Skrining Tanaman Induk, Analisis Hasil Perbanyakan Vegetatif In Vivo Dan In Vitro Jeruk Keprok Brastepu Bebas Penyakit Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD)

0

SKRINING TANAMAN INDUK, ANALISIS HASIL
PERBANYAKAN VEGETATIF IN VIVO DAN IN VITRO
JERUK KEPROK BRASTEPU BEBAS PENYAKIT
ENYAKIT
LOEM DEGENERATION (CVPD)
CITRUS VEIN PHLOEM

DISERTASI

Oleh:
Isnaini Nurwahyuni
NIM 078104002

Program Doktor (S3) Ilmu Pertanian

PROGRAM DOKTOR ILMU PERTANIAN
PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN

2016

Universitas Sumatera Utara

i

SKRINING TANAMAN INDUK, ANALISIS HASIL
PERBANYAKAN VEGETATIF IN VIVO DAN IN VITRO JERUK
KEPROK BRASTEPU BEBAS PENYAKIT CITRUS VEIN PHLOEM
DEGENERATION (CVPD)

DISERTASI

Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Doktor Dalam Program
Doktor Ilmu Pertanian Pada Program Pascasarjana Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara di Bawah Pimpinan Pejabat Rektor Sumatera Utara
Prof. Subhilhar, Ph.D
Dipertahankan di Hadapan Sidang Terbuka Senat Universitas Sumatera Utara
Pada Tanggal 12Januari 2016

Oleh:
Isnaini Nurwahyuni
NIM 078104002
Program Doktor (S3) Ilmu Pertanian

PROGRAM DOKTOR ILMU PERTANIAN
PASCASARJANA FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

ii
Judul Disertasi

: SKRINING TANAMAN INDUK, ANALISIS HASIL
PERBANYAKAN VEGETATIF IN VIVO DAN IN VITRO
JERUK KEPROK BRASTEPU BEBAS PENYAKIT
CITRUS VEIN PHLOEM DEGENERATION (CVPD)

Nama Mahasiswa

: Isnaini Nurwahyuni

Nomor Induk

: 078104002

Program Studi

: Doktor (S3) Ilmu Pertanian

Menyetujui
Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Justin A Napitupulu, M.Sc
Promotor

Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS

Co-Promotor

Dr. Fauziyah Harahap, MS
Co-Promotor

Ketua Program Studi,

Dekan,

Prof. Dr. Ir. Abdul Rauf, MS

Prof. Dr. Ir. Darma Bakti, MS

Universitas Sumatera Utara

iii
Diuji Pada Ujian Disertasi Terbuka (Promosi Doktor)
Tanggal: 12Januari 2016

PANITIA PENGUJI DISERTASI

Pimimpin Sidang : Prof. Subhilhar, Ph.D (Pejabat Rektor Universitas Sumatera
Utara)
Ketua

: Prof. Dr. Justin A Napitupulu, MS (USU)

Anggota

: Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS (USU)
Dr. Fauziyah Harahap, MS (UNIMED)

Penguji

: Dr. Ir. Hasanuddin, MS (USU)
Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, M.Si (USU)
Dr. Ir. Edy Irwansyah, MS (UISU)

Universitas Sumatera Utara

iv

SURAT PERNYATAAN

Judul Disertasi
SKRINING TANAMAN INDUK, ANALISIS HASIL PERBANYAKAN
VEGETATIF IN VIVO DAN IN VITRO JERUK KEPROK BRASTEPU BEBAS
PENYAKIT CITRUS VEIN PHLOEM DEGENERATION (CVPD)

Dengan ini penulis menyatakan bahwa Disertasi ini sebagai syarat untuk
memperoleh gelar Doktor pada Program Studi Doktor (S3) Ilmu Pertanian pada
Program Pascasarjana Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara adalah benar
merupakan hasil karya penulis sendiri. Adapun pengutipan-pengutipan yang penulis
lakukan pada bagian-bagian tertentu dari karya orang lain dalam penulisan Disertasi ini,
telah penulis cantumkan sumbernya secara jelas sesuai dengan norma, kaidah, dan etika
penulisan ilmiah.
Apabila dikemudian hari ternyata ditemukan seluruh atau sebagian disertasi ini
bukan hasil karya penulis sendiri atau adanya plagiat dalam bagian-bagian tertentu,
penulis bersedia menerima sanksi pencabutan gelar akademik yang penulis sandang dan
sanksi-sanksi lainnya sesuai dengan peraturan perundangan yang berlaku.

Medan, 12 Januari 2016

Penulis,

Isnaini Nurwahyuni
NIM 078104002

Universitas Sumatera Utara

v
SUMMARY OF DISERTASI
Isnaini Nurwahyuni, Screening of Mother Plants, Analysis of In Vivo and In Vitro
Vegetative Propagation of Brastepu Free From Citrus Vein Phloem Degeneration
(CVPD) Diseases, (Under supervision of Prof. Dr. Justin A Napitupulu, M.Sc., as a
Promotor, with Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS and Dr. Fauziyah Harahap, MS as Co
Promotors)
Screening of mother plants, analysis of in vivo and in vitro vegetative propagation
of Brastepu citrus (Citrus nobilis Brastepu) free from citrus vein phloem degeneration
(CVPD) diseases is explained in this Dissertation. The development of agriculture
sector with the basis on local plants are needed to be encouraged, and the focused on
horticulture plants that has economic potential such as citrus is very urgent to be done.
North Sumatra is the Province in Indonesia that can be planted with citrus. One of the

prospect plant is Brastepu citrus that commonly known as "Jeruk Brastagi". The citrus
is very popular due to its phenotype and genetic properties, where the citrus sweet taste,
the fruit is big in size with reddish color, and with high quantity production. However,
this current local citrus becomes a rare plant because it is sensitive to CVPD that make
the citrus is not planted anymore. Replantation of Brastepu citrus has to be done soon to
avoid the plant from deminished. Brastepu citrus become the plant heritage in Indonesia
need to be conserved biologically (bioconservation) to assure the continuation of the
plant. It is predicted that the plant will dissapear in a short time if there is no action been
conducted. This research is aimed to screen survive Brastepu citrus for the status on
CVPD infection in order to have a healthy mother plant to be used as a sources of bud
stick for vegetative in vivo and in vitro propagation to obtain citrus seedling that is free
from CVPD to be planted for replantation of Brastagi citrus.
The study is conducted in the Laboratory Department of Biology FMIPA USU,
and field study in Brastagi, Kabupaten Karo of North Sumatra. The research is the
combination of survey and experimental works. The survey is conducted to collect
survive Brastepu citrus in Brastagi. The experiment is carried out for in vivo and in
vitro propagation to obtain Brastepu citrus seedling free from CVPD. The works are
conducted in three parts, they are: (1) screening of Brastepu citrus directly in the field to
investigate the status of CVPD infection by using visual identification, iodine test, and
histoanatomy, and followed by analysis by using Polymerase Chain Reaction (PCR) in

the laboratory, (2) propagation of Brastepu citrus by cutting bud techniques by using the
scion that is free from CVPD to obtain citrus seedling free from CVPD and compared
with the propagation of the citrus by using by using the scion that is positively infected
CVPD, and (3) in vitro propagation via shoot tip culture and subculture. The experiment
was carried out by completely randomized design (CRD) with variation on the
concentration of growth stimulator of auxin (0.5 – 1.0 mg/L 2,4-D) and cytokinin (0.5 –
3.0 mg/L BAP) that influencing the growth and development of callus, embryosomatic,
and tuber of the citrus. Investigation for CVPD infection on Brastepu citrus was
conducted successively through visual investigation for the growth and development of
the plants, they are seen from leaves and stem appearance, fruit formation, carpel fruit
taste, and shape of seeds, the iodine test, and hystochemical test for leave tissue. The
confirmation for the presence of CVPD infection is carried out by analysis citrus DNA
by using PCR compare to positive control of CVPD (C+) and control negative of CVPD
(C-) standards, and the size of single band that produced by PCR compared to the ladder
(M/L). The stability of citrus genetic was examined by using Random Amplified
Polymorphic DNA (RAPD) by using 20 primers RAPD, SSR and ISSR.

