Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Proliferasi dan Regenerasi Gandum (Triticum Aestivum L.) Genotipe R-043
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT
(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043
Oleh:
Leonardus Bayu Wicaksono
512007008
SKRIPSI
Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroekoteknologi
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS
SALATIGA
2012
1
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT
(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043
SKRIPSI
Oleh:
Leonardus Bayu Wicaksono
512007008
Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian
Salatiga, Juni 2012
Fakultas Pertanian dan Bisnis
Universitas Kristen Satya Wacana
Disetujui oleh,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)
(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)
Disahkan oleh,
Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis
(Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M.)
ii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI
Yang bertanda tangan dibawah ini,
Nama
: Leonardus Bayu Wicaksono
NIM
: 512007008
Program Studi
: Agroekoteknologi
Fakultas
: Pertanian dan Bisnis , Universitas Kristen Satya Wacana
menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi, Judul :
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
Yang dibimbing oleh :
1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.
2. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.
Adalah benar hasil karya saya.
Di dalam laporan skripsi ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian
tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau
meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku
seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis
atau sumber aslinya.
Salatiga,
Juni 2012
Leonardus Bayu W
iii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang
bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Leonardus Bayu Wicaksono
NIM
: 512007008
Program Studi
: Agroekoteknologi
Fakultas
: Pertanian dan Bisnis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
UKSW Hak bebas royalty non-eksklusif (non-exclucive royalty free right) atas karya
ilmiah skripsi saya berjudul:
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
beserta perangkat yang ada (jika perlu).
Dengan hak bebas royalty non-eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan,
mengalihmedia/mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, merawat
dan mempublikasikan skripsi saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis/pencipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di
:
Salatiga
Pada tanggal:
Juni 2012
Yang menyatakan,
Leonardus Bayu W.
Mengetahui,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)
(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Kasih Karunia, Anugerah,
Perkenanan dan berkatNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
Skripsi ini dengan baik dan lancar.
Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Pertanian Strata-1 di Fakultas Pertanian dan Bisnis
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Skripsi ini dilaksanakan di
Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen
Satya Wacana Salatiga.
Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan
baik atas bantuan dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M., sebagai Dekan Fakultas Pertanian
dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
2. Dr. Ir. Bistok H S, M.Si., sebagai Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
3. Dr. Ir. Endang Pudjihartati M.S., dan Dr. Ir. Nugraheni Widyawati M.P.,
sebagai Pembimbing I dan II dalam Skripsi ini.
4. Dr. Ir. Suprihati M.S, selaku wali studi, yang telah membina dan
bimbingan selama penulis menjadi mahasiswa.
5. Bapak ibu dosen Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya
Wacana yang telah mengajar dan mendidik penulis selama dibangku
perkuliahaan.
6. Bapak dan ibu
serta adik-adikku tercinta yang telah memberikan
dorongan serta doa yang sangat luar biasa dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam Skripsi ini.
v
Penulis menyadari bahwa isi dari Skripsi ini belum seluruhnya
sempurna. Namun, penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak yang menggunakannya.
Salatiga, Juni 2012
Penulis
vi
ABSTRAK
Penelitian tentang proliferasi dan regenerasi gandum genotipe R-043 telah
dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Universitas Kristen satya Wacana
Salatiga pada September 2010 hingga Maret 2011. Penelitian ini bertujuan untuk
: (a) mengetahui konsentrasi 2,4-D serta kondisi gelap atau terang terhadap
proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (b) menentukan konsentrasi 2,4-D dan
kondisi inkubasi (gelap dan terang) yang tepat terhadap proliferasi kalus gandum
genotipe R-043, (c) mengetahui pengaruh komposisi zat pengatur tumbuh auksin
dan sitokinin dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum galur
R-043, (d) menentukan komposisi media yang tepat untuk membentuk planlet
dalam regenerasi.
Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap
proliferasi 6 perlakuan yang dilakukan adalah 2,4-D (2,5; 3,0; dan 3,5 mg/l) dan
kondisi inkubasi gelap/terang saat induksi kalus primer . Pada tahap regenerasi
perlakuan yang diberikan adalah 4 komposisi media dengan auksin dan sitokinin.
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok sebagai
rancangan dasarnya. Pada tahap proliferasi menggunakan 4 ulangan, sedangkan
regenerasi dengan 6 ulangan. Data hasil pengamatan yang diperoleh, dianalisis
menggunakan metode sidik ragam dan menguji antar perlakuan digunakan uji
Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan selang kepercayaan 95%.
