PENGARUH ADENIN (6 - Amino Purine) TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao L.)

  

PENGARUH ADENIN (6 - Amino Purine)

TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK

BUNGA KAKAO (Theobroma cacao L.)

  SKRIPSI

Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat

Mencapai Derajat Sarjana (S-1)

  

Oleh:

  

0901070067

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

  

2013

  PENGARUH ADENIN (6 - Amino Purine) TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao L.) ABSTRAK

  Indonesia merupakan negara dengan perkebuan kakao terluas kedua dan penghasil kakao terbesar kedua di dunia, namun produktivitas kakao di Indonesia tergolong rendah (400 kg/ha; FAO, 2013). Salah satu penyebab rendahnya produktivitas kakao di Indonesia adalah kurang tersedianya bibit kakao yang berkualitas. Salah satu cara untuk menghasilkan bibit yang berkualitas adalah melalui teknik embriogenesis somatik, namun keberhasilannya masih rendah. Tujuan penelitian ini adalah untuk mencari konsentrasi Adenin dan 2,4-D yang sesuai untuk meningkatkan keberhasilan induksi kalus dan induksi embrio somatik. Eksplan yang akan digunakan dalam penelitian ini berupa staminodia dan petala yang diisolasi dari kuncup bunga kakao. Eksplan disterilkan menggunakan alkohol 70 % selama 5 menit dilanjutkan dengan kalsium hipoklorit 6% selama 15 menit. Setelah diisolasi secara aseptis, staminodia dan petala di tanam pada medium induksi kalus (IK) yaitu medium DKW (Driver dan

• 7 -6 -7 -6

  Kuniyuki, 1984) dengan penambahan 10 - 10 M adenin dan 5 x 10 - 10 M 2,4-D. Kalus yang berhasil terinduksi kemudian dipindahkan ke medium induksi

• 7

  embrio (IE) dengan penambahan 1-30 x 10 M adenin maupun penambahan 0-20 % air kelapa. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan adenin dan 2,4-D ke dalam medium IK berhasil menginduksi kalus dari eksplan staminodia maupun petala dengan tingkat keberhasilan mencapai 100 %. Induksi kalus membutuhkan waktu sekitar 11-19 hari setelah tanam untuk menginduksi kalus tanpa dipengaruhi medium yang digunakan. Medium yang tepat untuk menginduksi

• 6 -6

  pembentukan kalus adalah medium dengan penambahan 10 M adenin dan 10 M 2,4-D. Meskipun medium tersebut hanya mampu menginduksi kalus dengan tingkat keberhasilan 80 %, namun kalus yang dihasilkan bersifat friabel sehingga memungkinkan untuk digunakan dalam induksi embrio. Namun demikian, sampai penelitian ini selesai, induksi embrio somatik belum berhasil dilakukan pada semua perlakuan yang digunakan, baik penambahan adenin maupun penambahan air kelapa.

  Kata kunci: 2,4-D, Adenin, Air kelapa, Embriogenesis somatik, Kakao

  

MOTTO

  “Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan, sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah selesai (dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain), dan hanya kepada

  Tuhanmulah engkau berharap” (QS : Al – Insyirah: 5-8).

  “Allah mengangkat orang-orang beriman di antara kamu dan juga orang-orang yang dikaruniai ilmu pengetahuan hingga beberapa derajat” (QS: Al-Mujadalah : 11).

  “Dan seandainya pohon-pohon di bumi menjadi pena dan laut (menjadi tinta), ditambahkan kepadanya tujuh laut (lagi) sesudah (kering) nya, niscaya tidak akan habis-habisnya (dituliskan) kalimat (ilmu dan hikmah) Allah. Sesungguhnya

  Allah Maha perkasa lagi Maha bijaksana” (QS: Lukman : 27).

  “Suatu penelitian tidak mewajibkan keberhasilan untuk mencapai sukses tapi proses kesabaran menuju kesuksesan itulah yang menjadi kewajiban”.