Universitas Sumatera Utara

vi

Screening of CVPD for 20 survived Brastepu citrus plants has been conducted,
where the plants are grown in differents areas in Kabupaten Karo. The plants are
estimated between 10 to 30 years old with the living conditions are varied depends on
the condition of the plants. The results for CVPD from visual investigation and
laboratory analysis are consistent one to another. Identification from phenotype
appearance on the leaves, stem, fruit, carpel fruit taste, and the shape of seeds can be
used to predict CVPD infection. Amylum test for leave tissues, both via iodine test and
hystochemical followed by analysis by PCR support the results of visual investigation
on CVPD infection. There are 12 plants are free from CVPD (plants no 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 10, 13, and 14), and eight plants are positively infected by the the CVPD (plants
no 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, and 20). All Brastepu citrus grown in Desa Bukit are
healthy and free from CVPD, and therefore, they can be used as mother plants as
sources of bud stick for vegetative in vivo and in vitro propagation to obtain citrus
seedling that is free from CVPD in the next experiments.
Citrus propagation via cutting bud method by using bud stick from healthy plants
and free from CVPD onto a lemon citrus (C. aurantium) root stock has successfully
been conducted. The strategy to obtain optimum condition for the growth and
development of Brastepu citrus seedling has been achieved. The success on citrus
propagation was influenced by the strategy to store the bud stick and the storage length
time. It is found that the best results are obtained when the occulation of Brastepu citrus

was carried out at the day the bud stick obtained. The longer bud stick stored in banana
sheat results in poor growth of the plants, where slow growth plant achieved. The bud
stick obtained from young plant was found to give better results on the Brastepu citrus
propagation. It is therefore recommended that the propagation of Brastepu citrus has to
be conducted by using bud stick form young plant and has to be conducted soon after
taking the bud stick form mother plants. The results from PCR analysis reveals that all
plants that are propagated by using healthy bud stick produce healthy citrus seedling
and free CVPD. The plants that are propagated by using unhealthy bud stick produce
CVPD infectious citrus seedling, where the leaves are chlorosis with blotchy mottle,
and some are spongy phloem and die back plants, some are yellow leaves, and some are
defoliation.
In vitro propagation of Brastepu citrus with shoot tip and subculture has been
carried out to obtain citrus seedling through four steps, they are (1) without subculture,
(2) subculture one time, (3) subculture two times, and (4) subculture three times. In the
first treatment, the best weight of callus (1.83 g) was obtained in D1B1 where the shoot
tip explant of Brastepu citrus was treated by using combination of 0.5 mg/L 2,4-D
dengan 0.5 mg/L BAP. The embryosomatic was obtained in D1B2 when treatment
combination is performed by using of 1.0 mg/L 2,4-D dengan 0.5 mg/L BAP. The best
condition of shoot was also produced in the treatment combination of 0.5 mg/L 2,4-D
dengan 1.5 mg/L BAP, where the average is 1.10 shoot. Statistical analysis with
Duncan (P = 0.05) showed that the variation in treatment conditions were significantly
influenced the growth and development of callus, embryosomatic, and the shoot of
Brastepu citrus. Subculture at second treatments with two times subculture produce
callus at D1B1 by using 0.5 mg/L 2,4-D dan 0.5-1.0 mg/L BAP, where the callus was
obtained 2.82 g. The best embryosomatic was obtained in D1B2 by using 0.5 mg/L 2,4D dan 0.5 - 1.0 mg/L BAP, with 24,80 embryosomatic. The best condition to obtain
tuber was in D1B2 by using 0.5 mg/L 2,4-D dan 0.5-1.0 mg/L BAP, where there are
4.00 shoots. Statistical analysis with Duncan (P = 0.05) showed that the variation in
treatment conditions are significantly influenced the growth and development of callus,

Universitas Sumatera Utara

vii
embryosomatic, and the shoot of Brastepu citrus. Direct embryogenesis has also been
performed in MS basal media that is enriched with malt extract and growth stimulator,
where the plantlet and true to type clone that can grow become somatic cell. The growth
and development of embryosomatic directly produce plantlets. Plantlet indicates shoot
with a single big root. Confirmation test for in vitro culture has been performed and the
results showed that all plants are free from CVPD. The DNA band profile from RAPD
analysis reveals that the isolated DNA from in vitro propagation has similar genetic
properties with original plants of Brastepu citrus.
It is concluded that cutting bud propagation of Brastepu citrus by using bud stick
from healthy plants and free from CVPD onto a sour citrus (C. aurantium) root stock
can be used to produce Brastepu citrus seedling as a first step in the bioconservation of
the citrus. The seedling results from cutting bud technique can be used as a source of
explant for in vitro propagation of Brastepu citrus for mass production of healthy and
CVPD free of Brastepu citrus. It is suggested for shoot tip in vitro propagation to use
with subculture one time because the strategy can produce good quality seedling. Future
study need to be conducted to obtain better quality seedling of Brastepu citrus to be
used in the replantation of local citrus in national plantation as the strategy for
bioconservation of local citrus.

Universitas Sumatera Utara

viii
RINGKASAN DISERTASI
Isnaini Nurwahyuni, Skrining Tanaman Induk, Analisis Hasil Perbanyakan
Vegetatif In Vivo Dan In Vitro Jeruk Keprok Brastepu Bebas Penyakit Citrus Vein
Phloem Degeneration (CVPD). (Dibawah bimbingan Prof. Dr. Justin A
Napitupulu, M.Sc., sebagai Promotor, Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS dan Dr.
Fauziyah Harahap, MS sebagai Co Promotor)
Skrining tanaman induk dan perbanyakan vegetatif in vivo dan in vitro dari Citrus
nobilis Brastepu atau jeruk Brastepu bebas penyakit citrus vein phloem degeneration
(CVPD) dijelaskan dalam disertasi ini. Pembangunan sektor pertanian yang berorientasi
pada peningkatan produk lokal unggulan sangat perlu mendapat perhatian, terutama
terhadap potensi tanaman hortikultura penghasil buah yang memiliki nilai ekonomi
tinggi seperti jeruk. Propinsi Sumatera Utara termasuk salah satu daerah yang cukup
baik untuk ditanami jeruk. Produk jeruk yang berasal dari Sumatera Utara antara lain
adalah "Jeruk Brastagi", yaitu jeruk Brastepu. Di pasaran lokal, jeruk Brastagi
mempunyai harga jual tinggi karena memiliki keunggulan genetika seperti cita rasa
manis segar, bentuk buah dan warna yang menarik, ukuran buah besar, dan kuantitas
buah banyak. Akan tetapi, jeruk lokal ini sudah sangat langka, bahkan budidaya
tanaman tidak banyak yang dilanjutkan karena rentan terhadap penyakit CVPD.
Budidaya jeruk Brastepu sangat mendesak agar varietas ini tidak sampai mengalami
kepunahan. Pengembangbiakan jeruk Brastepu juga merupakan aset berharga dalam
keanekaragaman hayati Indonesia sehingga perlu dikonservasi secara biologi
(biokonservasi) agar jeruk lokal ini tidak punah. Bila biokonservasi tidak segera
dilakukan maka diperkirakan jeruk lokal Brastagi akan punah dalam waktu beberapa
tahun lagi. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan skrining terhadap tanaman induk
jeruk Brastepu yang masih bertahan hidup dari serangan CVPD dan erupsi Gunung
Sinabung, serta melakukan biokonservasi melalui perbanyakan secara vegetatif in vivo
dan in vitro untuk penyediaan bibit jeruk Brastepu bebas CVPD, sehingga dapat
digunakan sebagai sumber bibit mengatasi kelangkaan jeruk lokal Brastagi.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Biologi FMIPA USU, dan di areal
perkebunan jeruk di Kecamatan Brastagi, Kabupaten Karo, Sumatera Utara. Isolasi
DNA dan PCR dilakukan di Laboratorium Bioteknologi Fakultas Pertanian, UGM,
Yogyakarta dan Horticulture Laboratory, Horticulture Department, College of
Agriculture, Funchess Hall, Auburn University, Auburn-USA. Penelitian adalah
gabungan antara survey dan eksperimental. Survey dilakukan untuk mendapatkan
tanaman induk jeruk keprok Brastepu yang masih bertahan hidup dari serangan CVPD
di Kecamatan Brastagi. Eksperimen dilakukan dalam mempelajari perbanyakan
tanaman secara vegetatif in vivo dan in vitro untuk menghasilkan bibit yang bebas
CVPD. Penelitian dilakukan dengan tiga tahap yaitu: (1) Melakukan skrining tanaman
induk jeruk Brastepu secara langsung di lapangan melalui identifikasi visual, dan secara
tidak langsung melalui teknik sambung, uji iodium, histokimia daun yang diamati
dengan mikroskop, dan Polymerase Chain Reaction (PCR), (2) Melakukan perbanyakan
secara okulasi menggunakan mata tempel tanaman yang sehat dan bebas CVPD dan
dibandingkan dengan mata tempel tanaman yang terserang CVPD, dan (3) Melakukan
kultur meristem pucuk (shoot tip) dan subkultur untuk perbanyakan tanaman jeruk
Brastepu. Percobaan dilakukan dengan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial
dengan variasi konsentrasi zat pengatur tumbuh auksin (0,5 - 1,0 mg/L 2,4-D) dan
sitokinin (0,5 - 3,0 mg/L BAP) yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
kalus, embriosomatik, dan tunas tanaman. Konfirmasi infeksi CPVD di dalam tanaman