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa tahap proliferasi pada inkubasi gelap
memberikan diameter kalus, skor serta waktu proliferasi yang lebih baik dari pada
kondisi inkubasi terang. Pada Tahap regenerasi, semua kombinasi perlakuan BAP
3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l
IAA, dan Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, mampu memacu ES membentuk Planlet
dan pucuk, tetapi media dengan komposisi BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA yang
memberikan hasil paling baik.
Kata Kunci: planlet, tunas, regenerasi, proliferasi.
vii
ABSTRACT
This study about proliferation and regeneration of wheat genotype R-043
have been done in laboratory of Tissue Culter, Satya Wacana Christian University
on september 2010 until March 2011. This study aims to determine the effect of:
(a) the concentration of 2,4-D as well as dark or light conditions for callus
proliferation wheat genotypes of R-043, (b) 2,4-D concentrations and incubation
conditions (dark and light) the right to callus proliferation wheat genotypes R-043,
(c) influence the composition of plant growth regulators auxin and cytokinin in
the regeneration of plantlets to produce wheat strains R-043, (d) the composition
of the media the right to form plantlets in regeneration.
This study consists of the proliferation and regeneration. In the
proliferative phase of 6 treatments of 2,4-D concentration (2.5 ; 3.0 and 3.5 mg / l)
and incubation conditions of dark/light primary callus induction time. In the
regeneration stage of 4 treatments best composition of the media between\n auxin
and cytokinin to the regeneration.
This study using the basic design of a Randomized Complete Block
Design. For proliferation was repeated 4 times, while regeneration was repeated
by 6 times. Data were analyzed using a list of observations and analysis of
variance to determine differences between treatments used test Honestly
Significant Difference (HSD) 95%.
The result of this study showed that proliferation in the dark condition give
the best result of callus diameter, callus score and time of proliferation than in
light condition. In regeneration, combination and treatments of BAP 3 mg/l + 0,1
mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, and
Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Somatic embryos are able to stimulate the
regeneration phase to form complete plantlets and shoots, the optimum
composition is only BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA and BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA
showed maximum number or percentage of planlets and shoots.
Keywords: plantlets, shoots, regeneration, proliferation.
viii
RINGKASAN
Tanaman gandum merupakan salah satu komoditas yang sangat penting
dalam industri makanan di Indonesia, sebagian besar kebutuhan bahan dasar
gandum masih di impor. Salah satu cara untuk pemenuhan kebutuhan gandum
nasional adalah dengan budidaya gandum untuk menghasilkan varietas gandum
baru guna memenuhi kebutuhan gandum nasional. Teknologi yang dapat
digunakan untuk menghasilkan varietas baru sangat beragam salah satunya
menggunakan bioteknologi, dimana cara ini memerlukan teknik kultur jaringan.
Aplikasi teknik kultur jaringan, sering menghadapi kendala pada tahap proliferasi
dan regenerasi karena setiap eksplan memiliki respon yang berbeda-beda terhadap
perlakuan yang diberikan.
Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap
proliferasi ingin diketahui pengaruh konsentrasi 2,4-D serta kondisi inkubasi
gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotip R-043, dan Untuk
mengetahui konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap atau terang) yang tepat
terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi ingin
diketahui pengaruh dan komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin yang
tepat dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum genotipe R043.
Media dasar yang digunakan untuk kedua tahap percobaan ini berupa
media dasar MS (Murashige & Skoog). Eksplan yang digunakan berupa kalus
primer gandum genotipe R-043. Kedua tahapan penelitian ini menggunakan
rancangan dasar berupa Rancangan Acak Kelompok. Tahapan proliferasi terdiri
dari 6 perlakuan yaitu 2,5 mg/l 2,4-D terang, 3,0 mg/l 2,4-D terang, 3,5 mg/l
2,4-D terang, 2,5 mg/l 2,4-D gelap, 3,0 mg/l 2,4-D gelap dan 3,5 mg/l 2,4-D
gelap dan setiap perlakuan diulang sebanyak 4 kali, sedangkan tahapan regenerasi
terdiri dari 4 perlakuan yaitu BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l
IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan setiap
perlakuan diulang sebanyak 6 kali. Data hasil pengamatan dianalisis
menggunakan daftar sidik ragam dan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan
digunakan uji BNJ (beda nyata jujur) dengan tingkat kepercayaan 95 %.