  

HALAMAN PERSEMBAHAN

Bismillahirrohmanirrohim.

  Puji syukur kepadaMu ya Robb, atas segala rahmat dan karuniaMu sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.

  Saya persembahkan skripsi ini untuk:

  1. Bapaku tercinta Moh. Baedowi dan Ibuku tercinta Waki’ah Shoffina yang selalu memberikan motivasi dan tanpa henti menyayangi dan mendoakan saya

  2. Adiku tersayang Isna Zulfatunnisa dan Moh. Azka Amrulloh

  3. Nenekku tercinta Chodidjah

  

UCAPAN TERIMAKASIH

Assalamu ‘alaikum wr. wb.

  Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas rahmat, karunia dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan

  “ Amino

  judul PENGARUH ADENIN (6 Purine) TERHADAP -

  KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao L.)”.

  Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Sisunandar, Ph.D selaku pembimbing I dan Drs. Arief Husin, M.Si selaku pembimbing II yang telah memberikan arahan dan selalu sabar dalam membimbing penulis selama pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini. Selain itu penulis juga mengucapkan terima kasih kepada:

  1. Bapak Drs. Ahmad, M.Pd selaku Dekan Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  2. Bapak Drs. Arief Husin, M.Si selaku Ketua Program Studi Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  3. Segenap Dosen Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto yang telah memberikan ilmu dan pengalaman belajar selama penulis menempuh kuliah pendidikan Biologi.

  4. Pak Tri selaku Pengelola Dinas Perkebunan Kakao di desa Limpakuwus, Sumbang, Kembaran, Banyumas, Jawa Tengah.

  5. Keluargaku di Purwokerto Bapak dan Ibu Tarkam yang telah memberikan tempat yang nyaman selama ini.

  6. Mb Imah selaku Laboran Botani dan Genetika UMP yang banyak membantu dan menyemangati penulis dalam penelitian ini.

  7. Sahabat seperjuanganku Lisa Dian Purwasih. Fuji Rahayu dan Nora Dewi Lukitasari yang telah memberikan bantuan, motivasi dan semangat serta kebersamaan yang telah kita lewati baik susah maupun senang.

  8. Sahabatku Mareta Eka Dewi Kusumawati dan Nuruk Kholifatul Hikmah yang telah memberikan motivasi dan semangat.

  9. Teman-teman biologi angkatan 2009, 2010 yang telah memberikan dukungan dan semangat.

  10. Teman - teman kost (Aan, Ayu, mba Zila, Fiqih, Dwi, Lusi, Tika, Anik dan Mita) yang telah mendukung dan memberi semangat.

  11. Teman-teman PPL & KKN angkatan 2009 yang telah memberikan motivasi dan semangat.

  12. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.

  Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dan melimpahkan rahmat- Nya kepada mereka. Amin Ya Robb.

  Purwokerto, 19 Agustus 2013 Penulis

  

DAFTAR ISI

Halaman UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................ viii DAFTAR ISI .................................................................................................. x DAFTAR TABEL ........................................................................................ xiii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................... xiv DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................. xvi

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1

  1.2 Tujuan Penelitian ..................................................................... 6

  1.3 Manfaat Penelitian ................................................................... 6

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Biologi Tanaman Kakao .......................................................... 8

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

  2.1.2 Varietas Kakao.............................................................. 13

  2.2 Manfaat Tanaman Kakao ........................................................ 15

  2.3 Budidaya Kakao dan Permasalahan Kakao Indonesia ............ 17

  2.3.1 Budidaya Kakao............................................................ 17

  2.4.2 Permasalahan Budidaya Kakao di Indonesia................ 19

  2.4 Pembibitan Tanaman Kakao .................................................... 21

  2.5 Perkembangan Penelitian Embriogenesis Somatik Kakao....... 25

  2.6 Zat Pengatur Tumbuh ............................................................... 30

  2.6.1 Asam 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D) ........................ 33 2.6.2 6-Amino purine (adenin)............................................... 35