Universitas Sumatera Utara

ix
dan kultur dilakukan secara visual dan PCR pada DNA hasil isolasi dengan
menggunakan kontrol positif CVPD (C+), kontrol negatif CVPD (C-), dan penentuan
ukuran pita dibandingkan dengan ladder (M/L). Kestabilan genetik kultur jeruk keprok
Brastepu untuk semua kelompok perlakuan diuji menggunakan Random Amplified
Polymorphic DNA (RAPD) dengan 20 Primer RAPD, SSR dan ISSR.
Skrining tanaman induk telah dilakukan untuk melihat infeksi CVPD pada jeruk
keprok Brastepu. Sebanyak 20 pohon jeruk keprok Brastepu yang bertahan hidup di
Kabupaten Karo berumur antara 10 - 30 tahun dengan kondisi bervariasi. Identifikasi
dan konfirmasi CVPD pada tanaman memberikan hasil yang konsisten satu dengan
yang lain dan saling mendukung. Identifikasi secara visual pada pertumbuhan dan
perkembangan tanaman, melalui bentuk daun dan pucuk, keadaan buah, keadaan daging
buah dan biji dapat digunakan sebagai indikasi infeksi CVPD. Akumulasi amilum
melalui uji iodium, analisis histokimia daun memperkuat hasil identifikasi terhadap
infeksi CVPD, dan analisis DNA dengan PCR digunakan untuk konfirmasi spesies
penyebab CVPD. Tanaman induk jeruk keprok Brastepu diketahui 12 pohon sehat dan
bebas CVPD (pohon nomor 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 13, dan 14), dan 8 pohon lainnya
positif atau terinfeksi CVPD jeruk (pohon nomor 11, 12, 15, 16, 17, 18, 19, dan 20).
Semua pohon jeruk dari Desa Bukit sehat dan bebas CVPD sehingga dapat digunakan
sebagai tanaman induk pada studi lanjutan.
Perbanyakan jeruk Brastepu secara okulasi menggunakan mata tempel dari
tanaman jeruk yang sehat dan bebas CVPD pada batang bawah jeruk asam (C.
aurantium) telah berhasil dilakukan. Strategi yang baik dan kondisi optimum dalam
teknik okulasi untuk menempelkan mata tunas jeruk Brastepu pada batang pohon jeruk
asam telah ditemukan dan menghasilkan bibit jeruk yang tumbuh dan berkembang
dengan baik. Keberhasilan tanaman induk batang bawah menyatu dengan mata tempel
sangat dipengaruhi oleh lama penyimpanan bud stick. Okulasi dengan menggunakan
bud stick pada hari yang sama dengan pengambilan mata tempel sangat tepat dalam
teknik okulasi jeruk Brastepu. Semakin lama bud stick disimpan di dalam pelepah
pisang maka akan semakin berkurang kemampuan penyesuaian diri untuk menyatu
dengan batang bawah. Umur bud stick dan lama penyimpanan berpengaruh terhadap
pertumbuhan dan pertambahan jumlah tunas, daun, dan cabang jeruk Brastepu. Semakin
muda umur bud stick yang digunakan maka semakin sempurna pertumbuhan daun jeruk
pada tanaman okulasi. Dengan demikian sangat baik apabila mata tempel diambil dari
bud stick tanaman induk muda, sehat dan langsung ditempel pada batang bawah. Hasil
analisis DNA dengan teknik PCR menunjukkan bahwa semua tanaman hasil okulasi
dari pohon sehat menghasilkan tanaman bebas CVPD. Tanaman yang diokulasi
menggunakan mata tempel yang terinfeksi CVPD menghasilkan bibit jeruk dengan
gejala klorosis, bercak-bercak (blotchy mottle), beberapa disertai dengan berkas
pengangkut yang bergabus dan mati pucuk (die back), sebagian daun mengering, dan
banyak daun yang rontok. Untuk itu diperlukan pertimbangan matang dalam memilih
mata tempel, yaitu harus bebas dari gejala CVPD agar diperoleh bibit tanaman
berkualitas baik yang bebas penyakit CVPD.
Kultur meristem pucuk (shoot tip) dan subkultur jeruk keprok Brastepu telah
dilakukan untuk mendapatkan bibit jeruk Brastepu melalui empat cara yaitu: (1) tanpa
subkultur, (2) subkultur 1 kali, (3) subkultur 2 kali, dan (4) subkultur 3 kali. Pada
perlakuan 1, eksplan pucuk jeruk Brastepu diperoleh bobot kalus tertinggi pada
perlakuan D1B1, menggunakan kombinasi 0,5 mg/L 2,4-D dengan 0,5 mg/L BAP,
dengan bobot kalus 1,83 g. Rataan jumlah embriosomatik tertinggi diperoleh pada
kelompok D1B2 menggunakan kombinasi 1,0 mg/L BAP dengan 0,5 mg/L 2,4-D

