OPTIMASI TEKNIK STERILISASI EKSPLAN LAPANG NANAS ASAL SIPAHUTAR (ANANAS COMOSUS L.) SECARA IN VITRO.
OPTIMASI TEKNIK STERILISASI EKSPLAN LAPANG NANAS
ASAL SIPAHUTAR (ANANAS COMOSUS L.)
SECARA IN VITRO
Oleh :
Juliana Siallagan
NIM 408241033
Program Studi Biologi
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
i
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang
selalu memberikan yang terbaik di dalam hidup penulis, sehingga penelitian dan
penulisan skripsi ini dapat berjalan lancar. Penelitian ini merupakan jenis
penelitian eksperimental yang bertujuan untuk melihat optimasi teknik sterilisasi
eksplan lapang pada nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.) secara in vitro.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, antara lain : Ibu Dr.
Fauziyah Harahap, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi, kepada bapak Dr.
Syahmi Edi, M.Si., ibu Dra. Cicik Suryani, M.Si., bapak Drs. Ashar Hasairin,
M.Si., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan, saran dan
bimbingan. Kepada bapak Drs. Tri Harsono, M.Si., selaku ketua jurusan biologi,
ibu Dra. Dameria Sitompul, selaku dosen pembimbing akademik yang telah
memberikan bimbingan dan nasehat selama masa perkuliahan dan kepada bapak
Dekan serta staff di FMIPA Universitas Negeri Medan yang telah memberi
dukungan dan bimbingan.
Penulis juga mengucapkan terimakasih yang teramat besar kepada kedua
orangtua yang sangat saya sayangi dan cintai, Gimson Siallagan dan Rosita
Lubis, buat seluruh kasih sayang, dukungan dan motivasi terlebih doa yang
senantiasa diberikan. Juga kepada kakakku tersayang Gita Sarah Siallagan, S.Sos
yang tidak pernah berhenti memotivasi dan mendukung studi saya. Juga kepada
Bapauda Chand dan inanguda Ruth, serta seluruh keluarga Siallagan dan Lubis
terimakasih untuk doa dan nasehat selama ini. Spesial buat sahabat-sahabat saya
Henny, Jenika, Dian, Herlina, terimakasih telah menjadi sahabat di tiap saat,
semoga persahabatan ini sampai ujung usia. Tidak lupa penulis ucapkan
terimakasih kepada Supriadi S Silaban buat doa dan motivasi selama ini.
Terkhusus buat teman-teman yang selalu menyemangati : Grace, Wulanti, Rama,
Risna, Hotsen, Arny, Nita, Tina, Yana dan Dwi terimakasih telah mendukung
saya. Tak lupa penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Laboratorium
Kultur Jaringan YAHDI dan laboran handal Kak Yati dan Bang Yudi. Juga
kepada teman-teman seperjuangan di BIONK 08, Kelompok Kecil Timotius, dan
iv
alumni Kost Asput 110 yang penuh kenangan. Semoga Tuhan Yesus
melimpahkan rahmatNya atas kebaikan
dan kemurahan hati Bapak, Ibu,
saudara/I dan teman-teman semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh
karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik
yang membangun untuk
perbaikan di masa yang akan datang. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita
semua.
Medan, Agustus 2012
Juliana Siallagan
NIM 408241033
ii
Optimasi Teknik Sterilisasi Eksplan Lapang Nanas Asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) secara In Vitro
Juliana Siallagan ( NIM 408241033 )
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui teknik sterilisasi yang tepat
digunakan pada sterilisasi eksplan nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.),
untuk mengetahui fakstor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan lapang
nanas asal Sipahutar, dan untuk mengetahui bagaimana respon zat yang
digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar, hal ini
dikarenakan tingginya tingkat kontaminasi pada eksplan lapang nanas ini.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan YAHDI (Yayasan
Hidayatul Islam) di Jl. Lambung no. 16 Tanah 600 Medan Marelan pada bulan
April – Agustus 2012. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dalam
mencobakan beberapa teknik sterilisasi untuk mengetahui teknik sterilisasi yang
tepat untuk eksplan lapang nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.). Ada lima
(5) teknik sterilisasi yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya : 1)
menggunakan zat sterilen alkohol 30 % serta kloroks 4%, 5%, 3%, dan 1 %, 2)
menggunakan zat sterilen bakterisida, fungisida, kloroks 15 % dan 10 %, serta
diakhiri dengan perendaman amoxilin (antibiotik), 3) menggunakan zat sterilen
kloroks 20 % dan dilanjutkan dengan perendaman selama 3 menit dengan
menggunakan HgCl2 0,02 %, 4) merendam dengan kloroks 20 % dan dilanjutkan
perendaman selama 10 detik dengan menggunakan HgCl2 0,02 %, dan 5)
menggunakan zat sterilen alkohol 30 % di awal dan diakhiri dengan perendaman
alcohol 1 %, serta menggunakan kloroks 5%, 4% dan 3%. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa teknik sterilisasi ke – 5 merupakan teknik sterilisasi yang
paling optimal dalam sterilisasi eksplan lapang nanas tersebut. Hal ini ditunjukkan
dengan rendahnya tingkat kontaminasi eksplan dan tampaknya spot-spot hijau
pada bagian tepi eksplan dimana bagian ini akan menjadi tempat pertumbuhan
tunas. Faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi pada eksplan nanas asal
Sipahutar (Ananas comosus L.) adalah pengambilan mahkota nanas yakni pada
saat musim penghujan, kurangnya kehati-hatian praktikan pada saat melakukan
sterilisasi eksplan lapang, kotaminan endogenus yang tinggi, penggunaan zat steril
yang kurang tepat. Penggunaan zat HgCl2 sebagai sterilen dapat menyebabkan
kematangan dan merusak jaringan eksplan nanas.
