somatik masih belum ada
penelitian sebelumnya. Harapannya jika penelitian ini berhasil, perbanyakan
melon hibrida H7 dengan kultur jaringan akan membutuhkan waktu yang lebih
singkat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.
Pembimbing skripsi Dr Ir Darda Efendi, MSi karena telah memberikan
masukan selama proses penelitian dan penulisan skripsi. Terima kasih pula
telah membimbing selama penelitian dengan sabar dan selalu menyediakan
waktu untuk penelitian penulis.
2.
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr dan Juang Gema Kartika, SP, MSi yang telah
bersedia menjadi dosen penguji. Terima kasih atas masukan yang telah
diberikan selama sidang, semoga masukan tersebut bermanfaat bagi penulis.
3.
Dwi Guntoro, SP, MSi selaku pembimbing akademik. Terima kasih atas
bimbingannya dalam menentukan rencana belajar penulis selama menempuh
pendidikan di Institut Pertanian Bogor.
4.
Willy Bayuardi Suwarno, SP, MSi, terima kasih atas bantuan benih melon
hibrida H7 yang telah diberikan. Semoga hasil penelitian ini berguna.
5.
Ir Dini Dinarti, MSi, terima kasih atas diskusi yang menarik selama penulis
berada di Lab. Pengalaman yang sangat berharga bagi penulis.
6.
Kedua orang tua, mas Titis, Aan, dan Syahrul. Doa dan kasih sayang kalian
semua yang membuat penulis tetap bertahan untuk meneruskan pendidikan.
7.
Sahabat terbaikku sejak SMP yang masih selalu mengisi kehidupanku: Ivan,
Dina, Lia. You are always to be my best friends!!!
8.
Sahabat-sahabat terbaikku, dash crew: Dita, Dea, Figur, Joko, Pulung,
Lukman, Diak. Terima kasih atas waktu terbaik yang diberikan selama SMA.
It’s amazing time for me to know all of you. I hope we are still in touch and
makes great friendship forever!!!
9.
Teman satu lab: Feni, Dendih, Mbak Retno, Mbak Anggi, Bi Acih. Terima
kasih atas semua bantuan selama di Lab.
10. Teman-teman seperjuang di Agronomi dan Hortikultura. Its great class that
I’ve ever had, really!!! I’ll never forget best moment that we make together
for almost 4 years!!!Thanks all…
11. Angga, Mita, Hanum, Wewe, Maya, Tyas, Kaka, The Kampretes, Njuz, Feni,
Warno, Umay, Qiqib, Edi, Ulie Ce, Dial, Matthew, Emoth, Oonk, Dini. All of
you make my day colorful, guys!!! Tyas thanks for all experience at language
course (English and Korea)!! No one can do best as you!!!
12. Teman seperjuang The Ohio Program: Eci, Arie, Candra, Melly, Tyas,
Sammy, Kalla, Dito, Feni. Let’s make big move in Agriculture!!!
13. Semua pihak yang telah berjasa dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini dapat ditindak lanjuti untuk selanjutnya dapat
diterapkan dalam perbanyakan melon hibrida H7.
Bogor, 12 Januari 2010
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
PENDAHULUAN…………………………………………………...............
Latar Belakang………………………………………………..............
Tujuan…………………………………………………………….......
Hipotesis……………………………………………………………...
1
1
2
2
TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………….
Botani Melon (Cucumis melo L.)………………………………..........
Melon Hibrida H7…………………………..………………………...
Kultur Jaringan……………………………………………………......
Embriogenesis Somatik………………………………………………
Sumber Eksplan………………………………………………………
Media Tanam…………………………………………………………
Zat Pengatur Tumbuh………………………………………………...
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)…………………………...
4
4
4
4
6
8
8
9
12
BAHAN DAN METODE…………………………………………………...
Tempat dan Waktu……………………………………………………
Bahan dan Alat……………………………………………………….
Metode Penelitian…………………………………………………….
Pelaksanaan Penelitian……………………………………………......
14
14
14
14
17
HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………......
Percobaan I……………………………………………………………
Kondisi Umum…………………………………………………...
Persentase Biji Berkalus…………………………………………
Persentase Biji Berkecambah…………………………………….
Percobaan II…………………………………………………………..
Kondisi Umum…………………………………………………...
Jumlah Embrio Somatik dan Jumlah Eksplan yang
Menghasilkan Embrio Somatik….................................................
Pembentukan Kalus Embriogenik…………………………….....
Persentase Hipokotil Berakar……………………………………
KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………......
Kesimpulan……………………………………………………….......
Saran……………………………………………………………….....
21
21
21
21
23
25
25
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….....
36
LAMPIRAN…………………………………………………………………
39
26
30
32
35
35
35
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Kombinasi Media dan Konsentrasi Picloram……………………………
15
2.
Kombinasi Auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP………………………….
16
3.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus……………………..
22
4.
Pengaruh Taraf Konsentrasi Picloram Terhadap Rata-Rata Persentase
Biji Berkalus……………………………………………………………..
22
5.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah .........…………
24
6.
Pengaruh Jenis Media terhadap Rata-Rata Persentase Biji
Berkecambah.............................................................................................
24
Waktu Muncul Embrio Somatik, Jumlah Embrio Somatik, dan Jumlah
Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik…………………………...
27
Rekapitulasi Sidik Ragam Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan
Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72
HST………………………………………………………………………
27
Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
terhadap Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan Rata-Rata Eksplan
yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72 HST………………………
29
10. Rekapitulasi Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik…………..
30
11. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Kalus Embriogenik……..
31
12. Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar………………..
32
13. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Akar……………………..
33
7.
8.
9.
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Penampilan Melon Snow White Meta (H7)………………………………
5
2.
Keseimbangan Auksin dan Sitokinin dalam Proses Morfogenesis
(Wattimena et al., 1992)…………………………………………………
10
Struktur molekul kimia (A) 2.4 D; (B) NAA; dan (C) BAP (Evans et
al., 2003); (D) Picloram (www.alanwood.com)........................…………
11
(A) Buah Muda Berumur ±15 Hari Setelah Penyerbukan. (B) Biji Muda
yang Telah Dibersihkan………………………………………………….
19
5.
Biji yang Dikecambah Setelah Berumur 15 HST (Hari Setelah Tanam)..
19
6.
Biji Berkalus: (A) Perlakuan Media MS + 0 mg/L Picloram saat 56
HST; (B) Perlakuan Media B5 + 0.5 mg/L Picloram saat 56
HST…………………………………………………………………........
23
Biji Berkecambah: (A) Perlakuan Media B5 + 0 mg/L Picloram saat 52
HST; (B) Perlakuan Media MS + 0.5 mg/L Picloram saat 52
HST………………..…………………………………………………...
25
Embrio Somatik yang Terbentuk pada Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1
mg/L BAP………………………………………………………………..
28
Eksplan yang Menghasilkan Embrio: (A) Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1
mg/L BAP saat 52 HST; (B) Perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
saat 56 HST……………………………………………………………...
29
10. Kalus Embriogenik Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP………….
32
11. Pembentukan Akar: (A) Perlakuan tanpa ZPT; (B) Perlakuan 2 mg/L
NAA + 0 mg/L BAP……………………………………………………..
34
3.
4.
7.
8.
9.
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1.
Komposisi Media MS……………………………………………………
40
2.
Komposisi Media WPM…………………………………………………
41
3.
Komposisi Media B5………………………………………….................
42
4.
Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus………………………..................
43
5.
Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah……………………………...
45
6.
Sidik Ragam Jumlah Embrio per Eksplan saat 72 HST…………………
47
7.
Sidik Ragam Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio
saat 72 HST……………………………………………………………...
48
8.
Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik………………………...
49
9.
Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar……………………………...
51
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Melon (Cucumis melo L.) merupakan tanaman semusim merambat.
Tanaman melon menghasilkan buah yang dapat dikonsumsi segar. Meskipun
termasuk buah, melon dikelompokkan kedalam sayuran karena cara budidaya
yang intensif seperti sayuran. Produksi buah melon di Indonesia pada tahun 2006
sebesar 55 370 ton dan meningkat pada tahun 2007 sebesar 59 814 ton (Deptan,
2008). Peningkatan produksi melon, meningkatkan pula kebutuhan benih melon.
Pemenuhan kebutuhan benih melon perlu diimbangi dengan penyediaan benih
baik jumlah, kualitas benih maupun kontinuitas.
Perbanyakan melon secara umum biasanya dilakukan dengan biji. Biji dari
buah yang sudah matang dapat digunakan sebagai benih untuk musim tanam
selanjutnya. Namun, untuk menghasilkan melon hibrida perlu dilakukan
persilangan antara tetua yang sudah memiliki karakter unggul agar diperoleh
melon hibrida unggul pula. Cara ini lebih lama karena setiap ingin memproduksi
benih hibrida perlu dilakukan penanaman tanaman induk yang selanjutnya
dilakukan persilangan untuk menghasilkan benih hibrida.
Salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman yaitu dengan cara kultur
jaringan. Kultur jaringan memberikan banyak keuntungan diantaranya tanaman
dapat diperbanyak setiap saat tanpa tergantung musim, daya multiplikasi yang
tinggi, memerlukan bahan tanam yang sedikit, tanaman yang dihasilkan seragam,
serta bebas penyakit terutama bakteri dan cendawan (Wattimena et al., 1992).
Perbanyakan secara in vitro dapat pula dilakukan pada tanaman melon.
Perbanyakan dengan cara ini akan memberikan efisiensi waktu dan ekonomi.
Perbanyakan bisa dilakukan kapan saja dalam jumlah banyak serta secara
ekonomi
akan
menekan
biaya
produksi
penyediaan
benih
melon.
Penggandabiakan dalam kultur jaringan dapat dilakukan melalui jalur
organogenesis dan embriogenesis somatik. Cara embriogenesis somatik banyak
mendapat perhatian karena jumlah propagula yang dihasilkan banyak dan dapat
diperoleh dalam waktu yang lebih singkat (Purnamaningsih, 2002).
2
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam embriogenesis somatik yaitu
jenis eksplan, sumber nitrogen dan gula serta zat pengatur tumbuh
(Purnamaningsih, 2002). Sehingga penentuan komposisi ketiga faktor tersebut
menentukan keberhasilan dalam induksi embriogenesis somatik.
Penelitian ini menggunakan tiga jenis media dasar dan beberapa jenis
auksin dan sitokinin. Percobaan I menggunakan media dasar MS (Murashige and
Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5 yang dikombinasikan dengan
empat taraf konsentrasi picloram (auksin). Percobaan II menggunakan enam taraf
konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) yang dikombinasikan dengan dua taraf
konsentrasi sitokinin (BAP).