ix
Pada tahap penelitian tentang proliferasi diperoleh bahwa peningkatan
konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi gelap, meningkatkan skor kalus tetapi
tidak meningkatkan diameter kalus serta memperpanjang waktu pembentukan ES
sekunder, sedangkan peningkatan konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi terang
menurunkan diameter kalus tetapi tidak mempengaruhi skor kalus dan waktu
pembentukan ES sekunder, sedangkan konsentrasi 2,4-D 3,5 mg/l pada kondisi
inkubasi gelap merupakan media yang paling baik dalam menghasilkan diameter
dan skor kalus serta paling baik membentuk embrio somatik dalam proliferasi
kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi, peningkatan konsentrasi
BAP
menurunkan
persentase
pembentukkan
planlet
dan
pucuk
tetapi
memperpanjang waktu regenerasi, sedangkan persentase pembentukan akar tidak
berbeda nyata. Peningkatan konsentrasi kinetin menunjukkan persentase
pembentukkan planlet dan pucuk yang tidak berbeda nyata, peningkatan
konsentrasi kinetin mampu mempersingkat waktu regenerasi tetapi menurunkan
persentase pembentukkan akar, sedangkan komposisi dan konsentrasi zat pengatur
tumbuh BAP 3 mg/l + IAA 0,1 mg/l memberikan jumlah planlet dan pucuk yang
paling banyak.
x
SUMMARY
Wheat crop is one of the most important commodities in the food industry
in Indonesia, most the basic material of wheat needs are still on imported. One of
the way to get the national wheat producess are with the cultivation of wheat crop
to produce the new variety of wheat. The technology can be used to produce new
varieties are very diverse one using biotechnology, which means it requires a
tissue culture techniques. Application of tissue culture techniques, often face
constraints on the stage of proliferation and regeneration for each explant has a
different response to the treatment given.
The study consisted of proliferative phase and stage of regeneration. At the
stage of proliferation want to know the influence of the concentration of 2,4-D
and incubation conditions (light and dark) to callus proliferation of wheat
genotype R-043, and also want to know the exact of the concentration of 2,4-D
and incubation condition (light and dark) to callus proliferation with the same
genotype. At the stage of regeneration want to know the influence and the exact of
compotition auxin and cytokinin in regeneration process to get the plantlets of
wheat genotype R-043.
Basic medium of the both stage in this experiment is MS medium
(Murashige & Skoog). Explants used in the form of primary callus of wheat
genotype R-043. Both phases of this study using the basic design of a
Randomized Complete Block Design. Proliferation stage consists of 6 treatments
are 2,5 mg/l 2,4-D light, 3,0 mg/l 2,4-D light, 3,5 mg/l 2,4-D light, 2,5 mg/l 2,4-D
dark, 3,0 mg/l 2,4-D dark and 3,5 mg/l 2,4-D dark and each treatment was
repeated 4 times, while the regeneration stage consists of 4 treatments are BAP 3
mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l
dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l and each treatments was repeated 6 times.
Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to
determine differences between treatments used test Honestly Significant
Difference (HSD) 5%.
The results obtained from studies on the effects of 2,4-D concentration
(2,5 mg/l, 3,0 mg/l and 3,5 mg/l) and the light and dark incubation conditions
showed that the dark incubation conditions provide a greater increase in callus
xi
score but not increase callus diameter and give a long time of proliferation to
compose somatic embrious of proliferation. The light incubation condition
provide decrease in callus diameter but did not give a noticeable effect of callus
score and time to compose somatic embrious form, while concentration of 2,4-D
3,5 mg/l in dark condition give the best concentration that produce the best result
of callus diameter and callus score in proliferation of wheat genotype R-043. At
this stage of regeneration, increasing concentrations of BAP reduced the
percentage formation of plantlets and shoots but extended the time of
regeneration, while the percentage of root formation was not significantly
different. Percentage increase in the concentration of kinetin showed the
formation of plantlets and shoots are not significantly different, increasing
concentrations of kinetin could shorten the time of regeneration but lowered the
percentage of root formation, whereas the composition and concentration of
growth regulators BAP 3 mg / l IAA + 0.1 mg / l gives the number of plantlets
and shoots.
xii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL PENELITIAN SKRIPSI .......................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................
ii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI....................
iii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI..................
iv
KATA PENGANTAR...........................................................................
v
ABSTRAK............................................................................................. vii
ABSTRACT........................................................................................... viii
RINGKASAN........................................................................................