iii
Explants Sterilization Technique Optimization Field Origin Sipahutar
Pineapple (Ananas comosus L.) by In Vitro
Juliana Siallagan (408241033)
Abstract
This research aims to determine the proper sterilization techniques used in the
sterilization of explant origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.), to
determine the cause fakstor explant contamination origin Sipahutar pineapple
field, and to know how to respond substances used in the sterilization of explants
pineapple field Sipahutar origin, this is due to the high level of contamination in
these explants pineapple field. This research was conducted at the Tissue Culture
Laboratory YAHDI (Hidayatul Islamic Foundation) on Jl. Hull no. 16 Land 600
Marelan Medan in April-August 2012. This study used an experimental method
to try out some sterilization techniques to determine the proper sterilization
techniques for field explants origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.).
There are five (5) sterilization techniques used in this study, including: 1) use a
substance sterilen kloroks alcohol 30% and 4%, 5%, 3%, and 1%, 2) use of
substances sterilen bactericide, fungicide, kloroks 15% and 10%, and ends with
immersion amoxilin (antibiotic), 3) use of substances sterilen kloroks 20%,
followed by immersion for 3 minutes using 0.02% HgCl2, 4) kloroks soaking
with 20%, followed by immersion for 10 seconds using HgCl2 0.02%, and 5)
using 30% alcohol sterilen substance at the beginning and end with 1% alcohol
immersion, as well as using kloroks 5%, 4% and 3%. The results of this study
indicate that the sterilization techniques - 5 is the most optimal sterilization
techniques in the field of sterilization explants pineapple. This is shown by the
low levels of contamination explants and appears green spots on the edge of the
explant where the section will be the growth of shoots. The factors that cause
contamination in explant origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.) is
making the pineapple crown during the rainy season, lack of prudence
practitioner at the time of explant sterilization field, kotaminan endogenous high,
the use of substances that are less appropriate sterile . Substance abuse can lead to
HgCl2 as sterilen maturity and destroy tissue explants pineapple.
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1. Penampilan Buah Nanas (Ananas comosus L.)
5
4.1.1.1. Kontaminasi Eksplan
24
4.1.1.2. Eksplan yang tidak mengalami kontaminasi
25
4.1.2.1. Kontaminasi pada semua media eksplan
26
4.1.3.1. Eksplan mengeluarkan senyawa putih kekuningan pekat
26
4.1.4.1. Eksplan masih mengeluarkan cairan putih kekuningan pekat
27
4.1.5.1. Eksplan mengalami perkembangan
28
4.2.1. Eksplan yang menggunakan HgCl2 merangsang keluarnya lendir
berwarna putih kekuningan dan dapat menyebabkan kematian pada
eksplan
4.2.2. Eksplan yang tidak terlalu besar akan lebih sulit berkembang
40
41
4.2.3. Eksplan dengan ukuran besar akan lebih mudah untuk
tumbuh dan berkembang
42
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Komposisi Media Murashige and Skoog (MS) Dalam
Laboratorium Kultur Jaringan YAHDI
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian
49
50
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perbanyakan tanaman dalam jumlah besar dan dalam waktu yang singkat
dan tempat terbatas sangat dibutuhkan dalam upaya peningkatan kualitas
pertanian. Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara
vegetatif. Dengan metode kultur jaringan dapat dihasilkan tanaman baru secara in
vitro dengan jumlah yang tidak terbatas. Yang menjadi dasar dari teknik kultur
jaringan ini adalah kemampuan sel suatu tanaman yang dapat tumbuh menjadi
tanaman sempurna apabila ditempatkan di lingkungan yang tepat. Kemampuan sel
tanaman yang seperti ini disebut dengan totipotensi sel.
Bagian dari tanaman yang dapat dikulturkan (diperbanyak) adalah daun
muda, mata tunas, ujung akar, keping biji dan bagian lainnya yang bersifat
meristematik, yaitu mudah tumbuh dan berkembang. Bagian-bagian tubuh
tanaman tersebut dikulturkan dan ditumbuhkan kembali dalam kondisi aseptik
(steril) yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang
tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan
bergenerasi menjadi tanaman lengkap.