Universitas Sumatera Utara

x
diperoleh 20,60 embriosomatik. Kondisi terbaik di dalam menghasilkan tunas adalah
pada kelompok perlakuan D1B3 melalui pemberian 0,5 mg/L 2,4-D dan 1,5 mg/L BAP
dengan rata-rata 1,10 tunas. Analisis statistik menggunakan uji jarak Duncan
(P =
0,05) menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan berbeda nyata terhadap pertumbuhan
dan perkembangan kalus, embriosomatik dan tunas jeruk keprok Brastepu. Dengan
subkultur, kondisi paling baik diperoleh pada perlakuan 2 dengan dua kali subkultur,
yaitu bobot kalus tertinggi diperoleh pada perlakuan D1B1 menggunakan 0,5 mg/L 2,4D dan 0,5-1,0 mg/L BAP, dengan bobot kalus 2,82 g. Jumlah embriosomatik tertinggi
diperoleh pada kelompok D1B2 menggunakan 0,5 mg/L 2,4-D dan 0,5-1,0 mg/L BAP
dihasilkan 24,80 embriosomatik. Kondisi terbaik di dalam menghasilkan tunas adalah
pada perlakuan D1B2 dihasilkan rata-rata 4,00 tunas. Analisis statistik menggunakan uji
jarak Duncan (P = 0,05) menunjukkan bahwa pengaruh perlakuan berbeda nyata
terhadap pertumbuhan dan perkembangan kalus, embriosomatik dan tunas jeruk keprok
Brastepu. Teknik embriogenesis langsung di dalam media padat MS basal yang
diperkaya dengan ekstrak malt dan zat pengatur tumbuh dapat menghasilkan planlet
atau organ dan klon true to type yang langsung berkembang dari satu sel somatik.
Pertumbuhan dan perkembangan embriosomatik pada kultur langsung dapat
menghasilkan planlet dan tunas di dalam media, tetapi belum memiliki akar yang
sempurna, masih berupa akar tunggal yang membesar. Konfirmasi PCR menunjukkan
bahwa semua kultur jeruk keprok hasil in vitro bebas dari CVPD. Analisis RAPD
terhadap profil pita DNA menggambarkan bahwa DNA sampel jeruk yang diperbanyak
secara in vitro tidak menunjukkan perbedaan genetik.
Penyediaan bibit jeruk keprok Brastepu sebagai langkah awal biokonservasi dapat
dilakukan melalui perbanyakan secara okulasi dari sumber tanaman yang masih hidup
dan bebas CVPD. Cara ini dapat digunakan sebagai sumber bibit mengatasi kelangkaan
jeruk lokal di Sumatera Utara dan sekaligus untuk penyediaan bahan eksplan untuk
perbanyakan massal secara teknik in vitro. Mata tempel yang digunakan dalam teknik
okulasi harus bebas dari gejala CVPD agar diperoleh bibit tanaman berkualitas baik
yang bebas penyakit CVPD. Perbanyakan tanaman secara in vitro melalui kultur
meristem pucuk dan subkultur jeruk Brastepu hendaknya dilakukan melalui satu kali
subkuktur karena dapat menghasilkan planlet dengan kualitas baik. Untuk itu perlu
dilakukan penelitian lanjutan untuk mendapatkan bibit tanaman berkualitas baik dalam
jumlah besar agar dapat digunakan memenuhi bibit tanaman yang bebas CVPD untuk
ditanam di perkebunan rakyat dan perkebunan nasional dalam rangka konservasi
tanaman lokal penghasil buah dengan kuantitas dan kualitas produksi yang baik.

Universitas Sumatera Utara

xi
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Kuasa, atas segala
berkatNya yang telah memberikan kesehatan dan kekuatan kepada penulis sehingga
Disertasi dengan judul “Skrining Tanaman Induk, Analisis Hasil Perbanyakan
Vegetatif In Vivo Dan In Vitro Jeruk Keprok Brastepu Bebas Penyakit Citrus Vein
Phloem Degeneration (CVPD)” dapat diselesaikan.
Perhatian terhadap produk lokal penghasil buah yang memiliki nilai ekonomi
tinggi seperti jeruk Brastagi perlu mendapat prioritas karena Propinsi Sumatera Utara
termasuk salah satu daerah yang cukup baik untuk ditanami jeruk. Usaha untuk
menyelamatkan jeruk keprok Brastepu (Citrus nobilis Brastepu) untuk selanjutnya
disebut jeruk Brastepu atau keprok Brastepu saja sangat mendesak dilakukan untuk
mengatasi kepunahan jeruk lokal andalan Sumatera Utara. Jeruk tersebut memiliki
keunggulan genetika seperti cita rasa manis, bentuk buah dan warna yang menarik,
ukuran buah besar, dan mengandung senyawa bioaktif yang digunakan sebagai bahan
obat tradisionil sehingga perlu dan sangat mendesak untuk dilestarikan agar tidak segera
punah. Penelitian Skrining Tanaman Induk, Analisis Hasil Perbanyakan Vegetatif In
Vivo Dan In Vitro Jeruk Brastepu Bebas Penyakit CVPD adalah sebagai usaha untuk
perbanyakan tanaman jeruk tanpa penyakit CVPD merupakan usaha penyelamatan jeruk
Brastepu dari kepunahan. Keberhasilan penelitian ini telah memberikan kontribusi
dalam usaha perbanyakan tanaman vegetatif secara in vivo dan in vitro menghasilkan
bibit jeruk Brastepu yang bebas penyakit CVPD untuk dapat digunakan sebagai bibit
oleh perkebunan rakyat dan perkebunan nasional. Berbagai langkah skrining dan
konfirmasi terhadap keberadaan infeksi CVPD di dalam tanaman jeruk Brastepu telah
dibahas terutama dalam strategi untuk identifikasi secara visual, uji iodium, histokimia,
dan analisis DNA dengan menggunakan PCR dan RAPD telah dijelaskan dalam
disertasi ini.
Dalam kesempatan ini penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
Promotor, yaitu Bapak Prof. Dr. Justin A Napitupulu, M.Sc, dan Co-Promotor Ibu Prof.
Dr. Ir. Rosmayati, MS, Ibu Dr. Fauziyah Harahap, MS, dan Penguji Bapak Dr. Ir.
Hasanudin, MS dan Ibu Dr. Ir. Lollie Agustina P. Putri, MSi yang sudah memberikan
ilmu dan pengetahuan yang memadai kepada penulis dalam perencanaan dan
pelaksanaan penelitian sampai penulisan Disertasi ini. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada Ketua Program Studi Program S3 Ilmu Pertanian Bapak Prof. Dr.
Ir. Abdul Rauf, MS, dan kepada Dekan Fakultas Pertanian USU Bapak Prof. Dr. Ir.
Darma Bakti, MS yang sudah membantu penulis dalam kegiatan akademik di Program

Universitas Sumatera Utara

xii
Studi Program S3 Ilmu Pertanian FP USU sehingga Disertasi ini dapat diselesaikan.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada Rektor Universitas Sumatera Utara dan
DP2M Dikti Kemendikbud (sekarang menjadi Kemenristek Dikti) yang sudah
memberikan dana penelitian sehingga beberapa tahapan penelitian ini dapat
dilaksanakan di Luar Negeri. Ucapan terima kasih disampaikan kepada pimpinan,
laboran dan teknisi di Laboratorium Departemen Biologi FMIPA Universitas Sumatera
Utara, Laboratorium Bioteknologi Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta,
dan Horticulture

Laboratory, Auburn University, Auburn-USA, yang sudah

memberikan kesempatan kepada penulis untuk melakukan tahapan penelitian, dan
membantu dalam kegiatan penelitian.
Ucapan terima kasih disampaikan kepada Dinas Pertanian Brastagi Kabupaten
Karo yang sudah membantu dan mengirimkan staf ahli yang memiliki spesialisasi
tanaman jeruk sebagai pemandu, narasumber primer yang memberi informasi tentang
keberadaan varietas jeruk lokal Brastagi yang masih hidup dan berproduksi di
Kabupaten Karo, Propinsi Sumatera Utara. Ucapan terima kasih juga disampaikan
kepada keluarga Bapak Sembiring di Desa Bukit Brastagi Kabupaten Karo yang sudah
membantu pelaksanaan penelitian dan sudah memberikan keleluasaan dalam
menggunakan lahan pertaniannya sebagai bagian dari penelitian ini.
Ucapan terima kasih juga disampaikan kepada semua pihak yang sudah
membantu promovendus dalam pelaksanaan penelitian ini, terutama rekan-rekan
mahasiswa Pascasarjana FP USU yang sudah memberikan masukan dan dorongan
sehingga tahapan penulisan disertasi ini dapat terwujud. Ucapan terima kasih juga
disampaikan kepada keluarga yang dengan sabar mendukung promovendus dalam
pelaksanaan penelitian sampai penulisan Disertasi ini. Penelitian ini masih panjang
sampai diperoleh luaran yang memadai dalam penyelamatan jeruk lokal Brastagi.
Penulis berharap agar hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai informasi ilmiah
tentang jeruk keprok varietas lokal Sumatera Utara. Kiranya hasil penelitian ini
bermanfaat bagi pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi serta merupakan
langkah awal di dalam penyelamatan dan penyediaan bibit jeruk Brastepu sebagai
varietas lokal yang berasal dari Sumatera Utara.
Medan, 12 Januari 2016
Mahasiswa,

