PENGEMBANGAN PROTOKOL EMBRYO SPLITTING GUNA MENDUKUNG PRODUKSI BIBIT KELAPA KOPYOR SECARA IN VITRO - Digital Library Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  ! ,=>?@A!+BCD!E!0+$#! ! ! ! "#$%&#'!(#)*'#'! )+,#)!,-&.#+'/! ! ! ! ! !

  ! $-'/-0,#'/#'!$&%(%1%"!!"#$%&'()*+,,+-.!/*'#! 0-'2*1*'/!$&%2*1.+!,+,+(!1-"#$#!1%$3%&!.-4#&#!+'!5+(&%! ! 6/!0!*&)"!-,'&1'!"#$%&'()*+,,+-.')$&,&2&*',&'(3))&$,'+-' 0+,$&'(!!/*+-.')$&/32,+&-'&1'!*+,!'2&2&-3,',%)!'45&)%&$67!

  ! !

  "#$%&!'!()*+,#-#.!/#+0!+*&1#&#!2!(,03#.!,#$%&! !

  !

  (+0!$-'/*.*"!

  !

  405%&#&/#+6!7$89! ! ! :;9:!<<<='<=><'! ;+8!?-#&!4%@#/06!A878! ! :;9:!<<'<'<=B<'! 9+58!?+0*C!D%50&6!A8408! ! :;9:!<=E=''=<<'!

  ! !

  !

  !

• *'+5-&.+(#.!0*)#00#2+3#)!$*&8%1-&(%! 2-.-0,-&!9:;<! !

  

RINGKASAN

  "*F&0F! F%G,%+! *-H+@I! ,*G#$! /0%5#$#F#&! %&,%F! -*&3$#50GF#&! H0H0,! F*G#)#! FI)@I+! !"#$%!&%!'($! @#&3! -#-)%! -*&3$#50GF#&! '<<! J! H%#$! FI)@I+! 5*G#-#! H*H*+#)#! /*F#/*8! :#-%&! F*G*-#$#&! %,#-#! /#+0! #)G0F#50! ,*F&0F! ,*+5*H%,! #/#G#$! $#&@#! /0$#50GF#&! 5#,%! ,#&#-#&! /#+0! 5*,0#)! *-H+@I! @#&3! /0,#&#-8! 4#G#$! 5#,%! #G,*+&#,0C! %&,%F! -*&0&3F#,F#&! )+I/%F50! H0H0,! F*G#)#! FI)@I+! #/#G#$! -*G#G%0! ,*F&0F!

  

$)*"'&+ ,(-.!!./08! "%K%#&! )*&*G0,0#&! 0&0! #/#G#$! %&,%F! I),0-#50! )+I,IFIG! $)*"'&+

,(-.!!./0! F*G#)#! FI)@I+! 3%&#! -*&0&3F#,F#&! K%-G#$! F*1#-H#$! @#&3! /0)+I/%F50!

  /*&3#&!,#+3*,!-0&0-#G!E<<!J8!! L),0-#50! )+I,IFIG! *-H+@I! 5)G0,,0&3! /0G#F%F#&! /*&3#&! 1#+#! -*&3%K0! ,*F&0F!

• H+@I! H*G#$! /#&! *-H+@I! ,I+*$6! -*&3%K0! )*&3#+%$! -*/0%-! /#5#+! /#&! -*&3%K0! )*&3#+%$! )*&#-H#$#&! M#,! )*&3#,%+! ,%-H%$! (N7".! F*! /#G#-! -*/0%-! ,#&#-8!! O-H+@I! F*G#)#! FI)@I+! @#&3! /03%&#F#&! /005IG#50! /#+0! H%#$! F*G#)#! FI)@I+! @#&3! /0)*+IG*$! /#+0! )*,#&0! /0! 7%+H#G0&33#6! P#&@%-#56! P#&K#+&*3#+#! /#&! 7#,0! Q#R#! "*&3#$8! 4*,*G#$! /05,*+0GF#&! F*G#)#! F*-%/0#&! /0H*G#$! -*&33%&#F#&! ! /%#! -#1#-! ,*F&0F! /#&! /0)*G0$#+#! )#/#! -*/0%-! /#5#+! /*&3#&! )*&#-H#$#&! N7"! H*&M0G#-0&I!

  )%+0&! (P?7.! @#&3! /0FI-H0&#50F#&! /*&3#&! 0&/IG*! H%,0+01! #10/! (;P?.! /#&! FI-H0&#50! S0&*,0F!/#&!;P?8!A*/0%-!/#5#+!@#&3!/03%&#F#&!#/#!/%#!-#1#-!@#0,%!-*/0%-!/#5#+! A%+#5$03*!/#&!4FII3!(A4!.!/#&!$@H+0/!*-H+@I!1%G,%+*!-*/0%-!(DOT.8!!

  Teknik embryo belah dengan cara membelah embryo secara langsung memiliki tingkat keberhasilan yang rendah. Dari hasil analisis histologi membuktikan bahwa posisi meristem yang tidak tepat ditengah embryo menyulitkan embryo untuk dibelah secara langsung guna menghasilkan dua buah kecambah dari satu tunas yang ditanam. Penggunaan medium dasar MS dan HEC maupun kombinasi zat pengatur tumbuh kinetin, benzylamino purin (BAP) dan asam indol asetat (IBA) tidak mampu meningkatkan jumlah kecambah yang dihasilkan dengan menggunakan teknik embryo belah dua maupun belah empat.

  Pembelahan embryo dengan teknik embryo toreh mampu menghasilkan kecambah hampir dua kali lebih banyak dibandingkan dengan embryo tanpa dibelah. Embryo yang dibelah dan dipelihara pada medium dasar MS dengan penambahan 15 !M kinetin dan 2 !M IBA mampu menghasilkan kecambah mencapai 56 kecambah dari 30 embryo yang ditanam. Namun penorehan embryo menjadi empat bagian tidak berhasil menggandakan bibit yang dihasilkan.