Beberapa jenis tanaman yang belakangan ini dilakukan perbanyakan
secara kultur jaringan adalah anggrek, daun dewa, krisan dan manggis. Pada
Kultur manggis (Garcinia mangostana L.) yang dilakukan oleh Harahap, dkk
(2002), dapat diketahui bahwa tanaman manggis dapat diperbanyak melalui
isolasi DNA daun manggis yang dikultur secara in vitro. Jenis tanaman lain yang
dapat diperbanyak dengan teknik kultur jaringan adalah tanaman nanas (Ananas
comosus L.). Tanaman ini mempunyai banyak manfaat terutama pada buahnya.
Industri pengolahan buah nanas di Indonesia menjadi prioritas tanaman yang
dikembangkan, karena memiliki potensi ekspor. Volume ekspor terbesar untuk
komoditas hortikultura berupa nanas olahan yaitu 49,32 % dari total ekspor
hortikultura Indonesia tahun 2004 (Anonim f, 2012).
2
Buah nanas asal Sipahutar (Tapanuli Utara) terkenal dengan rasa
manisnya, tidak terlalu berair, berukuran besar, serta warna kulit kuning dengan
ujung warna kehijauan. Buah ini menjadi salah satu komoditi unggulan tanaman
holtikultura di Kabupaten Tapanuli Utara. Bahkan Pemerintah Kabupaten
Tapanuli Utara memberikan subsidi 50 % dalam pengolahan lahan-lahan tidur dan
dikaitkan dengan kebutuhan bahan baku Industri Pengolahan Nenas Terpadu (PT.
Alami Agro Industry) di Kecamatan Siborongborong yang telah mulai beroperasi
sejak Tahun 2005 (Anonim g, 2012).
Buah ini banyak mengandung vitamin A dan C sebagai antioksidan. Juga
mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa,
sukrosa, dan enzim bromelin. Bromelain berkhasiat sebagai antiradang,
membantu melunakkan makanan di lambung, serta menghambat pertumbuhan sel
kanker. Kandungan seratnya dapat mempermudah buang air besar pada penderita
sembelit (Tampubolon, 2012).
Dibandingkan dengan nanas asal Riau, memang ukuran nanas asal
sipahutar ini lebih kecil. Namun, soal kualitas rasa, tidak perlu diragukan. Nanas
asal Sipahutar ini dapat matang optimal, manis, dan garing (kadar air sedikit).
Nanas asal Sipahutar yang sudah terkenal selama puluhan tahun kini
terancam punah (Anonim e, 2010). Hal ini dikarenakan pengalihfungsian
lahannya dari tanaman nanas ke tanaman kopi arabika, sehingga sudah sangat
sedikit petani yang menanam nanas. Dengan demikian tanaman nanas asal
Sipahutar yang sudah puluhan tahun terkenal sudah terancam punah. Pabrik
pengolahan nanas juga sudah mengalami kebangkrutan sehingga menyebabkan
menurunnya pendapatan dan timbulnya banyak masyarakat pengangguran.
Dengan keadaan ini perlu dilakukan perhatian serius dan penanganan
terhadap masalah ini agar nanas asal Sipahutar tidak tinggal nama. Oleh karena itu
perlu dilakukan peningkatan kualitas nanas Sipahutar ini agar dapat kembali
menjadi sumber penghasilan yang dapat meningkatkan penghasilan masyarakat
terlebih menjadi komoditi ekspor dalam meningkatkan devisa negara.
3
Salah satu permasalahan dalam budidaya nanas di Indonesia adalah belum
adanya produsen bibit yang dapat menyediakan bibit nanas yang bermutu dalam
jumlah yang banyak dan waktu yang relatif singkat.
Dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, maka melalui teknik
kultur jaringan dapat dilakukan perbanyakan tanaman nanas dengan menggunakan
bahan eksplan yang ditanam pada media Murashige dan Skoog (MS). Media MS
merupakan media yang banyak digunakan pada kultur jaringan, dimana media ini
menggunakan garam dan nitrat dengan konsentrasi yang lebih tinggi dibanding
media yang lain.
Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) merupakan faktor yang sangat perlu
diperhatikan dalam penggunaannya dalam kultur jaringan. Jenis ZPT yang umum
digunakan adalah golongan auksin seperti Indole Acetic Acid (IAA), Napthalene
Acetic Acid (NAA), dan 2,4-D. Sedangkan golongan sitokinin yang sering
digunakan adalah Kinetin, Benzyladenin (BA), dan Thidiazuron. Auksin memiliki
peran untuk merangsang pertumbuhan akar dan menghambat pertumbuhan tunas,
sedangkan sitokinin berperan untuk menginduksi pertumbuhan tunas dan
menghambat pertumbuhan akar (Yuliarti, 2010).
Pada penelitian ini akan
menggunakan ZPT Benziladenin (BA) dan Indole acetic acid (IAA) serta media
MS sebagai media tumbuh eksplan.
Selain zat pengatur tumbuh, cara sterilisasi eksplan sebelum dilakukannya
penanaman juga merupakan hal yang penting untuk diperhatikan. Sebab salah satu
faktor utama keberhasilan teknik kultur jaringan adalah penggunaan cara
sterilisasi eksplan yang tepat. Sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh
semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium
tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak. Sterilisasi harus dapat
membunuh jasad renik yang paling tahan panas yaitu spora bakteri. Apabila
eksplan yang akan dikultur berasal dari organ tanaman yang bebas penyakit dan
disterilkan dengan cara yang tepat maka akan tumbuh dan menghasilkan plantlet
yang baik. Sehingga dalam penelitian ini akan dibahas cara sterilisasi yang tepat
untuk kultur nenas asal Sipahutar (Ananas comosus L.).
