PEMBUAHAN DAN PEMBENTUKAN BIJI TIGA GENOTIPE JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) PADA RANSFORMASI LANGSUNG DENGAN WAKTU PENETESAN YANG BERBEDA

PEMBUAHAN DAN PEMBENTUKAN BIJI TIGA GENOTIPE
JARAK PAGAR (Jatropha curcas L.) PADA RANSFORMASI
LANGSUNG DENGAN WAKTU PENETESAN YANG BERBEDA

SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Persyaratan
Mencapai Derajat Sarjana (S-1)
Program Studi Agroteknologi

Diajukan Oleh:
KHAIRUL AMIN
Nim. 201010200311034

JURUSAN AGRONOMI
PROGRAM STUDI AGROTEKNOLOGI
FAKULTAS PERTANIAN PETERNAKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
i

ii


iii

iv

v

PERSEMBAHAN

“Sebaik-baik Manusia Adalah yang Paling Bermanfaat Bagi Orang Lain”
(HR. Ahmad)

Sujud syukur saya haturkan kepada sang penguasa alam, Allah Swt. atas
limpahan nikmat-Nya yang terus setia menyirami sehingga menjadi bagian
tidak terpisahkan dari penyelesaian karya ini. Terimakasih tak terhingga
atas ketulusan hati, semangat, dorongan, dan inspirasi kepada:

“Ayahanda Bashri dan Ibunda Yusroh, cinta dan sayangmu sebening
embun pagi, selalu setia menyertai setiap langkah kecil saya yang tak luput
dari onak berduri. Kau tak pernah lelah berucap kasih, harapan, dan

keteguhan melalui doa-doa yang kaulantunkan pada setiap sujudmu”.
“Adik saya tercinta Sindi Aulia, sapa dan senyummu selalu menjadi
semangat dan penawar atas semua keegoisanku untuk bercumbu dengan
kemalasan”.
“Pejuang ilmu, Bapak Agus Zainudin, Ibu Maftuchah, dan semua dosen
Fakultas Pertanian-Peternakan yang telah memberi saya secercah cahaya
sehingga saya bisa sedikit menikmati manisnya ilmu”.
“Teman seperjuangan Agronomi 2010, Ikatan Mahasiswa Muhammadiyah
„Adolesensi‟, UKM Forum Diskusi Ilmiah, Booklicious, dan Enam Dua
Project. Kalian laksana pelangi yang telah memberi warna dalam hidup”.
“Allah...Terimakasih kau telah hadirkan orang-orang yang penyayang dalam
dendam, pengasih dalam diam sebagai tanda kebesaran-Mu. Kepada
kalianlah kupersembahkan karya ini”.

vi

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan pada tanggal 07 Juli 1991 di Sumenep,
Madura, Jawa Timur, sebagai putra pertama dari dua bersaudara,
Ayahanda Bashri dan Ibunda Yusroh. Penulis menyelesaikan

pendidikan pertama di Madrasah Ibtidaiyah (MI) 1 An-nuqayyah
tahun 2003, kemudian melanjutkan ke Sekolah Menengah
Pertama di Madrasah Tsanawiyah (MTs) An-nuqayah, Guluk-guluk, Sumenep
Madura, lulus tahun 2006. Masuk Sekolah Menengah Atas di Madrasah Aliyah
Negeri (MAN) Pamekasan, Kabupaten Pamekasan, lulus tahun 2009. Melanjutkan
pendidikan tingkat Diploma-1 di Wearnes Education Center, Malang, lulus tahun
2010.
Tahun 2010 penulis melanjutkan pendidikan di Jurusan Agronomi Fakultas
Pertanian-Peternakan Universitas Muhammadiyah Malang. Selama menempuh
studi, penulis aktif di bidang kemahasiswaan Himpunan Mahasiswa Jurusan
Agronomi Fakultas Pertanian-Peternakan (FPP) Anggota Bidang Keilmuan, Senat
Mahasiswa Fakultas FPP, anggota komisi C. Juga aktif di bidang organisasi Ikatan
Mahasiswa Muhammadiyah (IMM) ADOLESENSI Komisariat FPP sebagai ketua
bidang keilmuwan. Selain itu juga aktif di Unit Kegiatan Mahasiswa Forum Diskusi
Ilmiah, sebagai Ketua 1. Selain itu, penulis juga menekuni dunia kepenulisan,
hasilnya pendanaan PKM-M tahun 2011, juara artikel ilmiah tahun 2013, pendanaan
PKM-P tahun 2015, serta aktif menulis di berbagai media, baik lokal maupun
nasional.