Tujuan
Percobaan I bertujuan untuk mengetahui jenis media dan konsentrasi zat
pengatur tumbuh picloram yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik
pada melon menggunakan eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan
untuk mengetahui konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan
BAP yang terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon
menggunakan eksplan hipokotil.
Hipotesis
Hipotesis percobaan I yang diajukan yaitu
1. Terdapat media yang optimum untuk induksi embriogenesis melon
menggunakan eksplan biji muda.
2. Terdapat konsentrasi picloram yang optimum untuk induksi embriogenesis
melon menggunakan eksplan biji muda.
3. Terdapat interaksi antara media dan konsentrasi picloram dalam menginduksi
embriogenesis melon menggunakan eksplan biji muda.
3
Sedangkan hipotesis percobaan II yang diajukan yaitu
1. Terdapat konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) yang optimum untuk induksi
embriogenesis melon menggunakan eksplan hipokotil.
2. Terdapat konsentrasi BAP yang optimum untuk induksi embriogenesis melon
menggunakan eksplan hipokotil.
3. Terdapat interaksi antara auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP dalam
menginduksi embriogenesis melon menggunakan eksplan hipokotil.
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Melon (Cucumis melo L.)
Melon
dalam
klasifikasi
tanaman
digolongkan
kedalam
famili
Cucurbitaceae sama seperti blewah (Cucumis melo L.), semangka (Citrullus
vulgaris Schard), mentimun (Cucumis sativum L.), paria (Momordica charantia
L. Roxb.), dan waluh (Cucurbita moschata). Famili ini terdiri dari sekitar 130
genus, lebih dari 900 spesies, dan hanya sebagian kecil yang dibudidayakan
(Bernadac et al, 2002). Melon merupakan tanaman yang menghasilkan biji
sehingga digolongkan sebagai tanaman Spermatophyta. Biji melon tertutup oleh
bakal buah sehingga termasuk tanaman Angiospermae.
Biji tanaman melon (Cucumis melo L.) terdiri dari dua lembaga sehingga
digolongkan ke dalam kelas tanaman berbiji belah dua (dikotil). Melon
digolongkan ke dalam genus cucumis dan dalam genus tersebut terdapat beberapa
spesies. Dalam genus cucumis terdapat dua spesies yang sering dibudidayakan
dan menjadi tanaman sayuran penting di dunia yaitu melon (Cucumis melo L.) dan
mentimun (Cucumis sativus L.) (Kirkbride, 1994).
Melon Hibrida H7
Melon hibrida H7 merupakan melon hasil rakitan Pusat Kajian BuahBuahan Tropika, Institut Pertanian Bogor. Melon hibrida tersebut diberi nama
Snow White Meta. Keunggulan dari melon Snow White Meta adalah warna kulit
buah setelah tua berwarna krem dengan ketebalan daging buah 4 cm (Gambar
1A). Warna daging buah putih dengan tekstur daging buah halus tidak berserat
(Gambar 1B). Aroma buah melon wangi dan memiliki padatan terlarut total 10.5o
brix. Bobot buah rata-rata berkisar 1.0 - 1.5 kg (Sobir, 2007).
Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari
tanaman seperti protoplasma, sel, jaringan dan organ, serta menumbuhkannya
dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri
5
dan beregenerasi menjadi tanaman utuh kembali (Gunawan, 1992). Kultur
jaringan bisa juga diartikan sebagai perbanyakan mikro. Menurut Acquaah (2004)
perbanyakan mikro adalah perbanyakan tanaman secara in vitro, yang
memanfaatkan jaringan meristem atau jaringan non meristem yang telah ada.
Terdapat empat metode secara umum dalam kultur jaringan yaitu kultur pucuk,
kultur buku, organogenesis, dan embriogenesis nonzigotik (Acquaah, 2004).
Tujuan pokok penerapan perbanyakan mikro adalah produksi tanaman dalam
jumlah besar dalam waktu yang singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul
yang baru dihasilkan (Gunawan, 1992).
A
B
Gambar 1. Melon Snow White Meta (H7): (A) Kulit Luar Berwarna Krem;
(B) Daging Buah Berwarna Putih
Kultur
jaringan
memberikan
banyak
keuntungan
dibandingkan
perbanyakan secara konvensional. Perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan
cepat karena siklus perbanyakan yang lebih singkat. Volume perbanyakan yang
dihasilkan lebih besar pada tanaman hias seperti anggrek, tanaman berkayu, dan
tanaman semak. Melalui kultur jaringan, tanaman dapat diperbanyak dalam
jumlah besar dan memudahkan transportasi. Selain itu, perbanyakan tidak
tergantung musim dan dapat memenuhi permintaan pasar dengan cepat (Evans et
al., 2003). Namun ada beberapa tanaman yang tidak menguntungkan bila
dikembangkan dengan kultur jaringan. Misalnya, kecepatan multiplikasinya
rendah, terlalu banyak langkah untuk mencapai tanaman sempurna, atau terlalu
tinggi tingkat penyimpangan genetik (Gunawan, 1992). Pada prinsipnya
perbanyakan melalui kultur jaringan sangat perlu dalam tanaman yang persentase
6
perkecambahan biji rendah, tanaman hibrida yang berasal dari tetua yang tidak
menunjukkan male sterility, hibrida-hibrida unik, perbanyakan pohon-pohon
bernilai ekonomis, serta tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif
(Gunawan, 1992).
Teknik perbanyakan secara kultur jaringan dapat dilakukan secara
organogenesis dan embriogenesis. Organogenesis adalah proses terbentuknya
organ seperti pucuk dan akar (Gunawan, 1992). Terdapat dua cara terjadinya
organogenesis yaitu secara langsung atau tidak langsung. Organogenesis langsung
terjadi tanpa terbentuknya kalus terlebih dahulu sedangkan organogenesis tidak
langsung diawali dengan pembentukan kalus lalu muncul organ pada kalus. Kalus
merupakan massa sel yang tidak terdiferensiasi seperti sel meristem (Acquaah,
2004).
Embriogenesis Somatik
Embriogenesis somatik merupakan suatu proses dimana sel somatik (baik
haploid maupun diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap
perkembangan embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embriogenesis
berbeda dengan organogenesis pada regenerasi dan organisasi yang bersifat
bipolar (Loberant, 1998). Sifat bipolar dicirikan dengan mempunyai dua calon
meristem yaitu meristem akar dan meristem tunas (Purnamaningsih, 2002).
Induksi embriogenesis somatik membutuhkan sekali pemberian hormon dalam
pembentukan struktur bipolar untuk menghasilkan planlet yang sempurna,
sedangkan organogenesis membutuhkan dua kali pemberian hormon untuk
menginduksi organ tunas terlebih dahulu lalu menginduksi organ akar (Chawla,
2002).
Dengan
memiliki
struktur
tersebut
maka
perbanyakan
melalui
embriogenesis somatik lebih menguntungkan dibandingkan pembentukan tunas
adventif yang unipolar. Selain struktur yang membedakan, perkembangan embrio
somatik menyerupai embrio zigotik. Secara spesifik tahap perkembangan embrio
somatik dan embrio zigotik memiliki pola yang sama yaitu dimulai dari fase
globular, fase scutellar, dan fase coleoptilar untuk tanaman monokotil atau fase
globular, hati, torpedo dan planlet untuk tanaman dikotil atau tanaman berkayu
7
(Gray, 2005). Kontrol terhadap media dan cara subkultur sangat dibutuhkan dalam
memperoleh perkembangan yang sama pada embrio somatik (Loberant, 1998).
Inisiasi dan perkembangan embrio dari jaringan somatik pertama kali
dilaporkan oleh Steward et al. (1958) dan Reinert (1958, 1959) dalam Chawla
(2002) pada tanaman Daucus carota. Sel somatik wortel akan terdiferensiasi
membentuk embrio ketika ditanam dalam media yang mengandung nutrisi dan zat
pengatur tumbuh yang tepat (Caponetti et al., 2005). Embrio somatik dapat
terbentuk melalui dua jalur yaitu secara langsung maupun tidak langsung
(melewati fase kalus). Keberhasilan akan tercapai apabila kalus atau sel yang akan
digunakan bersifat embriogenik yang dicirikan oleh sel yang berukuran kecil,
sitoplasma padat, inti besar, vakuola kecil dan mengandung butir pati
(Purnamaningsih, 2002). Embrio somatik dapat dihasilkan dalam jumlah besar
dari kultur kalus, namun untuk tujuan perbanyakan dalam skala besar, jumlahnya
kadang-kadang dapat lebih ditingkatkan melalui inisiasi sel embrionik dari kultur
suspensi yang berasal dari kalus primer (Wattimena et al., 1992).
Embriogenesis memiliki beberapa tahap spesifik yaitu induksi sel dan
kalus embriogenik, pendewasaan, perkecambahan, dan hardening atau tahap
aklimatisasi. Pada induksi kalus embriogenik, kultur umumnya ditumbuhkan pada
media yang mengandung auksin yang mempunyai daya aktivitas kuat atau dengan
konsentrasi tinggi. Selain auksin biasanya diberikan sitokinin secara bersamaan.
Tahap pendewasaan merupakan tahap perkembangan dari struktur globular
membentuk kotiledon dan primordia akar. Beberapa hasil penelitian menunjukkan
bahwa tahap pendewasaan merupakan tahap paling sulit. Pada tahap ini sering
digunakan auksin pada konsentrasi rendah (Purnamaningsih, 2002).
Tahap
perkecambahan
merupakan
fase
dimana
embrio
somatik
membentuk tunas dan akar. Pada media perkecambahan, konsentrasi zat pengatur
tumbuh yang digunakan sangat rendah bahkan tidak diberikan sama sekali. Tahap
hardening yaitu tahap aklimatisasi bibit embrio somatik dari kondisi in vitro ke
kondisi in vivo dengan penurunan kelembaban dan peningkatan intensitas cahaya
(Purnamaningsih, 2002).
8
Sumber Eksplan
Embrio somatik biasanya dapat diinisiasi dari jaringan juvenil atau
jaringan meristematik. Eksplan yang digunakan dapat berupa daun muda, ujung
tunas, kotiledon, dan hipokotil. Tetapi respon eksplan sangat tergantung dari
genotip tanaman. Jadi untuk spesies tanaman yang berbeda hanya jaringan tertentu
yang dapat digunakan untuk inisiasi embrio somatik (Gray, 2005).