4
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dilakukan penelitian dengan judul
Optimasi Teknik Sterilisasi Eksplan Lapang Nanas Asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) Secara In Vitro.
1.2 Perumusan Masalah
Yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah cara sterilisasi eksplan lapang yang tepat pada kultur nanas
asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
2. Apa saja faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan lapang
nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
3. Bagaimanakah respon zat yang digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang
terhadap eksplan nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui :
1. Untuk mengetahui cara sterilisasi eksplan lapang yang tepat pada kultur
nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.).
2. Untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan
lapang nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)
3. Untuk mengetahui bagaimana respon eksplan terhadap zat sterilen yang
digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar (Ananas
comosus L.).
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1. Sebagai bahan informasi yang bermanfaat bagi pemulia tanaman nanas
terutama nanas asal Sipahutar secara in vitro.
2. Sebagai data awal bagi penelitian lanjutan dalam menggunakan teknik
sterilisasi eksplan lapang yang tepat bagi nanas asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) dalam kultur jaringan secara in vitro.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan
adalah :
1. Kontaminasi pada nanas asal Sipahutar sangat tinggi. Namun teknik
sterilisasi yang sebaiknya digunakan adalah dengan menggunakan kloroks
dan alkohol yakni dengan teknik sterilisasi V, karena dengan teknik ini
tingkat kontaminasi dapat ditekan. Penggunaan teknik sterilisasi ini dapat
berhasil optimal apabila pengambilan eksplan pada saat musim kemarau
dan pemotongan eksplan dibuat dengan ukuran yang tidak terlalu kecil.
Selain itu, penggunaan konsentrasi yang tepat dapat mendukung
keberhasilan sterilisasi.
2. Faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi pada eksplan nanas asal
Sipahutar (Ananas comosus L.) adalah pengambilan mahkota nanas yakni
pada saat musim penghujan, kurangnya kehati-hatian praktikan pada saat
melakukan sterilisasi eksplan lapang, kotaminan endogenus yang tinggi,
penggunaan zat sterile yang kurang tepat.
3. Penggunaan zat HgCl2 pada saat sterilisasi dapat merusak eksplan, terjadi
kematangan pada jaringan eksplan.
5.2. Saran
1. Sebaiknya pada sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar dihindari
penggunaan zat HgCl2 (mercuric cloride), selain itu penggunaan zat
kloroks, alcohol dan zat sterilan lainnya sebaiknya pada konsentrasi yang
tepat.
2. Sebaiknya dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui teknik sterilisasi
yang lebih optimal pada eksplan nanas asal Sipahutar.
47
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Parapat pada tanggal 16 Juli 1990. Ayahanda bernama G.
Siallagan dan Ibu bernama R. Lubis. Penulis merupakan anak bungsu dari dua
bersaudara. Pada tahun 1996 penulis masuk SD Negeri 173797 Tolping, dan lulus
pada tahun 2002. Pada tahun 2002, penulis melanjutkan sekolah SLTP N 1
Simanindo dan lulus tahun 2005. Pada tahun 2005 penulis melanjutkan sekolah di
SMA N 1 Simanindo dan lulus pada tahun 2008. Pada tahun 2008 penulis lulus
SNMPTN di Jurusan Biologi Prodi Biologi Universitas Negeri Medan. Pada
semester VII, penulis mengikuti kegiatan PKL (Praktek Kuliah Lapangan) di
Balai Teknik Kesehatan Lingkungan – Pemberantasan Penyakit Menular (BTKLPPM) Kelas I Medan. Penulis pernah menjadi asisten dosen dalam matakuliah
Biologi Umum I. Kegiatan intrakurikuler yang diikuti di Universitas Negeri
Medan diantaranya mengikuti seminar yang bertema : Pelestarian Kawasan
Ekosisten Danau Toba (KEDT); Suatu Upaya Penyelamatan Aset Nasional, dan
Seminar Entrepreneur; Dalam Rangka Dies Natalis ke-32 DPK HIMAPSI
UNIMED, mengikuti organisasi IMABATO (Ikatan Mahasisa Batak Toba),
IKBKB (Ikatan Keluarga Besar Kristen Biologi) dan UKMKP (Unit Kegiatan
Mahasiswa Kristen Protestan).
ASAL SIPAHUTAR (ANANAS COMOSUS L.)
SECARA IN VITRO
Oleh :
Juliana Siallagan
NIM 408241033
Program Studi Biologi
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Sains
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2012
i
iii
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang
selalu memberikan yang terbaik di dalam hidup penulis, sehingga penelitian dan
penulisan skripsi ini dapat berjalan lancar. Penelitian ini merupakan jenis
penelitian eksperimental yang bertujuan untuk melihat optimasi teknik sterilisasi
eksplan lapang pada nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.) secara in vitro.
