Induksi Kalus dan Regenerasi Dioscorea composita Hemsl

(1)

Hnyrcri, luni 1994. hlrn. 15-17 ISSN 0854-8587

Vol. I. No. 1

Induksi Kalus dan

Regenerasi

Dioscorea composita

Hemsl

ISNAINI NURWAHYUNI' DAN PUSPA DEWI TJONDRONEGORO

Jurusnn Biologi

FMIPA

IPB,

/ I .

Raya Pajajarnn. Bogor 16144 Diterim 2 Mei 1994/Di.~jui 18 Juni 1994

Callus induction and planlet regeneration of D. composira Hemsl are described. Nodal cut- tings and young

sctds

_of_D._conrpodfa_wert_{induced to}_produce_{callus and planlets on modified}

MS

medium, tJmt

are

supplemented with various conclentrations

of

p w t b rg(&tors and 0.8% agar. In the culture of _{nodal segments,}8 single plantlet was produced by the proliferation of axiilnry buds and was not from the undifferentiated callus. However, from seed cultures, anhayogenic d u s was able to be q p c r a t c d to plantlets after subculturing into regeneration

mcdiurn.

PENDAHULUAN

Dioscorea composita merupakan satu dari 650 jenis Diorcorca (Courney, 1967; Ayensu, 1972) yang krasal deri Meksiko Selatm. Tattarnan ini tumhuh normal pada ketinggiaa LSO4W<drn permukaan Iaut (van Steenir. 1981).

Di

K.inrp1ten Bogor, D. comporira cocok dita- nam di daemh C i m g g u dm Cibinonp.

Dlascona m q x u l m . D. jloribundn, dan D. muicann merupakan pnghrsil diosgenin. yaitu tuhan ohat-otutan steroid reperti pi1 kontraseptik dan kortinon. Kadar diosgcnin poJ. umhi D. cuvnpsita k r k i s u mum 0- 13 1

d u i k r a t kering (Counrcy. 1967). Hrsil percdurrn BaIai Penelitian Tanaman Obat Bogor menunjukkan hahwa kadar diosgenin tertingg~ mencapai 7.2% berat kering umbinya (Sudiarlo, et nf.. 1985).

Penyediaan hihit budidaya

D.

compositn merupakan kendala yang rnemhatasi. Bibit jarang terhentuk karena

tuuman ini harutnab dm dan k.l.upun .J. sifatnya storil. Sodangkan umbinya mulai terbcntuk setelah tanaman bsnrrnur lim Mun. umbi tua mmgrlami mur: donnuui

nolama tiga hulm. Teknik kultur jaringui telah berhasil manyhasilkan bihit &lam nkala heur patla hdhemp jsnir Dloscorca seperti dilaporkan oleh Chaturvedi rt al. (1982). Ammimto (1984).

dun

Vtuu J.n Mrntell (1989). Teknik ini jupa dapat dcmanfutkan untuk mempclajari hiosint-is mmpm pmJuku diospnin ( h u l

rr

_al.,_1%9;

Stoha el

al.,

1969; Sew

cr

_al._,_{1989; Tjdnmegoro,} 1991).

Perhrnyrkrn dengan teknik kultur jaringan sangat dipcngaruhi antara lain oleh jenir eksplan. komposisi d i u m . Ju, k c d u n 11ngkunp.n. Ekaplan huku hatang sangat wring dtgunakaa untuk pemhentukan planle< Malium tumhuh umumaya tordin J.n malium huul MS (Munrhtge dan Skoc>g.-1962) denyan variari Jan kom- htnari aukrin, ritakinin dan senyawa organik kompleks. Kumhinuc u t pcngatur tumhuh dengan canein hidrolinat J~laporkan memacu pcrnhcntukan kalus emhriogcnik (Orafo, 1988). Namun medium hasal MS naja dapat digunrkan untuk mikruprg.grs~ I). crlrrm haik dcngm pm pcrlakuan k d d a p c4.spl.n (Mancell n dl.. 1978) nmupun

.mpa peWw (Ammtmto, 19154).

