INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.) SECARA IN VITRO

  PENGARUH PENAMBAHAN 6-furfurylamino purine (KINETIN) DAN Kalium sulfat (K

2 SO 4 ) UNTUK MENINGKATKAN KEBERHASILAN

  

INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.)

SECARA IN VITRO SKRIPSI

  Diajukan untuk memenuhi sebagian syarat mencapai derajat sarjana S-1 Oleh :

  DARWATI

  1001070069

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2014

LEMBAR PERSETUJUAN

  

PENGARUH PENAMBAHAN 6-furfurylamino purine (KINETIN) DAN

Kalium sulfat (K SO ) UNTUK MENINGKATKAN KEBERHASILAN

  2

4 INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.) SECARA IN VITRO

  Oleh :

  DARWATI

  1001070069 Telah diperiksa dan disetujui oleh:

  Pembimbing I, Pembimbing II, Sisunandar, Ph.D. Drs. Arief Husin, M.Si.

  NIP. 196 71006 199203 1 001 NIK. 2160062 ii

SURAT PERNYATAAN

  Saya yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Darwati Nim : 1001070069 Prodi Studi : Pendidikan Biologi Fakultas : Keguruan dan Pendidikan

  Menyusun skripsi ini dengan judul :

  PENGARUH PENAMBAHAN 6-furfurylamino purine (KINETIN) DAN Kalium sulfat (K

2 SO 4 ) UNTUK MENINGKATKAN KEBERHASILAN

  INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.) SECARA

IN VITRO

  Menyatakan dengan sebenar- benarnya bahwa skripsi ini adalah hasil karya tulis saya sendiri dan bukan dibuatkan orang lain atau modifikasi karya orang lain.

  Dengan pernyataan ini, apabila kelak dikemudian hari terbukti ada unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai ketentuan yang berlaku.

  Purwokerto, 02 September 2014 Yang menyatakan

  Darwati 1001070069 iv

HALAMAN PERSEMBAHAN

  Alhamdulillah saya ucapkan puji syukur kepada Allah SWT sehingga skripsi ini dapat diselesaikan dengan lancar tanpa ada suatu halangan.

  Skripsi ini saya persembahkam untuk:

  1. Bapak Saidar dan ibu Sumarni

  2. Paman Iis Munaji dan Bibi Lilis Sri Wahyuni

  3. Adikku tersayang Doni Rama Pangestu v

  MOTTO

“Man Jadda Wa Jadda”

“Shalat itu adalah tiang agama, shalat itu adalah kunci segala kebaikan” ( H.R.

  Thabrani)

  Berangkat dengan penuh keyakinan Berjalan dengan penuh keikhlasan

  Istiqomah dalam menghadapi cobaan “ YAKIN, IKHLAS, ISTIQOMAH”

  ( TGKH. Muhammad Zainuddin Abdul Madjid ) vi

  UCAPAN TERIMA KASIH Assalamu’alaikum Wr. Wb.

  Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

  “Pengaruh Penambahan 6-furfurylamino purine (Kinetin) dan Kalium sulfat (K SO ) untuk Meningkatkan Keberhasilan Induksi Embryo

  2

4 Somatik Kakao (Theobroma cacao L.) secara In Vitro

  ”. Skripsi ini dimaksudkan

  untuk memenuhi sebagian syarat mencapai derajat sarjana S1 pada Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  Banyak kesulitan dan hambatan yang penulis hadapi dalam penyusunan skripsi ini, namun berkat do’a, dorongan, dan arahan dari berbagai pihak maka skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada kesempatan ini, perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada Sisunandar Ph.D dan Drs. Arief Husin M.Si selaku Dosen Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahannya dalam penyusunan skripsi ini.

  Penulis tidak lupa menyampaikan terima kasih kepada:

  1. Drs. Ahmad, M.Si, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  2. Drs. Arief Husin, M.Si, selaku ketua Program Studi Pendidikan Biologi Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  3. Dini Siswani Mulia, S.Si, M.Si. selaku Pembimbing Akademik.

  4. Para Dosen dan staf karyawan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  5. Bapak, ibu, paman dan bibi yang selalu memberikan do ’a, dukungan dan semangat yang tidak pernah putus.

  6. Adik dan Keponakan yang aku sayangi terima kasih karena canda tawa kalian selalu menghiasai hari-hari penulis.

  7. Al Hikmah, S.Si selaku pengelola Lab. Botani dan Genetika yang telah memberikan fasilitas penelitian yang lengkap. vii

  8. Temanku Jauza’ (Citra Nur Wigati, Latifah Esti Ramadhani Putri Ajie, dan

  Titin Dwi Hendriyani) terima kasih selama ini sudah kerjasama dan berbagi ilmu selama kuliah.