Kageyama et al. (1991), Oridate dan Oosawa (1986) melaporkan
penggunaan biji tua sebagai sumber eksplan dalam induksi embriogenesis melon.
Dalam penelitiannya, Kageyama, Oridate dan Oosawa berhasil menginduksi
embrio. Ezura dan Oosawa (1994) juga melaporkan, penggunaan embrio aksis
dari biji tua melon sebagai sumber eksplan dalam embriogenesis somatik.
Sedangkan penelitian yang sama dilakukan oleh Tabei et al. (1991) menggunakan
eksplan kotiledon dari biji tua, kotiledon dan hipokotil dari biji yang
dikecambahkan, dan daun serta petiol dari planlet muda dalam induksi
embriogenesis melon.
Penelitian pada tanaman segenus telah banyak dilakukan terutama pada
tanaman
mentimun
(Cucumis
sativus
L.).
Perbanyakan
melalui
jalur
organogenesis dan embriogenesis telah banyak dilaporkan. Sumber eksplan yang
digunakan dalam induksi embrio somatik yaitu kotiledon dari biji yang
dikecambahkan secara in vitro (Chee, 1990; Ladyman and Girard, 1992),
hipokotil dari biji yang dikecambahkan secara in vitro (Chee, 1990), dan daun
muda dari biji yang dikecambahkan secara in vitro (Kuijpers et al., 1996). Eksplan
yang
masih
bersifat
meristematik
umumnya
memberikan
keberhasilan
pembentukan embrio somatik yang lebih tinggi (Purnamaningsih, 2002).
Media Tanam
Media tanam merupakan salah satu faktor penentu dalam keberhasilan
kultur jaringan. Komposisi unsur makro dan mikro yang tepat akan memberikan
respon terhadap keberhasilan kultur jaringan. Media kultur jaringan mengandung
95% air, unsur makro dan mikro, zat pengatur tumbuh, vitamin, dan gula (Beyl,
2005).
9
Tipe media yang akan digunakan dalam kultur jaringan tergantung dari
jenis tanaman yang akan digunakan. Beberapa spesies sensitif terhadap
kandungan garam yang terlalu tinggi atau membutuhkan zat pengatur tumbuh
yang berbeda. Perkembangan komposisi media kultur jaringan merupakan hasil
dari penelitian dan percobaan yang sistematik. Media Murashige and Skoog (MS)
merupakan media yang sering digunakan dan cocok dalam regenerasi dari kalus
dan jaringan tanaman (Beyl, 2005). Media MS sering digunakan dalam beberapa
kultur yang berbeda-beda. Dalam media MS terkandung garam N dan K yang
sangat tinggi. Untuk mengurangi sensitivitas garam pada tanaman berkayu, maka
Llyod dan McCown membuat Woody Plant Medium (WPM).
Media Gamborg’s B5 ditemukan untuk kultur kalus kedelai. Media ini
memiliki kandungan N yang lebih sedikit dibandingkan media MS. Media B5
juga digunakan dalam kultur sel dan protoplas (Chawla, 2002). Media B5
sebenarnya dibuat untuk kultur suspensi atau induksi kalus, namum media ini juga
baik sebagai media dasar untuk regenerasi semua tanaman (Beyl, 2005).
Embriogenesis somatik mengalami perkembangan morfologi seperti yang
terjadi pada embrio zigotik. Faktor penting dalam induksi embriogenesis somatik
adalah komposisi nutrisi dalam media kultur. Nitrogen merupakan faktor penentu
dalam memacu morfogenesis secara in vitro. Menurut Ammirato (1983) dalam
Purnamaningsih (2002) bentuk nitrogen reduksi dan beberapa asam amino seperti
glutamin dan kaesin hidrosilat sangat penting untuk inisiasi dan perkembangan
embrio somatik. Inisiasi dan pendewasaan embrio somatik diperlukan
keseimbangan yang tepat antara NH4+ dan NO3-. Konsentrasi NO3- yang terlalu
tinggi akan meningkatkan pH media sehingga kalus tidak dapat membentuk
embrio somatik.
Selain nitrogen, gula merupakan komponen organik yang harus diberikan
ke dalam media kultur. Gula berfungsi disamping sebagai sumber karbon, juga
untuk mempertahankan tekanan osmotik media (Purnamaningsih, 2002).
Zat Pengatur Tumbuh
Zat pengatur tumbuh didefinisikan sebagai senyawa organik bukan nutrisi
yang aktif dalam jumlah kecil (10-6 - 10-5 mM) yang disintesis pada bagian
10
tertentu dari tanaman dan pada umumnya diangkut ke bagian lain tanaman dimana
zat tersebut menimbulkan tanggapan secara biokimia, fisiologis, dan morfologis
(Wattimena, 1988). Zat pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh tanaman disebut
fitohormon sedangkan yang sintetik disebut zat pengatur tumbuh tanaman sintetik.
Dalam induksi embriogenesis jenis zat pengatur tumbuh yang digunakan
bervariasi. Pada umumnya induksi embriogenesis memerlukan auksin dan
sitokinin. Perbandingan kedua zat pengatur tumbuh tersebut yaitu nisbah auksin
sitokinin yang tinggi yaitu konsentrasi auksin dalam media lebih tinggi
dibandingkan konsentrasi sitokinin (Wattimena et al., 1992). Auksin yang paling
sering digunakan untuk mendorong pembentukan embrio somatik yaitu 2.4 D
(Wattimena et al., 1992).
Tinggi
Rendah
Pembentukan akar
pada stek in vitro
Embriogenesis
Pembentukan tunas
adventif dari kalus
Inisiasi kalus tanaman
dikotil
Auksin
Pembentukan tunas
adventif
Sitokinin
Proliferasi tunas
aksilar
Rendah
Gambar
Tinggi
2.
Keseimbangan Auksin dan Sitokinin
Morfogenesis (Wattimena et al., 1992)
dalam
Proses
Auksin sangat luas digunakan dalam kultur jaringan tanaman yang
dimasukkan ke dalam media tanam. Fungsi utama auksin yaitu untuk merangsang
pemanjangan sel (Evans et al., 2003). Selain itu auksin juga berfungsi untuk
pertumbuhan kalus, suspensi sel, dominan apikal dan pertumbuhan akar
(Wattimena et al., 1992). Namun jika auksin digabung bersama sitokinin dapat
mengatur tipe morfogenesis yang dikehendaki (Gambar 2). Setiap jenis auksin
yang berbeda akan memberikan respon yang berbeda pula didalam aktivitas
11
fisiologi, pergerakan didalam jaringan tanaman, pengikatan didalam sel dan sifat
metabolisme (Wattimena et al., 1992). Penentuan taraf konsentrasi yang
digunakan disesuaikan dengan tipe eksplan, metode kultur jaringan, dan tingkat
kultur jaringan (Wattimena et al., 1992).
Selain 2.4 D jenis auksin yang sering digunakan untuk penelitian in vitro
yaitu picloram. Picloram banyak digunakan untuk induksi kalus (Wattimena et al.,
1992). Namun kekurangan dari jenis auksin ini yaitu kestabilan genetiknya.
Penyimpanan kalus yang lama dalam media yang mengandung picloram akan
menyebabkan meningkatnya keragaman genetik (Wattimena et al., 1992).
A
B
O
N
Cl
OH
Cl
Cl
C
C
H
N
H
D 4‐amino‐3,5,6‐trichloropicolinic acid
(Picloram)
Gambar 3. Struktur Molekul Kimia (A) 2.4 D; (B) NAA; dan (C) BAP
(Evans et al., 2003); (D) Picloram (www.alanwood.com)
Sitokinin memiliki peran untuk meningkatkan pertumbuhan dan
perkembangan, menghambat senescence dan bereaksi dengan auksin untuk
mengontrol pertumbuhan (Evans et al., 2003). Zeatin merupakan sitokinin
alamiah yang terdapat dalam tanaman. Biosintesis zeatin terutama di ujung akar
dan dalam biji yang sedang berkembang (Wattimena et al., 1992). Jenis sitokinin
yang sering digunakan dalam kultur jaringan yaitu kinetin, benzylaminopurine
(BAP), zeatin, dan 2iP (Evans et al., 2003). Penggunaan BAP dan kinetin dalam
12
percobaan kultur jaringan sering digunakan karena lebih murah dan tahan
terhadap degradasi (Wattimena et al., 1992). Gambar 3 menunjukkan struktur
molekul dari zat pengatur tumbuh yang digunakan dalam penelitian.
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)
Penelitian perbanyakan secara in vitro pada tanaman melon telah banyak
dilaporkan. Pada pertengahan tahun 1980 penelitian mengenai embriogenesis
somatik dari kultur suspensi kalus dilaporkan oleh Oridate dan Oosawa (1986).
Penelitian tersebut menggunakan media MS dan kombinasi konsentrasi 2.4 D dan
BA. Penanaman kalus pada media MS ditambahkan 1 mg/L 2.4 D dan 0.1 mg/L
BA menunjukkan respon terbaik untuk embriogenesis. Kageyama et al. (1991)
melaporkan penanaman kotiledon biji tua pada media MS ditambahkan 1 mg/L
2.4 D + 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BA juga berpengaruh terhadap pembentukan
karakteristik embrio somatik.
Tabei et al. (1991) meneliti tentang regulasi auksin untuk organogenesis
dan embriogenesis somatik pada melon (Cucumis melo L.). Hasil penelitian
melaporkan bahwa pembentukan tunas adventif terjadi pada taraf auksin
konsentrasi rendah (0 sampai dengan 0.01 mg/L 2.4 D; 0 sampai dengan 0.1 mg/L
NAA; 0 sampai dengan 1.0 mg/L IAA), dan embrio terbentuk pada taraf auksin
konsentrasi tinggi (1.0 sampai dengan 2.0 mg/L 2.4 D; 3.0 sampai dengan 10.0
mg/L NAA; 20 sampai dengan 100 mg/L IAA). Pemberian IAA lebih efisien
dalam induksi tunas dan embriogenesis dibandingkan auksin lain yang diujikan.
Penelitian tentang ploidi pada melon dilakukan oleh Ezura dan Oosawa
(1994) secara in vitro. Embrio somatik yang dihasilkan bersifat diploid, tetraploid
dan oktoploid. Dari penelitian menunjukkan bahwa kemampuan embrio untuk
berkembang menjadi planlet meningkat dari oktoploid ke tetraploid lalu diploid.