'l'cnults untuk Korcsp&nw

BAHAN DAN METODE

Buhrm.

D,

contpositcr diperold dari Laboratorium Fi- siolopi Tumbuhaa, Jutusan Biologi FM IPA IPB.

Penyiapan Medium untuk Pertumbuhnn. Medium kultur ymg disiapkan idah malium kultur huku hatang. medium kultur biji. medium regcnerari. dun medium parakana yang dip8datk.n dengan agar 0.8 % dm diatur pH nya mbajadi 5.8. Medium kultur buku hatang meru- pakm beberapa kombinui medium ba.sal

MS

dengan air kdapa(0, 75, Jur 150

mln) dan

2.4-D (0, 0.5, 1.0. 1.5. 2.0, 2.5, dm 3.O.mgll) *tau NAA (0, 0.5, d m 1 .O) dm BAP (0, 0.5, l .O, 1.5, 2.0, 2.5,

dan

3.0). Medium kultur hiji

mudr

marupkan behenpa medium hrul MS h g m NAA (1.0, 3.0. dan 5.0 mg11) dan BAP (0. I mg11). Sedmgkan medium regeaensi merupakan medium basal MS deagan sukrolu (45 gll)

dur

2.4-D (0.5 mg11) yrng dikenal rehagai MS 45 (Viana den Mantell, 1989). Medium ini digunakan ubagai medium regenerui dari kalur yang diperoleh dari buku batang dan b i j i mud.. Medium patakaran meruykan medium basal MS yang dipericaya dcagan 0. I mgfl N M (Chaturvdi. 1975).

Paniliban Eksplan. Eksplrn huku hatang diamhil dari

huku brtang kc-2 srmpai 5 dari bagian apikal tanaman. Setiap buku batang kemudian dipotony scpanjaag 1.5 mmpi 2.0 cm

dan

dicuci hnnrrut-turut denpan detergut,

d m 0 1 70% dunr 30 Jaik. Clomx 20%

dan

10% (hchm

&if d i u m hipoklorit 5.25%) aruring-masing scl.mr 10 mcnit rerta HgCIl 0.1 % selama 5 menit. Ekspl~n kemudian dibilas dengan .Irluda rteril tiga kali rebelum dimam pulr medium kulrur huku hrlmp.

Biji m;d. ( 1-2 minggu setelah penyerhukan) distcrilkan dmgm mcronJ.mnya hertumt-turut JaIam Clorox 10% Jan 5 % muring-maring =lama limn mcnit. mlanjutnya dicuci r k W MI tiga kali. Biji terachut dilukai nlah

utu u h y a dcagan ujung skalpl. kcmudim diuruh pula d i u m kultur hiji.

Buku hturg &n biji mud^ ditamm p d ~ khzn(tr

nu-

cam perlakuan medium denpan ncpuluh ulangan Jan di- inkuhuikan dalam mngan dcngan penyinark 1000 lux ( 16 jam/h.ri) pub nuhu 25 2 Z'C.

(2)

16

NURWAHYUNI

D A N

TJONDRONEGORO

yang tsrbzntuk dipindnhkan prdir

MS

yrng

diperkaya

dengan

0.

I

mgll

N A A .

Masing-masing diamnti krmam-

puannya untuk kregenerrrsi

dm

krakar.

HASIL

Pengilruh

A i r

Kelupa

dan

2,443.

Eksplan huku hatang

yang Jitumhuhkan

pada

medium rnenunjukkan bahwa

hampir

remua

perlakuan

medium

M S

dengan

kornbinasi

a i r

kelapa

(0.

75.

Jan

150

mlll)

Jan

2.4-D

(0.

0.5, 1.0,

1.5. 2.0,

2.5.

dan

3.0

mpll) dapat menghasilkan kalus

(Tahzl

I).

Medium

M S

dengan

a i r

kelapa

150

m l l l yang

dikomhinasikan dengan semua kon.wntrasi

2.4-D paling

haik

untuk pemkntukan

kalus.

Kalus ini tumhuh h y a k

.ukali dengan ukuran

hcr;.r

(diameter

mtara

3.9-5.0

cm).

