DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2013
DEWI CITRA SARI
INDUKSI UMBI MIKRO KENTANG (
Solanum tuberosum
L.)
SECARA
IN VITRO
PADA SUHU MEDIUM DENGAN
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Induksi Umbi Mikro Kentang (Solanum tuberosum L.) secara In Vitro pada Suhu Medium dengan Beberapa Konsentrasi Gula adalah benar karya saya dengan arahan dari pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.
ABSTRAK
DEWI CITRA SARI. Induksi Umbi Mikro Kentang (Solanum tuberosum L.) secara In Vitro pada Suhu Medium dengan Beberapa Konsentrasi Gula. Dibimbing oleh DINY DINARTI dan AGUS PURWITO.
Hambatan pengembangan kentang (Solanum tuberosum L) di Indonesia adalah karakteristik tanaman kentang yang spesifik pada suhu rendah sehingga diperlukan adaptasi kentang pada suhu medium. Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap produksi umbi mikro kentang in vitro pada kultivar Granola, DTO 28, dan CIP 801040. Induksi umbi mikro kentang secara in vitro dilakukan pada suhu rendah (18–23
0
C) dan suhu medium (28-31 0C) dengan tiga konsentrasi gula (90, 105, dan 120 g l-1) menggunakan rancangan acak lengkap. Perlakuan suhu medium pada suhu 28– 31 0C masih mampu merangsang pembentukan umbi mikro meskipun dengan jumlah, berat, dan persentase bahan kering umbi yang lebih rendah, tetapi dengan tebal kulit dan kandungan senyawa fenol yang lebih tinggi. Perbedaan konsentrasi gula tidak berpengaruh nyata terhadap produksi umbi mikro kentang baik pada suhu rendah maupun suhu medium. Interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula berpengaruh nyata terhadap peningkatan jumlah tunas Granola dan peningkatan jumlah stolon, akar, serta umbi CIP 801040 pada suhu medium. Kata kunci: gula, in vitro, Solanum tuberosum L., suhu medium, umbi mikro
ABSTRACT
DEWI CITRA SARI. In Vitro Microtuberization of Potato (Solanum tuberosum L.) at medium temperature with Some Concentration of Sugar. Supervised by DINY DINARTI dan AGUS PURWITO.
The barrier of potato development in Indonesia was the characteristics of potato that specific at low temperature. Therefore, it was important to adaptate potatoes on medium temperature. This research were aimed to study the effect of temperature increasing and sugar concentration on in vitro microtuberization of potato. Potato microtuber of Granola, DTO 28, and CIP 801040 was inducted at low (18–23 0C) and medium temperature (28–31 0C) with three sugar concentrations (90, 105, and 120 g l-1) which used completely randomized design. Medium temperature (28–31 0C) still able to stimulate the formation of microtubers despite the number, fresh weight and tuber dry matter percentage were lower and also had a thick skin and higher phenolic compound. Differences of sugar concentrations did not significantly affect the production of potato microtubers at low temperature and medium temperature. Interaction between increasing of temperature and sugar concentration affected induction of Granola’s buds and the number of CIP 801040’s stolons, roots, and tubers at medium temperature.
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian
pada
Departemen Agronomi dan Hortikultura
DEWI CITRA SARI
DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA FAKULTAS PERTANIAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR
2013
INDUKSI UMBI MIKRO KENTANG (
Solanum tuberosum
L.)
SECARA
IN VITRO
PADA SUHU MEDIUM
.
DENGAN
Judul Skripsi : Induksi Umbi Mikro Kentang (Solanum tuberosum L.) secara In Vitro pada Suhu Medium dengan Beberapa Konsentrasi Gula.
