PENGEMBANGAN PROTOKOL INDUKSI AKAR DAN AKLIMATISASI GUNA MENDUKUNG PRODUKSI BIBIT KELAPA KOPYOR SECARA IN VITRO - Digital Library Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  ,;<=>?!+@AB!C!0+$#!

!

!

!

!

  

"#$%&#'!(#)*'#'!

)+,#)!,-&.#+'/!!

!

!

  ! !

  

!

!

!

  

!

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

0-'2*1*'/!$&%2*1.+!,+,+(!1-"#$#!1%$3%&!.-4#&#!!"#$!%&'!

  ! !

  

(#)*'!1-2*#!

  ! !

  

(+0!$-'-"+(+!

  !

  "#$%&'&(')*!+,-.! ! ! /0./!1112312413! 0)-!56'&!"%7'(#*!8-+-! ! /0./!1131312913! .)$-!5)#:;!<%$#&*!8-"#-! ! /0./!12=2332113!

  ! ! ! !

  !

  

!

• *'+5-&.+(#.!0*)#00#2+3#)!$*&6%1-&(%!

  '%5-0,-&!789:!

  !

  

DAFTAR ISI

  ! =4!

  5.1 Pengaruh asam indol butirat (IBA) Terhadap Pertumbuhan dan Induksi Akar Bibit Kelapa Kopyor .........................................................................

  ! ==!

  ! 5.2 Uji Teknik Aklimatisasi dengan Menggunakan Sungkup .............................

  =9! !

  5.3 Uji Teknik Aklimatisasi dengan Menggunakan Mini Growth Chamber (MGC): Pengaruh Jumlah Akar ...................................................................

  ! =9!

  !

  5.4 Uji Teknik Aklimatisasi dengan Menggunakan Mini Growth Chamber (MGC): Pengaruh Intensitas Cahaya ...........................................................

  !

  =1! ?5?!A! HASIL YANG TELAH DICAPAI .....................................................................

  5.5 Uji Teknik Aklimatisasi dengan Menggunakan Mini Growth Chamber (MGC): Pengaruh Umur Bibit .....................................................................

  ! =4!

  ! 5.6 Pembahasan ...................................................................................................

  =B! ?5?!A0! RENCANA TAHUN BERIKUTNYA ................................................................

  @1! ! 6.1 Uji Morfologi ................................................................................................

  @1! ! 6.2 Uji Biokimia ..................................................................................................

  @1! ! 6.3 Uji Anatomi dan Sitologi ..............................................................................

  @3! ! 6.4 Uji Molekuler ................................................................................................

  ==! !

  =1! ! 4.3 Analisis Data ……………………………………………………………….

  Halaman Halaman Pengesahan ............................................................................................................. ii Daftar Isi ................................................................................................................................ iii Daftar Tabel ........................................................................................................................... iv Daftar Gambar ....................................................................................................................... v Abstrak .................................................................................................................................. vii BAB I PENDAHULUAN ..............................................................................................

  8 ! 2.4 Peta Jalan Penelitian ......................................................................................

  1 BAB II STUDI PUSTAKA.............................................................................................

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

  4

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

  5 2.2.1 Kultur Embryo ……………………………………………………….

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

  7

  2.3 Progress Penelitian Kultur Embryo dan Embryo Splitting serta Kemungkinan Aplikasinya pada Kelapa Kopyor ........................................

  >! ?5?!000! TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN .......................................................

  3>! ! 4.2.4 Uji Pengaruh Umur Bibit ....................................................................

  3@! ! 3.1 Tujuan Penelitian ..........................................................................................

  3@! ! 3.2 Manfaat Penelitian .........................................................................................

  3@! ?5?!0A! METODE PENELITIAN ....................................................................................

  32! ! 4.1 Lokasi dan Bahan Penelitian .........................................................................

  32! ! 4.2 Optimasi Protokol Embryo Splitting Kelapa Kopyor ...................................

  32! ! 4.2.1 Uji Pengaruh Zat Pengatur Tumbuh ...................................................

  34! ! 4.2.2 Uji Teknik Aklimatisasi ......................................................................