  Hasil penelitian pada tahun pertama ini telah dipublikasikan pada konferensi internasional : Internasional Seminar on Tropical Bioresources for Sustainable Bio- Industry 2013. di Institut Teknologi Bandung pada tanggal 30 - 31 October 2013. Pada saat ini juga sudah diperoleh plantlet kelapa kopyor true-to-type sebanyak 200 an plantlet.

  DAFTAR ISI

  Halaman Halaman Pengesahan ................................................................................................... ii Ringkasan ..................................................................................................................... iii Daftar Isi ....................................................................................................................... iv Daftar Tabel ................................................................................................................. vi Daftar Gambar .............................................................................................................. vii BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................

  1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................................

  4 2.1 Kelapa dan Kelapa Kopyor ..................................................................

  4 2.2 Perbanyakan Kelapa Kopyor Secara In Vitro ………………………..

  5

  2.2.1 Kultur Embryo …………………………………………………

  6 2.2.2 Embryo Splitting .........................................................................

  7 2.3 Progress Penelitian Kultur Embryo Kelapa ........................................

  7 2.3.1 Tahap Germinasi ........................................................................

  7 !

  U! 2.3.2 Tahap Aklimatisasi. ..................................................................... !

  !

  2.4 Embryo Splitting serta Kemungkinan Aplikasinya pada Kelapa V! Kopyor ................................................................................................ !

  V! 2.4.1 Seleksi Teknik Pembelahan ......................................................... !

  V! 2.4.2 Seleksi Medium Tanam ............................................................... !

  '<! 2.4.3 Seleksi Zat Pengatur Tumbuh ..................................................... P?P!;;;!

  ''! TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

  !

  3.1 Tujuan .................................................................................................. ''! !

  3.2 Manfaat Penelitian ............................................................................... ''! P?P!;W!

  'X! METODE PENELITIAN .......................................................................... !

  4.1 Lokasi dan Bahan Penelitian ................................................................ 'X! !

  4.2 Isolasi dan sterilisasi embryo kelapa kopyor ....................................... 'X! !

  'B! 4.3 Optimasi protokol germinasi ............................................................... !

  'U! 4.4 Uji Histologi ............................ ……………………………………... !

  'U!

  4.5 Analisis Data ………………………………………………………… P?P!W!

  'V! HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................................. !

  !

  5.1 Pengaruh Medium Dasar dan Zat Pengatur Tumbuh Terhadap Keberhasilan Teknik Embryo Belah.....................................................

  'V! !

  !

  5.2 Pengaruh Medium Dasar dan ZPT Kinetin dan IBA Terhadap Keberhasilan Teknik Embryo Toreh Dua .............................................

  E'! !

  !

  5.3 Pengaruh Medium Dasar dan ZPT BAP dan IBA Terhadap Keberhasilan Teknik Embryo Toreh Dua ...........................................

  EX! !

  !

  5.4. Pengaruh Medium Dasar dan ZPT terhadap Keberhasilan Embryo Belah Empat ......................................................................................

  EB! !

  !

  5.5. Pengaruh Medium Dasar dan ZPT terhadap Keberhasilan Embryo

  Belah Empat .......................................................................................

  2B! LAMPIRAN-LAMPIRAN ........................................................................................... 2V! 1. Paper evaluation sheet ..............................................................................................

  ! BX!

  4. Poster untuk seminar Internasional di Institut Teknologi Bandung, 30 - 31 Oktober 2013 ...........................................................................................................

  XX! 3. Sertifikat sebagai paper presenter ............................................................................ B2!

  ! !

  2. Artikel yang telah disubmit untuk konferensi internasional : Internasional Seminar on Tropical Bioresources for Sustainable Bio-Industry 2013. ITB 30 - 31 October 2013......................................................................................................

  X<!

  2X! 9?Y"?Z!7[4"?S?!8888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888888

  EB! ! 5.6 Analisis Histologi ................................................................................

  2X! ! 7.2 Saran ....................................................................................................

  2X! ! 7.1 Kesimpulan .........................................................................................

  2E! P?P!W;;! KESIMPULAN DAN SARAN .....................................................

  EV! P?P!W;! RENCANA TAHUN BERIKUTNYA ......................................................

  EU! ! 5.7.2 Teknik Embryo Toreh ...............................................................

  E>! ! 5.7.1 Teknik Embryo Belah ...............................................................

  E=! ! 5.7 Pembahasan .........................................................................................

  !

  

DAFTAR TABEL

  Tabel Halaman 4.1 Teknik torehan yang akan dilakukan dalam penelitian ini ..............................

  16

  4.2 Kombinasi dan konsentrasi benzil aminopurin (BAP) dan indole butiric acid (IBA) yang ditambahkan ke dalam medium germinasi ....................................

  17

  4.3 Kombinasi dan konsentrasi kinetin (Kin) dan indole butiric acid yang ditambahkan ke dalam medium germinasi ......................................................

  18 ! !

  

!

!

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar Halaman 4.1 Tahapan isolasi dan sterilisasi embryo kelapa kopyor (kiri ke kanan) ............

  15

  4.2 Teknik embryo belah (atas) dan embryo toreh (bawah) yang digunakan untuk membelah embryo menjadi dua dan empat bagian............................................

  16

  5.1 Jumlah kecambah yang dihasilkan dari 30 embryo yang dibelah menjadi dua dan ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan kinetin (Kin) dan asam indole butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama ......................................................................................

  19

  5.2 Jumlah kecambah yang dihasilkan dari 30 embryo yang dibelah menjadi dua dan ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan bensilamino purin (BAP) dan asam indole butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama .............................................................

  20

  5.3 Jumlah kecambah yang dihasilkan dari 30 embryo yang dibelah menjadi dua melalui teknik embnryo toreh dan ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan kinetin (Kin) dan asam indole butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama .................................................