Jenis kalusnya nonamhriogenik dengan tekstur lembek-

hzrair dan

pada

permukaannya terdapat sedikit kalus

f

i

b

Perlakuan yang J i k r i k v n

ini

tidak

ccxok

untuk

menginduksi

kalus

organogenik dan emhriogenik.

Data

lengkap hesil penelition ini

ada

p d a

pnulis (Nuwahyuni

dim

Tjondronagoro.

1993).

Tahel

1.

Penganrh Air Kelapa dan

2.4-D

Jalam

M d i u m

MS

terhrdrp

Pemhentukan

Kdus

pada

Kultur

Buku Brtang D.

crm~p~.vittr

Air

kelapa

(mlll)

0

0.5

1

.O

1.5

2.0

2.5

3.0

k: kalrur,

-:

ekrplrn

tiJ&

turnhuh

Pcngrruh

B A P

dun

N A A .

Percohaan

medium

MS

dcngan kornhinari ritokinin

BAP

dun

N A A

lehih

berva-

riasi

(7"irbcl

2).

Pad8

behemp.

pcrlakuur

dipcnleh kalru

komprk. tunas, akrr.

kajus

J.n

turua

ncrt.

planlet. Tunur

tunggal tehntuk

JIri

pcrtumbuhm

tunwv

dcsiler.

Tvhel

2.

Rcspons Eksplan Buku Butmng

D.

cornposirn

tcrhwdap

N A A

dPn

BAP

&lam Medium

US

N A A

BAP

(mpll)

(

mpll)

0

0.5

1

.O

1.5

2.0

2.5

3.0

k:

kaluri.

t: t

.

a:

rkar

C3ulY

tunus

yu)g

mulai bcnlrun Jtlrrkukur pemlrharuu,

~ m p a i

dwnnyr hijru

drn

memhuka. Tunas yrng

mcm-

punyal

2 - 4

huku

hatang Jipindahkrn

k c

medium

pcrakarsn

?ampi tcrhcntuk plunld. Ek-splm huku

h t ~ g

yrnp

frekucnsi

tumhuhnya tingyi

unwk

herkcmhang

Jrlrm kultur adwlrh

yrng

h s r a ~ i

dari

huku

kc-3

dun

4.

Iikuplan

h ~ j i

rnuda

y

mp

dllukai

J r p t

m e m h t u k

kalus

cmhr~opcnik

padw

t i c t i p

komhiruzl

N A A

Jm

BAP.

Nam-

paknyia

Liticpwtm pcrtun~huhrn

kalus

k h n d l n g

tangsung

Jcnprn

kon.wnt

rrsc

N

A A

(Trhcl

2 ) .

Tabel 3. Pertumhuhan

Eksplan

Bij

i

Do

cc~rriposircr

pada

Medium MS

Diperkaya dmgan

N A A

dm

BAP

Pzrlnkuan

Pertumhuhan

Kul

tur

9€

NAA

Jan

BAP

(

mpll)

Kaius

Akar

Tunas

Planlet

1.0

dan

0.1

90

..

-

..

3.0

dan

0.1

80

.I

..

o

5.0

Jarr

0.1

80

0 0 0

Pertumbuhon

pado

Medium

Subkultur

(MS

45).

Pa&

d i u m

~ubkultur

kalus dari buku

batang

perlakuan

d i u m

US

dengan kombinasi

air

k d a p

dm

2.4-D

.wrta

medium

MS

dengan kombinasi N A A dan

BAP

tidak

m e m h t u k planlet.

Dalrrm kultur

MS 45

ini.

kalus

friqblr

dari eksplan huku

hatang dalam

medium

MS

yang diper-

kaya dengan

a i r

kelapa dan

2.4-D dapat krdifetensiasi

menjadi akar serahut sedangkon dari

kalus

kompak yang

terbentuk pada medium

MS

dangan komhinasi

N A A

Jan

BAP

tumhuh

menjadi

tunas

abnormal. Namun kalus

drri

h i j i

nampaknya

cocok

untuk diregcnerasi

kan

pad.

medium

ini

sehinggr Japat

diperoleh

7-

10

planlet

per

hotol

kultur. Planlet kemudian diaklimatisasikan

drn

herhasil ditumhuhkan di

p ~ t

b c r i s i

campurrn tanah Jan

prsir dengan pmPndingan

I

:

I.