  3B! ! 4.2.3 Uji Pengaruh Intensitas Cahaya ..........................................................

  @3!

  ?5?!A00! @=! KESIMPULAN DAN SARAN ...........................................................................

  ! @=! 7.1 Kesimpulan ....................................................................................................

  ! @=! 7.2 Saran ..............................................................................................................

  .5CD5E!+F"D5G5!--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- @@! @B! LAMPIRAN-LAMPIRAN .................................................................................................... !

  

DAFTAR TABEL

  Tabel Halaman

  4.1 Konsentrasi indole butiric acid (IBA) yang ditambahkan ke dalam medium induksi akar .............................................................................................................................

  17

  4.2 Rancangan percobaan yang akan digunakan dalam pengembangan protokol aklimatisasi bibit kelapa kopyor hasil kultur in vitro .................................................

  18

  5.1 Morfologi bibit kelapa kopyor sebelum aklimatisasi dengan bibit kelapa kopyor sesudah aklimatisasi selama 3 bulan di dalam mini growth chamber ........................

  25 ! !

  

!

!

  

DAFTAR GAMBAR

  Gambar Halaman

  2.1 Road map penelitian kelapa kopyor di Laboratorium Genetika dan Botani, Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Huruf dengan warna merah menunjukkan penelitian telah dilakukan, biru menunjukkan penelitian tahun pertama, hijau menunjukkan penelitian tahun kedua, ungu menunjukkan penelitian tahun ketiga, sedangkan warna hitam merupakan progam penelitian lanjutan sesudah kegiatan penelitian ini berakhir........................................................

  11

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

  17

  4.2 Teknik sungkup (atas) dan teknik mini growth chamber (bawah) yang akan digunakan dalam proses aklimatisasi bibit kelapa kopyor hasil kultur in vitro .........

  19

  4.3 Tiga macam bibit yang dihasilkan dari penelitian tahun pertama dan akan digunakan dalam uji teknik aklimatisasi, yaitu bibit tanpa akar (kiri), bibit dengan sedikit akar (tengah) dan bibit dengan banyak akar (kanan). ....................................

  19

  5.1 Rata-rata jumlah akar primer (A), rata – rata jumlah akar sekunder (B) rata – rata pertambahan panjang tunas (C) rata – rata pertambahan berat basah tunas (D), rata

• – rata pertambahan jumlah daun (E) dan rata – rata panjang akar primer (F) pada plantlet kelapa kopyor yang ditanam pada medium dengan penambahan IBA dengan konsentrasi 20 – 100 !M. Pada setiap diagram batang yang diikuti oleh huruf yang berbeda menunjukkan adanya perbedaan yang nyata antar perlakuan setelah analisis menggunakan LSD pada tingkat kepercayaan 95 %..........................

  22

  5.2 Tunas yang muncul akar pada medium dengan penambahan 20 !M (A) 40 !M (B), 60 !M IBA (C) dan tunas yang tidak muncul akar pada medum dengan penambahan IBA dengan konsentrasi 80 !M (D), 100 !M (E) .................................

  23

  5.3 Akar primer tumbuh tetapi akar sekunder tidak tumbuh pada tunas yang ditanam pada medium dengan penambahan IBA 60 !M (A), sedangkan akar primer dan akar sekunder tidak tumbuh pada tunas yang ditanam pada medium dengan penambahan IBA 80 !M (B) dan 100 !M (C). ..........................................................

  23

  5.4 Bibit hasil aklimatisasi dengan menggunakan teknik sungkup seelah dua bulan tanam menunjukkan hanya ada satu dari empat bibit yang berhasil tumbuh sedangkan sisanya mati karena tidak mampu menyesuaikan diri dengan kondisi lingkungan ex vitro .....................................................................................................

  24

  5.5 Morfologi bibit kelapa kopyor selama proses aklimatisasi. A. tiga kategori bibit kelapa kopyor sebelum aklimatiasi berumur 4 tanpa akar (kiri), sedikit akar (tengah) dan banyak akar (kanan) dibandingkan dengan B. bibit kelapa kopyor sesudah aklimatisasi selama 3 bulan antara bibit tanpa akar (kiri), sedikit akar (tengah) dan banyak akar (kanan). .............................................................................