  21

  5.4 Kecambah yang berhasil digandakan dari satu buah embryo yang ditanam dan diberi pelakukan dengan embryo toreh. Atas, embryo yang ditreh menjadi dua bagian dan dipelihara selama satu bulan sebelum dibelah. Bawah, hasil perkecambahan setelah 1 bulan pada medium dasar MS dengan penambahan 15 !M kinetin dan 2 !M IBA ......................................................

  22

  5.5 Panjang pucuk rata-rata pada kecambah yang ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan kinetin (Kin) dan asam indole butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama ......................................

  23

  5.6 Jumlah akar rata-rata yang dihasilkan per kecambah yang ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan kinetin (Kin) dan asam indole butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama .........................

  24

  5.7 Jumlah kecambah yang dihasilkan dari 30 embryo yang dibelah menjadi dua melalui teknik embryo toreh dan ditanam pada medium dasar Murashige & Skoog (MS) dengan penambahan benzylamino purin (BAP) dan asam indole

  butirat (IBA) dibadingkan dengan embryo yang ditanam pada mediuk hybrid embryo culture (HEC) dengan penambahan zat pengatur tumbuh (ZPT) dengan komposisi dan konsentrasi yang sama ................................................

  25

  5.8 Embryo toreh empat yang diperoleh pada medium MS dengan penambahan penambahan 15 !M kinetin dan 2 !M IBA berumur 4 minggu (kiri) dan 12 minggu (kanan) .................................................................................................

  26

  5.9 Kiri. Irisan longitudinal embryo zygotik yang menunjukkan jaringan meristem (MR), calon primordial daun (PL) dan calon akar (RT). Kanan.

  Potongan longitudinal pucuk dari tunas yang dihasilkan dari embryo incision menunjukkan munculnya jaringan meristem baru (NMR) dan primordial daun yang baru (NPL) yang muncul dari jaringan meristem lama (ONM). Daerah CT adalah daerah bekas luka akibat pemotongan dan OPL adalah primordial dain yang telah ada pada tunas .......................................................

  27

  6.1 Bagan alir tahapan pengembangan protokol induksi akar dan aklimatisasi guna aplikasi teknik embryo spiting guna proudksi bibit kelapa kopyor secara in vitro....................................................................................................

  32

BAB I PENDAHULUAN Kelapa (Cocos nucifera L.) adalah salah satu tanaman budidaya utama bagi negara-

  negara tropis seperti Indonesia, Philippine, Papua New Guinea dan India. Luas lahan yang ditanami kelapa di negara-negara tersebut mencapai lebih dari 10.7 juta ha dengan total produksi mencapai sekitar 55 juta metrik ton (FAO 2011). Indonesia adalah produsen kelapa terbesar di dunia dengan rata-rata produksi per tahun mencapai 19.5 metrik ton pada tahun 2008. Akan tetapi, lebih dari 95 % produsen kelapa adalah petani kecil dengan luas lahan kurang dari 0.5 ha (Batugal et al. 2005) dengan pendapatan yang sangat rendah, kurang dari 5 juta rupiah per tahun (Mahmud and Ferry 2005).

  Salah satu alternatif guna meningkatkan pendapatan petani kelapa adalah dengan budidaya kelapa kopyor. Kelapa kopyor diketahui memiliki nilai jual sangat tinggi yaitu mencapai 10 kali lebih tinggi dibandingkan dengan kelapa normal (Maskromo et al. 2007). Namun demikian, budidaya tanaman kelapa type ini masih belum optimal. Salah satu kendala yang dihadapi petani adalah belum tersedianya bibit kelapa kopyor dengan kualitas yang memadai. Saat ini perbanyakan kelapa kopyor masih dilakukan secara tradisional, yaitu dengan menanam buah normal dari pohon yang menghasilkan kelapa kopyor. Tanaman kelapa yang dihasilkan dari perbanyakan secara alami tersebut hanya akan menghasilkan buah kopyor antara 3 – 25 % untuk kelapa tipe dalam dan 5 – 50 % untuk kelapa tipe genjah (Maskromo and Novarianto 2007).

  Perbanyakan kelapa kopyor secara moderm dengan menggunakan kultur jaringan telah diupayakan, namun hasil yang diperoleh belum menggembirakan. Perbanyakan kelapa melalui embryogenesis somatik belum berhasil diaplikasikan dalam secara masal (Montero-Cortes et al. 2010; Perera et al. 2009b; Perera et al. 2007; Perera et al. 2008; Perez-Nunez et al. 2006). Hal yang sama juga terjadi ketika teknik embryogenesis somatik dicoba untuk diaplikasikan pada kelapa kopyor dimana teknik tersebut masih menghasilkan plantlet dengan bentuk-bentuk abnormal seperti akar tanpa tunas maupun tunas dengan akar yang tidak sempurna (Sukendah 2009).

  Satu-satunya alternatif yang tersedia untuk menyediakan bibit kelapa kopyor secara in vitro adalah dengan menggunakan kultur embryo. Teknik ini telah berhasil dikembangkan di Philipina untuk penyediaan bibit kelapa makapuno (seperti kelapa kopyor) dengan tingkat keberhasilan menghasilkan buah makapuno yang sangat tinggi, 75 – 100 % (Rillo 2004; Rillo et al. 2002). Di Indonesia, teknik kultur embryo telah dicoba untuk digunakan untuk perbanyakan kelapa kopyor (Mashud 2010; Mashud and Manaroinsong 2007; Novarianto and Warokka 2005; Novarianto et al. 2005; Sukendah 2009; Sukendah et al. 2008).