Nama : Dewi Citra Sari NIM : A24090004
Disetujui oleh
Dr Ir Diny Dinarti, MSi Pembimbing I
Dr Ir Agus Purwito, MScAgr Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Agus Purwito, MScAgr Ketua Departemen
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga skripsi ini berhasil diselesaikan. Judul penelitian ini ialah Induksi Umbi Mikro Kentang (Solanum tuberosum L) Secara In Vitro pada Suhu Medium dengan Beberapa Konsentrasi Gula. Penelitian ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian pada Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian IPB. Selain itu, penelitian ini merupakan salah satu langkah awal dalam upaya pengembangan genotipe kentang yang adaptif pada suhu medium. Dengan diketahuinya klon kentang yang adaptif pada suhu medium tersebut diharapkan produksi kentang dapat ditingkatkan hingga ke dataran menengah.
Ungkapan terima kasih disampaikan kepada ayah, ibu, serta seluruh keluarga, atas segala doa dan kasih sayangnya selama penulis menempuh pendidikan dan menyelesaikan studi. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Ir Diny Dinarti, MSi dan Dr Ir Agus Purwito, MScAgr sebagai pembimbing atas segala pengarahan dan bimbingan dalam perencanaan, pelaksanaan, penulisan skripsi hingga pendanaan melalui dana hibah penelitian dari PKHT. Terima kasih penulis ucapkan kepada Dr Willy Bayuardi, MSi sebagai dosen penguji atas koreksi dalam penulisan skripsi ini. Di samping itu, terima kasih juga penulis sampaikan kepada Ibu Siti Kholifah dari Laboratorium Kultur Jaringan 3, Bapak Joko dari Laboratorium Mikroteknik dan juga rekan mahasiswa baik S1 dan S2 yang sedang melaksanakan penelitian di laboratorium tersebut yang telah membantu memberikan informasi selama pelaksanaan penelitian ini.
Terima kasih juga penulis sampaikan kepada teman-teman di Departemen Agronomi dan Hortikultura 46 (SOCRATES 46), sahabat lorong 4B Asrama TPB terutama kamar 416, Keluarga Etos Bogor terutama etoser 46 (17 Pearls), Sahabat Kemdik BEM KM IPB Bersahabat dan BEM KM IPB Berkarya, pejuang pendidikan di IPB Mengajar 2012-2013, Keluarga PMTM, pejuang di Komunitas Sobat Bumi Bogor dan teman-teman di Wisma SQ yang selalu memberi semangat dan inspirasi dalam segala hal.
Semoga hasil penelitian ini dapat menjadi tambahan informasi dalam pengembangan genotipe kentang unggul selanjutnya.
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL vi
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR LAMPIRAN vii
PENDAHULUAN 1
Latar Belakang 1
Tujuan Penelitian 2
Manfaat Penelitian 2
TINJAUAN PUSTAKA 3
Botani Tanaman kentang (Solanum tuberosum L.) 3
Induksi Umbi Mikro Kentang secara In Vitro 3
Peran Zat Pengatur Tumbuh dalam Pengumbian Kentang 4
Klon dan Kultivar Kentang 5
METODE 6
Bahan 6
Alat 6
Pelaksanaan 6
Prosedur Analisis Data 8
HASIL DAN PEMBAHASAN 9
Vigor Tanaman Kentang In Vitro 9
Produksi Umbi Mikro Kentang In Vitro 15
KESIMPULAN DAN SARAN 20
Kesimpulan 20
Saran 20
DAFTAR PUSTAKA 21
LAMPIRAN 23
DAFTAR TABEL
1 Rata-rata jumlah tunas per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan
suhu medium 10
2 Rata-rata jumlah tunas per eksplan pada perlakuan konsentrasi gula 90,
105, dan 120 g l-1 10
3 Rata-rata jumlah buku per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan
suhu medium 11