  25 Morfologi bibit kelapa kopyor selama proses aklimatisasi. A. Bibit kelapa kopyor

  5.6 sesudah 3 bulan aklimatisasi pada intensitas cayaha yang rendah (900 lux) dan B. bibit kelapa kopyor sesduah aklimatisasi pada intensitas cahaya yang lebih tinggi

  26 (1400 lux). .................................................................................................................

  Contoh bibit kelapa kopyor dengan tiga macam umur yang diaklimatisasikan

  5.7 dengan menggunakan teknik mini growth chamber. Kiri, bibit berumur 2 bulan, tiga bulan dan empat bulan pada kondisi awal aklimatisasi. kanan, bibit kelapa kopyor sesudah aklimatisasi selama 3 bulan menunjukkan bahwa bibit berumur 4 bulan yang memiliki tingkat kelulushidupan tertinggi dibandingkan dengan umur

  27 yang lebih muda .........................................................................................................

  

!

  

!!

#,.(&#1!

  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enambahan

  IBA ke dalam medium tanam dengan konsentrasi 40

  VM mampu menginduksi akar mencapai 100 %. Bibit tersebut berhasil diaklimatisasi dengan tingkat keberhasilan yang cukup tinggi yaitu 91 - 97 % dengan menunjukkan ciri – ciri morfologi bibit yang normal. Aklimatisasi bibit kelapa kopyor melalaui teknik sungkup hanya mampu menghasilkan kelulushidupan bibit sebesar 25 % setelah 2 bulan tanam. Teknik aklimatisasi dengan menggunakan mini growth chamber berhasil digunakan untuk mengaklimatisasikan bibit kelapa kopyor dengan keberhasilan yang tinggi (di atas 95 %). teknik tersebut juga berhasil digunakan untuk mengaklimatisasi bibit kelapa kopyor yang belum memiliki akar namun telah memiliki 2 - 3 daun terbuka dan berumur 4-5 bulan. Teknik tersebut berhasil menginduksi akar secara ex vitro. Intensitas cahaya berpengaruh secara nyata terhadap keberhasilan aklimatisasi bibit kelapa kopyor. Cahaya dengan intensitas yang lebih tinggi (1400 lux) memberikan kelulushidupan dan pertumbuhan bibit yang lebih baik dibandingkan dengan cahaya dengan intensitas yang lebih rendah (900 lux).

  1=D=!EB>F;!C!!

  W6L)7K!$IH#MM#&NX!$1+2.!"&!)KKM#&NX!0&M:&$#M'$!O','7'X!!5JH#6'M#$'$#!!

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

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

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

  Perbanyakan kelapa kopyor secara moderm dengan menggunakan kultur jaringan telah diupayakan, namun hasil yang diperoleh belum menggembirakan. Perbanyakan kelapa melalui embryogenesis somatik belum berhasil diaplikasikan dalam secara masal (Montero-Cortes et

  

al., 2010; Perera et al., 2009b; Perera et al., 2007; Perera et al., 2008; Perez-Nunez et al.,

  2006). Hal yang sama juga terjadi ketika teknik embryogenesis somatik dicoba untuk diaplikasikan pada kelapa kopyor dimana teknik tersebut masih menghasilkan plantlet dengan bentuk-bentuk abnormal seperti akar tanpa tunas maupun tunas dengan akar yang tidak sempurna (Sukendah, 2009).

  Satu-satunya alternatif yang tersedia untuk menyediakan bibit kelapa kopyor secara in vitro adalah dengan menggunakan kultur embryo. Teknik ini telah berhasil dikembangkan di Philipina untuk penyediaan bibit kelapa makapuno (seperti kelapa kopyor) dengan tingkat keberhasilan menghasilkan buah makapuno yang sangat tinggi, 75 – 100 % (Rillo, 2004; Rillo

  

et al., 2002). Di Indonesia, teknik kultur embryo telah dicoba untuk digunakan untuk

  perbanyakan kelapa kopyor (Mashud, 2010; Mashud and Manaroinsong, 2007; Novarianto and Warokka, 2005; Novarianto et al., 2005; Sukendah, 2009; Sukendah et al., 2008).