  Kelemahan utama dari penggunaan teknik kultur embryo untuk menyediakan bibit kelapa kopyor adalah setiap embryo zygotik yang ditanam hanya akan menghasilkan satu buah bibit kelapa. Akibatnya harga bibit kelapa kopyor hasil kultur embryo masih sangat mahal, antara 500 sampai 800 ribu rupiah per bibit. Disampint itu, tingkat keberhasilan perbanyakan kelapa kopyor melalui kultur embryo juga masih cukup rendah. Pada tahap inisiasi, tingkat keberhasilan menghasilkan embryo yang berkecambah hanya 65 %, sedangkan pada tahap aklimatisasi hanya mencapai 20 % (Mashud 2010; Mashud and Manaroinsong 2007). Penelitian yang lain melaporkan bahwa tahap induksi kecambah lengkap dengan akar masih kurang dari 50 % dan tahap aklimatisasi belum dilakukan (Sukendah 2009; Sukendah et al. 2008).

  Salah satu alternatif yang memungkinkan untuk penyediaan bibit kelapa kopyor secara masal adalah dengan menggunakan teknik embryo splitting (pembelahan embryo). Teknik tersebut diharapkan dapat meningkatkan jumlah bibit yang dihasilkan dua kali lipat (Mashud 2010; Sukendah 2009), namun penelitian-penelitian yang telah dilakukan belum memberikan hasil yang menggembirakan, hanya kurang dari 60 % embryo yang dibelah dapat tumbuh dengan sebagian besar menghasilkan akar tanpa tunas (Sukendah 2009). Mashud (2010) juga melaporkan bahwa teknik ini belum berhasil digunakan untuk memperbanyak kelapa kopyor secara masal.

  Terdapat beberapa faktor penting yang diduga berpengaruh terhadap keberhasilan embryo splitting untuk penyedian bibit kelapa seperti konsentrasi zat pengatur tumbuh (ZPT) yang ditambahkan ke dalam medium tanam maupun komposisi basal medium yang digunakan dalam kultur jaringan. ZPT yang telah dicobakan untuk meningkatkan keberhasilan embryo splitting adalah benzyl adenin (BAP) namun hasil yang diperoleh belum diketahui (Sukendah, 2009). Penelitian tentang penggunaan ZPT yang lain seperti kinetin belum pernah dilakukan sehingga dalam penelitian ini akan dicobakan pengaruh kinetin dan asam indol butirat (IBA) terhadap keberhasilan eknik embryo splitting.

  Faktor komposisi medium basal juga dilaporkan memiliki pengaruh tinggi dalam keberhasilan kultur jaringan. Setiap jenis tanaman maupun jenis eksplan yang ditanam memiliki pengaruh yang nyata, sehingga pada penelitian ini dicobakan dua jenis medium tanam, yaitu medium khusus kelapa (hybrid embryo culture medium (HEC) dan medium Murashige dan Skoog medium (MS). Di samping itu teknik pembelahan embryo yang tidak seluruhnya terbelah juga belum pernah dilakukan sehingga dalam penelitian ini akan diujikan pengaruh teknik pembelahan terhadap pertumbuhan embryo.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kelapa dan Kelapa Kopyor

  Kelapa banyak dibudidayakan di negara-negara tropis karena hampir semua bagian memiliki fungsi yang tinggi baik secara sosial maupun secara ekonomi sehingga dikenal sebagai pohon kehidupan “tree of life” (Persley 1992). Secara sosial, daun kelapa yang masih muda biasa digunakan untuk berbagai kepentingan upacara adat dan keagamaan, sedangkan daun kelapa yang sudah tua dapat digunakan untuk atap rumah maupun sapu lidi. Batang kelapa yang sudah tua dapat digunakan untuk bahan bangunan dan funiture. Daging buah kelapa atau endosperm merupakan bagian kelapa dengan nilai ekonomi paling tinggi, biasa digunakan untuk bahan baku santan kelapa yang berperan penting dalam cita rasa masakan daerah tropis (Thampan 1981). Desiccated coconut dan minyak kelapa merupakan produk utama dari kelapa. Pada tahun 2009, produksi minyak kelapa dunia mencapai lebih dari 3.6 metrik ton dimana lebih dari 50 % dari total produksi tersebut dipasok oleh Philippina dan Indonesia (FAO 2011). Dalam lima tahun terakhir, daging buah kelapa juga digunakan untuk memproduksi virgin coconut oil (VCO) yang memiliki fungsi penting di dunia kesehatan (Fife 2006).

  Di Indonesia, produksi kelapa mencapai sekitar 15,5 milyar butir per tahun yang sebanding dengan lebih dari 3 juta ton kopra, hampir 4 juta ton air kelapa, " juta ton arang, hampir 2 juta ton serat sabut dan lebih dari 3 juta ton cocopeat (Mahmud and Ferry 2005). Pada umumnya produksi tersebut dihasilkan dari kebun petani kecil dengan luas lahan kurang dari 0.5 ha dengan penghasilan kurang dari 4 juta per tahun (Mahmud and Ferry 2005). Jumlah petani dengan pendapatan yang rendah tersebut mencapai 95 % dari total sekitar 3 juta petani kelapa (Batugal et al. 2005).

  Kelapa Kopyor. Salah satu cara untuk menurunkan tingkat kemiskinan petani

  kelapa adalah dengan budidaya jenis kelapa yang memiliki nilai ekonomi lebih tinggi seperti kelapa kopyor. Kelapa kopyor adalah kelapa hasil mutasi alami dengan peluang yang sangat rendah (Maskromo and Novarianto 2008). Akibat perubahan pada materi genetika tersebut menyebabkan daging buah menjadi lunak, mudah lepas dari tempurung dan rasanya lebih gurih dari kelapa normal (Maskromo and Novarianto 2007). Jumlah dan produksi kelapa jenis ini sangat terbatas sedangkan kebutuhan akan kelapa tersebut sangat tinggi sehingga menyebabkan harga kelapa per butir dapat mencapai 10 kali lebih tinggi dibandingkan kelapa normal, yaitu antara 20 ribu sampai 30 ribu rupiah per butir (Maskromo and Novarianto 2007). Akibatnya, budidaya kelapa kopyor menjadi sangat layak untuk dilakukan meskipun bagi seorang petani kecil yang memiliki lahan 0.1 ha atau setara dengan 18 pohon kelapa kopyor (Hutapea et al. 2007).