Adelberg dan Rhodes (1994) juga melaporkan tentang pengaruh sumber eksplan
terhadap frekuensi tanaman tetraploid dari perbanyakan secara in vitro pada
melon.
Penggunaan retardan dalam perkembangan tunas secara in vitro dilaporkan
oleh Gaba et al. (1996). Kombinasi ancymidol dan BA menunjukkan
perkembangan tunas terbaik dibandingkan pemberian ancymidol ataupun BA
13
secara terpisah. Kintzios dan Taravira (1997) melaporkan bahwa induksi embrio
somatik dipengaruhi oleh genotip dan intensitas cahaya. Kedua faktor tersebut
berpengaruh nyata terhadap jumlah embrio somatik, pendewasaan embrio, dan
regenerasi planlet. Sehingga jenis perlakuan berbeda disetiap varietas melon.
Penelitian-penelitian lanjutan mengenai kultur jaringan melon terus
dilakukan. Nakagawa et al. (2001) meneliti tentang pengaruh gula dan ABA
terhadap induksi embriogenesis somatik melon dari kotiledon. Sukrosa dapat
menginduksi embrio somatik sedangkan manitol tidak dapat menginduksi
terbentuknya embrio somatik. Embrio somatik tertinggi diperoleh dari perlakuan
0.5 μM ABA ditambah 200 mM sukrosa. Rhimi et al. (2006) melaporkan
penggunaan kombinasi 2.4 D (0.25 mg/L sampai 1.0 mg/L) dan BA (0.10 mg/L
sampai 0.50 mg/L) dalam induksi embriogenesis somatik pada dua melon
Tunisian kultivar Maazoun dan Beji.
BAHAN D
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
OLEH
HAFITH FURQONI
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Hafith Furqoni
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
RINGKASAN
HAFITH FURQONI. Induksi Embrio Somatik Melon (Cucumis melo L.)
pada Beberapa Media yang Dilengkapi dengan Auksin dan Sitokinin.
(Dibimbing oleh DARDA EFENDI).
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I bertujuan untuk
mengetahui jenis media dan konsentrasi zat pengatur tumbuh picloram (auksin)
yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan untuk mengetahui
konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP (sitokinin) yang
terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan hipokotil. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan
Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor pada bulan
April-September 2009.
Percobaan I dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor dengan faktor pertama media tanam terdiri dari tiga taraf media yaitu MS
(Murashige and Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5. Konsentrasi
picloram sebagai faktor kedua terdiri dari empat taraf yaitu 0, 0.5, 1.0, 1.5 mg/L.
Percobaan dilakukan dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 5 botol. Setiap
botol terdapat 5 eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu biji muda melon
hibrida H7 koleksi Pusat Kajian Buah-Buahan Tropika IPB yang berumur ± 15
Hari Setelah Penyerbukan.
Percobaan II dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor yaitu faktor pertama taraf konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) masingmasing terdiri dari enam taraf yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5 mg/L. Konsentrasi BAP sebagai
faktor kedua yang terdiri dari dua taraf yaitu 0 dan 0.1 mg/L. Percobaan dilakukan
dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 3 botol. Setiap botol terdapat 5
eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu hipokotil yang berasal dari biji
melon hibrida H7 yang dikecambahkan di media MS0 selama ±15 hari. Hipokotil
dipotong kira-kira 1 cm lalu dimasukkan ke dalam media perlakuan.
Pada Percobaan I, embrio somatik tidak terbentuk pada perlakuan jenis
media yang dikombinasikan dengan taraf konsentrasi picloram. Respon yang
muncul yaitu biji berkalus dan berkecambah.
Pada Percobaan II, terdapat interaksi antara taraf konsentrasi auksin (2.4 D
dan NAA) dengan BAP terhadap induksi embrio somatik menggunakan hipokotil.
Embrio somatik dapat diinduksi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
dan perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP. Hasil tertinggi embrio yang
terbentuk yaitu pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.53
embrio per eksplan. Dan rata-rata jumlah eksplan yang membentuk embrio
tertinggi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.2 eksplan.
Judul
: INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis Melo L.)
PADA
BEBERAPA
MEDIA
YANG
DENGAN AUKSIN DAN SITOKININ
Nama
: Hafith Furqoni
NRP
: A24050013
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr Ir Darda Efendi, MSi
NIP : 19630616 198903 1 006
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr
NIP : 19611101 198703 1 003
Tanggal Lulus :
DILENGKAPI
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 13 Januari 1986. Penulis
merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Sutrisno dan Ibu Eni Astutik.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar pada tahun 1999 dari SDN 1 Cluring
Banyuwangi, kemudian penulis menamatkan sekolah menengah pertama dari
SMPN 1 Cluring Banyuwangi pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis
melanjutkan sekolah menengah atas di SMAN 8 Malang dan menamatkan jenjang
pendidikan SMA pada tahun 2005.
Tahun 2005 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Setahun kemudian penulis diterima
sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura sebagai pilihan
pertama dalam pemilihan mayor.
Penulis aktif di beberapa organisasi mahasiswa. Pada awal tahun kuliah
penulis aktif di Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB. Setelah itu pada tahun 2008
penulis menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON)
sebagai Ketua Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia. Penulis juga
aktif sebagai asisten praktikum. Pada semester 4-6 penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Tingkat Persiapan Bersama. Lalu semester 7 penulis
menjadi asisten mata kuliah Dasar-Dasar Agronomi. Semester 8 penulis
berkesempatan menjadi asisten mata kuliah Teknik Budidaya Tanaman dan Ilmu
Tanaman Perkebunan. Selanjutnya menjadi asisten mata kuliah Kultur Jaringan
Program Diploma pada semester 9. Penulis juga mengikuti program magang
liburan di Kurnia Stroberi Farm untuk belajar budidaya stroberi dan magang di
Kebun Raya Bogor untuk belajar perbanyakan vegetatif.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penelitian ini dilakukan karena minat penulis terhadap kultur jaringan
yang sangat tinggi. Selain itu perbanyakan melon hibrida koleksi PKBT IPB
menggunakan kultur jaringan khususnya dengan embrio somatik masih belum ada
penelitian sebelumnya. Harapannya jika penelitian ini berhasil, perbanyakan
melon hibrida H7 dengan kultur jaringan akan membutuhkan waktu yang lebih
singkat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.
Pembimbing skripsi Dr Ir Darda Efendi, MSi karena telah memberikan
masukan selama proses penelitian dan penulisan skripsi. Terima kasih pula
telah membimbing selama penelitian dengan sabar dan selalu menyediakan
waktu untuk penelitian penulis.
2.
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr dan Juang Gema Kartika, SP, MSi yang telah
bersedia menjadi dosen penguji. Terima kasih atas masukan yang telah
diberikan selama sidang, semoga masukan tersebut bermanfaat bagi penulis.
3.
Dwi Guntoro, SP, MSi selaku pembimbing akademik. Terima kasih atas
bimbingannya dalam menentukan rencana belajar penulis selama menempuh
pendidikan di Institut Pertanian Bogor.
4.
Willy Bayuardi Suwarno, SP, MSi, terima kasih atas bantuan benih melon
hibrida H7 yang telah diberikan. Semoga hasil penelitian ini berguna.
5.
Ir Dini Dinarti, MSi, terima kasih atas diskusi yang menarik selama penulis
berada di Lab. Pengalaman yang sangat berharga bagi penulis.
6.
Kedua orang tua, mas Titis, Aan, dan Syahrul. Doa dan kasih sayang kalian
semua yang membuat penulis tetap bertahan untuk meneruskan pendidikan.
7.
Sahabat terbaikku sejak SMP yang masih selalu mengisi kehidupanku: Ivan,
Dina, Lia. You are always to be my best friends!!!
8.
Sahabat-sahabat terbaikku, dash crew: Dita, Dea, Figur, Joko, Pulung,
Lukman, Diak. Terima kasih atas waktu terbaik yang diberikan selama SMA.
It’s amazing time for me to know all of you. I hope we are still in touch and
makes great friendship forever!!!
9.
Teman satu lab: Feni, Dendih, Mbak Retno, Mbak Anggi, Bi Acih. Terima
kasih atas semua bantuan selama di Lab.
10. Teman-teman seperjuang di Agronomi dan Hortikultura. Its great class that
I’ve ever had, really!!! I’ll never forget best moment that we make together
for almost 4 years!!!Thanks all…
11. Angga, Mita, Hanum, Wewe, Maya, Tyas, Kaka, The Kampretes, Njuz, Feni,
Warno, Umay, Qiqib, Edi, Ulie Ce, Dial, Matthew, Emoth, Oonk, Dini. All of
you make my day colorful, guys!!! Tyas thanks for all experience at language
course (English and Korea)!! No one can do best as you!!!
12. Teman seperjuang The Ohio Program: Eci, Arie, Candra, Melly, Tyas,
Sammy, Kalla, Dito, Feni. Let’s make big move in Agriculture!!!
13. Semua pihak yang telah berjasa dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini dapat ditindak lanjuti untuk selanjutnya dapat
diterapkan dalam perbanyakan melon hibrida H7.
Bogor, 12 Januari 2010
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
PENDAHULUAN…………………………………………………...............
Latar Belakang………………………………………………..............
Tujuan…………………………………………………………….......
Hipotesis……………………………………………………………...
1
1
2
2
TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………….
Botani Melon (Cucumis melo L.)………………………………..........
Melon Hibrida H7…………………………..………………………...
Kultur Jaringan……………………………………………………......
Embriogenesis Somatik………………………………………………
Sumber Eksplan………………………………………………………
Media Tanam…………………………………………………………
Zat Pengatur Tumbuh………………………………………………...
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)…………………………...
4
4
4
4
6
8
8
9
12
BAHAN DAN METODE…………………………………………………...
Tempat dan Waktu……………………………………………………
Bahan dan Alat……………………………………………………….
Metode Penelitian…………………………………………………….
Pelaksanaan Penelitian……………………………………………......
14
14
14
14
17
HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………......
Percobaan I……………………………………………………………
Kondisi Umum…………………………………………………...
Persentase Biji Berkalus…………………………………………
Persentase Biji Berkecambah…………………………………….
Percobaan II…………………………………………………………..
Kondisi Umum…………………………………………………...
Jumlah Embrio Somatik dan Jumlah Eksplan yang
Menghasilkan Embrio Somatik….................................................
Pembentukan Kalus Embriogenik…………………………….....
Persentase Hipokotil Berakar……………………………………
KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………......