  Kelemahan utama dari penggunaan teknik kultur embryo untuk menyediakan bibit kelapa kopyor adalah setiap embryo zygotik yang ditanam hanya akan menghasilkan satu buah bibit kelapa. Salah satu alternatif yang memungkinkan untuk penyediaan bibit kelapa kopyor secara masal adalah dengan menggunakan teknik embryo splitting (pembelahan embryo). Teknik tersebut diharapkan dapat meningkatkan jumlah bibit yang dihasilkan dua kali lipat (Mashud, 2010; Sukendah, 2009), namun penelitian-penelitian yang telah dilakukan belum memberikan hasil yang menggembirakan, hanya kurang dari 60 % embryo yang dibelah dapat tumbuh dengan sebagian besar menghasilkan akar tanpa tunas (Sukendah, 2009). Mashud (2010) juga melaporkan bahwa teknik ini belum berhasil digunakan untuk memperbanyak kelapa kopyor secara masal. Kelemahan tersebut berhasil diatasi dengan menggunakan teknik embryo splitting yang mampu menggandakan jumlah kecambah yang dihasilkan dari setiap embryo yang ditanam (Sisunandar et al., 2013).

  Kendala lain dalam penyediaan bibit kelapa kopyor melalui kultur embrio adalah persentase keberhasilan yang cukup rendah khususnya pada tahap induksi akar dan aklimatisasi yaitu kurang dari 20 % (Mashud & Manaroinsong, 2007; Sukendah et al., 2008). Kendala utama yang dihadapi selama tahap aklimatisasi adalah tingginya jumlah plantlet dengan akar yang tidak sempurna, yaitu mencapai hampir 50 % dari total plantlet yang dihasilkan (Sukendah et al., 2008).

  Salah satu cara yang banyak digunakan untuk menginduksi pertumbuhan akar yang sempurna adalah dengan memelihara bibit pada medium dengan penambahan zat pengatur tumbuh auksin. Di antara beberapa golongan auksin, asam indol asetat (IAA), asam "- naftalenaasetat (NAA), dan asam indol butirat (IBA) merupakan auksin yang sering digunakan untuk menginduksi akar (George and de Klerk, 2008).

  Disamping itu, teknik aklimatisasi plantlet yang dihasilkan dari kultur embryo kelapa juga masih perlu dikembangkan. Teknik yang banyak digunakan dalam aklimatisasi adalah dengan cara bibit disungkup satu-per satu selama beberap bulan sebelum dipindahkan ke lingkungan luar. Teknik tersebut memiliki keberhasilan yang rendah jika diaplikasikan pada bibit kelapa, yaitu kurang dari 80 % (Magdalita et al., 2010). Pengembangan metode tersebut juga berhasil meningkatkan keberhasilan aklimatisasi hampir mencapi 95 % dengan cara memindahkan bibit dari ruang kultur ke lingkungan luar terlebih dahulu selama 3 bulan sebelum bibit diaklimatisasi (Magdalita et al., 2010). Teknik lain adalah dengan menggunakan tenda plastik menunjukkan keberhasilan aklimatisasi mencapai kurang dari 80 % (Orense et al., 2011).

  Pada kelapa kopyor teknik aklimatisasi yang pernah dilaporkan adalah dengan menggunakan sungkup plastik dengan keberhasilan kurang dari 20 % (Mashud et al., 2008; Sukendah et al., 2008). Oleh karena itu pada penelitian ini juga akan dilakukan perbaikan protokol induksi akar dan aklimatisasi bibit yang dihasilkan dari embryo splitting kelapa kopyor guna meningkatkan keberhasilan aklimatisasi dan produksi bibit kelapa koopyor true- to-type.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kelapa dan Kelapa Kopyor

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

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

  Kelapa Kopyor. Salah satu cara untuk menurunkan tingkat kemiskinan petani kelapa

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

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

2.2 Perbanyakan Kelapa Kopyor secara In Vitro

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

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

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

2.2.1 Kultur Embryo

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

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

  Tingkat keberhasilan kultur embryo kelapa sampai saat ini masih bervariasi tergantung kepada kondisi laboratorium masing-masing pusat penelitian maupun pengalaman dan kemampuan tenaga peneliti dalam mengaplikasikan teknik in vitro (Engelmann, 2005). Tingkat keberhasilan kultur embryo kelapa bervariasi antara 15 – 88 % (Karun et al., 2002; Mashud, 2002; Rillo et al., 2002; Weerakoon et al., 2002).