vii


KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Segala puji syukur penulis haturkan kehadirat Allah SWT. atas segala
limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis mampu menyelesaikan laporan
penelitian dengan judul “Pembuahan dan Pembentukan Biji Tiga Genotipe Jarak
Pagar (Jatropha Curcas Linn.) pada Transformasi Langsung dengan Waktu
Penetesan yang Berbeda”. Sholawat serta salam semoga tetap tercurah limpahkan
kepada Nabi Muhammad SAW., keluarga, para sahabat, dan umatnya.
Laporan

hasil

penelitian

ini

merupakan

salah


satu

persyaratan

menyelesaikan pendidikan tingkat Sarjana pada Jurusan Agronomi, Program Studi
Agroteknologi, Fakultas Pertanian Peternakan, Universitas Muhammadiyah
Malang.
Penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya dan
penghargaan yang setinggi-tingginya kepada semua pihak, utamanya:
1. Dr. Ir. Damat, MP. Selaku Dekan Fakultas Pertanian Peternakan UMM dan
Dr. Ir. Ali Ikhwan, MP. Selaku Ketua Jurusan Agronomi.
2. Dr. Ir. Agus Zainudin, MP. selaku Pembimbing Utama dan Dr. Ir.
Maftuchah, MP. selaku Pembimbing Pendamping yang telah bersedia
dengan penuh sabar mengarahkan dan membimbing selama penyusunan
laporan penelitian ini hingga selesai.
Penulis menyadari bahwa laporan penelitian ini masih sangat jauh dari
kesempurnaan, untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menerima dengan
baik segala kritik ataupun saran membangun untuk perbaikan laporan penelitian ini.
Akhirnya, penulis hanya berharap semoga laporan penelitian ini bisa bermanfaat

bagi penulis khususnya serta bagi pembaca pada umumnya, Amien.
Wassalamulaikum Warahmatullahi Wabarakatuh
Malang, 13 Maret 2015
Penulis

i

DAFTAR ISI

Isi
Halaman
i
KATA PENGANTAR..................................................................................
ii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
iv
DAFTAR TABEL ........................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR....................................................................................
vi

DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................
RINGKASAN ............................................................................................... vii
I. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ...................................................................................
1.2. Tujuan Penelitian ................................................................................
1.3. Hipotesis .............................................................................................

1
3
3

II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Tanaman Jarak Pagar..........................................................................
2.2. Morfologi Bunga Jarak Pagar.............................................................
2.3. Panyerbukan Bunga Jarak Pagar ........................................................
2.4. Perbaikan Genetik Jarak Pagar (Jatropha curcas L.).........................
2.5 Trasnformasi Gen ................................................................................
2.6. Transformasi Gen Jalur Tabung Polen (Pollen Tube Pathway) .........
2.7. Vektor Pada Transformasi Gen ..........................................................


4
6
11
13
14
15
17

III. METODE PENELITIAN
3.1. Tempat dan Waktu ...........................................................................
3.2. Alat dan Bahan .................................................................................
3.2.1. Alat ..........................................................................................
3.2.2. Bahan .......................................................................................
3.3. Metode Percobaan .............................................................................
3.4. Pelaksanaan Penelitian .......................................................................
3.4.1. Persiapan Tanaman ..................................................................
3.4.2. Penetesan Gen OsDREB1A .....................................................
3.4.3. Pemeliharaan Tanaman ............................................................
3.4.4. Pemanenan ...............................................................................
3.4.5. Pengamatan ..............................................................................

3.4.6. Analisis dan Penyajian Data .....................................................

19
19
19
19
20
21
21
21
21
22
22
23

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Pengamatan ...............................................................................
4.1.1.Umur Panen, Jumlah Buah Dipanen, dan Persentase
Jumlah Buah yang Terbentuk Akibat Transformasi
Langsung Melalui Tabung Polen ..............................................