Isnaini Nurwahyuni
NIM. 078104002

Universitas Sumatera Utara

xiii
DAFTAR ISI
Halaman
i
ii
iii
iv
v
viii
xi
xiii
xvii
xix
xxiv

Sampul Dalam Disertasi
Lembar Pengesahan
Lembar Panitian Penguji Ujian Terbuka
Surat Pernyataan
Research Summary
Ringkasan Disertasi
Kata pengantar
Daftar Isi
Daftar Tabel
Daftar Gambar
Daftar Lampiran
BAB I
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Perumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Manfaat Penelitian

1
1
6
6
7

BAB II
2.1.
2.1.1.
2.1.2.
2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.3.
2.3.1.
2.3.2.
2.3.3.
2.3.4.
2.4.
2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.4.4.
2.4.5.
2.4.6.
2.5.

TINJAUAN PUSTAKA
Jeruk Sebagai Tanaman Budidaya
Morfologi Buah Jeruk
Jeruk Lokal Sumatera Utara
Penyakit Pada Jeruk
Penyakit Citrus Vein Phloem Degeneration (CVPD) Pada Jeruk
Polymerase Chain Reaction (PCR) Untuk Deteksi CVPD
Seleksi Tanaman Untuk PCR
Perbanyakan Vegetatif Tanaman Berkayu
Perbanyakan Vegetatif Jeruk
Teknik Okulasi Perbanyakan Vegetatif Jeruk
Pemilihan Batang Bawah Jeruk Untuk Okulasi
Teknik Grafting Perbanyakan Vegetatif Jeruk
Kultur In Vitro Tanaman
Kultur In Vitro Jeruk
Faktor Penentu Dalam Kultur In Vitro Jeruk
Kultur Meristem Pada Jeruk
Embriogenesis Somatik Untuk Perbaikan Genetik Jeruk
Zat Pengatur Tumbuh Pada Kultur In Vitro Jeruk
Subkultur Pada Kultur In Vitro Jeruk
Hipotesis Penelitian

BAB III SKRINING PENYAKIT CITRUS VEIN PHLOEM DEGENERATION
(CVPD) PADA JERUK KEPROK BRASTEPU(Citrus nobilis
BRASTEPU)
Abstrak
Kata Kunci .
3.1.
Pendahuluan
3.2.
Tujuan Penelitian
3.3.
Hipotesis Penelitian

Universitas Sumatera Utara

8
8
11
13
20
26
32
34
35
36
38
40
41
42
43
45
47
48
49
50
54

55
55
55
56
57
58

xiv
3.4.
3.4.1.
3.4.2.
3.4.3.
3.4.4.
3.4.4.1.
3.4.4.2.
3.4.4.3.
3.4.4.4.
3.5.
3.5.1.
3.5.1.1.
3.5.1.2.

Bahan dan Metode
Tempat dan Waktu
Bahan dan Alat
Metode
Prosedur Penelitian
Pengamatan Morfologi Untuk Identifikasi Tanaman Dari Gejala CVPD
Uji Iodium Untuk Skrining CVPD
Histokimia Daun Jeruk Dengan Iodium
Isolasi DNA dan PCR
Hasil Penelitian dan Pembahasan
Hasil Penelitian
Morfologi Pohon Jeruk Keprok Brastepu Sehat dan Gejala CVPD
Morfologi Daun Jeruk Keprok Brastepu Untuk Skrining CVPD
3.5.1.3. Morfologi Buah Jeruk Keprok Brastepu Untuk Skrining CVPD
3.5.1.4. Uji Iodium Untuk Skrining CVPD Pada Jeruk Keprok Brastepu
3.5.1.5. Uji konfirmasi CVPD Melalui Histokimia Daun Jeruk
3.5.1.6. Isolasi DNA dan Konfirmasi Infeksi CVPD Pada Jeruk Keprok
Brastepu
3.5.1.6.1. Isolasi DNA daun jeruk keprok Brastepu
3.5.1.6.2. Analisis DNA jeruk keprok Brastepu secara Elektroforesis
3.5.1.7. Konfirmasi CVPD Secara PCR Pada DNA Jeruk Keprok Brastepu
3.5.2. Pembahasan
3.6.
Kesimpulan
BAB IV TEKNIK OKULASI UNTUK PERBANYAKAN BIBIT JERUK
KEPROK BRASTEPU (Citrus nobilis BRASTEPU) BEBAS
PENYAKIT CITRUS VEIN PHLOEM DEGENERATION
Abstrak
Kata Kunci:
4.1.
Pendahuluan
4.2.
Tujuan Penelitian
4.3.
Hipotesis Penelitian
4.4.
Bahan dan Metode
4.4.1. Bahan Penelitian
4.4.2. Penyediaan Batang Bawah Jeruk Asam
4.4.3. Okulasi Jeruk Keprok Brastepu Pada Jeruk Asam
4.4.4. Uji Infeksi CVPD Pada Tanaman Jeruk Hasil Okulasi
4.4.5. Prosedur Penelitian
4.5.
Hasil Penelitian
4.5.1. Teknik Okulasi Perbanyakan Jeruk Keprok Brastepu
4.5.2. Pengaruh Penyimpanan Mata Tunas Terhadap Pertumbuhan Tunas
Dalam Okulasi Jeruk Keprok Brastepu
4.5.3. Pertumbuhan dan Perkembangan Jeruk Keprok Brastepu Hasil Okulasi
4.5.4. Panjang Tunas Hasil Okulasi Jeruk Keprok Brastepu
4.5.5. Jumlah Daun Hasil Okulasi Jeruk Keprok Brastepu
4.5.6. Jumlah Cabang Hasil Okulasi Jeruk Keprok Brastepu
4.5.7. Keberhasilan Teknik Okulasi Jeruk keprok Brastepu
4.5.8. Skrining CVPD Hasil Okulasi dengan Asal Mata Tunas Jeruk Sehat
4.5.9. Okulasi Menggunakan Mata Tempel Dari Tanaman Terserang CVPD
(Konfirmasi)

58
58
58
59
59
60
61
62
63
64
64
65
72
76
78
82
85
85
87
88
91
99

100
100
100
101
102
103
103
104
106
107
107
110
110
114
116
117
121
125
129
132
135

Universitas Sumatera Utara

xv
4.6.
4.7.