  Aplikasi teknik kultur embryo untuk penyediaan bibit kelapa kopyor memberikan hasil yang lebih rendah dibandingkan dengan kelapa normal. Pada tahap ini, tingkat keberhasilan germinasi embryo kelapa kopyor di Indonesian Coconut and Other Palm Research Institute (ICOPRI), Manado adalah 63 % (Mashud and Manaroinsong, 2007), sedangkan di Universitas Pembangunan Nasional (UPN) Surabaya sebesar 47 % (Sukendah et al., 2008.) Di Universitas Muhammadiyah Purwokerto, hasil germinasi embryo kelapa kopyor tipe genjah asal Purbalingga Jawa Tengah juga menunjukkan tingkat keberhasilan yang hampir sama, yaitu 55 % (Sriyanti, 2010).

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

2.2.2 Embryo Splitting

  Kendala utama yang dihadapi pada aplikasi kultur embryo untuk penyediaan bibit kelapa kopyor adalah hanya dihasilkannya satu bibit dari setiap embryo yang ditanam, sedangkan setiap buah kopyor hanya terdapat satu buah embryo. Akibatnya bibit kelapa kopyor yang dihasilkan dari teknik ini menjadi sangat mahal bagi para petani (Maskromo et al., 2007). Alternatif yang tersedia adalah dengan melakukan pembelahan embryo (embryo splitting) untuk meningkatkan jumlah eksplan yang ditanam (Mashud, 2010; Sukendah, 2009). Namun tingkat keberhasilan teknik ini juga masih rendah (kurang dari 60 %) dengan sebagian embryo tumbuh akar tanpa tunas sehingga tidak dapat digunakan sebagai bibit (Sukendah, 2009).

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

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

  3 (Eeuwens, 1976) maupun medium ”Coconut

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

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

  3 ; Karun et al., 2002; Mashud, 2002; Pech y Ake et

al., 2007; Pech y Ake et al., 2002; Weerakoon et al., 2002), asam absisat (ABA ;Damasco,

  2002; Karun et al., 2002; Mashud, 2002; Weerakoon et al., 2002), benziladenina (BAP; Rillo et

  

al., 2002) dan asam naftalen asetat (NAA, Rillo et al., 2002). Beberapa zat pengatur tumbuh yang ditambahkan ke dalam media tanam dilaporkan mampu meningkatkan germinasi embryo kelapa, seperti GA

  3 (Mashud, 2002; Pech y Ake et al., 2007; Pech y Ake et al., 2002;

  Weerakoon et al., 2002) dan ABA (Karun et al., 2002). Namun, zat pengatur tumbuh yang lain tidak mampu meningkatkan germinasi embryo kelapa seperti NAA, BAP (Rillo et al., 2002) dan ABA (Damasco, 2002).

  Pada kultur embryo kelapa kopyor, penambahan GA ke dalam medium telah diujikan

  3

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

  3 dengan durasi yang berbeda maupun penambahan zat

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

2.3 Progress Penelitian Induksi Akar dan Aklimatisasi serta Kemungkinan Aplikasinya pada Kelapa Kopyor

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

  2 dengan lingkungan luar menjadi sangat terbatas Paspisilova et al., 1999.