ix
SUMMARY...........................................................................................
xi
DAFTAR ISI.......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL.................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
xvii
LAMPIRAN .......................................................................................... 29
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................... 1
1.2. Tujuan ......................................................................
3
1.3. Signifikansi Penelitian .............................................
3
1.4. Batasan Masalah ......................................................
4
1.5. Model Hipotesis ....................................................... 4
BAB II
KERANGKA TEORITIS
2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................... 6
2.1.1. Tanaman Gandum .......................................
6
2.1.2. Eksplan pada Kultur Jaringan Tanaman ...... 7
2.1.3. Perkembangan Eksplan pada Kultur Kalus .
7
2.1.4. Proliferasi.....................................................
8
2.1.5. Regenerasi....................................................
9
2.2. Hipotesis Penelitian .................................................
9
2.3. Definisi dan Pengukuran Variable ........................... 10
xiii
BAB III
METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................. 13
3.2. Rancangan Penelitian dan Perlakuan........................
13
3.2.1. Rancangan Penelitian Proliferasi................
13
3.2.2. Rancangan Penelitian Regenerasi...............
14
3.3. Pengamatan
3.3.1. Pengamatan Utama ...................................... 14
3.3.2. Pengamatan Selintas .................................... 15
3.4. Analisis Data ............................................................ 15
3.5. Alat dan Bahan Penelitian
3.5.1. Alat Penelitian .............................................
15
3.5.2. Bahan Penelitian .......................................... 15
3.6. Prosedur Pelaksanaan Penelitian
3.6.1. Pembuatan Stock .........................................
16
3.6.2. Pembuatan Media ........................................ 16
3.6.3. Sterilisasi Media .......................................... 16
3.6.4. Proliferasi Kalus........................................... 16
3.6.5. Regenerasi Kalus.......................................... 17
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Pengamatan Selintas
4.1.1. Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo
dan Total ES Hasil Proliferasi................
18
4.1.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet,
Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan
Akar per Eksplan.......................................... 19
4.2. Pengamatan Utama
4.2.1. Diameter Kalus Hasil Proliferasi.................. 19
4.2.2. Waktu Proliferasi.......................................... 21
4.2.3. Skor ES Hasil Proliferasi.............................. 22
4.2.4. REGENERASI.............................................
BAB V
23
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan...............................................................
xiv
26
BAB VI
5.2. Saran.........................................................................
26
DAFTAR PUSTAKA
27
KATA PENGANTAR........................................................ 28
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo
dan Total ES Hasil Proliferasi..................................
18
Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot
hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per
Eksplan.....................................................................
19
Tabel 4.3.
Diameter Kalus Hasil Proliferasi..............................
21
Tabel 4.4.
Waktu Proliferasi......................................................
22
Tabel 4.5.
Skor ES Hasil Proliferasi..........................................
23
Tabel 4.6.
Regenerasi................................................................. 25
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1.
Model Hipotesis Proliferasi......................................
4
Gambar 1.2.
Model Hipotesis Regenerasi.....................................
5
Gambar 2.1.
Kriteria skoring kalus................................................ 11
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Analisi Diameter Kalus............................................. 30
Lampiran 2.
Analisis Waktu Proliferasi........................................
31
Lampiran 3.
Analisis Skor kalus hasil Proliferasi........................
32
Lampiran 4.
Analisis Persentase Pembentukan Planlet................
33
Lampiran 5.
Analisis Persentase Pembentukan Pucuk...............
34
Lampiran 6.
Amalisis Persentase Pembentukan Spot hijau +
akar............................................................................ 35
Lampiran 7.
Analisis Persentase Pembentukan Spot Hijau
Lampiran 8.
Analisis Persentase Pembentukan Akar.................... 37
Lampiran 9.
Analisis Waktu Regenerasi....................................... 38
Lampiran 10.
Gambar ES Gandum Genotipe R-043......................
39
Lampiran 11.
Gambar Planlet dan Pucuk.......................................
40
Lampiran 12.
Gambar Spot hijau +akar, Spot hijau, akar...............