Kesimpulan……………………………………………………….......
Saran……………………………………………………………….....
21
21
21
21
23
25
25
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….....
36
LAMPIRAN…………………………………………………………………
39
26
30
32
35
35
35
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Kombinasi Media dan Konsentrasi Picloram……………………………
15
2.
Kombinasi Auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP………………………….
16
3.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus……………………..
22
4.
Pengaruh Taraf Konsentrasi Picloram Terhadap Rata-Rata Persentase
Biji Berkalus……………………………………………………………..
22
5.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah .........…………
24
6.
Pengaruh Jenis Media terhadap Rata-Rata Persentase Biji
Berkecambah.............................................................................................
24
Waktu Muncul Embrio Somatik, Jumlah Embrio Somatik, dan Jumlah
Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik…………………………...
27
Rekapitulasi Sidik Ragam Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan
Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72
HST………………………………………………………………………
27
Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
terhadap Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan Rata-Rata Eksplan
yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72 HST………………………
29
10. Rekapitulasi Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik…………..
30
11. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Kalus Embriogenik……..
31
12. Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar………………..
32
13. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Akar……………………..
33
7.
8.
9.
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
OLEH
HAFITH FURQONI
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis melo L.)
PADA BEBERAPA MEDIA YANG DILENGKAPI DENGAN
AUKSIN DAN SITOKININ
Skripsi sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada Fakultas Pertanian Institut Pertanian Bogor
Oleh
Hafith Furqoni
A24050013
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA
FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
2010
RINGKASAN
HAFITH FURQONI. Induksi Embrio Somatik Melon (Cucumis melo L.)
pada Beberapa Media yang Dilengkapi dengan Auksin dan Sitokinin.
(Dibimbing oleh DARDA EFENDI).
Penelitian ini terdiri dari dua percobaan. Percobaan I bertujuan untuk
mengetahui jenis media dan konsentrasi zat pengatur tumbuh picloram (auksin)
yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan untuk mengetahui
konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP (sitokinin) yang
terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon menggunakan
eksplan hipokotil. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan
Departemen Agronomi dan Hortikultura Institut Pertanian Bogor pada bulan
April-September 2009.
Percobaan I dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor dengan faktor pertama media tanam terdiri dari tiga taraf media yaitu MS
(Murashige and Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5. Konsentrasi
picloram sebagai faktor kedua terdiri dari empat taraf yaitu 0, 0.5, 1.0, 1.5 mg/L.
Percobaan dilakukan dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 5 botol. Setiap
botol terdapat 5 eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu biji muda melon
hibrida H7 koleksi Pusat Kajian Buah-Buahan Tropika IPB yang berumur ± 15
Hari Setelah Penyerbukan.
Percobaan II dilaksanakan dengan menggunakan Rancangan faktorial yang
disusun dalam Rancangan Acak Kelompok (RAK). Penelitian terdiri dari dua
faktor yaitu faktor pertama taraf konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) masingmasing terdiri dari enam taraf yaitu 0, 1, 2, 3, 4, 5 mg/L. Konsentrasi BAP sebagai
faktor kedua yang terdiri dari dua taraf yaitu 0 dan 0.1 mg/L. Percobaan dilakukan
dengan 3 ulangan dan setiap ulangan terdapat 3 botol. Setiap botol terdapat 5
eksplan. Sumber eksplan yang digunakan yaitu hipokotil yang berasal dari biji
melon hibrida H7 yang dikecambahkan di media MS0 selama ±15 hari. Hipokotil
dipotong kira-kira 1 cm lalu dimasukkan ke dalam media perlakuan.
Pada Percobaan I, embrio somatik tidak terbentuk pada perlakuan jenis
media yang dikombinasikan dengan taraf konsentrasi picloram. Respon yang
muncul yaitu biji berkalus dan berkecambah.
Pada Percobaan II, terdapat interaksi antara taraf konsentrasi auksin (2.4 D
dan NAA) dengan BAP terhadap induksi embrio somatik menggunakan hipokotil.
Embrio somatik dapat diinduksi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
dan perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP. Hasil tertinggi embrio yang
terbentuk yaitu pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.53
embrio per eksplan. Dan rata-rata jumlah eksplan yang membentuk embrio
tertinggi pada perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP sebesar 0.2 eksplan.
Judul
: INDUKSI EMBRIO SOMATIK MELON (Cucumis Melo L.)
PADA
BEBERAPA
MEDIA
YANG
DENGAN AUKSIN DAN SITOKININ
Nama
: Hafith Furqoni
NRP
: A24050013
Menyetujui,
Dosen Pembimbing
Dr Ir Darda Efendi, MSi
NIP : 19630616 198903 1 006
Mengetahui,
Ketua Departemen Agronomi dan Hortikultura
Fakultas Pertanian IPB
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr
NIP : 19611101 198703 1 003
Tanggal Lulus :
DILENGKAPI
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Banyuwangi pada tanggal 13 Januari 1986. Penulis
merupakan anak kedua dari pasangan Bapak Sutrisno dan Ibu Eni Astutik.
Penulis menyelesaikan sekolah dasar pada tahun 1999 dari SDN 1 Cluring
Banyuwangi, kemudian penulis menamatkan sekolah menengah pertama dari
SMPN 1 Cluring Banyuwangi pada tahun 2002. Pada tahun 2002 penulis
melanjutkan sekolah menengah atas di SMAN 8 Malang dan menamatkan jenjang
pendidikan SMA pada tahun 2005.
Tahun 2005 penulis diterima di Institut Pertanian Bogor melalui jalur
Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Setahun kemudian penulis diterima
sebagai mahasiswa Departemen Agronomi dan Hortikultura sebagai pilihan
pertama dalam pemilihan mayor.
Penulis aktif di beberapa organisasi mahasiswa. Pada awal tahun kuliah
penulis aktif di Dewan Perwakilan Mahasiswa TPB. Setelah itu pada tahun 2008
penulis menjadi pengurus Himpunan Mahasiswa Agronomi (HIMAGRON)
sebagai Ketua Departemen Pengembangan Sumber Daya Manusia. Penulis juga
aktif sebagai asisten praktikum. Pada semester 4-6 penulis menjadi asisten
praktikum mata kuliah Kimia Tingkat Persiapan Bersama. Lalu semester 7 penulis
menjadi asisten mata kuliah Dasar-Dasar Agronomi. Semester 8 penulis
berkesempatan menjadi asisten mata kuliah Teknik Budidaya Tanaman dan Ilmu
Tanaman Perkebunan. Selanjutnya menjadi asisten mata kuliah Kultur Jaringan
Program Diploma pada semester 9. Penulis juga mengikuti program magang
liburan di Kurnia Stroberi Farm untuk belajar budidaya stroberi dan magang di
Kebun Raya Bogor untuk belajar perbanyakan vegetatif.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberi
kekuatan dan hidayah sehingga penelitian ini dapat diselesaikan dengan baik.
Penelitian ini dilakukan karena minat penulis terhadap kultur jaringan
yang sangat tinggi. Selain itu perbanyakan melon hibrida koleksi PKBT IPB
menggunakan kultur jaringan khususnya dengan embrio somatik masih belum ada
penelitian sebelumnya. Harapannya jika penelitian ini berhasil, perbanyakan
melon hibrida H7 dengan kultur jaringan akan membutuhkan waktu yang lebih
singkat.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada
1.
Pembimbing skripsi Dr Ir Darda Efendi, MSi karena telah memberikan
masukan selama proses penelitian dan penulisan skripsi. Terima kasih pula
telah membimbing selama penelitian dengan sabar dan selalu menyediakan
waktu untuk penelitian penulis.
2.
Dr Ir Agus Purwito, MSc.Agr dan Juang Gema Kartika, SP, MSi yang telah
bersedia menjadi dosen penguji. Terima kasih atas masukan yang telah
diberikan selama sidang, semoga masukan tersebut bermanfaat bagi penulis.
3.
Dwi Guntoro, SP, MSi selaku pembimbing akademik. Terima kasih atas
bimbingannya dalam menentukan rencana belajar penulis selama menempuh
pendidikan di Institut Pertanian Bogor.
4.
Willy Bayuardi Suwarno, SP, MSi, terima kasih atas bantuan benih melon
hibrida H7 yang telah diberikan. Semoga hasil penelitian ini berguna.
5.
Ir Dini Dinarti, MSi, terima kasih atas diskusi yang menarik selama penulis
berada di Lab. Pengalaman yang sangat berharga bagi penulis.
6.
Kedua orang tua, mas Titis, Aan, dan Syahrul. Doa dan kasih sayang kalian
semua yang membuat penulis tetap bertahan untuk meneruskan pendidikan.
7.
Sahabat terbaikku sejak SMP yang masih selalu mengisi kehidupanku: Ivan,
Dina, Lia. You are always to be my best friends!!!
8.
Sahabat-sahabat terbaikku, dash crew: Dita, Dea, Figur, Joko, Pulung,
Lukman, Diak. Terima kasih atas waktu terbaik yang diberikan selama SMA.
It’s amazing time for me to know all of you. I hope we are still in touch and
makes great friendship forever!!!
9.
Teman satu lab: Feni, Dendih, Mbak Retno, Mbak Anggi, Bi Acih. Terima
kasih atas semua bantuan selama di Lab.
10. Teman-teman seperjuang di Agronomi dan Hortikultura. Its great class that
I’ve ever had, really!!! I’ll never forget best moment that we make together
for almost 4 years!!!Thanks all…
11. Angga, Mita, Hanum, Wewe, Maya, Tyas, Kaka, The Kampretes, Njuz, Feni,
Warno, Umay, Qiqib, Edi, Ulie Ce, Dial, Matthew, Emoth, Oonk, Dini. All of
you make my day colorful, guys!!! Tyas thanks for all experience at language
course (English and Korea)!! No one can do best as you!!!
12. Teman seperjuang The Ohio Program: Eci, Arie, Candra, Melly, Tyas,
Sammy, Kalla, Dito, Feni. Let’s make big move in Agriculture!!!
13. Semua pihak yang telah berjasa dalam penyelesaian skripsi ini.
Semoga hasil penelitian ini dapat ditindak lanjuti untuk selanjutnya dapat
diterapkan dalam perbanyakan melon hibrida H7.
Bogor, 12 Januari 2010
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
PENDAHULUAN…………………………………………………...............
Latar Belakang………………………………………………..............
Tujuan…………………………………………………………….......
Hipotesis……………………………………………………………...
1
1
2
2
TINJAUAN PUSTAKA…………………………………………………….