4.1.2.Panjang Buah, Diameter Terkecil Bagian Buah, dan
Diameter Terbesar Bagian Buah, Akibat Transformasi
ii

24

24

Langsung Melalui Tabung Polen ..............................................
4.1.3. Jumlah Biji Kering Tiap Buah, dan Bobot Biji Kering Tiap
Buah, Akibat Transformasi Langsung Melalui Tabung
Polen .........................................................................................
4.1.4. Kondisi Buah ............................................................................
4.1.5. Kenampakan Biji ......................................................................
4.2. Pembahasan ........................................................................................
4.2.1. Pengaruh Penetesan Gen OsDREB1A dengan Waktu
Penetesan Berbeda Terhadap Umur Panen, Jumlah Buah
Dipanen, dan Persentase Jumlah Buah yang Terbentuk .........
4.2.2. Pengaruh Penetesan Gen OsDREB1A dengan Waktu
Penetesan Berbeda Terhadap Panjang Buah, Diameter

Terkecil dan Terbesar Bagian Buah ........................................

26

28
30
32
33

33

36

V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan .........................................................................................
5.2. Saran ..................................................................................................

40
40

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

41

LAMPIRAN ................................................................................................

45

iii

DAFTAR TABEL

Nomor
1.
2.
3.
4.
5.

Teks

Halaman

Tahapan Perkembangan Serbuksari dengan Penyerbukan
Buatan Setelah Polinasi ................................................................ 16
Kriteria Bentuk Buah, Warna Buah, Bekas Tusukan, dan
Warna Biji..........................................................................................
23
Rerata Umur Panen, Jumlah Buah di Panen, dan Persen
Buah Terbentuk .................................................................................
25
Rerata Panjang Buah, Diameter Terbesar Bagian Buah,
27
dan Diameter Terkecil Bagian Buah .................................................
Rerata Jumlah Biji Kering Tiap Buah dan Bobot Biji
Kering Tiap Buah ..............................................................................
29

iv

DAFTAR GAMBAR

Nomor

Teks

Halaman

1.

Morfologi Tanaman Jarak Pagar dan Organ Reproduksi ..............................
5

2.
3.

Struktur Bunga Betina dan Bunga Jantan serta Proses
Berkecambahan Polen ................................................................
Vektor pCambia 1301 ................................................................

4.

Denah Percobaan ...............................................................................
20

5.

Morfologi Buah (kenampakan samping) Tiga Genotipe
Jarak Pagar pada Perlakuan Waktu Penetesan Plasmid
30
yang Berbeda. ....................................................................................
Morfologi Buah (kenampakan atas saat dibelah) Tiga
Genotipe Jarak Pagar pada Perlakuan Waktu Penetesan
31
Plasmid yang Berbeda ................................................................
Morfologi Biji Buah (kenampakan dari samping) Tiga
Genotipe Jarak Pagar pada Perlakuan Waktu Penetesan
32
Plasmid yang Berbeda ................................................................

6.

7.

v

8
18

DAFTAR LAMPIRAN

Nomor

Teks

Halaman

1.

Hasil analisis ragam umur panen buah ..............................................
42

2.

Hasil analisis ragam jumlah buah dipanen ................................

3.

Hasil analisis persentase jumlah buah yang terbentuk ......................
44

4.

Hasil analisis ragam panjang buah ....................................................
45

5.

Hasil analisis ragam diameter terkecil buah ................................ 46

6.

Hasil analisis ragam diameter terbesar buah ................................ 47

7.

Hasil analisis persentase jumlah buah yang terbentuk

48

8.

Hasil analisis ragam bobot biji kering tiap buah

49

9.

Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
50
Genotipe Lima Jarak Pagar................................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
51
Genotipe Enam Jarak Pagar ...............................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
52
Genotipe Tujuh Jarak Pagar ..............................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
53
Perlakuan Waktu Penetesan Pertama ....................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
54
Perlakuan Waktu Penetesan Ke Dua.....................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
55
Perlakuan Waktu Penetesan Ke Tiga ....................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
56
Perlakuan Waktu Penetesan Ke Empat .................................................
Hasil Uji t Beberapa Peubah antara Perlakuan
Transformasi Secara Langsung dengan Kontrol pada
57
Perlakuan Waktu Penetesan Ke Lima ...................................................
Dokumentasi Penelitian ................................................................
58

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

vi

43

Pembuahan dan Pembentukan Biji Tiga Genotipe Jarak Pagar (Jatropha
curcas L.) Pada Transformasi Langsung dengan Waktu Penetesan yang
Berbeda
Oleh: Khairul Amin1), Ir. Agus Zainudin, MP.2), Dr. Ir. Maftuchah, MP.2)

RINGKASAN
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengkaji keberhasilan metode
transformasi gen pada tiga genotipe tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)
melalui jalur tabung polen (pollen tube pathway) dengan periode waktu
transformasi yang optimal.
Penelitian ini dilaksanaannya di kebun percobaan dan kebun koleksi Jarak
Pagar di Desa Kedung Pengaron, Kecamatan Kejayan, Kabupaten Pasuruan pada
bulan April-September 2014. Penelitian ini menggunakan metode rancangan
percobaan Rancangan Petak Terbagi (Split Plot Design). Faktor pertama adalah tiga
genotipe jarak pagar (G1=JCUMM5, G2=JCUMM6, G3=JCUMM7). Faktor kedua
periode waktu penetesan (W0= tanpa penetesan, W1=1-1,5 jsp (jam setelah
polinasi) W2= 2-2,5 jsp, W3= 4-4,5 jsp, W4= 7-7,5 jsp, W5= 9,5-10 jsp.
Pengamatan dilakukan pada fase generatif terhadap parameter karakter tingkat
produksi dan hasil. Peubah pengamatan yang diamati terdiri dari umur saat panen
buah, jumlah buah dipanen, persentase jumlah buah yang terbentuk (%), panjang
buah (mm), diameter terkecil bagian buah (mm), diameter terbesar bagian buah
(mm), jumlah biji kering tiap buah, bobot biji kering tiap buah (g), dan kondisi
buah.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa secara umum perlakuan transformasi
secara langsung melalui jalur tabung polen baik secara interaksi maupun masingmasing genotipe dan waktu penetesan plasmid yang mengandung gen OsDreb1A
berperngaruh tidak nyata terhadap semua peubah berdasarkan uji F taraf 5%. Hal
tersebut menunjukkan bahwa ditinjau dari pembentukan buah dan biji maka proses
transformasi langsung melalui tabung polen dapat dilakukan pada ketiga genotip
dan pada semua waktu penetesan yang diujikan. Ditinjau dari hasil uji t taraf 5%
dan 1% diketahui bahwa perlakuan transformasi langsung secara umum juga
berbeda tidak nyata hampir pada semua peubah yang diamati kecuali pada peubah
jumlah buah dan persentase buah panen serta jumlah biji tiap buah jarak pagar. Hal
tersebut menunjukkan bahwa jumlah buah dan persentase buah serta jumlah biji
dipengaruhi oleh perlakuan transformasi sehingga lebih rendah dibandingkan
dengan tanaman kontrol.
Kata kunci : Jarak Pagar, Transformasi Langsung, Plasmid, OsDreb1A
1) Mahasiswa Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian-Peternakan UniversitasMuhammadiyah Malang (UMM)
2) Dosen Pembimbing Skripsi Jurusan Agronomi Fakultas Pertanian-Peternakan UMM.

vii

1

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang
Tanaman jarak pagar (Jatropha curcas Linn.) akhir-akhir ini banyak
dikembangkan sebagai salah satu tanaman alternatif penghasil bahan minyak
bakar nabati (biodiesel). Pemanfaatan minyak jarak pagar (Jatropha curcas L.)
sebagai biodiesel merupakan salah satu alternatif yang ideal untuk mengantisipasi
meningkatnya permintaan bahan bakar minyak dan penghematan penggunaan
cadangan devisa negara (Istiana dan Sadikin, 2008).
Secara agronomis tanaman jarak pagar dapat dibudidayakan pada kondisi
agroklimat di Indonesia, bahkan pada kondisi kering dan pada lahan marginal.
Terdapat berbagai jenis tanaman jarak di Indonesia, antara lain jarak kepyar
(Ricinus communis), jarak Bali (Jatropha podagrica), jarak ulung (Jatropha
gossypifolia), dan jarak pagar (Jatropha curcas). Diantara jenis tanaman tersebut
yang memiliki potensi besar dan paling prospektif untuk dikembangkan sebagai
penghasil minyak bakar nabati (biodiesel) adalah jarak pagar (Hambali et al.
2006).
Menurut Hambali et al., (2007) minyak jarak pagar merupakan sumber
minyak terbarukan (reneweble fuels) dan tidak dapat dimakan ( non edible oil )
sehingga tidak berkompetisi dengan kebutuhan konsumsi minyak makan nasional.
Kebutuhan industri dan ekspor crude palm oil (CPO) (Prawitasari et al. 2006).