41
xviii
36
GENOTIPE R-043
PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT
(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043
Oleh:
Leonardus Bayu Wicaksono
512007008
SKRIPSI
Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian
Program Studi Agroekoteknologi
UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS
SALATIGA
2012
1
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT
(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043
SKRIPSI
Oleh:
Leonardus Bayu Wicaksono
512007008
Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis
guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian
Salatiga, Juni 2012
Fakultas Pertanian dan Bisnis
Universitas Kristen Satya Wacana
Disetujui oleh,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)
(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)
Disahkan oleh,
Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis
(Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M.)
ii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI
Yang bertanda tangan dibawah ini,
Nama
: Leonardus Bayu Wicaksono
NIM
: 512007008
Program Studi
: Agroekoteknologi
Fakultas
: Pertanian dan Bisnis , Universitas Kristen Satya Wacana
menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi, Judul :
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
Yang dibimbing oleh :
1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.
2. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.
Adalah benar hasil karya saya.
Di dalam laporan skripsi ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian
tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau
meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku
seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis
atau sumber aslinya.
Salatiga,
Juni 2012
Leonardus Bayu W
iii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI
UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS
Sebagai civitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang
bertanda tangan dibawah ini :
Nama
: Leonardus Bayu Wicaksono
NIM
: 512007008
Program Studi
: Agroekoteknologi
Fakultas
: Pertanian dan Bisnis
Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada
UKSW Hak bebas royalty non-eksklusif (non-exclucive royalty free right) atas karya
ilmiah skripsi saya berjudul:
PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)
GENOTIPE R-043
beserta perangkat yang ada (jika perlu).
Dengan hak bebas royalty non-eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan,
mengalihmedia/mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, merawat
dan mempublikasikan skripsi saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai
penulis/pencipta.
Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.
Dibuat di
:
Salatiga
Pada tanggal:
Juni 2012
Yang menyatakan,
Leonardus Bayu W.
Mengetahui,
Pembimbing I
Pembimbing II
(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)
(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Kasih Karunia, Anugerah,
Perkenanan dan berkatNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan
Skripsi ini dengan baik dan lancar.
Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
memperoleh gelar Sarjana Pertanian Strata-1 di Fakultas Pertanian dan Bisnis
Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Skripsi ini dilaksanakan di
Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen
Satya Wacana Salatiga.
Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan
baik atas bantuan dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena
itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M., sebagai Dekan Fakultas Pertanian
dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
2. Dr. Ir. Bistok H S, M.Si., sebagai Ketua Program Studi Agroekoteknologi
Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.
3. Dr. Ir. Endang Pudjihartati M.S., dan Dr. Ir. Nugraheni Widyawati M.P.,
sebagai Pembimbing I dan II dalam Skripsi ini.
4. Dr. Ir. Suprihati M.S, selaku wali studi, yang telah membina dan
bimbingan selama penulis menjadi mahasiswa.
5. Bapak ibu dosen Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya
Wacana yang telah mengajar dan mendidik penulis selama dibangku
perkuliahaan.
6. Bapak dan ibu
serta adik-adikku tercinta yang telah memberikan
dorongan serta doa yang sangat luar biasa dalam penyelesaian skripsi ini.
7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah
membantu dalam Skripsi ini.
v
Penulis menyadari bahwa isi dari Skripsi ini belum seluruhnya
sempurna. Namun, penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua
pihak yang menggunakannya.
Salatiga, Juni 2012
Penulis
vi
ABSTRAK
Penelitian tentang proliferasi dan regenerasi gandum genotipe R-043 telah
dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Universitas Kristen satya Wacana
Salatiga pada September 2010 hingga Maret 2011. Penelitian ini bertujuan untuk
: (a) mengetahui konsentrasi 2,4-D serta kondisi gelap atau terang terhadap
proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (b) menentukan konsentrasi 2,4-D dan
kondisi inkubasi (gelap dan terang) yang tepat terhadap proliferasi kalus gandum
genotipe R-043, (c) mengetahui pengaruh komposisi zat pengatur tumbuh auksin
dan sitokinin dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum galur
R-043, (d) menentukan komposisi media yang tepat untuk membentuk planlet
dalam regenerasi.
Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap
proliferasi 6 perlakuan yang dilakukan adalah 2,4-D (2,5; 3,0; dan 3,5 mg/l) dan
kondisi inkubasi gelap/terang saat induksi kalus primer . Pada tahap regenerasi
perlakuan yang diberikan adalah 4 komposisi media dengan auksin dan sitokinin.
Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok sebagai
rancangan dasarnya. Pada tahap proliferasi menggunakan 4 ulangan, sedangkan
regenerasi dengan 6 ulangan. Data hasil pengamatan yang diperoleh, dianalisis
menggunakan metode sidik ragam dan menguji antar perlakuan digunakan uji
Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan selang kepercayaan 95%.