4 Rata-rata jumlah stolon per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan
suhu medium 12
5 Rata-rata jumlah stolon CIP 801040 9 MST pada perlakuan konsentrasi
gula 90, 105, dan 120 g l-1 12
6 Jumlah stolon CIP 801040 selama masa pengumbian sebagai respon interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula 13 7 Rata-rata jumlah akar per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu
medium 13
8 Rata-rata tinggi tanaman (cm) pada 4 dan 12 MST pada dua perlakuan
suhu ruang. 14
9 Hasil analisis sidik ragam tinggi tanaman pada 12 MST 15 10 Rata-rata jumlah umbi normal kentang pada perlakuan suhu rendah dan
suhu medium pada 12 MST 15
11 Rata-rata jumlah umbi tumbuh tunas pada 12 MST 16 12 Rata-rata bobot basah umbi per eksplan pada perlakuan suhu rendah
dan suhu medium. 17
13 Rata-rata panjang (cm) dan diameter(cm) umbi mikro pada dua
perlakuan suhu 18
14 Ketebalan periderm umbi mikro Granola pada perlakuan suhu rendah
DAFTAR GAMBAR
1 Lay out penelitian 7
2 Perbedaan vigor tanaman kentang Granola, DTO 28, dan CIP 801040 in
vitro pada umur 3 MST. 9
3 Interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap jumlah tunas per eksplan pada kultivar Granola 12 MST 10 4 (a) Kematian jaringan yang menyebabkan penurunan jumlah tunas, (b)
umbi normal, dan (c) umbi yang kembali berkembang menjadi tunas 11 5 Interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap jumlah
akar per eksplan pada klon CIP 801040 12 MST 14
6 Pengaruh interaksi peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap
jumlah umbi normasl CIP 801040 16
7 Perbandingan persentase bobot kering umbi per eksplan (%) kentang
Granola, DTO 28, dan CIP 801040 17
8 Hasil analisis korelasi ukuran umbi dengan bobot umbi (setiap titik merupakan nilai setiap satuan percobaan pada semua genotipe). (a) panjang umbi dan jumlah umbi tidak berkorelasi nyata ( r = 0.174tn). (b) diameter umbi dan jumlah umbi memiliki korelasi nyata tetapi
dengan nilai yang kecil ( r = 0.313**). 18
9 Lapisan berwarna coklat pada periderm umbi Granola yang diduga diakibatkan peningkatan fenol pada suhu medium. 19
DAFTAR LAMPIRAN
1 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam pengaruh konsentrasi gula pada
6, 9, dan 12 MST. 23
2 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam interaksi peningkatan suhu dengan peningkatan konsentrasi gula pada 6, 9, dan 12 MST. 23 3 Hasil analisis korelasi antara jumlah buku, jumlah stolon, dan tinggi
tanaman pada kentang Granola, DTO 28, dan CIP 801040 pada
perlakuan suhu rendah dan medium 23
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Tanaman Kentang (Solanum tuberosum) merupakan salah satu tanaman pangan. Umbi kentang memiliki kandungan vitamin terutama B1 dan C,
karbohidrat yang tinggi (347 kalori dalam 100 gram kentang), serta kadar protein yang rendah (0.3 gram dalam 100 gram kentang) (Samadi 2007). Kentang juga memiliki kandungan senyawa alkaloid yaitu solanin yang berbahaya apabila dikonsumsi (Phillips dan Rix 1993). Keracunan senyawa glikoalkaloid termasuk solanin dengan konsentrasi rendah dapat menyebabkan gangguan gastrointestinal berupa diare, muntah-muntah dan nyeri perut, sedangkan pada konsentrasi tinggi dapat menyebabkan demam, penurunan tekanan darah, dan kerusakan syaraf (Friedman dan Levin 2009).