  Seperti halnya kelapa biasa, kelapa kopyor ditemukan pada kedua tipe kelapa, baik kelapa dalam maupun kelapa genjah. Pada kelapa dalam, persentase buah kopyor yang dihasilkan sangat rendah, yaitu antara 1 sampai 2 butir per tandan sedangkan pada kelapa genjah, persentase butir kopyor yang dihasilkan dapat mencapai 50 % (Maskromo and Novarianto 2007). Kelapa genjah memiliki ciri-ciri batang pendek (# 15 m), pangkal batang tidak membesar, lambat pertumbuhannya dengan umur yang lebih singkat (35 sampai 40 tahun), buah yang kecil dan umumnya menyerbuk sendiri. Namun, kelapa jenis ini mampu menghasilkan buah lebih cepat (umur 2-4 tahun setelah tanam) dan berbuah banyak, yaitu antara 80 – 100 buah per tahun (Perera et al. 2009a). Kelapa dalam memiliki batang yang lebih besar dan lebih tinggi (# 30 m), pangkal batang membesar, umur lebih lama (dapat mencapai 100 tahun) dan menyerbuk silang. Kelapa type ini baru menghasilkan buah antara 6 – 8 tahun setelah tanam dan hanya menghasilkan kelapa kurang dari 50 buah per tahun (Perera et al. 2009a). Persilangan antara kedua type kelapa tersebut akan dihasilkan kelapa hibrida dengan sifat-sifat unggul diantara keduanya (Foale 2003). Sampai saat ini belum ada upaya untuk membuat kelapa kopyor hibrida karena belum adanya kelapa kopyor true-to-type baik kelapa kopyor dalam maupun kelapa kopyor genjah. Penelitian ini memiliki tujuan jangka panjang untuk membuat kelapa kopyor unggul tersebut.

2.2 Perbanyakan Kelapa Kopyor secara In Vitro

  Budidaya kelapa kopyor memiliki kendala dalam hal penyediaan bibit. Kelapa kopyor tidak dapat berkecambah secara alami karena daging buahnya yang tidak mampu mendukung perkembangan embryo (Maskromo and Novarianto 2008). Pembibitan kelapa kopyor yang saat ini dilakukan adalah dengan menanam kelapa normal yang dihasilkan oleh pohon yang menghasilkan kelapa kopyor. Akibatnya persentase keberhasilan untuk menghasilkan kelapa kopyor cukup rendah yaitu antara 5 – 25 % (Maskromo and Novarianto 2008).

  Alternatif untuk mengatasi kelemahan dalam menyediaan bibit kelapa kopyor adalah secara in vitro baik melalui perbanyakan dari sel somatik (embryogenesis somatic) maupun melalui sel zygotik (kultur embryo dan embryo splitting). Berbagai upaya telah dilakukan untuk menyediakan bibit kelapa secara masal melalui embryogenesis somatik, namun tingkat keberhasilan teknik tersebut masih rendah (Montero-Cortes et al. 2010; Perera et al. 2009b; Perera et al. 2007; Perera et al. 2008; Perez-Nunez et al. 2006). Hal yang sama juga terjadi ketika teknik tersebut diaplikasikan untuk penyediaan bibit kelapa kopyor (Sukendah 2009).

  Satu satunya alternatif yang tersedia untuk memproduksi bibit kelapa kopyor adalah melalui kultur embryo. Tanaman kelapa kopyor yang dihasilkan dari teknik in vitro tersebut dipercaya mampu menghasilkan buah dengan persentase buah kopyor mencapai 90 % (Mashud and Manaroinsong 2007). Bahkan apabila dikombinasikan dengan seleksi induk yang tepat mampu menghasilkan kelapa dengan persentase kopyor mencapai 100 % seperti yang terjadi pada kelapa makapuno (Rillo et al. 2002).

2.2.1 Kultur Embryo

  Kultur embryo adalah teknik menumbuhkan embryo zygotik yang diisolasi dari biji secara in vitro sampai embryo tersebut berkecambah dan menghasilkan bibit tanaman baru (George 2008). Teknik ini paling mudah dilakukan dibandingkan teknik in vitro lainnya karena eksplan yang digunakan sudah berupa embryo yang siap berkecambah. Namun, teknik ini hanya mampu menghasilkan satu tanaman per eksplan yang dikecambahkan (Raghavan 2003).

  Kultur embryo dilaporkan telah banyak digunakan untuk penyediaan bibit berbagai tanaman yang mengalami kendala dalam perkecambahannya secara alami (Raghavan 2003). Kultur embryo juga merupakan metode yang paling mudah dilakukan dalam teknik penyimpanan plasma nutfah secara in vitro (Abdelnour-Esquivel and Engelmann 2002; Nadarajan et al. 2007; Pritchard and Prendergast 1986; Sisunandar et al. 2010a; Sisunandar et al. 2010b; Steinmacher et al. 2007; Walters et al. 2002).

2.2.2 Embryo Splitting

  Kendala utama yang dihadapi pada aplikasi kultur embryo untuk penyediaan bibit kelapa kopyor adalah hanya dihasilkannya satu bibit dari setiap embryo yang ditanam, sedangkan setiap buah kopyor hanya terdapat satu buah embryo. Akibatnya bibit kelapa kopyor yang dihasilkan dari teknik ini menjadi sangat mahal bagi para petani (Maskromo

  

et al. 2007). Alternatif yang tersedia adalah dengan melakukan pembelahan embryo

  (embryo splitting) untuk meningkatkan jumlah eksplan yang ditanam (Mashud 2010; Sukendah 2009). Namun tingkat keberhasilan teknik ini juga masih rendah (kurang dari 60 %) dengan sebagian embryo tumbuh akar tanpa tunas sehingga tidak dapat digunakan sebagai bibit (Sukendah 2009).