Hasil Penelitian menunjukkan bahwa tahap proliferasi pada inkubasi gelap
memberikan diameter kalus, skor serta waktu proliferasi yang lebih baik dari pada
kondisi inkubasi terang. Pada Tahap regenerasi, semua kombinasi perlakuan BAP
3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l
IAA, dan Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, mampu memacu ES membentuk Planlet
dan pucuk, tetapi media dengan komposisi BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA yang
memberikan hasil paling baik.
Kata Kunci: planlet, tunas, regenerasi, proliferasi.
vii
ABSTRACT
This study about proliferation and regeneration of wheat genotype R-043
have been done in laboratory of Tissue Culter, Satya Wacana Christian University
on september 2010 until March 2011. This study aims to determine the effect of:
(a) the concentration of 2,4-D as well as dark or light conditions for callus
proliferation wheat genotypes of R-043, (b) 2,4-D concentrations and incubation
conditions (dark and light) the right to callus proliferation wheat genotypes R-043,
(c) influence the composition of plant growth regulators auxin and cytokinin in
the regeneration of plantlets to produce wheat strains R-043, (d) the composition
of the media the right to form plantlets in regeneration.
This study consists of the proliferation and regeneration. In the
proliferative phase of 6 treatments of 2,4-D concentration (2.5 ; 3.0 and 3.5 mg / l)
and incubation conditions of dark/light primary callus induction time. In the
regeneration stage of 4 treatments best composition of the media between\n auxin
and cytokinin to the regeneration.
This study using the basic design of a Randomized Complete Block
Design. For proliferation was repeated 4 times, while regeneration was repeated
by 6 times. Data were analyzed using a list of observations and analysis of
variance to determine differences between treatments used test Honestly
Significant Difference (HSD) 95%.
The result of this study showed that proliferation in the dark condition give
the best result of callus diameter, callus score and time of proliferation than in
light condition. In regeneration, combination and treatments of BAP 3 mg/l + 0,1
mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, and
Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Somatic embryos are able to stimulate the
regeneration phase to form complete plantlets and shoots, the optimum
composition is only BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA and BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA
showed maximum number or percentage of planlets and shoots.
Keywords: plantlets, shoots, regeneration, proliferation.
viii
RINGKASAN
Tanaman gandum merupakan salah satu komoditas yang sangat penting
dalam industri makanan di Indonesia, sebagian besar kebutuhan bahan dasar
gandum masih di impor. Salah satu cara untuk pemenuhan kebutuhan gandum
nasional adalah dengan budidaya gandum untuk menghasilkan varietas gandum
baru guna memenuhi kebutuhan gandum nasional. Teknologi yang dapat
digunakan untuk menghasilkan varietas baru sangat beragam salah satunya
menggunakan bioteknologi, dimana cara ini memerlukan teknik kultur jaringan.
Aplikasi teknik kultur jaringan, sering menghadapi kendala pada tahap proliferasi
dan regenerasi karena setiap eksplan memiliki respon yang berbeda-beda terhadap
perlakuan yang diberikan.
Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap
proliferasi ingin diketahui pengaruh konsentrasi 2,4-D serta kondisi inkubasi
gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotip R-043, dan Untuk
mengetahui konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap atau terang) yang tepat
terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi ingin
diketahui pengaruh dan komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin yang
tepat dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum genotipe R043.
Media dasar yang digunakan untuk kedua tahap percobaan ini berupa
media dasar MS (Murashige & Skoog). Eksplan yang digunakan berupa kalus
primer gandum genotipe R-043. Kedua tahapan penelitian ini menggunakan
rancangan dasar berupa Rancangan Acak Kelompok. Tahapan proliferasi terdiri
dari 6 perlakuan yaitu 2,5 mg/l 2,4-D terang, 3,0 mg/l 2,4-D terang, 3,5 mg/l
2,4-D terang, 2,5 mg/l 2,4-D gelap, 3,0 mg/l 2,4-D gelap dan 3,5 mg/l 2,4-D
gelap dan setiap perlakuan diulang sebanyak 4 kali, sedangkan tahapan regenerasi
terdiri dari 4 perlakuan yaitu BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l
IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan setiap
perlakuan diulang sebanyak 6 kali. Data hasil pengamatan dianalisis
menggunakan daftar sidik ragam dan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan
digunakan uji BNJ (beda nyata jujur) dengan tingkat kepercayaan 95 %.