Botani Melon (Cucumis melo L.)………………………………..........
Melon Hibrida H7…………………………..………………………...
Kultur Jaringan……………………………………………………......
Embriogenesis Somatik………………………………………………
Sumber Eksplan………………………………………………………
Media Tanam…………………………………………………………
Zat Pengatur Tumbuh………………………………………………...
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)…………………………...
4
4
4
4
6
8
8
9
12
BAHAN DAN METODE…………………………………………………...
Tempat dan Waktu……………………………………………………
Bahan dan Alat……………………………………………………….
Metode Penelitian…………………………………………………….
Pelaksanaan Penelitian……………………………………………......
14
14
14
14
17
HASIL DAN PEMBAHASAN…………………………………………......
Percobaan I……………………………………………………………
Kondisi Umum…………………………………………………...
Persentase Biji Berkalus…………………………………………
Persentase Biji Berkecambah…………………………………….
Percobaan II…………………………………………………………..
Kondisi Umum…………………………………………………...
Jumlah Embrio Somatik dan Jumlah Eksplan yang
Menghasilkan Embrio Somatik….................................................
Pembentukan Kalus Embriogenik…………………………….....
Persentase Hipokotil Berakar……………………………………
KESIMPULAN DAN SARAN…………………………………………......
Kesimpulan……………………………………………………….......
Saran……………………………………………………………….....
21
21
21
21
23
25
25
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………….....
36
LAMPIRAN…………………………………………………………………
39
26
30
32
35
35
35
DAFTAR TABEL
Nomor
Halaman
1.
Kombinasi Media dan Konsentrasi Picloram……………………………
15
2.
Kombinasi Auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP………………………….
16
3.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus……………………..
22
4.
Pengaruh Taraf Konsentrasi Picloram Terhadap Rata-Rata Persentase
Biji Berkalus……………………………………………………………..
22
5.
Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah .........…………
24
6.
Pengaruh Jenis Media terhadap Rata-Rata Persentase Biji
Berkecambah.............................................................................................
24
Waktu Muncul Embrio Somatik, Jumlah Embrio Somatik, dan Jumlah
Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik…………………………...
27
Rekapitulasi Sidik Ragam Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan
Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72
HST………………………………………………………………………
27
Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
terhadap Jumlah Embrio Somatik per Eksplan dan Rata-Rata Eksplan
yang Menghasilkan Embrio Somatik saat 72 HST………………………
29
10. Rekapitulasi Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik…………..
30
11. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Kalus Embriogenik……..
31
12. Rekapitulasi Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar………………..
32
13. Pengaruh Taraf Konsentrasi Auksin (2.4 D dan NAA) dengan BAP
Terhadap Rata-Rata Persentase Pembentukan Akar……………………..
33
7.
8.
9.
DAFTAR GAMBAR
Nomor
Halaman
1.
Penampilan Melon Snow White Meta (H7)………………………………
5
2.
Keseimbangan Auksin dan Sitokinin dalam Proses Morfogenesis
(Wattimena et al., 1992)…………………………………………………
10
Struktur molekul kimia (A) 2.4 D; (B) NAA; dan (C) BAP (Evans et
al., 2003); (D) Picloram (www.alanwood.com)........................…………
11
(A) Buah Muda Berumur ±15 Hari Setelah Penyerbukan. (B) Biji Muda
yang Telah Dibersihkan………………………………………………….
19
5.
Biji yang Dikecambah Setelah Berumur 15 HST (Hari Setelah Tanam)..
19
6.
Biji Berkalus: (A) Perlakuan Media MS + 0 mg/L Picloram saat 56
HST; (B) Perlakuan Media B5 + 0.5 mg/L Picloram saat 56
HST…………………………………………………………………........
23
Biji Berkecambah: (A) Perlakuan Media B5 + 0 mg/L Picloram saat 52
HST; (B) Perlakuan Media MS + 0.5 mg/L Picloram saat 52
HST………………..…………………………………………………...
25
Embrio Somatik yang Terbentuk pada Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1
mg/L BAP………………………………………………………………..
28
Eksplan yang Menghasilkan Embrio: (A) Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1
mg/L BAP saat 52 HST; (B) Perlakuan 2 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP
saat 56 HST……………………………………………………………...
29
10. Kalus Embriogenik Perlakuan 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BAP………….
32
11. Pembentukan Akar: (A) Perlakuan tanpa ZPT; (B) Perlakuan 2 mg/L
NAA + 0 mg/L BAP……………………………………………………..
34
3.
4.
7.
8.
9.
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor
Halaman
1.
Komposisi Media MS……………………………………………………
40
2.
Komposisi Media WPM…………………………………………………
41
3.
Komposisi Media B5………………………………………….................
42
4.
Sidik Ragam Persentase Biji Berkalus………………………..................
43
5.
Sidik Ragam Persentase Biji Berkecambah……………………………...
45
6.
Sidik Ragam Jumlah Embrio per Eksplan saat 72 HST…………………
47
7.
Sidik Ragam Rata-Rata Jumlah Eksplan yang Menghasilkan Embrio
saat 72 HST……………………………………………………………...
48
8.
Sidik Ragam Pembentukan Kalus Embriogenik………………………...
49
9.
Sidik Ragam Persentase Hipokotil Berakar……………………………...
51
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Melon (Cucumis melo L.) merupakan tanaman semusim merambat.
Tanaman melon menghasilkan buah yang dapat dikonsumsi segar. Meskipun
termasuk buah, melon dikelompokkan kedalam sayuran karena cara budidaya
yang intensif seperti sayuran. Produksi buah melon di Indonesia pada tahun 2006
sebesar 55 370 ton dan meningkat pada tahun 2007 sebesar 59 814 ton (Deptan,
2008). Peningkatan produksi melon, meningkatkan pula kebutuhan benih melon.
Pemenuhan kebutuhan benih melon perlu diimbangi dengan penyediaan benih
baik jumlah, kualitas benih maupun kontinuitas.
Perbanyakan melon secara umum biasanya dilakukan dengan biji. Biji dari
buah yang sudah matang dapat digunakan sebagai benih untuk musim tanam
selanjutnya. Namun, untuk menghasilkan melon hibrida perlu dilakukan
persilangan antara tetua yang sudah memiliki karakter unggul agar diperoleh
melon hibrida unggul pula. Cara ini lebih lama karena setiap ingin memproduksi
benih hibrida perlu dilakukan penanaman tanaman induk yang selanjutnya
dilakukan persilangan untuk menghasilkan benih hibrida.
Salah satu alternatif dalam perbanyakan tanaman yaitu dengan cara kultur
jaringan. Kultur jaringan memberikan banyak keuntungan diantaranya tanaman
dapat diperbanyak setiap saat tanpa tergantung musim, daya multiplikasi yang
tinggi, memerlukan bahan tanam yang sedikit, tanaman yang dihasilkan seragam,
serta bebas penyakit terutama bakteri dan cendawan (Wattimena et al., 1992).
Perbanyakan secara in vitro dapat pula dilakukan pada tanaman melon.
Perbanyakan dengan cara ini akan memberikan efisiensi waktu dan ekonomi.
Perbanyakan bisa dilakukan kapan saja dalam jumlah banyak serta secara
ekonomi
akan
menekan
biaya
produksi
penyediaan
benih
melon.
Penggandabiakan dalam kultur jaringan dapat dilakukan melalui jalur
organogenesis dan embriogenesis somatik. Cara embriogenesis somatik banyak
mendapat perhatian karena jumlah propagula yang dihasilkan banyak dan dapat
diperoleh dalam waktu yang lebih singkat (Purnamaningsih, 2002).
2
Faktor-faktor yang mempengaruhi dalam embriogenesis somatik yaitu
jenis eksplan, sumber nitrogen dan gula serta zat pengatur tumbuh
(Purnamaningsih, 2002). Sehingga penentuan komposisi ketiga faktor tersebut
menentukan keberhasilan dalam induksi embriogenesis somatik.
Penelitian ini menggunakan tiga jenis media dasar dan beberapa jenis
auksin dan sitokinin. Percobaan I menggunakan media dasar MS (Murashige and
Skoog), WPM (Woody Plant Medium), dan B5 yang dikombinasikan dengan
empat taraf konsentrasi picloram (auksin). Percobaan II menggunakan enam taraf
konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) yang dikombinasikan dengan dua taraf
konsentrasi sitokinin (BAP).
Tujuan
Percobaan I bertujuan untuk mengetahui jenis media dan konsentrasi zat
pengatur tumbuh picloram yang terbaik dalam induksi embriogenesis somatik
pada melon menggunakan eksplan biji muda. Sedangkan percobaan II bertujuan
untuk mengetahui konsentrasi beberapa jenis auksin (2.4 D dan NAA) dengan
BAP yang terbaik untuk menginduksi embriogenesis somatik pada melon
menggunakan eksplan hipokotil.
Hipotesis
Hipotesis percobaan I yang diajukan yaitu
1. Terdapat media yang optimum untuk induksi embriogenesis melon
menggunakan eksplan biji muda.
2. Terdapat konsentrasi picloram yang optimum untuk induksi embriogenesis
melon menggunakan eksplan biji muda.
3. Terdapat interaksi antara media dan konsentrasi picloram dalam menginduksi
embriogenesis melon menggunakan eksplan biji muda.
3
Sedangkan hipotesis percobaan II yang diajukan yaitu
1. Terdapat konsentrasi auksin (2.4 D dan NAA) yang optimum untuk induksi
embriogenesis melon menggunakan eksplan hipokotil.
2. Terdapat konsentrasi BAP yang optimum untuk induksi embriogenesis melon
menggunakan eksplan hipokotil.
3. Terdapat interaksi antara auksin (2.4 D dan NAA) dan BAP dalam
menginduksi embriogenesis melon menggunakan eksplan hipokotil.
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Melon (Cucumis melo L.)
Melon
dalam
klasifikasi
tanaman
digolongkan
kedalam
famili
Cucurbitaceae sama seperti blewah (Cucumis melo L.), semangka (Citrullus
vulgaris Schard), mentimun (Cucumis sativum L.), paria (Momordica charantia
L. Roxb.), dan waluh (Cucurbita moschata). Famili ini terdiri dari sekitar 130
genus, lebih dari 900 spesies, dan hanya sebagian kecil yang dibudidayakan
(Bernadac et al, 2002). Melon merupakan tanaman yang menghasilkan biji
sehingga digolongkan sebagai tanaman Spermatophyta. Biji melon tertutup oleh
bakal buah sehingga termasuk tanaman Angiospermae.