2.3 Progress Penelitian Kultur Embryo Kelapa

  Kultur embryo kelapa pada umumnya dibedakan menjadi dua tahap (Rillo 2004), yaitu tahap germinasi embryo kelapa sampai dihasilkan bibit lengkap dengan tunas dan akar yang dilakukan secara in vitro dan tahap mengaklimatisasikan bibit yang diperoleh dari lingkungan in vitro agar dapat hidup di lingkungan ex vitro.

2.3.1 Tahap Germinasi

  Embrio kelapa yang akan di tanam dalam media kultur di ambil dari buah yang berumur 10-11 bulan. Tahap koleksi embrio dari lapang terdiri atas tahap pemanenan buah kelapa sebagai sumber embryo, pengupasan dan pengambilan silinder endosperma, pemisahan embryo dari endosperma. Pengambilan silinder endosperma dilakukan dengan menggunakan pipa besi dengan diameter 1,6 cm pada mata aktif. Tahap selanjutnya merupakan tahap yang paling penting dalam kultur jaringan yaitu tahap teknik aseptic yang terdiri dari persiapan embrio steril dan pemeliharaan embrio secara in vitro. Embrio kelapa disterilkan dengan menggunakan 3 % larutan natrium hipoklorit selama 5 menit lalu dicuci selama beberapa saat dengan menggunakan akuad.Tingkat keberhasilan kultur embryo kelapa sampai saat ini masih bervariasi tergantung kepada kondisi laboratorium masing-masing pusat penelitian maupun pengalaman dan kemampuan tenaga peneliti dalam mengaplikasikan teknik in vitro (Engelmann 2005). Tingkat keberhasilan kultur embryo kelapa bervariasi antara 15 – 88 % (Karun et al. 2002; Mashud 2002; Rillo et al. 2002; Weerakoon et al. 2002).

  Aplikasi kultur embrio untuk menghasilkan bibit kelapa telah banyak dilakukan di beberapa negara seperti Sri Lanka, Perancis, Filipina, India termasuk Indonesia. Namun, tingkat keberhasilan kultur embryo di setiap negara bervariasi, sedangkan aplikasi pada kelapa kopyor memberikan hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan kelapa normal. Pada tahap ini, tingkat keberhasilan germinasi embryo kelapa kopyor di Indonesian Coconut and Other Palm Research Institute (ICOPRI), Manado adalah 63 % (Mashud and Manaroinsong 2007), sedangkan di Universitas Pembangunan Nasional (UPN) Surabaya sebesar 47 % (Sukendah et al. 2008). Di Universitas Muhammadiyah Purwokerto, hasil germinasi embryo kelapa kopyor tipe genjah asal Purbalingga Jawa Tengah juga menunjukkan tingkat keberhasilan yang hampir sama, yaitu 55 % (Sriyanti 2010).

2.3.2 Tahap Aklimatiasi

  Aklimatisasi adalah tahapan untuk memindahkan plantlet atau bibit tanaman yang dihasilkan dari kultur jaringan dari lingkungan in vitro ke lingkungan ex vitro (George and Debergh 2008). Tahapan ini merupakan tahap paling penting dari kultur embryo karena sangat memungkinkan menyebabkan kegagalan dan matinya bibit yang dihasilkan. Plantlet yang dihasilkan dari kultur jaringan umumnya tumbuh dalam tabung yang tertutup rapat guna menghindari kontaminasi, namun kondisi ini mengakibatkan kelembapan udara di dalam tabung jauh lebih tinggi dibandingkan kondisi di luar tabung sehingga mengakibatkan pertukaran gas CO

  2 dengan lingkungan luar menjadi sangat

  terbatas (Paspisilova et al. 1999). Disamping itu, media tanam umumnya diberi tambahan gula sebagai sumber karbon dan energi serta intensitas cahaya yang relatif rendah. Ketiga hal tersebut mengakibatkan plantlets yang dihasilkan menjadi abnormal baik secara morfologi maupun fisiologi sehingga menyebabkan kegagalan dalam produksi bibit menggunakan teknik kultur jaringan (Afreen et al. 2002; Franco et al. 2007; George and Debergh 2008; Paspisilova et al. 1999; Preece and West 2006).

  Pada kultur embryo kelapa tingkat kegagalan pada tahap aklimatisasi masih relatif tinggi, berkisar 60 sampai 90 % (Engelmann and Batugal 2002; Karun et al. 2002). Kegagalan pada kultur embryo kelapa kopyor juga sangat tinggi, yaitu mencapai 80 % (Mashud and Manaroinsong 2007).

  Beberapa upaya telah dilakukan untuk memperbaiki protokol kultur embryo guna meningkatkan kesintasan tanaman pada tahap aklimatisasi seperti menginduksi peningkatan jumlah akar primer dan sekunder dengan menambahkan zat pengatur tumbuh auksin ke dalam media tanam (Lien 2002; Rillo et al. 2002), perbaikan teknik aklimatisasi dengan menggunakan kotak plastik (Magdalita et al. 2010), maupun pemberian gas CO2 ke dalam kotak aklimatisasi guna meningkatkan laju fotosintesis tanaman yang diaklimatisasi (Samosir et al. 2008).

  Perlakuan-perlakuan tersebut dan beberapa perlakuan lain yang umum digunakan untuk meningkatkan keberhasilan aklimatisasi seperti pengaruh cahaya, kelembapan, udara, suhu maupun substrat tanam (Afreen 2005), belum pernah diaplikasikan pada kultur embryo kelapa kopyor sehingga dalam penelitian ini akan dilakukan upaya meningkatkan kesintasan bibit kelapa kopyor pada tahap aklimatisasi

2.4 Embryo Splitting serta Kemungkinan Aplikasinya pada Kelapa Kopyor

  Aplikasi teknik embryo yang dibelah (embryo splitting) pada perbanyakan kelapa kopyor memiliki tingkat germinasi yang masih rendah, yaitu kurang dari 60 % (Sukendah 2009). Beberapa cara dapat dilakukan untuk meningkatkan germinasi embryo kelapa seperti seleksi teknik pembelahan embryo, seleksi medium dasar dan penambahan zat pengatur tumbuh ke dalam medium tanam.