Dalam kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada semua
pihak yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini, antara lain : Ibu Dr.
Fauziyah Harahap, M.Si., selaku dosen pembimbing skripsi, kepada bapak Dr.
Syahmi Edi, M.Si., ibu Dra. Cicik Suryani, M.Si., bapak Drs. Ashar Hasairin,
M.Si., selaku dosen penguji yang telah banyak memberikan masukan, saran dan
bimbingan. Kepada bapak Drs. Tri Harsono, M.Si., selaku ketua jurusan biologi,
ibu Dra. Dameria Sitompul, selaku dosen pembimbing akademik yang telah
memberikan bimbingan dan nasehat selama masa perkuliahan dan kepada bapak
Dekan serta staff di FMIPA Universitas Negeri Medan yang telah memberi
dukungan dan bimbingan.
Penulis juga mengucapkan terimakasih yang teramat besar kepada kedua
orangtua yang sangat saya sayangi dan cintai, Gimson Siallagan dan Rosita
Lubis, buat seluruh kasih sayang, dukungan dan motivasi terlebih doa yang
senantiasa diberikan. Juga kepada kakakku tersayang Gita Sarah Siallagan, S.Sos
yang tidak pernah berhenti memotivasi dan mendukung studi saya. Juga kepada
Bapauda Chand dan inanguda Ruth, serta seluruh keluarga Siallagan dan Lubis
terimakasih untuk doa dan nasehat selama ini. Spesial buat sahabat-sahabat saya
Henny, Jenika, Dian, Herlina, terimakasih telah menjadi sahabat di tiap saat,
semoga persahabatan ini sampai ujung usia. Tidak lupa penulis ucapkan
terimakasih kepada Supriadi S Silaban buat doa dan motivasi selama ini.
Terkhusus buat teman-teman yang selalu menyemangati : Grace, Wulanti, Rama,
Risna, Hotsen, Arny, Nita, Tina, Yana dan Dwi terimakasih telah mendukung
saya. Tak lupa penulis juga mengucapkan terimakasih kepada Laboratorium
Kultur Jaringan YAHDI dan laboran handal Kak Yati dan Bang Yudi. Juga
kepada teman-teman seperjuangan di BIONK 08, Kelompok Kecil Timotius, dan
iv
alumni Kost Asput 110 yang penuh kenangan. Semoga Tuhan Yesus
melimpahkan rahmatNya atas kebaikan
dan kemurahan hati Bapak, Ibu,
saudara/I dan teman-teman semua.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan, oleh
karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik
yang membangun untuk
perbaikan di masa yang akan datang. Semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita
semua.
Medan, Agustus 2012
Juliana Siallagan
NIM 408241033
ii
Optimasi Teknik Sterilisasi Eksplan Lapang Nanas Asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) secara In Vitro
Juliana Siallagan ( NIM 408241033 )
Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui teknik sterilisasi yang tepat
digunakan pada sterilisasi eksplan nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.),
untuk mengetahui fakstor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan lapang
nanas asal Sipahutar, dan untuk mengetahui bagaimana respon zat yang
digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar, hal ini
dikarenakan tingginya tingkat kontaminasi pada eksplan lapang nanas ini.
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan YAHDI (Yayasan
Hidayatul Islam) di Jl. Lambung no. 16 Tanah 600 Medan Marelan pada bulan
April – Agustus 2012. Penelitian ini menggunakan metode eksperimen dalam
mencobakan beberapa teknik sterilisasi untuk mengetahui teknik sterilisasi yang
tepat untuk eksplan lapang nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.). Ada lima
(5) teknik sterilisasi yang digunakan dalam penelitian ini, diantaranya : 1)
menggunakan zat sterilen alkohol 30 % serta kloroks 4%, 5%, 3%, dan 1 %, 2)
menggunakan zat sterilen bakterisida, fungisida, kloroks 15 % dan 10 %, serta
diakhiri dengan perendaman amoxilin (antibiotik), 3) menggunakan zat sterilen
kloroks 20 % dan dilanjutkan dengan perendaman selama 3 menit dengan
menggunakan HgCl2 0,02 %, 4) merendam dengan kloroks 20 % dan dilanjutkan
perendaman selama 10 detik dengan menggunakan HgCl2 0,02 %, dan 5)
menggunakan zat sterilen alkohol 30 % di awal dan diakhiri dengan perendaman
alcohol 1 %, serta menggunakan kloroks 5%, 4% dan 3%. Hasil penelitian ini
menunjukkan bahwa teknik sterilisasi ke – 5 merupakan teknik sterilisasi yang
paling optimal dalam sterilisasi eksplan lapang nanas tersebut. Hal ini ditunjukkan
dengan rendahnya tingkat kontaminasi eksplan dan tampaknya spot-spot hijau
pada bagian tepi eksplan dimana bagian ini akan menjadi tempat pertumbuhan
tunas. Faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi pada eksplan nanas asal
Sipahutar (Ananas comosus L.) adalah pengambilan mahkota nanas yakni pada
saat musim penghujan, kurangnya kehati-hatian praktikan pada saat melakukan
sterilisasi eksplan lapang, kotaminan endogenus yang tinggi, penggunaan zat steril
yang kurang tepat. Penggunaan zat HgCl2 sebagai sterilen dapat menyebabkan
kematangan dan merusak jaringan eksplan nanas.