  9. Sahabatku Siti Umul Kharimah, Selvi Yunitasari, Kiki Ernawati dan Riyan Fauji, terima kasih selama ini sudah kerjasama, sabar dan semangat dalam melakukan penelitian di Lab. Terpadu Universitas Muhammadiyah Purwokerto “Botani dan Genetika”.

  10. Teman Kos (Ergina Puspita Herawan dan Sri Suheni, S.E) terima kasih atas supportnya.

  11. Teman-teman seperjuangan di FKIP/P. Biologi Angkatan 2010 terima kasih atas kerjasama selama ini.

  Semoga amal dan kebaikan yang telah diberikan mendapat balasan yang setimpal dari Alloh SWT. Penulis menyadari bahwa penulisan skripsi ini masih jauh dari sempurna. Penulis mengharapkan kritik dan saran yang membangun. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi penulis khususnya dan pembaca.

  Wassallamu’alaikum Wr. Wb.

  Purwokerto, September 2014 Penulis viii

  

PENGARUH PENAMBAHAN 6-furfurylamino purine (KINETIN) DAN

Kalium sulfat (K

2 SO 4 ) UNTUK MENINGKATKAN KEBERHASILAN

  

INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.) SECARA

  IN VITRO

ABSTRAK

  Kakao (Theobroma cacao L.) merupakan salah satu tanaman perkebunan yang penting bagi Indonesia dan menempatkan Indonesia sebagai Negara penghasil kakao terbesar kedua di dunia. Namun, produktivitas perkebunan kakao di Indonesia tergolong rendah diantaranya disebabkan oleh rendahnya mutu bibit kakao yang ditanam. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mendapatkan bibit yang berkualitas diantaranya melalui teknik embryogenesis somatik. Namun, persentase keberhasilan induksi embryo somatik masih tergolong rendah. Penelitian ini bertujuan untuk menguji pengaruh penambahan kinetin dan K

  2 SO

  4

  ke dalam medium tanam terhadap keberhasilan induksi embryo somatik pada tanaman kakao. Eksplan yang digunakan adalah bunga kakao yang di peroleh dari kebun kakao di Desa Limpakuwus, Kecamatan Sumbang, Kabupaten Banyumas. Eksplan kemudian di sterilkan dengan menggunakan larutan kaporit 6% selama 15 menit dan diisolasi stamen dan petalanya selanjutnya di tanam pada medium induksi kalus. Kultur dipelihara ditempat gelap di subkultur setiap 2 minggu sekali, setelah 4 minggu kalus yang bersifat remah (friabel) dipindahkan ke medium induksi embryo dengan pemberian Kinetin yang dikombinasikan dengan K SO . Kultur dipelihara selama 8 minggu dan dilakukan subkultur 4 minggu

  2

  4

  sekali. Dilakukan pengamatan tentang persentase keberhasilan induksi embryo, rata - rata jumla akar yang muncul, morfologi kalus dan pertambahan berat basah kalus. Data yang diperoleh kemudian dianalisis dengan menggunakan analisis varian (ANOVA) pada tingkat kepercayaan 95% dan dilanjutkan dengan uji beda nyata

  Fisher’s Least Significant Differences (LSD). Hasil penelitian menunjukkan

  bahwa kalus remah yang diperoleh dari eksplan staminodia maupun petala serta ditanam pada medium DKW (Driver & Kuniyuki, 1984) dengan penambahan 5 x

• 8

  10 M kinetin mampu menginduksi pembentukan embryo somatik dengan tingkat keberhasilan yang relatif rendah (2,5%). Penambahan kinetin dengan konsentrasi

• 8

  yang lebih rendah dari 5 x 10 M tidak mampu menginduksi pembentukan embryo somatik kakao, bahkan mengubah morfologi kalus dari bersifat remah dan berwarna kuning kecoklatan menjadi kalus kompak dan berwarna putih, serta mampu menginduksi pembentukan akar. Penambahan K

  2 SO 4 ke dalam medium tanam juga tidak berhasil menginduksi pembentukan embryo somatik kakao.

• 3

  Penambahan K SO dengan konsentrasi yang rendah (0 dan 4,5x10 M) mampu

  2

  4

  meningkatkan pertumbuhan kalus sedangkan penambahan K SO dengan

  2

  4

• 3 -3

  konsentrasi yang tinggi (13x10 dan 18x10 M) justru menghambat pertumbuhan kalus.