ix
Pada tahap penelitian tentang proliferasi diperoleh bahwa peningkatan
konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi gelap, meningkatkan skor kalus tetapi
tidak meningkatkan diameter kalus serta memperpanjang waktu pembentukan ES
sekunder, sedangkan peningkatan konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi terang
menurunkan diameter kalus tetapi tidak mempengaruhi skor kalus dan waktu
pembentukan ES sekunder, sedangkan konsentrasi 2,4-D 3,5 mg/l pada kondisi
inkubasi gelap merupakan media yang paling baik dalam menghasilkan diameter
dan skor kalus serta paling baik membentuk embrio somatik dalam proliferasi
kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi, peningkatan konsentrasi
BAP
menurunkan
persentase
pembentukkan
planlet
dan
pucuk
tetapi
memperpanjang waktu regenerasi, sedangkan persentase pembentukan akar tidak
berbeda nyata. Peningkatan konsentrasi kinetin menunjukkan persentase
pembentukkan planlet dan pucuk yang tidak berbeda nyata, peningkatan
konsentrasi kinetin mampu mempersingkat waktu regenerasi tetapi menurunkan
persentase pembentukkan akar, sedangkan komposisi dan konsentrasi zat pengatur
tumbuh BAP 3 mg/l + IAA 0,1 mg/l memberikan jumlah planlet dan pucuk yang
paling banyak.
x
SUMMARY
Wheat crop is one of the most important commodities in the food industry
in Indonesia, most the basic material of wheat needs are still on imported. One of
the way to get the national wheat producess are with the cultivation of wheat crop
to produce the new variety of wheat. The technology can be used to produce new
varieties are very diverse one using biotechnology, which means it requires a
tissue culture techniques. Application of tissue culture techniques, often face
constraints on the stage of proliferation and regeneration for each explant has a
different response to the treatment given.
The study consisted of proliferative phase and stage of regeneration. At the
stage of proliferation want to know the influence of the concentration of 2,4-D
and incubation conditions (light and dark) to callus proliferation of wheat
genotype R-043, and also want to know the exact of the concentration of 2,4-D
and incubation condition (light and dark) to callus proliferation with the same
genotype. At the stage of regeneration want to know the influence and the exact of
compotition auxin and cytokinin in regeneration process to get the plantlets of
wheat genotype R-043.
Basic medium of the both stage in this experiment is MS medium
(Murashige & Skoog). Explants used in the form of primary callus of wheat
genotype R-043. Both phases of this study using the basic design of a
Randomized Complete Block Design. Proliferation stage consists of 6 treatments
are 2,5 mg/l 2,4-D light, 3,0 mg/l 2,4-D light, 3,5 mg/l 2,4-D light, 2,5 mg/l 2,4-D
dark, 3,0 mg/l 2,4-D dark and 3,5 mg/l 2,4-D dark and each treatment was
repeated 4 times, while the regeneration stage consists of 4 treatments are BAP 3
mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l
dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l and each treatments was repeated 6 times.
Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to
determine differences between treatments used test Honestly Significant
Difference (HSD) 5%.
The results obtained from studies on the effects of 2,4-D concentration
(2,5 mg/l, 3,0 mg/l and 3,5 mg/l) and the light and dark incubation conditions
showed that the dark incubation conditions provide a greater increase in callus
xi
score but not increase callus diameter and give a long time of proliferation to
compose somatic embrious of proliferation. The light incubation condition
provide decrease in callus diameter but did not give a noticeable effect of callus
score and time to compose somatic embrious form, while concentration of 2,4-D
3,5 mg/l in dark condition give the best concentration that produce the best result
of callus diameter and callus score in proliferation of wheat genotype R-043. At
this stage of regeneration, increasing concentrations of BAP reduced the
percentage formation of plantlets and shoots but extended the time of
regeneration, while the percentage of root formation was not significantly
different. Percentage increase in the concentration of kinetin showed the
formation of plantlets and shoots are not significantly different, increasing
concentrations of kinetin could shorten the time of regeneration but lowered the
percentage of root formation, whereas the composition and concentration of
growth regulators BAP 3 mg / l IAA + 0.1 mg / l gives the number of plantlets
and shoots.
xii
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL PENELITIAN SKRIPSI .......................................................... i
HALAMAN PENGESAHAN ..............................................................
ii
PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI....................
iii
PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI..................