iii
Explants Sterilization Technique Optimization Field Origin Sipahutar
Pineapple (Ananas comosus L.) by In Vitro
Juliana Siallagan (408241033)
Abstract
This research aims to determine the proper sterilization techniques used in the
sterilization of explant origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.), to
determine the cause fakstor explant contamination origin Sipahutar pineapple
field, and to know how to respond substances used in the sterilization of explants
pineapple field Sipahutar origin, this is due to the high level of contamination in
these explants pineapple field. This research was conducted at the Tissue Culture
Laboratory YAHDI (Hidayatul Islamic Foundation) on Jl. Hull no. 16 Land 600
Marelan Medan in April-August 2012. This study used an experimental method
to try out some sterilization techniques to determine the proper sterilization
techniques for field explants origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.).
There are five (5) sterilization techniques used in this study, including: 1) use a
substance sterilen kloroks alcohol 30% and 4%, 5%, 3%, and 1%, 2) use of
substances sterilen bactericide, fungicide, kloroks 15% and 10%, and ends with
immersion amoxilin (antibiotic), 3) use of substances sterilen kloroks 20%,
followed by immersion for 3 minutes using 0.02% HgCl2, 4) kloroks soaking
with 20%, followed by immersion for 10 seconds using HgCl2 0.02%, and 5)
using 30% alcohol sterilen substance at the beginning and end with 1% alcohol
immersion, as well as using kloroks 5%, 4% and 3%. The results of this study
indicate that the sterilization techniques - 5 is the most optimal sterilization
techniques in the field of sterilization explants pineapple. This is shown by the
low levels of contamination explants and appears green spots on the edge of the
explant where the section will be the growth of shoots. The factors that cause
contamination in explant origin Sipahutar pineapple (Ananas comosus L.) is
making the pineapple crown during the rainy season, lack of prudence
practitioner at the time of explant sterilization field, kotaminan endogenous high,
the use of substances that are less appropriate sterile . Substance abuse can lead to
HgCl2 as sterilen maturity and destroy tissue explants pineapple.
xi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
2.1. Penampilan Buah Nanas (Ananas comosus L.)
5
4.1.1.1. Kontaminasi Eksplan
24
4.1.1.2. Eksplan yang tidak mengalami kontaminasi
25
4.1.2.1. Kontaminasi pada semua media eksplan
26
4.1.3.1. Eksplan mengeluarkan senyawa putih kekuningan pekat
26
4.1.4.1. Eksplan masih mengeluarkan cairan putih kekuningan pekat
27
4.1.5.1. Eksplan mengalami perkembangan
28
4.2.1. Eksplan yang menggunakan HgCl2 merangsang keluarnya lendir
berwarna putih kekuningan dan dapat menyebabkan kematian pada
eksplan
4.2.2. Eksplan yang tidak terlalu besar akan lebih sulit berkembang
40
41
4.2.3. Eksplan dengan ukuran besar akan lebih mudah untuk
tumbuh dan berkembang
42
xii
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Komposisi Media Murashige and Skoog (MS) Dalam
Laboratorium Kultur Jaringan YAHDI
Lampiran 2. Dokumentasi Penelitian
49
50
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Perbanyakan tanaman dalam jumlah besar dan dalam waktu yang singkat
dan tempat terbatas sangat dibutuhkan dalam upaya peningkatan kualitas
pertanian. Kultur jaringan merupakan salah satu cara perbanyakan tanaman secara
vegetatif. Dengan metode kultur jaringan dapat dihasilkan tanaman baru secara in
vitro dengan jumlah yang tidak terbatas. Yang menjadi dasar dari teknik kultur
jaringan ini adalah kemampuan sel suatu tanaman yang dapat tumbuh menjadi
tanaman sempurna apabila ditempatkan di lingkungan yang tepat. Kemampuan sel
tanaman yang seperti ini disebut dengan totipotensi sel.
Bagian dari tanaman yang dapat dikulturkan (diperbanyak) adalah daun
muda, mata tunas, ujung akar, keping biji dan bagian lainnya yang bersifat
meristematik, yaitu mudah tumbuh dan berkembang. Bagian-bagian tubuh
tanaman tersebut dikulturkan dan ditumbuhkan kembali dalam kondisi aseptik
(steril) yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh dalam wadah tertutup yang
tembus cahaya sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan
bergenerasi menjadi tanaman lengkap.
Beberapa jenis tanaman yang belakangan ini dilakukan perbanyakan
secara kultur jaringan adalah anggrek, daun dewa, krisan dan manggis. Pada
Kultur manggis (Garcinia mangostana L.) yang dilakukan oleh Harahap, dkk
(2002), dapat diketahui bahwa tanaman manggis dapat diperbanyak melalui
isolasi DNA daun manggis yang dikultur secara in vitro. Jenis tanaman lain yang
dapat diperbanyak dengan teknik kultur jaringan adalah tanaman nanas (Ananas
comosus L.). Tanaman ini mempunyai banyak manfaat terutama pada buahnya.