Biji tanaman melon (Cucumis melo L.) terdiri dari dua lembaga sehingga
digolongkan ke dalam kelas tanaman berbiji belah dua (dikotil). Melon
digolongkan ke dalam genus cucumis dan dalam genus tersebut terdapat beberapa
spesies. Dalam genus cucumis terdapat dua spesies yang sering dibudidayakan
dan menjadi tanaman sayuran penting di dunia yaitu melon (Cucumis melo L.) dan
mentimun (Cucumis sativus L.) (Kirkbride, 1994).
Melon Hibrida H7
Melon hibrida H7 merupakan melon hasil rakitan Pusat Kajian BuahBuahan Tropika, Institut Pertanian Bogor. Melon hibrida tersebut diberi nama
Snow White Meta. Keunggulan dari melon Snow White Meta adalah warna kulit
buah setelah tua berwarna krem dengan ketebalan daging buah 4 cm (Gambar
1A). Warna daging buah putih dengan tekstur daging buah halus tidak berserat
(Gambar 1B). Aroma buah melon wangi dan memiliki padatan terlarut total 10.5o
brix. Bobot buah rata-rata berkisar 1.0 - 1.5 kg (Sobir, 2007).
Kultur Jaringan
Kultur jaringan adalah suatu metode untuk mengisolasi bagian dari
tanaman seperti protoplasma, sel, jaringan dan organ, serta menumbuhkannya
dalam kondisi aseptik sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri
5
dan beregenerasi menjadi tanaman utuh kembali (Gunawan, 1992). Kultur
jaringan bisa juga diartikan sebagai perbanyakan mikro. Menurut Acquaah (2004)
perbanyakan mikro adalah perbanyakan tanaman secara in vitro, yang
memanfaatkan jaringan meristem atau jaringan non meristem yang telah ada.
Terdapat empat metode secara umum dalam kultur jaringan yaitu kultur pucuk,
kultur buku, organogenesis, dan embriogenesis nonzigotik (Acquaah, 2004).
Tujuan pokok penerapan perbanyakan mikro adalah produksi tanaman dalam
jumlah besar dalam waktu yang singkat, terutama untuk varietas-varietas unggul
yang baru dihasilkan (Gunawan, 1992).
A
B
Gambar 1. Melon Snow White Meta (H7): (A) Kulit Luar Berwarna Krem;
(B) Daging Buah Berwarna Putih
Kultur
jaringan
memberikan
banyak
keuntungan
dibandingkan
perbanyakan secara konvensional. Perbanyakan tanaman dapat dilakukan dengan
cepat karena siklus perbanyakan yang lebih singkat. Volume perbanyakan yang
dihasilkan lebih besar pada tanaman hias seperti anggrek, tanaman berkayu, dan
tanaman semak. Melalui kultur jaringan, tanaman dapat diperbanyak dalam
jumlah besar dan memudahkan transportasi. Selain itu, perbanyakan tidak
tergantung musim dan dapat memenuhi permintaan pasar dengan cepat (Evans et
al., 2003). Namun ada beberapa tanaman yang tidak menguntungkan bila
dikembangkan dengan kultur jaringan. Misalnya, kecepatan multiplikasinya
rendah, terlalu banyak langkah untuk mencapai tanaman sempurna, atau terlalu
tinggi tingkat penyimpangan genetik (Gunawan, 1992). Pada prinsipnya
perbanyakan melalui kultur jaringan sangat perlu dalam tanaman yang persentase
6
perkecambahan biji rendah, tanaman hibrida yang berasal dari tetua yang tidak
menunjukkan male sterility, hibrida-hibrida unik, perbanyakan pohon-pohon
bernilai ekonomis, serta tanaman yang selalu diperbanyak secara vegetatif
(Gunawan, 1992).
Teknik perbanyakan secara kultur jaringan dapat dilakukan secara
organogenesis dan embriogenesis. Organogenesis adalah proses terbentuknya
organ seperti pucuk dan akar (Gunawan, 1992). Terdapat dua cara terjadinya
organogenesis yaitu secara langsung atau tidak langsung. Organogenesis langsung
terjadi tanpa terbentuknya kalus terlebih dahulu sedangkan organogenesis tidak
langsung diawali dengan pembentukan kalus lalu muncul organ pada kalus. Kalus
merupakan massa sel yang tidak terdiferensiasi seperti sel meristem (Acquaah,
2004).
Embriogenesis Somatik
Embriogenesis somatik merupakan suatu proses dimana sel somatik (baik
haploid maupun diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap
perkembangan embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embriogenesis
berbeda dengan organogenesis pada regenerasi dan organisasi yang bersifat
bipolar (Loberant, 1998). Sifat bipolar dicirikan dengan mempunyai dua calon
meristem yaitu meristem akar dan meristem tunas (Purnamaningsih, 2002).
Induksi embriogenesis somatik membutuhkan sekali pemberian hormon dalam
pembentukan struktur bipolar untuk menghasilkan planlet yang sempurna,
sedangkan organogenesis membutuhkan dua kali pemberian hormon untuk
menginduksi organ tunas terlebih dahulu lalu menginduksi organ akar (Chawla,
2002).
Dengan
memiliki
struktur
tersebut
maka
perbanyakan
melalui
embriogenesis somatik lebih menguntungkan dibandingkan pembentukan tunas
adventif yang unipolar. Selain struktur yang membedakan, perkembangan embrio
somatik menyerupai embrio zigotik. Secara spesifik tahap perkembangan embrio
somatik dan embrio zigotik memiliki pola yang sama yaitu dimulai dari fase
globular, fase scutellar, dan fase coleoptilar untuk tanaman monokotil atau fase
globular, hati, torpedo dan planlet untuk tanaman dikotil atau tanaman berkayu
7
(Gray, 2005). Kontrol terhadap media dan cara subkultur sangat dibutuhkan dalam
memperoleh perkembangan yang sama pada embrio somatik (Loberant, 1998).
Inisiasi dan perkembangan embrio dari jaringan somatik pertama kali
dilaporkan oleh Steward et al. (1958) dan Reinert (1958, 1959) dalam Chawla
(2002) pada tanaman Daucus carota. Sel somatik wortel akan terdiferensiasi
membentuk embrio ketika ditanam dalam media yang mengandung nutrisi dan zat
pengatur tumbuh yang tepat (Caponetti et al., 2005). Embrio somatik dapat
terbentuk melalui dua jalur yaitu secara langsung maupun tidak langsung
(melewati fase kalus). Keberhasilan akan tercapai apabila kalus atau sel yang akan
digunakan bersifat embriogenik yang dicirikan oleh sel yang berukuran kecil,
sitoplasma padat, inti besar, vakuola kecil dan mengandung butir pati
(Purnamaningsih, 2002). Embrio somatik dapat dihasilkan dalam jumlah besar
dari kultur kalus, namun untuk tujuan perbanyakan dalam skala besar, jumlahnya
kadang-kadang dapat lebih ditingkatkan melalui inisiasi sel embrionik dari kultur
suspensi yang berasal dari kalus primer (Wattimena et al., 1992).
Embriogenesis memiliki beberapa tahap spesifik yaitu induksi sel dan
kalus embriogenik, pendewasaan, perkecambahan, dan hardening atau tahap
aklimatisasi. Pada induksi kalus embriogenik, kultur umumnya ditumbuhkan pada
media yang mengandung auksin yang mempunyai daya aktivitas kuat atau dengan
konsentrasi tinggi. Selain auksin biasanya diberikan sitokinin secara bersamaan.
Tahap pendewasaan merupakan tahap perkembangan dari struktur globular
membentuk kotiledon dan primordia akar. Beberapa hasil penelitian menunjukkan
bahwa tahap pendewasaan merupakan tahap paling sulit. Pada tahap ini sering
digunakan auksin pada konsentrasi rendah (Purnamaningsih, 2002).
Tahap
perkecambahan
merupakan
fase
dimana
embrio
somatik
membentuk tunas dan akar. Pada media perkecambahan, konsentrasi zat pengatur
tumbuh yang digunakan sangat rendah bahkan tidak diberikan sama sekali. Tahap
hardening yaitu tahap aklimatisasi bibit embrio somatik dari kondisi in vitro ke
kondisi in vivo dengan penurunan kelembaban dan peningkatan intensitas cahaya
(Purnamaningsih, 2002).
8
Sumber Eksplan
Embrio somatik biasanya dapat diinisiasi dari jaringan juvenil atau
jaringan meristematik. Eksplan yang digunakan dapat berupa daun muda, ujung
tunas, kotiledon, dan hipokotil. Tetapi respon eksplan sangat tergantung dari
genotip tanaman. Jadi untuk spesies tanaman yang berbeda hanya jaringan tertentu
yang dapat digunakan untuk inisiasi embrio somatik (Gray, 2005).
Kageyama et al. (1991), Oridate dan Oosawa (1986) melaporkan
penggunaan biji tua sebagai sumber eksplan dalam induksi embriogenesis melon.
Dalam penelitiannya, Kageyama, Oridate dan Oosawa berhasil menginduksi
embrio. Ezura dan Oosawa (1994) juga melaporkan, penggunaan embrio aksis
dari biji tua melon sebagai sumber eksplan dalam embriogenesis somatik.
Sedangkan penelitian yang sama dilakukan oleh Tabei et al. (1991) menggunakan
eksplan kotiledon dari biji tua, kotiledon dan hipokotil dari biji yang
dikecambahkan, dan daun serta petiol dari planlet muda dalam induksi
embriogenesis melon.
Penelitian pada tanaman segenus telah banyak dilakukan terutama pada
tanaman
mentimun
(Cucumis
sativus
L.).
Perbanyakan
melalui
jalur
organogenesis dan embriogenesis telah banyak dilaporkan. Sumber eksplan yang
digunakan dalam induksi embrio somatik yaitu kotiledon dari biji yang
dikecambahkan secara in vitro (Chee, 1990; Ladyman and Girard, 1992),
hipokotil dari biji yang dikecambahkan secara in vitro (Chee, 1990), dan daun
muda dari biji yang dikecambahkan secara in vitro (Kuijpers et al., 1996). Eksplan
yang
masih
bersifat
meristematik
umumnya
memberikan
keberhasilan
pembentukan embrio somatik yang lebih tinggi (Purnamaningsih, 2002).