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

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

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

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

2.4 Peta Jalan Penelitian

  Kelapa kopyor memiliki nilai ekonomi yang sangat tinggi (10 – 20 kali lebih tinggi dari kelapa normal) sehingga upaya budidaya kelapa jenis ini dapat digunakan sebagai salah satu strategi nasional guna mengentaskan kemiskinan dan menciptakan lapangan kerja baru bagi para petani kelapa. Program strategis tersebut dapat dicapai apabila lima langkah pengembangan dilaksanakan dengan konsisten (Gambar 2.1). Kelima langkah stategis tersebut meliputi :

  1. Seleksi dan uji keragaman genetika kelapa kopyor alami. Langkah ini meliputi pembuatan database kelapa kopyor di tiga kabupaten eks-Karesidenan Banyumas dan dilanjutkan dengan uji keragaman genetika. Pada tahap ini, pendataan kelapa kopyor di Kabupaten Banyumas dan uji keragaman genetika dari segi morfologi telah diselesaikan pada tahun 2010 sehingga peta distribusi kelapa kopyor di Kabupaten Banyumas telah diselesaikan. Pemetaan kelapa kopyor di Kabupaten Purbalingga dan Banjarnegara serta uji genetika berdasarkan sitologi dan biokimia, akan dilaksanakan pada tahun pertama dan kedua, sedangkan uji molekuler akan dilaksanakan pada tahun ketiga. Luaran dari kegiatan ini adalah peta distribusi kelapa kopyor di tiga kabupaten dan hasil uji keragaman genetika kelapa kopyor di ketiga kabupaten tersebut.

2. Pengembangan protokol penyediaan bibit kelapa kopyor secara in vitro, meliputi protokol embryogenesis somatik, protokol kultur embryo maupun protokol embryo splitting.

  Penelitian ini merupakan fokus utama dari proyek penelitian yang diusulkan. Selama tahun 2004-2007, peneliti utama telah melakukan penelitian tentang teknik penyimpanan plasma nutfah kelapa dengan menggunakan teknik kriopreservasi. Penelitian tersebut menggunakan teknik kultur embryo untuk me-recovery embryo yang disimpan pada suhu beku. Namun, dalam penelitian ini jenis kelapa yang digunakan adalah kelapa normal. Pada tahun 2009, peneliti utama melakukan penelitian uji sterilisasi eksplan embryo kelapa kopyor atas biaya mandiri. Pada tahun 2010 selama peneliti utama melakukan kegiatan postdoctoral research

  fellow di University of Queensland, Australia atas biaya Endeavour Award, Ministry of

  Education Australia dengan topik penelitian tentang uji perbandingan pertumbuhan embryo kelapa kopyor antara kelapa dalam dan kelapa genjah, serta dilakukan uji pemilihan medium dasar yang bisa digunakan untuk menumbuhkan kelapa kopyor. Terdapat dua tahap kegiatan yang akan dilakukan dalam penelitian ini selama dua tahun pertama, yaitu pada tahun pertama dilakukan tahap pengembangan protokol germinasi, serta pada tahun kedua dilakukan tahap pengembangan protokol aklimatisasi tanaman yang dihasilkan dari tahap pertama (in vitro) agar dapat hidup di lingkungan luar (ex vitro) sehingga diperoleh bibit yang siap tanam ke lapangan (Gambar 2.1).

3. Uji kompetensi dan keragaman genetika bibit kelapa yang dihasilkan dari embryo splitting.

  Penelitian ini bertujuan untuk memastikan bahwa tanaman yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan antara bibit satu dengan yang lain maupun tidak ada pertumbuhan abnormal selama proses aklimatisasi. Untuk memastikan hal tersebut dilakukan penelitian uji keragaman genetika secara morfologi, fisiologi, sitologi dan molekuler seperti yang telah peneliti utama lakukan selama tahun 2006-2007 untuk menguji keragaman genetika bibit kelapa yang dihasilkan dari kriopreservasi, serta uji keragaman genetika dari segi molekuler yang dilakukan pada tahun 2009 di CIRAD, Perancis selama menjadi visiting scientist di lab tersebut. Direncanakan pada tahun ketiga, penelitian ini dapat dilakukan.

  4. Upaya pelestarian plasma nutfah kelapa kopyor melalui pembangunan kebun plasma nutfah, teknik konservasi jangka pendek dan menengah (short- to medium-term

  conservation) serta melalui penyimpanan jangka panjang (cryopreservation).