Industri pengolahan buah nanas di Indonesia menjadi prioritas tanaman yang
dikembangkan, karena memiliki potensi ekspor. Volume ekspor terbesar untuk
komoditas hortikultura berupa nanas olahan yaitu 49,32 % dari total ekspor
hortikultura Indonesia tahun 2004 (Anonim f, 2012).
2
Buah nanas asal Sipahutar (Tapanuli Utara) terkenal dengan rasa
manisnya, tidak terlalu berair, berukuran besar, serta warna kulit kuning dengan
ujung warna kehijauan. Buah ini menjadi salah satu komoditi unggulan tanaman
holtikultura di Kabupaten Tapanuli Utara. Bahkan Pemerintah Kabupaten
Tapanuli Utara memberikan subsidi 50 % dalam pengolahan lahan-lahan tidur dan
dikaitkan dengan kebutuhan bahan baku Industri Pengolahan Nenas Terpadu (PT.
Alami Agro Industry) di Kecamatan Siborongborong yang telah mulai beroperasi
sejak Tahun 2005 (Anonim g, 2012).
Buah ini banyak mengandung vitamin A dan C sebagai antioksidan. Juga
mengandung kalsium, fosfor, magnesium, besi, natrium, kalium, dekstrosa,
sukrosa, dan enzim bromelin. Bromelain berkhasiat sebagai antiradang,
membantu melunakkan makanan di lambung, serta menghambat pertumbuhan sel
kanker. Kandungan seratnya dapat mempermudah buang air besar pada penderita
sembelit (Tampubolon, 2012).
Dibandingkan dengan nanas asal Riau, memang ukuran nanas asal
sipahutar ini lebih kecil. Namun, soal kualitas rasa, tidak perlu diragukan. Nanas
asal Sipahutar ini dapat matang optimal, manis, dan garing (kadar air sedikit).
Nanas asal Sipahutar yang sudah terkenal selama puluhan tahun kini
terancam punah (Anonim e, 2010). Hal ini dikarenakan pengalihfungsian
lahannya dari tanaman nanas ke tanaman kopi arabika, sehingga sudah sangat
sedikit petani yang menanam nanas. Dengan demikian tanaman nanas asal
Sipahutar yang sudah puluhan tahun terkenal sudah terancam punah. Pabrik
pengolahan nanas juga sudah mengalami kebangkrutan sehingga menyebabkan
menurunnya pendapatan dan timbulnya banyak masyarakat pengangguran.
Dengan keadaan ini perlu dilakukan perhatian serius dan penanganan
terhadap masalah ini agar nanas asal Sipahutar tidak tinggal nama. Oleh karena itu
perlu dilakukan peningkatan kualitas nanas Sipahutar ini agar dapat kembali
menjadi sumber penghasilan yang dapat meningkatkan penghasilan masyarakat
terlebih menjadi komoditi ekspor dalam meningkatkan devisa negara.
3
Salah satu permasalahan dalam budidaya nanas di Indonesia adalah belum
adanya produsen bibit yang dapat menyediakan bibit nanas yang bermutu dalam
jumlah yang banyak dan waktu yang relatif singkat.
Dengan perkembangan teknologi yang semakin maju, maka melalui teknik
kultur jaringan dapat dilakukan perbanyakan tanaman nanas dengan menggunakan
bahan eksplan yang ditanam pada media Murashige dan Skoog (MS). Media MS
merupakan media yang banyak digunakan pada kultur jaringan, dimana media ini
menggunakan garam dan nitrat dengan konsentrasi yang lebih tinggi dibanding
media yang lain.
Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) merupakan faktor yang sangat perlu
diperhatikan dalam penggunaannya dalam kultur jaringan. Jenis ZPT yang umum
digunakan adalah golongan auksin seperti Indole Acetic Acid (IAA), Napthalene
Acetic Acid (NAA), dan 2,4-D. Sedangkan golongan sitokinin yang sering
digunakan adalah Kinetin, Benzyladenin (BA), dan Thidiazuron. Auksin memiliki
peran untuk merangsang pertumbuhan akar dan menghambat pertumbuhan tunas,
sedangkan sitokinin berperan untuk menginduksi pertumbuhan tunas dan
menghambat pertumbuhan akar (Yuliarti, 2010).
Pada penelitian ini akan
menggunakan ZPT Benziladenin (BA) dan Indole acetic acid (IAA) serta media
MS sebagai media tumbuh eksplan.
Selain zat pengatur tumbuh, cara sterilisasi eksplan sebelum dilakukannya
penanaman juga merupakan hal yang penting untuk diperhatikan. Sebab salah satu
faktor utama keberhasilan teknik kultur jaringan adalah penggunaan cara
sterilisasi eksplan yang tepat. Sterilisasi adalah suatu proses untuk membunuh
semua jasad renik yang ada, sehingga jika ditumbuhkan di dalam suatu medium
tidak ada lagi jasad renik yang dapat berkembang biak. Sterilisasi harus dapat
membunuh jasad renik yang paling tahan panas yaitu spora bakteri. Apabila
eksplan yang akan dikultur berasal dari organ tanaman yang bebas penyakit dan
disterilkan dengan cara yang tepat maka akan tumbuh dan menghasilkan plantlet
yang baik. Sehingga dalam penelitian ini akan dibahas cara sterilisasi yang tepat
untuk kultur nenas asal Sipahutar (Ananas comosus L.).