Ratio

sitokinin Jan auksin dalrm medium menentukan

tipe prtumhuhan

d m

perkemhangan ckrplan yang dita-

nam (Murashigc dan Skcwp. 1962).

Ternyata

pemilihm

jenir

ut

pengatur tumhuh dan jenir eksplrn

jug*

ikut

herpengaruh. Hal ini terhukti

pada

eksplan

buku

hatany

yang

hanyr

numpu

tumhuh

minjadi

kalus

pad.

medium

US

yaag

diperkaya

dengan

a i r

kelrpa

(sumber sitokinin)

dan

2.4-D

(Tiahel

1).

2!at

p g a t u r

turnhuh

y.np

diharikan

t e r p i d .

2.4-0.

hiasmy.

J p p t

m

y

inisaut

pbmbcntukan

krluc

emhriogenik

D.

nlcrta.

Sdanpkun. nitokinin

I M P

mengindukri proliferasi

merirtem

apikrlnys Jan

j u y r

memacu perturnhuhan tunas aksiler (Salisbury dan

Ross.

1992).

Pad.

komhinrsi perlakuun

N A A dan

BAP,

pembcrian

BAP

1

.O

dan I

. 5

mpll (Taahzl

2)

dapat

rnemacu

pzrtum-

huhut

tunas

Pksilcr

s e s u i

dengan

pendapat

Salisbury

Jm

Ross

(1992)

Jur

hwil

dwri komhinasi

prlakuur

yang lain

hervrriasi.

a

ini

rnungkin dixhahkan karcna pcnganth

h o m m

cndogcn yrny

jumlohnya hcrvarimi

psdP

eksplan

yang dikulturkan. Namun, tidak

ad.

~ t u p u n

prlukuun

Jalam

penelitirn

i n i

yrng

Japat

mcmacu proses multi-

plikrri

t u n u

aknilcr.

Ammimto (1982) mendaptkan

#urn

tunas

per

eksplrn. redangkan

d a r i h a r i l

percohaan

ini

hanyr

Jihasi1k.n

rutu

tunas

srja.

Percchun

induksi kalus

Jan

rcyenemsi

p.J.

R.

c'rl~rnp~-

.virct

ini

mmunjukkan hwil yang

hervarirqi.

Komhinrqi

ut

penlacur

tumhuh

yang

diherikan hanyr mampu menurn-

huhkm

cksplln

huku

h t m g

mcnjuli kalua nonemhtiiige-

nik, akar. drn

tunas

tunegal. Pcrlaku~n

komhinasi

N A A

dan

BAP

hanya

nlampu

menghasilkm

wtu

trnamrn per

huku hatang. ~Jwngkan

perlakuan

a ~ r

kelapa dan

2.443

~ r h k

mcnyhr\tllian plunlct. Kultur hiji

&pat

rnemhcntuk

k a l u s

cmhr~ogcnck

pwdw

t n e d ~ u m

p n p

dccohwkan dwn

k a l u 5

tcrschut

swngat

r c s p o n s t l

untuk

tumhuh

ttlcnjadi

(3)

KULTUR

JARINGAN DIOSCOREA

COMPOSITA

HEMSL

17

D A n A R

PUSTAKA

Ammirato,

'V.

1982. Growth and Morphogznzsis in

Cultures

of

the Monocot Yam!.

Diosct~redr.

p.

169- 170.

I n

A.

Fugiwara

(d.).

Planr Tissue Culture, Tokyo:

.

Maruzcn.

Ammirtrto,

P.V.

1984.

Yams.

p.

3 2 7 - 3 5 4 .

I n

P.V.

Amrnirato.

D.A.

Evans.

W.R.

Sharp.

and

Y.

Yamada.

(d.),

Handbook

of

Planr

Cell

Culture.

Vol.

3.