Pembahasan
Kesimpulan

141
146

BAB V KULTUR MERISTEM PUCUK DAN SUBKULTUR JERUK
KEPROK BRASTEPU(Citrus nobilis BRASTEPU)
Abstrak
Kata Kunci:
5.1.
Pendahuluan
5.2.
Tujuan Penelitian
5.3.
Hipotesis Penelitian
5.4.
Metode Penelitian
5.4.1. Tempat dan Waktu
5.4.3. Kerangka PenelitianTeknik In Vitro
5.4.4. Rancangan PenelitianTeknik In Vitro
5.4.5. Prosedur Penelitian
5.4.5.1. Penyediaan Media Kultur
5.4.5.2. Sterilisasi Pucuk dan Penanaman Eksplan
5.4.5.3. Penanaman Eksplan Pada Perbanyakan Tidak Langsung dan Secara
Langsung
5.4.5.4. Isolasi DNA Jeruk Hasil Kultur In Vitro
5.4.5.5. Analisis RAPD Hasil Kultur In Vitro
5.4.5.7. Skrining CVPD Dengan PCR
5.4.6. Organisasi dan Analisis Data Penelitian
5.5.
Hasil Penelitian
5.5.1. Penyediaan Jeruk keprok Brastepu Sebagai Sumber Eksplan
5.5.2. Kultur Meristem Pucuk Jeruk Keprok Brastepu Tanpa Subkultur
5.5.2.1. Pertumbuhan dan Perkembangan Kultur Meristem Pucuk Jeruk Keprok
Brastepu Tanpa Subkultur
5.5.2.2. Embriosomatik Pada Kultur Meristem Pucuk Jeruk Keprok Brastepu
Tanpa Subkultur
5.5.2.3. Tunas Pada Kultur Meristem Pucuk Jeruk Keprok Brastepu Tanpa
Subkultur
5.5.2.4. Skrining CVPD pada DNA Kultur Meristem Pucuk Jeruk Keprok
Brastepu Tanpa Subkultur
5.5.3. Kultur Meristem Pucuk Jeruk Brastepu Dengan Satu Kali Subkultur
5.5.3.1. Bobot kalus Jeruk Keprok Brastepu Kultur Meristem Pucuk Dengan
Satu Kali Subkultur
5.5.3.2. Embriosomatik Jeruk Keprok BrastepuPada Kultur Meristem Pucuk
Dengan Satu Kali Subkultur
5.5.3.3. Tunas Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk Dengan
Satu Kali Subkultur
5.5.3.4. Skrining CVPD DNA Kultur Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur
Meristem Pucuk Dengan Satu Kali Subkultur
5.5.4. KulturMeristem Pucuk Jeruk Dengan Dua Kali Subkultur
5.5.4.1. Pertumbuhan Kalus Jeruk Keprok Brastepu Kultur Meristem Pucuk
Dengan Dua Kali Subkultur
5.5.4.2. Embriosomatik Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk
Dengan Dua Kali Subkultur
5.5.4.3. Tunas Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk Dengan
Dua Kali Subkultur

147
147
147
148
149
149
149
149
150
151
152
152
152
153
154
154
156
156
157
157
161
163

172
174
175
179
181
184
186
187
191
194
196

Universitas Sumatera Utara

xvi
5.5.4.4. Skrining CVPD DNA Kultur Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur
Meristem Pucuk Dengan Dua Kali Subkultur
5.5.5. Kultur Meristem Pucuk Jeruk Dengan Tiga Kali Subkultur
5.5.5.1. Kalus Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk Dengan
Tiga Kali Subkultur
5.5.5.2. Embriosomatik Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk
Dengan Tiga Kali Subkultur
5.5.5.3. Tunas Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur Meristem Pucuk Dengan
Tiga Kali Subkultur
5.5.5.4. Skrining CVPD DNA Kultur Jeruk Keprok Brastepu Pada Kultur
Meristem Pucuk Dengan Tiga Kali Subkultur
5.5.6. Teknik In Vitro Propagasi Jeruk Keprok Brastepu dengan Pertumbuhan
dan Perkembangan Kultur Pada Empat Frekuensi subkultur berbeda
5.5.6.1. Perbandingan Bobot kalus Dalam Teknik In Vitro Propagasi Jeruk
keprok Brastepu Pada Empat Frekuensi subkultur berbeda
5.5.6.2. Pembentukan Embriosomatik Dalam Teknik Propagasi Jeruk keprok
Brastepu Pada Empat Frekuensi subkultur berbeda
5.5.6.3. Pertumbuhan Tunas Dalam Teknik Propagasi Jeruk keprok Brastepu
Pada Empat Frekuensi subkultur berbeda
5.5.7. Perbanyakan Secara Teknik Embriogenesis Langsung
5.5.8. Analisis RAPD Kultur Jeruk Keprok Brastepu
5.6.
Pembahasan
5.7.
Kesimpulan
BAB VI PEMBAHASAN UMUM
6.1.
Pendahuluan
6.2.
Gambaran Umum Pelaksanaan dan Hasil Penelitian Skrining CVPD
Pada Jeruk Keprok Brastepu
6.3.
Gambaran Umum Pelaksanaan Dan Hasil Penelitian Teknik Okulasi
Untuk Perbanyakan Bibit Jeruk Keprok Brastepu Bebas CVPD
6.4.
Gambaran Umum Pelaksanaan Dan Hasil Penelitian Kultur Meristem
Pucuk (Shoot Tip) Dan Subkultur Jeruk Keprok Brastepu
6.5.
Kesimpulan

199
200
203
206
208
211
212
213
214
216
219
225
228
234
238
238
239
245
254

BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
7.1.
Kesimpulan
7.1.1. Kesimpulan BAB III, Skrining Penyakit Citrus Vein Phloem
Degeneration (CVPD) Pada Jeruk Keprok Brastepu (Citrus nobilis
Brastepu)
7.1.2. Kesimpulan BAB IV, Teknik Okulasi Untuk Perbanyakan Bibit Jeruk
Keprok Brastepu (Citrus nobilis Brastepu) Bebas Penyakit CVPD
7.1.3. Kesimpulan BAB V, Kultur Meristem Pucuk (Shoot Tip) dan Subkultur
Jeruk Keprok Brastepu (Citrus nobilis Brastepu)
7.2.
Saran dan Rekomendasi

268
268

DAFTAR PUSTAKA

279

269
270
273
277

Universitas Sumatera Utara

xvii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Reaksi berbagai jenis jeruk yang digunakan sebagai batang bawah
terhadap berbagai patogen

41

Tabel 3.1. Komponen pengamatan visual di lapangan sebagai praduga untuk
skrining infeksi patogen CVPD pada tanaman jeruk keprok
Brastepu

60

Tabel 3.2. Hasil pengamatan visual di lapangan sebagai praduga untuk
skrining CVPD pada tanaman jeruk keprok Brastepu dari berbagai
tempat tumbuh berdasarkan warna daun dan jaringan pengangkut
daun, bentuk buah dan bentuk biji jeruk

71

Tabel 3.3. Hasil uji iodium lapangan untuk skrining infeksi CVPD pada
tanaman jeruk keprok Brastepu dari masing-masing 5 buah sampel
daun yang tumbuh di berbagai daerah dilihat berdasarkan
perubahan warna iodium di dalam sampel daun: berwarna coklat
berarti negatif CVPD dan warna biru berarti positif terinfeksi
CVPD.

80

Tabel 3.4. Analisis uji histokimia daun jeruk keprok Brastepu untuk skrining
infeksi CVPD dari berbagai tempat tumbuh berdasarkan anatomi
jaringan petiolum pada tiga buah daun yang disampling.

84

Tabel 3.5. Ringkasan analisis konfirmasi CVPD menggunakan PCR pada
DNA sampel daun jeruk keprok Brastepu yang diperoleh dari
daerah tumbuh yang berbeda di Brastagi, Kabupaten Karo,
Sumatera Utara

90

Tabel 4.1. Rataan panjang tunas jeruk keprok Brastepu pada variasi perlakuan
umur pohon sumber mata tempel dan lama penyimpanan mata
tempel, sampai tanaman hasil okulasi berumur 5 bulan

118

Tabel 4.2. Rataan jumlah daun jeruk keprok Brastepu pada variasi perlakuan
umur pohon sumber mata tempel dan lama penyimpanan mata
tempel, sampai tanaman hasil okulasi berumur 5 bulan.