  2.4.1 Seleksi Teknik Pembelahan.

  Terdapat satu teknik pembelahan yang telah dilaporkan oleh Sukendah (2009) yaitu embryo dibelah menjadi dua kemudian ditanam pada medium germinasi. Kelemahan yang diperoleh dari teknik ini adalah hanya dua eksplan yang ditanam disamping memerlukan media yang lebih banyak. Teknik lain yang lebih efisien yang perlu dicobakan adalah dengan membelah embryo secara bertahap, yaitu dengan menoreh embryo sampai seperempat dan menoreh embryo sampai setengahnya. Embryo ditoreh menjadi dua, empat maupun delapan bagian.

  2.4.2 Seleksi Medium Tanam.

  Media yang umum digunakan dalam kultur embryo dan embryo splitting adalah ”Hybrid Embryo Culture (HEC)” (Rillo, 2004), Y

  3 (Eeuwens 1976) maupun medium

  ”Coconut Research Institute” (Y3CRI) (Weerakoon et al. 2002). Media HEC memiliki kelebihan komposisi dibandingkan dua media yang lain, yaitu dalam hal vitamin (folic acid, biotin dan glycine). Senyawa-senyawa tersebut juga telah dilaporkan mampu meningkatkan perkecambahan kelapa seperti telah dilaporkan pada penelitian.

2.4.3 Seleksi Zat Pengatur Tumbuh

  Beberapa zat pengatur tumbuh telah dicobakan untuk meningkatkan germinasi embryo kelapa normal seperti asam gibberellat (GA

  3 ; (Karun et al. 2002; Mashud 2002;

  Pech y Ake et al. 2007; Pech y Ake et al. 2002; Weerakoon et al. 2002), asam absisat (ABA, (Damasco 2002; Karun et al. 2002; Mashud 2002; Weerakoon et al. 2002), benziladenina (BAP, (Rillo et al. 2002)) dan asam naftalen asetat (NAA, (Rillo et al.

  2002). Beberapa zat pengatur tumbuh yang ditambahkan ke dalam media tanam dilaporkan mampu meningkatkan germinasi embryo kelapa, seperti GA (Mashud 2002;

  3 Pech y Ake et al. 2007; Pech y Ake et al. 2002; Weerakoon et al. 2002) dan ABA (Karun

et al. 2002). Namun, zat pengatur tumbuh yang lain tidak mampu meningkatkan

  germinasi embryo kelapa seperti NAA, BAP (Rillo et al. 2002) dan ABA (Damasco 2002).

  Pada kultur embryo kelapa kopyor, penambahan GA

  3 ke dalam medium telah

  diujikan namun hasilnya menunjukkan bahwa perlakuan tersebut tidak mampu meningkatkan germinasi embryo kelapa kopyor. Pemberian GA

  3 dengan durasi yang

  berbeda maupun penambahan zat pengatur tumbuh yang lain ke dalam media tanam belum pernah dilaporkan dan akan diujikan dalam penelitian ini.

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

  3.1 Tujuan

  Sampai saat ini, protokol embryo splitting belum tersedia sehingga belum dapat diaplikasikan untuk penyediaan bibit kelapa kopyor secara masal, sehingga tujuan utama penelitian ini adalah untuk mengembangkan protokol embryo splitting dan mengaplikasikannya dalam produksi bibit kelapa kopyor.

  Adapun tujuan penelitian ini adalah : Menguji dua teknik pembelahan embryo zygotik guna memperoleh teknik 1. pembelahan yang optimal. Melakukan seleksi dua medium dasar yang paling baik untuk mengecambahkan 2. embryo yang dibelah, Melakukan seleksi konsentrasi zat pengatur tumbuh yang paling optimum untuk 3. mengecambahkan embryo yang dibelah.

  3.2 Manfaat Penelitian

  Penelitian tentang pengembangan protokol embryo splitting untuk penyediaan bibit kelapa kopyor sangat penting dilakukan mengingat tingginya nilai ekonomi kelapa kopyor dan belum tersedianya protokol yang memadai. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan luaran jangka pendek dan jangka panjang yang penting dalam pengembangan ipteks, menunjang pembangunan nasional khususnya berdampak ekonomi dan sosial, serta berperan penting dalam pengembangan institusi khususnya Laboratorium Genetika dan Botani (LGB), Program Studi Pendidikan Biologi, maupun bagi Universitas Muhammadiyah Purwokerto pada umumnya.

  Pengembangan Ipteks. Penelitian ini diharapkan memberikan dampak jangka

  pendek berupa protokol embryo splitting dengan tingkat keberhasilan yang lebih tinggi dibandingkan dengan protokol sebelumnya (Mashud 2010; Sukendah 2009). Disamping itu dari penelitian ini juga diharapkan dapat dihasilkan data tentang keragaman morfologi, sitologi, biokimia dan molekuler dari bibit yang dihasilkan dari teknik tersebut sehingga layak untuk dipublikasikan. Target minimal yang ingin dicapai adalah satu artikel di jurnal internasional dapat dipublikasikan dari penelitian ini dan satu artikel yang dipublikasikan di jurnal nasional terakreditasi setelah kegiatan penelitian ini berakhir.