New

York: Macmillan.

Ayenqu,

E.S..

1972.

Anatomy

of

monocotyledon.^.

VI.

Dio.c-cu~realcs.

New

York: Oxford.

Chaturvedi,

h1.C.

1975.

Propagation

of

D. jlorihun~kl

from

in

M'trt)

Culture

of

Single

Node

Stem Segments.

Cum. Sci.

44:

839-84

1.

Chuturvedi,

hl.C,

A.

K. S h a m , h.I.

S h a m , and

R.N.

h w d .

1982.

Morphogmcsis.

M

icropropgation.

and

Germplasm Preservation

of

Economic

Plants

by

Tissue

Culture.

p.

687488.

In

A.

Fugiwan

(4.).

Phnr

f i e ~ e s u t

CuLurc.

Tokyo:

Marnun.

Couney,

D.C.

1967. Krtnr. London:

Longmans,

G r a n

and

Co.

b u l ,

B.,

S.

J.

Stohs,

and

E.

J.

Staha. 1969.

Diosco-

rzoTissur:

Culture:

I

I. Influence

o f

Various Factors on

Diosgenin Production

by

Dioscoreo

delroidca

and

Suspension Cultures.

Loyiia

32(3):

147- 159.

Mantell,

S.I!.,

S.Q.

iiayue,

and

A.

P.

Whitehall.

1978.

Clonal Multiplicatim of

Dioscwna

alas

L.

and

Dit~scoretr

rr~undctm

Poir.

Yams

by

Tissue

Culture.

I .

Hen.

Sci.S3:95-98.

Nurwahvuni,

.

N.

dan

POD.

Tjondronegoro.

1993.

Induksi Kalus dan Rzgenerasi Tanaman

Diosc-ot-ccr

composircr Hzmsl. Bogor: Lemhaga Penzli tian I

PB

(tidak dipuhl i

kilsiknn).

Osifi~,

E.O.

1988. Somatic Emhryopen~sis

in Dios-corea.

J.

Plcrnr Physiol. 133(3): 378-380.

Salisbury,

F.

and

C.W.

Ross.

1992. Pfcrnt

Phvsiolci~v.

4th

ad.

Belmont. California: Wadsworth publishing

c;.

Seyupta,

J.,

G.C.

Mitra, and

A.K.

Shrrrnu.

1989.

Steroid Formation During Morphogenasis i n Callus

Cultures

o f

Dioscorccr

florihunncr

.

J .

P l n ~ i r

Physiol.

135(

1

):27-30.

Sudirrrto,

F.

Chuiriuni,

S.hi.

Rositrr, dun

Wahid.

1985. Perkemhangan Penelitian Budidaya Tanvman

Bahan Baku P i

l Kon

t

rasapsi.

Jurntrl

Pencliritrn

rltrtr

Pcngcmhcrnxcrrr Pcncrnicrrz

4 3 ) :

7

1

-76.

Stohs,

J.S.,

B.G.

Kurel,

and

E.

J.

Stuhu.

1969.

The

Metabolism

o f

14

C-Cholesterol. Phytoc-lzotr.

8:

1679-

1686.

Tjondroneyoro,

POD.

199

1.

Pemhentukun Diosgenin

pada Kultur Kalus Dio.vc-orccr hulhifkrtr

L.

Disertasi.

Bogor:

Fakul

trrs

Pasca

Sar-jvna I

PB (tiduk dipuhlikwsi-

kan).

van

S t d c ,

C.G.G.J.

198

1.

Florcr.

Jukrrtrr:

PT

Pradnya

Pammita.

Via-,

A.hf.

and

S.II.

Mantell.

1989.

Callus Induction

and

Embryos

of the

Seed

Propagated

Yams

Diosctrrra

contpusita

Hemsl and

D.

cuyo~sis

L a m .

Pllrnr

Cell,

li.csuc

twi

Orxcrtr

Cuburc

16:

I

13-

122.

Murrrshigc,

S .

and

'

Skw~g.

1962.

A

Revisal

Mulium

for Rapid Growth and Bioasli~ys

with

Tobacco

Tissue