  Kata kunci: Embryogenesis somatik, Kakao, Kinetin, K

  2 SO

  4

  ix

  

THE EFFECT OF ADDING 6-furfurylamino purine (KINETIN) AND

potassium sulfate (K

2 SO 4 ) TO INCREASE THE SUCCES OF THE

  

EMBRYO INDUCTION OF SOMATIC CACAO (Theobroma cacao L.)

  IN VITRO ABSTRACT

  Cacao (Theobroma cacao L.) is one of the main plantation commodities that has important role in Indonesian economic and Indonesia becomes the big second of producing the cacao in the world. However, the plantation production of cacao was low. One of the causes was the low quality of the seed. Some effort had been done to get the high quality of the seed in large quantity through somatic embryogenesis technique, for example.Yet, the level of the success was supposed to be low. This research aimed to increase the success of the embryo induction of somatic through effectiveness test of the addition of kinetin and K SO into

  2

  4

  planting media toward the success of embryo induction of somatic cacao. The explant used was the cacao flower got from cacao plantation in Limpakuwus Village, Sumbang, Banyumas. The explant was then sterilized using the chlorine solution of 6% for 15 minutes and isolated stamen and the petals were planted in callus induction. The culture was cared in dark place in the sub culture every 2 weeks. After 4 weeks, the friable callus was moved to the medium of embryo induction with kinetin combined with K

  

2 SO

4 . The culture was cared for 8 weeks

  and sub cultured once four weeks. The observation was done to the success percentage of embryo induction, the average number of growing root, callus morphology and increase weight of wet callus. The data was analyzed using

  variant analysis (ANOVA) with the trust level of 95% and then continued by real

  different test of

  Fisher’s Least Significant Differences (LSD). The result the of

  research showed that friable callus got from either staminodia explant or petals

• 8

  and planted in DKW (Driver and Kuniyuki, 1982) with addition of 5x10 M of kinetin could induct the embryo formation of somatic cacao with relatively low success level (2,5%). The addition of kinetin with the lower concentration than

• 8

  5x10 M kinetin could not induct the embryo formation of somatic cacao, it even changed the callus morphology from friable and brown yellow to compact and white callus, and it could induct root formation. The addition of K

  2 SO 4 into

  planting medium was neither successful to into induct the embryo formation of somatic cacao. However, the addition of K

  2 SO 4 with low concentration (0 and

• 3

  4,5x10 M) hindered the growth of callus whereas the addition K

  2 SO 4 of with

• 3 -3 high concentration (13x10 and 18x10 M) it inhibits the growth of callus.

  Key Words: Somatic Embryogenesis, Cacao, Kinetin, K

  2 SO

  4

  x

  DAFTAR ISI Halaman

UCAPAN TERIMAKASIH ........................................................................ vii

ABSTRAK ................................................................................................... ix ABSTRACT.................................................................................................. x DAFTAR ISI ............................................................................................... xi DAFTAR TABEL ....................................................................................... xiii DAFTAR GAMBAR ................................................................................... xiv

  BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..........................................................................

  1 1.2 Perumusan Masalah ...................................................................

  6 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................

  6 1.4 Manfaat Penelitian .....................................................................

  6 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Tanaman Kakao (Theobroma cacao L.) .....................................

  8 2.1.1 Morfologi Kakao .............................................................

  8 2.1.2 Kultivar Kakao ................................................................

  11 2.1.3 Manfaat Kakao ................................................................

  13 2.2 Budidaya Kakao dan Permasalahan Kakao di Indonesia ............

  14 2.2.1 Produksi Kakao ...............................................................

  14 2.2.2 Permasalahan Budidaya Kakao di Indonesia ....................

  16 2.2.3 Pembibitan Tanaman Kakao di Indonesia ........................

  17 2.3 Perkembangan Penelitian Embryogenesis Somatik Kakao .........

  19 2.4 Medium Tanam .........................................................................

  25 2.4.1 Makronutrien ...................................................................

  26 2.4.2 Mikronutrien ....................................................................

  28 2.4.3 Vitamin............................................................................

  28 2.4.4 Asam- Asam Amino ........................................................

  29 2.4.5 Sumber Energi .................................................................

  29 2.5 Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) ......................................................

  30 BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat, Waktu dan Bahan Penelitian ........................................

  32 3.2 Isolasi dan Sterilisasi Bunga Kakao ...........................................

  32 3.3 Prosedur Embryogenesis Somatik Kakao ...................................

  34 3.3.1 Induksi Kalus ...................................................................

  34 3.3.2 Induksi Embryo ...............................................................

  35 3.4 Observasi dan Pengumpulan Data ..............................................