  Luaran jangka panjang yang diharapkan dapat dihasilkan dari penelitian ini adalah dengan dihasilkannya bibit kelapa kopyor true to type maka dalam jangka waktu yang tidak terlalu lama (1 sampai 3 tahun setelah penelitian ini berakhir), bibit dapat ditanam di lapang untuk kemudian dijadikan kebun plasma nutfah kelapa kopyor pertama di Indonesia. Diharapkan dapat ditanam dua type kelapa kopyor, yaitu dalam dan genjah, sehingga dalam jangka panjang (10 – 15 tahun) akan dapat dihasilkan kelapa hibrida kopyor yang unggul. Kebun plasma nutfah ini akan menjadi pusat penelitian kelapa kopyor pertama di Indonesia dan bahkan dunia. Sifat kelapa kopyor dengan endoserm yang lembut memungkinkan peneliti tanaman lain khususnya tanaman berbiji untuk mengaplikasikan gen yang terdapat pada kelapa kopyor ke tanaman lain sehingga diperoleh tanaman pangan dengan tekstur yang lebih lembut dibandingkan dengan tekstur tanaman pangan yang tersedia saat ini.

  Menunjang Pembangunan Nasional. Dampak jangka pendek yang diperoleh dari

  penelitian ini adalah dihasilkannya bibit kelapa kopyor yang memiliki nilai ekonomi sangat tinggi, Harga bibit mencapai hampir 500 ribu rupiah per bibit (Mashud and Manaroinsong 2007). Namun penelitian ini lebih mementingkan pencapaian jangka panjang, berupa pembangunan kebun plasma nutfah kelapa kopyor. Selanjutnya dengan dihasilkan kelapa kopyor hibrida unggul akan sangat menunjang pendapatan petani kelapa di Indonesia. Seperti diketahui petani kelapa di Indonesia mencapai lebih dari 3 juta orang dan merupakan petani miskin (Mahmud and Ferry 2005). Dengan menanam kelapa kopyor hibrida unggul tersebut diharapkan petani akan meningkat pendapatannya seiring dengan tingginya harga kelapa kopyor (Novarianto et al. 2005). Tersedianya produk kelapa kopyor selanjurnya dalam jangka panjang diharapkan akan memacu tumbuhnya industri pangan kelapa kopyor dan memacu eksport buah kelapa kopyor seperti yang terjadi pada saat ini di Philippina dengan kelapa makapuno.

  Pengembangan Institusi. Kelapa kopyor telah menjadi topik penelitian utama di

  Laboratorium Genetika dan Botani, Universitas Muhammadiyah Purwokerto dalam tiga tahun terakhir. Penelitian melibatkan mahasiswa tahap akhir yang menggunakan topik tentang kelapa kopyor sebagai bahan skripsi mereka. Sampai saat ini proyek penelitian kelapa kopyor telah meluluskan dua orang mahasiswa, sedangkan empat orang mahasiswa yang sedang melakukan penelitian. Sebagian besar biaya penelitian khususnya kelapa kopyor yang digunakan dibiayai oleh peneliti utama secara mandiri. Dengan adanya penelitian hibah bersaing ini, kegiatan penelitian skripsi mahasiswa dapat terbantu dan semakin banyak mahasiswa yang terlibat dalam kegiatan ini.

  Di tingkat laboratorium, kegiatan penelitian ini akan meningkatkan capacity

  

building. Laboratorium memiliki fasilitas laboratorium kultur jaringan, memiliki

  spektrofometer guna menunjang penelitian biokimia dan memiliki mikroskup fluoresecent guna menunjang penelitian sitologi. Pemanfaat peralatan yang dimiliki masih tergolong rendah, lebih menitikberatkan dalam kegiatan praktikum. Penelitian dosen yang masih kurang dalam memanfaatkan fasilitas yang ada, sehingga dengan adanya penelitian ini diharapkan akan memicu penelitian-penelitian dosen yang lain di bidang yang sejenis.

  Di tingkat universitas, kegiatan penelitian dosen khususnya penelitian hibah bersaing masih cukup rendah, rata-rata sekitar 2 judul per tahun. Dengan jumlah dosen yang mencapai lebih dari 300 orang maka jumlah tersebut masih sangat rendah. Dengan adanya penelitian ini diharapkan akan memicu aktivitas penelitian yang lebih banyak lagi.

BAB IV METODE PENELITIAN

4.1 Lokasi dan Bahan Penelitian

  Penelitian optimasi protokol embryo splitting kelapa kopyor dilakukan di Laboratorium Genetika dan Botani (LGB), Universitas Muhammadiyah Purwokerto (UMP) sejak bulan Februari 2013 sampai sekarang. Bahan yang digunakan adalah embryo kelapa kopyor baik type dalam maupun type genjah yang diperoleh dari Kabupaten Purbalingga dan Banyumas. Kelapa kopyor dari Kabupaten Purbalingga dikumpulkan dari para petani kelapa kopyor dari Kecamatan Kejobong untuk kemudian dikirim ke LGB-UMP untuk dilakukan isolasi embryo dan digunakan dalam penelitian ini.

4.2 Isolasi dan Sterilisasi Embryo Kelapa Kopyor

  Tahap awal sebelum dilakukan optimasi protokol embryo splitting adalah dilakukan isolasi embryo yang dilanjutkan dengan sterilisasi permukaan agar embryo yang ditanam pada media kultur jaringan tidak terkontaminasi bakteri maupun jamur. Teknik yang digunakan dalam isolasi dan sterilisasi embryo kelapa kopyor merupakan hasil terbaik dari penelitian sebelumnya yang didanai dengan penelitian Endeavour Award, Ministry of Education Australia tahun 2010. Isolasi embryo dilakukan dengan cara sebagai berikut : setelah buah kelapa kopyor dikupas dan dibelah, kemudian embryo diisolasi dari bagian tertentu dari endosperm kelapa, yaitu tepat dibagian salah satu dari tiga ‘mata’ dari kelapa. Namun sering kali terjadi embryo sudah tidak ditempat semestinya karena sifat endosperm yang kopyor, sehingga embryo harus dicari di antara endosperm yang hancur. Isolasi dilakukan dengan menggunakan sendok makan dengan cara mengambil embryo dengan mengikutkan sebagian endospermnya.