  2.7 Air Kelapa ................................................................................ 37

  BAB III METODE PENELITIAN

  3.1 Tempat, Waktu dan Bahan Penelitian. .................................... 38

  3.2 Isolasi dan Sterilisasi Bunga Kakao ......................................... 38

  3.3 Prosedur Embriogenesis Somatic Kakao................................. 40

  3.3.1 Induksi Kalus Kakao..................................................... 40

  3.3.2 Induksi Embrio Kakao .................................................. 42

  3.3.3 Uji Pengaruh Air Kelapa terhadap Induksi Embrio Kakao........................................................................... 42

  3.4 Observasi dan Analisis Data .................................................... 43

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  4.1 Pengaruh Kombinasi Adenin dan 2,4-D Terhadap Keberhasilan Induksi Kalus Kakao .......................................... 46

  4.2 Pengaruh Konsentrasi Adenin Terhadap Terhadap Keberhasilan Induksi Embrio Somatik Kakao ......................... 50

  4.3 Pengaruh Air Kelapa Terhadap Terhadap Keberhasilan Induksi Embrio Somatik Kakao ............................................... 51

  4.4 Pembahasan .............................................................................. 53

  BAB V SIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Simpulan .................................................................................... 58

  5.2 Saran .......................................................................................... 59

  DAFTAR PUSTAKA .............................................................................. 60 LAMPIRAN.............................................................................................. 67

  

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Kombinasi Adenin dan asam 2,4 diklorofenoksi asetat yang digunakan dalam penelitian induksi kalus .............................

  41 Tabel 3.2 Kombinasi Adenin yang digunakan dalam penelitian induksi embrio somatik.......................................................................

  42 Tabel 3.3 Kombinasi Adenin dan air kelapa yang digunakan dalam penelitian induksi embrio somatik .........................................

  43 Tabel 4.1 Rata-rata waktu muncul kalus eksplan staminodia pada

<>kultur dengan penambahan Adenin pada konsentrasi
• 6

  10 M dan asam 2,4 diklorofenoksiasetat (2,4-D) pada

• 7 -6 konsentrasi 5 x 10 - 10 M selama 4 minggu.......................

  46 Tabel 4.2 Rata-rata waktu muncul kalus eksplan petala pada kultur

• 7 -6

  dengan penambahan Adenin pada konsentrasi 10 - 10 M dan asam 2,4 diklorofenoksi asetat (2,4-D) pada konsentrasi

• 7 -6 5 x 10 - 10 M selama 4 minggu ..........................................

  47 Tabel 4.3 Respon kalus yang terinduksi pada medium dengan

• 7

  penambahan adenin pada konsentrasi 1 – 30 x 10 M setelah 8 minggu kultur. .........................................................

  51 Tabel 4.4 Respon kalus yang terinduksi pada medium dengan penambahan air kelapa pada konsentrasi 0-20 % yang

• -7

  dikombinasikan dengan 9 x 10 M adenin setelah 8 minggu kultur ......................................................................................

  52

  

DAFTAR GAMBAR

Halaman

  1.1 Produktivitas kakao per hektar setiap tahunnya dari tahun 2000-2011 di tiga negara yang berbeda, Indonesia, Malaysia dan Guatemala (FAO, 2013) .........................................................................................

  2

  2.1 A. Bunga kakao yang muncul dari batang (kauliflori), sebagian kuntum bunga masih kuncup dan sebagian telah mekar. B. Diagam bunga yang telah mekar menunjukkan posisi petal dan staminodia pada bunga (kiri) serta diagram bunga yang dipotong membujur untuk menunjukkan posisi bakal buah dan bakal biji (kanan). Sumber: (A) dari (B) dari Phillips-Mora et al. (2013)............................................................

  10

  2.2 A. Kulit buah kakao yang dipotong membujur terdiri atas 3 lapisan yaitu lapisan eksokarp, mesokarp dan endokarp. B. Biji kakao.