  36 3.5 Analisis Data .............................................................................

  37 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Induksi Embryo Somatik Kakao ...............................................

  38

  4.2 Pengaruh Penambahan Kinetin dan K

  2 SO 4 terhadap Pertumbuhan Kalus Kakao .......................................................

  39

  4.3 Pengaruh penambahan Kinetin dan K

  2 SO 4 terhadap Morfogenesis Kalus Kakao .......................................................

  41 4.4 Pembahasan..............................................................................

  45 xi

  4.4.1 Pengaruh Kinetin terhadapInduksi Embryo Somatik Kakao ..............................................................................

  45

  4.4.2 Pengaruh Penambahan K SO terhadap Induksi Embryo

  2

  4 Somatik Kakao ................................................................

  48 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...............................................................................

  51 5.2 Saran .........................................................................................

  51 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................

  53 LAMPIRAN ................................................................................................

  59

  xii

  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Konsentrasi kinetin dan K SO yang ditambahkan ke dalam

  2

  

4

medium induksi embryo .............................................................

  36 Tabel 4.1 Respon morfologi kalus yang terinduksi pada medium dengan penambahan Kinetin dan K

  2 SO 4 setelah 8 minggu kultur ............

  43 xiii

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Negara dengan produktivitas kakao per Ha terbesar di dunia pada tahun 2012 (FAO, 2014) ...................................

  2 Gambar 2.1 Bunga kakao (Caulifloris; A), Struktur bunga kakao (B), (Prawoto & Winarsih, 2010)...................................................

  10 Gambar 2.2 Kulit buah kakao dipotong membujur (A), Biji kakao (B) (Limbongan, 2011; Sari et al., 2013) ......................................

  11 Gambar 2.3 Tiga kultivar kakao, meliputi (A) Criollo, (B) Forastero dan (C) Trinitario ...........

  12 Gambar 2.4 (a) Coklat bubuk; (b) Minuman berbahan baku coklat bubuk; (c) Masker ...

  14 Gambar 2.5 Produksi Kakao (FAO, 2014) .................................................

  15 Gambar 2.6 Luas area Perkebunan Kakao (FAO, 2014) .............................

  16 Gambar 2.7 Tahap perkembangan embryo somatik kakao: (a) tahap globular, (b) tahap hati, (c) tahap torpedo, (d) tahap kotiledon, (e) tahap planlet dan (f) tahap aklimatisasi (Li et al ., 1998; Minyaka et al., 2008) ..............................................

  22 Gambar 3.1 Tahap sterilisasi dan isolasi bunga kakao (a) bunga kakao dicuci dengan air mengalir dan membersihkan dengan sabun cair, (b) bunga direndam dalam alkohol 70% selama 5 menit, (c) bunga direndam dalam larutan kaporit 6% selama 15 menit, (d) isolasi petala dan staminodia menggunakan pinset dan scalpel, (e) petala (panah hitam) dan staminodia (panah biru) yang berhasil diisolasi, (f) penanaman petala dan staminodia ke dalam medium induksi kalus, (g) botol kultur ditutup dengan plastik dan diikat menggunakan karet agar tidak terkontaminasi, (h) Kalus bertipe remah .........................................................................

  33 Gambar 4.1 Embryo somatik yang muncul (tanda panah) dari kalus yang ditanam ke dalam medium DKW dengan penambahan

  8 5x10 M kinetin setelah umur 28 hari kultur ...........................

  39 Gambar 4.2 Hasil embryo somatik kakao yang berkecambah membentuk tanaman lengkap dengan batang dan daun (Planlet) yang dipindah ke dalam medium DKW dengan penambahan 1 x

• 8 10 M kinetin; tanaman umur 12 minggu ...............................

  39 xiv

Gambar 4.3 Angka rata- rata berat basah kalus yang ditanam pada medium tanam Driver & Kuniyuki (DKW) dengan

  penambahan Kinetin dan K SO .............................................

  41

  

2

  4 Gambar 4.4 Perubahan morfologi kalus kakao; (a) bertipe remah

  (friabel) yang berwarna kuning kecoklatan menjadi (b) kalus bertipe kompak yang berwarna putih .............................

  43 Gambar 4.5 Angka rata- rata jumlah akar yang ditanam pada medium tanam Driver & Kuniyuki (DKW) dengan penambahan Kinetin dan K2SO4 ................................................................

  44 Gambar 4.6 Kalus yang ditanam pada medium DKW dengan penambahan 5 x 10-8 M muncul akar dengan 1 buah akar per kalus setelah 4 minggu kultur ..........................................

  44 xv