121

Tabel 4.3. Rataan jumlah cabang jeruk keprok Brastepu pada variasi
perlakuan umur pohon sumber mata tempel dan lama penyimpanan
mata tempel, sampai tanaman hasil okulasi berumur 5 bulan.

126

Tabel 4.4. Tingkat keberhasilan okulasi jeruk keprok Brastepu mulai dari
waktu okulasi sampai tanaman berumur 5 bulan dilihat dari jumlah
mata tempel yang hidup, pertumbuhan tunas, dan pertumbuhan dan
perkembangan daun dan cabang pada masing-masing kelompok
perlakuan.

130

Tabel 4.5. Skrining CVPD jeruk keprok Brastepu menggunakan DNA dengan
teknik PCR daun jeruk yang berasal dari sampel hasil okulasi umur
6 bulan.

134

Tabel 4.6. Pertumbuhan jeruk keprok Brastepu hasil okulasi dengan
menggunakan mata tempel yang terserang CVPD, diamati sampai 5
bulan. Tanaman dipelihara dengan penyiraman dan pemupukan
yang memadai.

138

Universitas Sumatera Utara

xviii
Tabel 4.7. Skrining tanaman hasil okulasi umur 6 bulan dengan menggunakan
mata tempel dari tanaman yang mengalami gejala penyakit CVPD.
Tanaman dirawat dengan baik dengan penyiraman dan pemupukan

140

Tabel 5.1. Kultur in vitro jeruk keprok Brastepu dengan rancangan acak
lengkap kombinasi variasi jenis zat pengatur tumbuh auksin (D)
dan sitokinin (B), dan pada masing-masing perlakuan ditambah
atau tanpa suplemen.

152

Tabel 5.2. Primer dan susunan basa untuk analisis keragaman dengan RAPD,
ISR, ISSR jeruk keprok Brastepu hasil kultur embriogenesis tidak
langsung

155

Tabel 5.3. Pertumbuhan dan karakteristik kultur meristem pucuk jeruk keprok
Brastepu tanpa subkultur di dalam media MS padat yang diperkaya
auksin 2,4-D dan sitokinin BAP. Angka rataan yang diikuti oleh
huruf yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada
uji jarak Duncan (P = 0,05).

164

Tabel 5.4. Pertumbuhan, perkembangan dan karakteristik kultur jeruk keprok
Brastepu pada kultur meristem pucuk dengan satu kali subkultur di
dalam media MS yang diperkaya dengan zat pengatur tumbuh
setelah umur subkultur empat bulan. Angka rataan yang diikuti
oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda
nyata pada uji jarak Duncan (P = 0,05).

178

Tabel 5.5. Pertumbuhan dan karakteristik kultur meristem pucuk jeruk keprok
Brastepu dengan dua kali subkultur di dalam media MS padat
diperkaya ZPT auksin dan sitokinin pada subkultur kedua setelah
berumur empat bulan. Angka rataan yang diikuti oleh huruf kecil
yang sama pada kolom yang sama tidak berbeda nyata pada uji
jarak Duncan (P = 0,05)

190

Tabel 5.6. Pertumbuhan dan karakteristik kultur meristem pucuk jeruk keprok
Brastepu dengan tiga kali subkultur di dalam media MS padat yang
mengandung basal dan diperkaya dengan zat pengatur tumbuh 0,5
mg/L BAP setelah kultur berumur empat bulan. Angka rataan yang
diikuti oleh huruf kecil yang sama pada kolom yang sama tidak
berbeda nyata pada uji jarak Duncan (P = 0,05).

202

Tabel 5.7. Pengaruh pemberian media terhadap pertumbuhan dan
perkembangan kultur pada teknik embriogenesis langsung jeruk
keprok Brastepu.

219

Tabel 5.8. Profil pita DNA menggunakan 20 Primer RAPD, SSR dan ISSR
terhadap 20 sampel jeruk keprok Brastepu untuk tanaman yang
diperoleh melalui propagasi secara subkultur dan embriogenesis
langsung.

226

Tabel 5.8. Profil pita DNA menggunakan 20 Primer RAPD, SSR dan ISSR
terhadap 20 sampel jeruk keprok Brastepu untuk tanaman yang
diperoleh melalui propagasi secara subkultur dan embriogenesis
langsung.

233

Universitas Sumatera Utara

xix
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Bagan percobaan skrining tanaman induk, perbanyakan secara
okulasi dan meristem pucuk (shoot tip) dan sub kultur untuk
perbanyakan bibit jeruk keprok Brastepu bebas CVPD.

54

Gambar 2.1. Bagan percobaan skrining tanaman induk, perbanyakan secara
okulasi dan meristem pucuk (shoot tip) dan subkultur untuk
perbanyakan bibit jeruk keprok Brastepu bebas CVPD.

53

Gambar 3.1. Bagan skrining tanaman induk untuk mendapatkan jeruk keprok
Brastepu yang sehat, bebas dan jeruk berpenyakit CVPD.

59

Gambar 3.2. Morfologi pohon jeruk keprok Brastepu dewasa yang tumbuh di
perkebunan rakyat di Desa Bukit Brastagi Kabupaten Karo
Sumatera Utara: (a) pohon jeruk relatif muda dan sehat, (b)
pohon jeruk tua dan sehat, (c) pohon jeruk relatif muda yang
mulai terserang penyakit (sakit ringan), (d) pohon jeruk tua yang
sakit parah dan mulai meranggas.

65

Gambar 3.3. Morfologi batang dan ranting muda pohon jeruk keprok Brastepu
dewasa: (a) batang pohon jeruk yang sehat, (b) ranting pohon
jeruk yang sehat, (c) batang bawah pohon jeruk yang terserang
CVPD, dan (d) ranting pohon jeruk yang mulai terserang penyakit
(sakit ringan).

67

Gambar 3.4. Morfologi daun pucuk jeruk keprok Brastepu: (a) dan (b) daun
pucuk yang sehat (tanda lingkaran pada gambar) dan berkembang
menjadi daun normal, (c) daun pucuk yang sakit (tanda lingkaran
pada gambar) dan berkembangn menjadi daun yang abnormal,
dan (d) pucuk dengan nimfa D. Citri (tanda panah merah di dalam
lingkaran).

68

Gambar 3.5. Sampel daun jeruk lokal dari 20 pohon induk dari beberapa lokasi
tumbuhnya tanaman. Deskripsi lokasi tumbuh tanaman diringkas
pada Tabel 3.2.

69

Gambar 3.6. Sampling daun pada pohon nomor 1-20 diambil bagian depan dan
bagian belakang untuk menunjukkan bagian tulang daun. Secara
morfologi daun sehat adalah sampel nomor 1 - 10, 13 dan 14, dan
daun yang menunjukkan gejala kurang sehat (yellowing) adalah
sampel nomor 11 - 12, dan 15 - 20.

73

Gambar 3.7. Jeruk menunjukkan simptom penyakit kuning daun oleh pengaruh
CVPD: (a) pertumbuhan jeruk lambat, (b) bentuk daun mengecil,
klorosis, dan blotchy, (c) pertulangan daun berkayu dan pecah, (d)
mati pucuk (die back).

75

Gambar 3.8. Buah dan biji jeruk keprok Brastepu dari tanaman yang terserang
penyakit kuning daun oleh CVPD: (a) buah jeruk yang sehat,
daging buah berwarna orange, (b) biji jeruk sehat berbentuk bulat
lonjong dan berisi, (c) buah jeruk yang sakit berukuran kecil,
daging buah pucat serta mengering, dan (b) biji jeruk sakit
berukuran kecil, memanjang, hitam dan steril atau abortus.