1

2

Perbaikan bahan tanam pada tanaman jarak pagar dapat dilakukan melalui
perbaikan populasi atau perakitan hibrida (Hartati, 2011). Pengembangan
transformasi atau rekayasa genetik tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)
sudah banyak dilakukan dan sudah berhasil menyisipkan berbagai gen, seperti gen
sitrat sintase yang berfungsi untuk meningkatkan toleransi terhadap toksisitas
aluminium (Al) (Tistama, 2012). Transformasi

melalui Agrobacterium

tumefaciens strain LBA4404 yang membawa plasmid pIG6-SMt2, untuk
meminimalisir toksisitas logam berat (Siregar, 2013). gen SaDREB1 (Li et al.,
2008); gen S-DREB2A (Kumar et al., 2010), gen HD3A (Sulistyaningsih, 2012).
Pengembangannya jarak pagar selama ini masih terdapat kendala di tingkat
perbanyakan in vitro utamanya aspek pangakaran yang berdampak pada
rendahnya persentase hasil tanaman rekayasa genetika yang dapat di tanam dalam
skala rumah kaca maupun lapang. Dwimahyani (2005) mengatakan, permasalahan
lain terkait pengambangan jarak pagar adalah belum adanya kultivar unggul dan
teknik budidaya yang memadai. Sehingga perlu perbaikan dan perbanyakan
genetik (Syah, 2006).
Metode transformasi genetik skala in vivo yang sudah lama dikembangkan
pada berbagai jenis tanaman yaitu metode transformasi melalui jalur tabung polen
(pollen tube pathway). Transformasi melalui jalur tabung polen adalah pendekatan
genotip yang banyak digunakan untuk produksi tanaman transgenik di seluruh
dunia. Teknik ini telah banyak dipraktekkan untuk mengembangkan kapas
transgenik, dan kedelai (Zhou et al, 1983). Teknik ini dengan mudah dapat
menghasilkan benih generasi berikutnya, teknik ini sangat sederhana dan

3

mengikuti injeksi DNA asing pada stigma setelah satu hari pasca mekar (DPA)
(Zhou et al., 1983). Namun, belum ditemukan penerapannya pada tanaman jarak
pagar. Oleh karena itu, penelitian tentang pengembangan dan penerapan metode
transformasi genetik secara in vivo melalui jalur tabung polen penting untuk
dilakukan, sebagai penunjang hasil rekayasa tanaman yang sulit dikembangkan
melalui metode in vitro.
1.2. Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengkaji keberhasilan metode
transformasi gen pada tiga genotipe tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.)
melalui jalur tabung polen (pollen tube pathway) dengan periode waktu penetesan
yang berbeda.
1.3. Hipotesis
Hipotesis dari penelitian ini yaitu:
1. Diduga terdapat interaksi antara genotipe jarak pagar (Jatropha curcas L.)
dengan waktu penetesan terhadap pembentukan buah dan biji akibat
transformasi gen OsDREBIA melalui tabung polen (pollen tube pathway).
2. Diduga terdapat perbedaan keberhasilan pembuahan dan pembentukan biji
pada tiga genotipe tanaman jarak pagar (Jatropha curcas L.) akibat
transformasi gen OsDREBIA melalui tabung polen (pollen tube pathway).
3. Diduga terdapat perbedaan pembentukan buah dan biji pada tanaman jarak
pagar (Jatropha curcas L.) akibat transformasi gen OsDREBIA melalui
tabung polen (pollen tube pathway) dengan waktu penetesan yang berbeda.