  Langkah lanjutan setelah diperoleh bibit kelapa kopyor yang secara genetika tidak mengalami perubahan yang berarti (akhir tahun ke-tiga), maka penelitian akan dilanjutkan pada tahun ke empat dengan mulai dibangunnya kebun plasma nutfah kelapa kopyor pertama di Indonesia. Saat ini telah disediakan lahan seluas 3 ha oleh peneliti utama guna melaksanakan kegiatan tersebut. Kegiatan pengamatan pertumbuhan secara morfologi dan fisiologi akan dilakukan dalam jangka waktu 6 tahun sampai kelapa sudah mulai berbuah.

Gambar 2.1 Road map penelitian kelapa kopyor di Laboratorium Genetika dan Botani,

  Universitas Muhammadiyah Purwokerto. Huruf dengan warna merah menunjukkan penelitian telah dilakukan,

  biru

  menunjukkan penelitian tahun pertama,

  hijau

  menunjukkan penelitian tahun kedua,

  ungu

  menunjukkan penelitian tahun ketiga, sedangkan warna hitam merupakan progam penelitian lanjutan sesudah kegiatan penelitian ini berakhir.

5. Upaya produksi bibit kelapa kopyor hibrida unggul nasional.

  Setelah dibuat kebun plasma nutfah dengan kelapa kopyor yang telah berbuah, kemudian dilakukan seleksi pohon kelapa kopyor yang unggul. Dari seleksi tersebut diharapkan diperoleh kelapa kopyor genjah dan kelapa kopyor dalam yang menghasilkan buah kopyor dengan rasa yang lebih enak dibandingkan yang lain. Selanjutnya dari kedua jenis kelapa tersebut akan dilakukan persilangan guna menghasilkan kelapa kopyor hibrida unggul nasional yang akan disebarkan ke petani dan dunia industri untuk dibudidayakan. Dari kelima kegiatan tersebut diharapkan dapat dibangun kerjasama yang erat antara universitas dengan petani kelapa dan industri untuk mengembangkan industri kelapa kopyor Indonesia. Industri tersebut menyangkut berbagai aspek seperti perkebunan kelapa kopyor di tingkat hulu yang akan banyak melibatkan petani kelapa saat ini. Industri pengolahan pangan meliputi industri pengalengan kelapa kopyor dan industri eskrim berkualitas eksport merupakan sasaran selanjutnya, termasuk industri restoran dan pangan lain yang telah memanfaatkan kelapa kopyor secara tradisional selama ini. Sejak kelapa juga diketahui memiliki manfaat yang tinggi dalam bidang industri kosmetika dan obat-obatan, sasaran ini merupakan pengembangan lanjutan dari produk kelapa kopyor. Produk samping kelapa yang saat ini tengah dikembangkan juga dapat dikerjakan pada industri kelapa kopyor, seperti produksi arang aktif, sabut kelapa maupun kompos bahan tanam berbahan dasar sabut kelapa (cocopeat). Industri impian yang lain adalah dibuatnya “theme park” seperti movie world, namun dalam hal ini coconut world.

  Proyek theme park ini merupakan gabungan dari rekreasi dan pendidikan

BAB III TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

  3.1 Tujuan Penelitian

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

  Adapun tujuan penelitian pada tahun kedua ada empat, yaitu (a) seleksi medium dasar yang paling baik untuk menghasilkan plantlet dari kecambah yang dihasilkan di tahun pertama, (b) seleksi zat pengatur tumbuh dan konsentrasinya yang tepat untuk menghasilkan plantlet kelapa kopyor, (c) seleksi teknik aklimatisasi yang tepat untuk menghasilkan bibit kelapa kopyor serta (d) seleksi substrat tanam yang tepat untuk menghasilkan bibit kelapa kopyor yang lulus hidup pada tahap aklimatisasi. Output utama yang diharapkan pada tahap ini adalah dihasilkan bibit kelapa kopyor sampai 100 % dari jumlah embryo yang ditanam (meningkat dari 20 % pada kultur embryo).

  3.2 Manfaat Penelitian

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

  Pengembangan Ipteks. Penelitian ini diharapkan memberikan dampak jangka pendek

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