77

Universitas Sumatera Utara

xx
Gambar 3.9. Skrining CVPD melalui uji iodium berdasarkan perubahan warna
pada daun yang sehat dan daun yang terserang CVPD, sampel 1 20 adalah daun jeruk yang diuji menggunakan iodium: berwarna
coklat negatif CVPD dan warna hitam positif terinfeksi CVPD.

79

Gambar 3.10. Anatomi pangkal daun arah petiolum jeruk untuk konformasi
keberadaan serangan CVPD berupa preparat utuh perbesaran 40
kali: (a) jaringan petiolum jeruk yang sehat tidak terinfeksi
CVPD, dan (b) jaringan petiolum jeruk yang sakit karena
terinfeksi CVPD yang ditunjukkan adanya warna hitam sebagai
akumulasi pati.

83

Gambar 3.11. Hasil elektroforesis DNA dari daun jeruk untuk 20 pohon
tanaman ditunjukkan dengan pita yang jelas dan bersih pada
sampel 1 - 20, dibanding dengan marker (M/L). Setiap pita
mengandung 5 μL DNA.

88

Gambar 3.12. Hasil analisis DNA dengan PCR daun jeruk keprok Brastepu
untuk konfirmasi keberadaan serangan CVPD. Sampel yang
positif CVPD adalah sampel No 11, 12, 15, 16,17, 18, 19, dan 20,
dan sampel yang lain negatif atau tidak terinfeksi patogen CVPD.

89

Gambar 4.1. Bagan percobaan teknik perbanyakan okulasi untuk mendapatkan
bibit tanaman jeruk Brastepu yang sehat dan bebas CVPD sama
dengan tanaman induk: (A) Menggunakan mata tempel jeruk
keprok yang sehat (bebas CVPD), (B) Menggunakan mata tempel
jeruk Brastepu yang sakit (terinfeksi CVPD).

103

Gambar 4.2. Penyediaan bibit tanaman batang bawah melalui penyamaian
jeruk asam (C. aurantium) dari biji yang sudah dewasa dan
berkualitas baik: (a) di semaikan di lahan pertanian (umur 3
bulan), (b) Perkembangan tanaman batang bawah di lapang (umur
5 bulan), (c) Contoh satu bibit yang sehat yang digunakan sebagai
batang bawah untuk teknik okulasi (umur 7 bulan).

105

Gambar 4.3. Teknik okulasi untuk perbanyakan tanaman jeruk keprok
Brastepu sebagai mata tempel pada tanaman batang bawah jeruk
asam: (a) Pemotongan bagian tunas jeruk keprok Brastepu, (b)
menyesuaikan ukuran tunas jeruk keprok Brastepu yang akan
ditempelkan, (c) Pemotongan bagian kulit tanaman batang bawah
jeruk asam tempat ditempel, (d) bentuk batang bawah yang
dikelupas sebagai tempat tempelan pada tanaman batang bawah,
(e) Proses penempelan tunas jeruk keprok Brastepu pada batang
bawah, dan (f) pengikatan mata tempel dengan batang bawah
untuk proses inkubasi.

111

Gambar 4.4. Pertumbuhan dan perkembangan tunas jeruk keprok Brastepu
hasil okulasi di dalam polibag: (a) Bagian tunas yang bertumbuh
setelah dibuka selama satu minggu, (b) Tunas jeruk yang
bertumbuh dengan baik setelah dibuka selama 3 minggu, (c)
Pertumbuhan daun jeruk dengan jumlah yang banyak setelah
umur 5 minggu, (d) Pertumbuhan dan perkembangan cabang
jeruk setelah umur 8 minggu.

113

Universitas Sumatera Utara

xxi
Gambar 4.5. Contoh sampel daun jeruk keprok Brastepu (nomor urut sampel
1-20) dari jumlah 40 sampel daun jeruk okulasi. Daun disampling
secara random dari setiap kelompok perlakuan untuk isolasi DNA
yang diperlukan untuk skrining infeksi CVPD menggunakan
DNA dengan teknik PCR.

133

Gambar 4.6. Bentuk hasil analisis DNA dengan PCR pada sampel daun jeruk
keprok Brastepu untuk skrining CVPD: (1 - 40) adalah sampel
DNA jeruk hasil isolasi. Tidak ditemukannya pita pada sampel 1 40 menunjukkan negatif CVPD, dan (M/L) adalah marker.

135

Gambar 4.7. Okulasi jeruk keprok Brastepu hasil okulasi menggunakan mata
tempel dari tanaman yang terinfeksi CVPD: (a) Tanaman induk
terinfeksi CVPD sebagai sumber mata tempel, (b) Bagian tunas
yang bertumbuh setelah dibuka selama 2 minggu, (c)
Pertumbuhan daun jeruk dengan jumlah yang banyak setelah
umur 2 bulan, (d-f) Bentuk sampel daun jeruk hasil okulasi
terinfeksi CVPD berturut-turut setelah tanaman berumur 3 bulan
(d), umur 4 bulan (e) dan umur 5 bulan (f).

136

Gambar 4.8. Pola hasil analisis DNA dengan PCR pada sampel daun jeruk
keprok Brastepu untuk skrining CVPD pada sampel daun nomor
1 – 19 yang disampling dibandingkan terhadap marker (M/L).
Pita protein pada sampel 1-19 menunjukkan positif terinfeksi
CVPD.

141

Gambar 5.1. Bagan percobaan teknik perbanyakan tanaman tidak langsung dan
langsung jeruk keprok Brastepu secara in vitro melalui kultur
meristem pucuk untuk menghasilkan kultur dan planlet bebas
CVPD.

151

Gambar 5.2. Tanaman jeruk keprok Brastepu yang sebagai sumber eksplan: (a)
Pohon jeruk dewasa yang sakit, (b) bentuk buah Jeruk keprok
Brastepu, (c) Perbanyakan jeruk secara okulasi menggunakan
mata tempel tanaman sakit pada jeruk asam, (d) Pertumbuhan
tunas jeruk setelah dua minggu, (e) Bibit jeruk keprok Brastepu
hasil okulasi, dan (f) pertumbuhan tunas dan daun muda bibit
jeruk keprok Brastepu.

158

Gambar 5.3. Bahan tanaman yang diperlukan di dalam kultur pucuk dan
subkultur jeruk keprok Brastepu: (a) Tunas muda dari pucuk jeruk
sehat sebagai bahan eksplan, (b) Meristem pucuk (mst) yang
sudah disterilisasi siap untuk ditanam di dalam media kultur, (c)
Eksplan steril (tanda lingkaran) yang ditanam di dalam media
kultur dengan variasi zat pengatur tumbuh, dan (d) Kultur
diletakkan di dalam rak kultur untuk inkubasi.

160

Gambar 5.4. Pucuk jeruk dengan perbesaran 40 kali menunjukkan sel-sel
meristematik yang dapat menghasilkan kalus dan planlet: (a), (b),
(c) dan (d) adalah menunjukkan posisi seri irisan pucuk jeruk
keprok Brastepu.

161

Gambar 5.5. Pertumbuhan eksplan menjadi kalus pada eksplan meristem
pucuk jeruk keprok Brastepu tanpa subkultur: (a) Eksplan
ditanam di dalam media dengan variasi konsentrasi ZPT umur

Universitas Sumatera Utara

xxii
dua minggu, dan (b) Perbedaan pertumbuhan dan perkembangan
kalus di dalam berbagai variasi media kultur setelah umur satu
bulan.

162

Gambar 5.6. Gambar mikroskopi preparat seri kalus menunjukkan kalus
noduler perbesaran 40 X (a) dan (b) permukaan kalus dengan selsel meristematik, (c) dan (d) diferensiasi meristem membentuk
primordia tunas (tanda panah di dalam gambar).

167

Gambar 5.7. Gambar anatomi mikroskopi preparat awetan yang menunjukka