iv
KATA PENGANTAR...........................................................................
v
ABSTRAK............................................................................................. vii
ABSTRACT........................................................................................... viii
RINGKASAN........................................................................................
ix
SUMMARY...........................................................................................
xi
DAFTAR ISI.......................................................................................... xiii
DAFTAR TABEL.................................................................................
xvi
DAFTAR GAMBAR ...........................................................................
xvii
LAMPIRAN .......................................................................................... 29
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang ......................................................... 1
1.2. Tujuan ......................................................................
3
1.3. Signifikansi Penelitian .............................................
3
1.4. Batasan Masalah ......................................................
4
1.5. Model Hipotesis ....................................................... 4
BAB II
KERANGKA TEORITIS
2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................... 6
2.1.1. Tanaman Gandum .......................................
6
2.1.2. Eksplan pada Kultur Jaringan Tanaman ...... 7
2.1.3. Perkembangan Eksplan pada Kultur Kalus .
7
2.1.4. Proliferasi.....................................................
8
2.1.5. Regenerasi....................................................
9
2.2. Hipotesis Penelitian .................................................
9
2.3. Definisi dan Pengukuran Variable ........................... 10
xiii
BAB III
METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN
3.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................. 13
3.2. Rancangan Penelitian dan Perlakuan........................
13
3.2.1. Rancangan Penelitian Proliferasi................
13
3.2.2. Rancangan Penelitian Regenerasi...............
14
3.3. Pengamatan
3.3.1. Pengamatan Utama ...................................... 14
3.3.2. Pengamatan Selintas .................................... 15
3.4. Analisis Data ............................................................ 15
3.5. Alat dan Bahan Penelitian
3.5.1. Alat Penelitian .............................................
15
3.5.2. Bahan Penelitian .......................................... 15
3.6. Prosedur Pelaksanaan Penelitian
3.6.1. Pembuatan Stock .........................................
16
3.6.2. Pembuatan Media ........................................ 16
3.6.3. Sterilisasi Media .......................................... 16
3.6.4. Proliferasi Kalus........................................... 16
3.6.5. Regenerasi Kalus.......................................... 17
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1
Pengamatan Selintas
4.1.1. Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo
dan Total ES Hasil Proliferasi................
18
4.1.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet,
Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan
Akar per Eksplan.......................................... 19
4.2. Pengamatan Utama
4.2.1. Diameter Kalus Hasil Proliferasi.................. 19
4.2.2. Waktu Proliferasi.......................................... 21
4.2.3. Skor ES Hasil Proliferasi.............................. 22
4.2.4. REGENERASI.............................................
BAB V
23
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan...............................................................
xiv
26
BAB VI
5.2. Saran.........................................................................
26
DAFTAR PUSTAKA
27
KATA PENGANTAR........................................................ 28
xv
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo
dan Total ES Hasil Proliferasi..................................
18
Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot
hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per
Eksplan.....................................................................
19
Tabel 4.3.
Diameter Kalus Hasil Proliferasi..............................
21
Tabel 4.4.
Waktu Proliferasi......................................................
22
Tabel 4.5.
Skor ES Hasil Proliferasi..........................................
23
Tabel 4.6.
Regenerasi................................................................. 25
Tabel 4.1.
Tabel 4.2.
xvi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1.
Model Hipotesis Proliferasi......................................
4
Gambar 1.2.
Model Hipotesis Regenerasi.....................................
5
Gambar 2.1.
Kriteria skoring kalus................................................ 11
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1.
Analisi Diameter Kalus............................................. 30
Lampiran 2.
Analisis Waktu Proliferasi........................................
31
Lampiran 3.
Analisis Skor kalus hasil Proliferasi........................
32
Lampiran 4.
Analisis Persentase Pembentukan Planlet................
33
Lampiran 5.
Analisis Persentase Pembentukan Pucuk...............
34
Lampiran 6.
Amalisis Persentase Pembentukan Spot hijau +
akar............................................................................ 35
Lampiran 7.
Analisis Persentase Pembentukan Spot Hijau
Lampiran 8.
Analisis Persentase Pembentukan Akar.................... 37
Lampiran 9.
Analisis Waktu Regenerasi....................................... 38
Lampiran 10.
Gambar ES Gandum Genotipe R-043......................
39
Lampiran 11.
Gambar Planlet dan Pucuk.......................................
40
Lampiran 12.
Gambar Spot hijau +akar, Spot hijau, akar...............
41
xviii
36