  Sumber : (A) dari Limbongan et al. (2011) dan (B) dari Phillips- Mora et al. (2013). ...............................................................................

  12

  2.3 Tiga varietas kakao, meliputi A. Criollo

  B. Forastero dan C.Trinitario. Sumber: (A) dan (B) dari .eu/chocolate%20-%20cacao.html dan (C) dari Phillips-Mora et al.

  (2013). ..................................................................................................

  14 A. Kulit buah kakao yang dimanfaatkan sebagaipakan ternak,B.

  2.4 sebagai pupuk organik. C. Manfaat pulp kakao sebagai bahan baku

  nata de cacao.

  D. Produk biji olahan berupa cocoa butter sebagai bahan baku permen coklat, E. Sabun. F. cocoa powder untuk perawatan kulit (masker), G. Bahan baku makanan (choco chip), H. kue coklat dan I. bahan baku minuman. Sumber dari ................................................

  17 2.5 Produksi kakao dunia pada tahun 2011. Sumber dari FAO (2013). ....

  18

  2.6 Perkembangan luas area negara penghasil kakao terbesar dunia dari tahun 2000 – 2011. Sumber dari FAO (2013)......................................

  19 2.7 Perbanyakan vegetatif dengan cara A. Stek B. okulasi C. Sambung. Sumber (A) dari indonetwork.co.id/2400413/kirim-kakao.htm; (B), (C) dari http:// andyregos.wordpress.com/kakao/. .......................................................

  22

  2.8 Perkembangan tahap embrio (A-E) pada tanaman kakao (Theobroma

cacao L.) A. Tahap globular; B. hati; C terpedo; D. kotiledon E.

planlet, dan F. aklimatisasi (Li et al. (1998) ........................................

  26

  2.9 Struktur bangun asam diklorofenoksi asetat (2,4-D). Sumber dari: Salisbury &amp; Ross (1992). .....................................................................

  33 2.10 Rumus bangun adenin. Sumber dari: Salisbury dan Ross (1992) ........

  35

  3.1 Tahapan isolasi dan sterilisasi eksplan kuncup bunga kakao, (A) pengambilan ekplan bunga kakao, (B) penyimpanan bunga kakao di dalam wadah berisi es yang dilapisi tisu, (C) kuncup bunga dicuci dengan air mengalir, (D) dilanjutkan dengan dicuci dengan sabun, (E) bunga direndam alkohol 70 % selama 5 menit, (F.1) kemudian di rendam larutan kalsium hipoklorida (6 %) selama 15 menit, (F2) dilanjutkan dengan di rendam aquades steril (G) bunga dipotong bagian ujung dan pangkalnya, (H) bagian bunga petala dan staminodia, (I) petala dan staminodia dimasukkan ke dalam medium dan siap di gunakan dalam penelitian. .................................................

  39

  4.1 Eksplan staminodia yang terinduksi kalus (A) dan petala yang mulai terinduksi kalus (B) pada hari ke 8-12 setelah tanam. .........................

  48

  4.2 Eksplan bunga yang terinduksi kalus kompak (A) dan organ bunga yang terinduksi kalus friabel (B) pada hari ke 23-28 setelah tanam (4 minggu).. ..............................................................................................

  48

• 6 -7

  4.3 Pengaruh penambahan Adenin konsentrasi 10 - 10 M dan 2,4-D

• 6 -7

  10 – 5 x 10 M di dalam media tanam terhadap persentase jenis kalus kompak ( ) dan kalus friabel ( ) yang berhasil diinduksi dari eksplan staminodia (atas) dan petala (bawah) setelah 4 minggu kultur. ...................................................................................................

  49

  4.4 Kalus friabel yang berhasil diinduksi oleh medium A

  6 D 6 pada minggu ke-8..........................................................................................

  50 4.5 Kalus friabel yang diinduksi pada periode kultur 8 minggu ................

  51

  4.6 Kalus kompak berwarna putih dengan akar yang muncul pada kalus setelah 8 minggu kultur. .......................................................................

  52