4
Berdasarkan latar belakang di atas, maka dilakukan penelitian dengan judul
Optimasi Teknik Sterilisasi Eksplan Lapang Nanas Asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) Secara In Vitro.
1.2 Perumusan Masalah
Yang menjadi rumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
1. Bagaimanakah cara sterilisasi eksplan lapang yang tepat pada kultur nanas
asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
2. Apa saja faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan lapang
nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
3. Bagaimanakah respon zat yang digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang
terhadap eksplan nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)?
1.3 Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui :
1. Untuk mengetahui cara sterilisasi eksplan lapang yang tepat pada kultur
nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.).
2. Untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi eksplan
lapang nanas asal Sipahutar (Ananas comosus L.)
3. Untuk mengetahui bagaimana respon eksplan terhadap zat sterilen yang
digunakan dalam sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar (Ananas
comosus L.).
1.4 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah :
1. Sebagai bahan informasi yang bermanfaat bagi pemulia tanaman nanas
terutama nanas asal Sipahutar secara in vitro.
2. Sebagai data awal bagi penelitian lanjutan dalam menggunakan teknik
sterilisasi eksplan lapang yang tepat bagi nanas asal Sipahutar (Ananas
comosus L.) dalam kultur jaringan secara in vitro.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari penelitian yang telah dilakukan
adalah :
1. Kontaminasi pada nanas asal Sipahutar sangat tinggi. Namun teknik
sterilisasi yang sebaiknya digunakan adalah dengan menggunakan kloroks
dan alkohol yakni dengan teknik sterilisasi V, karena dengan teknik ini
tingkat kontaminasi dapat ditekan. Penggunaan teknik sterilisasi ini dapat
berhasil optimal apabila pengambilan eksplan pada saat musim kemarau
dan pemotongan eksplan dibuat dengan ukuran yang tidak terlalu kecil.
Selain itu, penggunaan konsentrasi yang tepat dapat mendukung
keberhasilan sterilisasi.
2. Faktor-faktor yang menyebabkan kontaminasi pada eksplan nanas asal
Sipahutar (Ananas comosus L.) adalah pengambilan mahkota nanas yakni
pada saat musim penghujan, kurangnya kehati-hatian praktikan pada saat
melakukan sterilisasi eksplan lapang, kotaminan endogenus yang tinggi,
penggunaan zat sterile yang kurang tepat.
3. Penggunaan zat HgCl2 pada saat sterilisasi dapat merusak eksplan, terjadi
kematangan pada jaringan eksplan.
5.2. Saran
1. Sebaiknya pada sterilisasi eksplan lapang nanas asal Sipahutar dihindari
penggunaan zat HgCl2 (mercuric cloride), selain itu penggunaan zat
kloroks, alcohol dan zat sterilan lainnya sebaiknya pada konsentrasi yang
tepat.
2. Sebaiknya dilakukan penelitian lanjutan untuk mengetahui teknik sterilisasi
yang lebih optimal pada eksplan nanas asal Sipahutar.
47
ii
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Parapat pada tanggal 16 Juli 1990. Ayahanda bernama G.
Siallagan dan Ibu bernama R. Lubis. Penulis merupakan anak bungsu dari dua
bersaudara. Pada tahun 1996 penulis masuk SD Negeri 173797 Tolping, dan lulus
pada tahun 2002. Pada tahun 2002, penulis melanjutkan sekolah SLTP N 1
Simanindo dan lulus tahun 2005. Pada tahun 2005 penulis melanjutkan sekolah di
SMA N 1 Simanindo dan lulus pada tahun 2008. Pada tahun 2008 penulis lulus
SNMPTN di Jurusan Biologi Prodi Biologi Universitas Negeri Medan. Pada
semester VII, penulis mengikuti kegiatan PKL (Praktek Kuliah Lapangan) di
Balai Teknik Kesehatan Lingkungan – Pemberantasan Penyakit Menular (BTKLPPM) Kelas I Medan. Penulis pernah menjadi asisten dosen dalam matakuliah
Biologi Umum I. Kegiatan intrakurikuler yang diikuti di Universitas Negeri
Medan diantaranya mengikuti seminar yang bertema : Pelestarian Kawasan
Ekosisten Danau Toba (KEDT); Suatu Upaya Penyelamatan Aset Nasional, dan
Seminar Entrepreneur; Dalam Rangka Dies Natalis ke-32 DPK HIMAPSI
UNIMED, mengikuti organisasi IMABATO (Ikatan Mahasisa Batak Toba),
IKBKB (Ikatan Keluarga Besar Kristen Biologi) dan UKMKP (Unit Kegiatan
Mahasiswa Kristen Protestan).