Media Tanam
Media tanam merupakan salah satu faktor penentu dalam keberhasilan
kultur jaringan. Komposisi unsur makro dan mikro yang tepat akan memberikan
respon terhadap keberhasilan kultur jaringan. Media kultur jaringan mengandung
95% air, unsur makro dan mikro, zat pengatur tumbuh, vitamin, dan gula (Beyl,
2005).
9
Tipe media yang akan digunakan dalam kultur jaringan tergantung dari
jenis tanaman yang akan digunakan. Beberapa spesies sensitif terhadap
kandungan garam yang terlalu tinggi atau membutuhkan zat pengatur tumbuh
yang berbeda. Perkembangan komposisi media kultur jaringan merupakan hasil
dari penelitian dan percobaan yang sistematik. Media Murashige and Skoog (MS)
merupakan media yang sering digunakan dan cocok dalam regenerasi dari kalus
dan jaringan tanaman (Beyl, 2005). Media MS sering digunakan dalam beberapa
kultur yang berbeda-beda. Dalam media MS terkandung garam N dan K yang
sangat tinggi. Untuk mengurangi sensitivitas garam pada tanaman berkayu, maka
Llyod dan McCown membuat Woody Plant Medium (WPM).
Media Gamborg’s B5 ditemukan untuk kultur kalus kedelai. Media ini
memiliki kandungan N yang lebih sedikit dibandingkan media MS. Media B5
juga digunakan dalam kultur sel dan protoplas (Chawla, 2002). Media B5
sebenarnya dibuat untuk kultur suspensi atau induksi kalus, namum media ini juga
baik sebagai media dasar untuk regenerasi semua tanaman (Beyl, 2005).
Embriogenesis somatik mengalami perkembangan morfologi seperti yang
terjadi pada embrio zigotik. Faktor penting dalam induksi embriogenesis somatik
adalah komposisi nutrisi dalam media kultur. Nitrogen merupakan faktor penentu
dalam memacu morfogenesis secara in vitro. Menurut Ammirato (1983) dalam
Purnamaningsih (2002) bentuk nitrogen reduksi dan beberapa asam amino seperti
glutamin dan kaesin hidrosilat sangat penting untuk inisiasi dan perkembangan
embrio somatik. Inisiasi dan pendewasaan embrio somatik diperlukan
keseimbangan yang tepat antara NH4+ dan NO3-. Konsentrasi NO3- yang terlalu
tinggi akan meningkatkan pH media sehingga kalus tidak dapat membentuk
embrio somatik.
Selain nitrogen, gula merupakan komponen organik yang harus diberikan
ke dalam media kultur. Gula berfungsi disamping sebagai sumber karbon, juga
untuk mempertahankan tekanan osmotik media (Purnamaningsih, 2002).
Zat Pengatur Tumbuh
Zat pengatur tumbuh didefinisikan sebagai senyawa organik bukan nutrisi
yang aktif dalam jumlah kecil (10-6 - 10-5 mM) yang disintesis pada bagian
10
tertentu dari tanaman dan pada umumnya diangkut ke bagian lain tanaman dimana
zat tersebut menimbulkan tanggapan secara biokimia, fisiologis, dan morfologis
(Wattimena, 1988). Zat pengatur tumbuh yang dihasilkan oleh tanaman disebut
fitohormon sedangkan yang sintetik disebut zat pengatur tumbuh tanaman sintetik.
Dalam induksi embriogenesis jenis zat pengatur tumbuh yang digunakan
bervariasi. Pada umumnya induksi embriogenesis memerlukan auksin dan
sitokinin. Perbandingan kedua zat pengatur tumbuh tersebut yaitu nisbah auksin
sitokinin yang tinggi yaitu konsentrasi auksin dalam media lebih tinggi
dibandingkan konsentrasi sitokinin (Wattimena et al., 1992). Auksin yang paling
sering digunakan untuk mendorong pembentukan embrio somatik yaitu 2.4 D
(Wattimena et al., 1992).
Tinggi
Rendah
Pembentukan akar
pada stek in vitro
Embriogenesis
Pembentukan tunas
adventif dari kalus
Inisiasi kalus tanaman
dikotil
Auksin
Pembentukan tunas
adventif
Sitokinin
Proliferasi tunas
aksilar
Rendah
Gambar
Tinggi
2.
Keseimbangan Auksin dan Sitokinin
Morfogenesis (Wattimena et al., 1992)
dalam
Proses
Auksin sangat luas digunakan dalam kultur jaringan tanaman yang
dimasukkan ke dalam media tanam. Fungsi utama auksin yaitu untuk merangsang
pemanjangan sel (Evans et al., 2003). Selain itu auksin juga berfungsi untuk
pertumbuhan kalus, suspensi sel, dominan apikal dan pertumbuhan akar
(Wattimena et al., 1992). Namun jika auksin digabung bersama sitokinin dapat
mengatur tipe morfogenesis yang dikehendaki (Gambar 2). Setiap jenis auksin
yang berbeda akan memberikan respon yang berbeda pula didalam aktivitas
11
fisiologi, pergerakan didalam jaringan tanaman, pengikatan didalam sel dan sifat
metabolisme (Wattimena et al., 1992). Penentuan taraf konsentrasi yang
digunakan disesuaikan dengan tipe eksplan, metode kultur jaringan, dan tingkat
kultur jaringan (Wattimena et al., 1992).
Selain 2.4 D jenis auksin yang sering digunakan untuk penelitian in vitro
yaitu picloram. Picloram banyak digunakan untuk induksi kalus (Wattimena et al.,
1992). Namun kekurangan dari jenis auksin ini yaitu kestabilan genetiknya.
Penyimpanan kalus yang lama dalam media yang mengandung picloram akan
menyebabkan meningkatnya keragaman genetik (Wattimena et al., 1992).
A
B
O
N
Cl
OH
Cl
Cl
C
C
H
N
H
D 4‐amino‐3,5,6‐trichloropicolinic acid
(Picloram)
Gambar 3. Struktur Molekul Kimia (A) 2.4 D; (B) NAA; dan (C) BAP
(Evans et al., 2003); (D) Picloram (www.alanwood.com)
Sitokinin memiliki peran untuk meningkatkan pertumbuhan dan
perkembangan, menghambat senescence dan bereaksi dengan auksin untuk
mengontrol pertumbuhan (Evans et al., 2003). Zeatin merupakan sitokinin
alamiah yang terdapat dalam tanaman. Biosintesis zeatin terutama di ujung akar
dan dalam biji yang sedang berkembang (Wattimena et al., 1992). Jenis sitokinin
yang sering digunakan dalam kultur jaringan yaitu kinetin, benzylaminopurine
(BAP), zeatin, dan 2iP (Evans et al., 2003). Penggunaan BAP dan kinetin dalam
12
percobaan kultur jaringan sering digunakan karena lebih murah dan tahan
terhadap degradasi (Wattimena et al., 1992). Gambar 3 menunjukkan struktur
molekul dari zat pengatur tumbuh yang digunakan dalam penelitian.
Kultur Jaringan Melon (Cucumis melo L.)
Penelitian perbanyakan secara in vitro pada tanaman melon telah banyak
dilaporkan. Pada pertengahan tahun 1980 penelitian mengenai embriogenesis
somatik dari kultur suspensi kalus dilaporkan oleh Oridate dan Oosawa (1986).
Penelitian tersebut menggunakan media MS dan kombinasi konsentrasi 2.4 D dan
BA. Penanaman kalus pada media MS ditambahkan 1 mg/L 2.4 D dan 0.1 mg/L
BA menunjukkan respon terbaik untuk embriogenesis. Kageyama et al. (1991)
melaporkan penanaman kotiledon biji tua pada media MS ditambahkan 1 mg/L
2.4 D + 1 mg/L NAA + 0.1 mg/L BA juga berpengaruh terhadap pembentukan
karakteristik embrio somatik.
Tabei et al. (1991) meneliti tentang regulasi auksin untuk organogenesis
dan embriogenesis somatik pada melon (Cucumis melo L.). Hasil penelitian
melaporkan bahwa pembentukan tunas adventif terjadi pada taraf auksin
konsentrasi rendah (0 sampai dengan 0.01 mg/L 2.4 D; 0 sampai dengan 0.1 mg/L
NAA; 0 sampai dengan 1.0 mg/L IAA), dan embrio terbentuk pada taraf auksin
konsentrasi tinggi (1.0 sampai dengan 2.0 mg/L 2.4 D; 3.0 sampai dengan 10.0
mg/L NAA; 20 sampai dengan 100 mg/L IAA). Pemberian IAA lebih efisien
dalam induksi tunas dan embriogenesis dibandingkan auksin lain yang diujikan.
Penelitian tentang ploidi pada melon dilakukan oleh Ezura dan Oosawa
(1994) secara in vitro. Embrio somatik yang dihasilkan bersifat diploid, tetraploid
dan oktoploid. Dari penelitian menunjukkan bahwa kemampuan embrio untuk
berkembang menjadi planlet meningkat dari oktoploid ke tetraploid lalu diploid.
Adelberg dan Rhodes (1994) juga melaporkan tentang pengaruh sumber eksplan
terhadap frekuensi tanaman tetraploid dari perbanyakan secara in vitro pada
melon.
Penggunaan retardan dalam perkembangan tunas secara in vitro dilaporkan
oleh Gaba et al. (1996). Kombinasi ancymidol dan BA menunjukkan
perkembangan tunas terbaik dibandingkan pemberian ancymidol ataupun BA
13
secara terpisah. Kintzios dan Taravira (1997) melaporkan bahwa induksi embrio
somatik dipengaruhi oleh genotip dan intensitas cahaya. Kedua faktor tersebut
berpengaruh nyata terhadap jumlah embrio somatik, pendewasaan embrio, dan
regenerasi planlet. Sehingga jenis perlakuan berbeda disetiap varietas melon.
Penelitian-penelitian lanjutan mengenai kultur jaringan melon terus
dilakukan. Nakagawa et al. (2001) meneliti tentang pengaruh gula dan ABA
terhadap induksi embriogenesis somatik melon dari kotiledon. Sukrosa dapat
menginduksi embrio somatik sedangkan manitol tidak dapat menginduksi
terbentuknya embrio somatik. Embrio somatik tertinggi diperoleh dari perlakuan
0.5 μM ABA ditambah 200 mM sukrosa. Rhimi et al. (2006) melaporkan
penggunaan kombinasi 2.4 D (0.25 mg/L sampai 1.0 mg/L) dan BA (0.10 mg/L
sampai 0.50 mg/L) dalam induksi embriogenesis somatik pada dua melon
Tunisian kultivar Maazoun dan Beji.
BAHAN D