Permintaan kentang saat ini cukup tinggi, sedangkan produksi kentang cenderung menurun tiap tahun. Pada tahun 2009 produksi kentang di Indonesia masih mencapai sekitar 1.18 juta ton, sedangkan pada tahun 2011 hanya mencapai sekitar 0.96 juta ton (BPS 2013). Untuk mencukupi kesenjangan antara permintaan dan produksi kentang pemerintah mengimpor kentang hingga 100 217 ton pada tahun 2012 (Ditjen Hortikultura 2013). Peningkatan produksi kentang di Indonesia terkendala oleh syarat tumbuh kentang yang membutuhkan suhu lingkungan yaitu antara 15–20 0C yang hanya dapat dipenuhi pada ketinggian diatas 1500 mdpl (Flach dan Rumawas 1996). Menurut Parry et al. (2007), rata-rata kenaikan suhu permukaan bumi secara global meningkat 0.6 oC sejak 1850. Kenaikan suhu akibat pemanasan global dapat berdampak pada budidaya dan produksi tanaman yang hanya dapat tumbuh pada suhu tertentu termasuk kentang. Menurut Las (2007), pemanasan global menimbulkan berbagai dampak negatif, salah satunya pada bidang pertanian, terjadinya perubahan iklim, dan cuaca yang semakin ekstrim.
Menurut Acquaah (2007), suhu optimum untuk pembentukan umbi adalah 18 0C. Pada suhu yang tinggi pada malam hari, pertumbuhan lebih banyak pada bagian tajuk. Tanaman akan lebih banyak menghasilkan daun baru, cabang, dan bunga. Stolon berkembang menjadi batang dan jumlah umbi yang terbentuk berkurang. Suhu yang tinggi juga menyebabkan peningkatan kadar giberelin yang mengakibatkan terhambatnya pembentukan umbi. Suhu tinggi dapat menghambat perkembangan umbi karena laju respirasi yang tinggi menyebabkan jumlah karbohidrat yang tersedia berkurang (Fernie dan Willmitzer 2001). Suhu lingkungan yang lebih tinggi juga dapat berpengaruh pada morfologi umbi. Pada suhu tinggi, lapisan periderm pada kentang akan semakin tebal dan kasar sehingga menurunkan kualitas umbi (Ginzberg et al. 2009).
sifat-2
sifat seperti produksi tinggi, kandungan berat kering rendah, tahan penyakit layu bakteri, dan peka terhadap penyakit hawar daun serta tahan terhadap suhu tinggi (Rustianingsih 2000; Delfiani 2003). Klon CIP 801040 merupakan salah satu klon hasil introduksi dari International Potato Center (CIP) (Delfiani 2003).
Pemanfaatan seleksi sifat tertentu pada kultur in vitro memiliki peluang untuk mendapatkan kultivar atau klon kentang adaptif pada suhu medium dengan waktu, tenaga, biaya, dan bahan tanam yang lebih sedikit. Menurut Gopal (2001), pengujian pengumbian kentang in vivo dan in vitro memiliki korelasi positif nyata. Sehingga sebagai langkah awal, induksi umbi mikro secara in vitro pada suhu medium diharapkan dapat memberikan informasi tentang potensi budidaya tanaman kentang pada suhu medium sehingga dapat menjadi bahan pertimbangan pelaksanaan penelitian pengembangan kentang pada suhu medium di lapangan.
Dalam kegiatan induksi umbi mikro secara in vitro dibutuhkan gula dalam media dengan konsentrasi tinggi. Karjadi et al (2007) menyatakan bahwa kombinasi penambahan sumber gula dapat meningkatkan kualitas umbi mikro kentang. Wattimena et al. (2001) dan Gopal et al.( 2004) menyatakan bahwa produksi umbi mikro secara in vitro baik secara kualitas maupun kuantitas tidak hanya dipengaruhi oleh suhu tetapi juga dipengaruhi oleh komposisi media tumbuh serta kualitas dari pertumbuhan planlet yang akan diinduksi umbi mikro. Oleh karena itu, pengujian pengumbian in vitro ini juga disertai dengan uji respon pemberian konsentrasi gula yang berbeda pada media pengumbian cair.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan mempelajari pengaruh peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap produksi umbi mikro kentang in vitro pada kultivar Granola, klon DTO 28, dan klon CIP 801040.
Manfaat Penelitian
3
TINJAUAN PUSTAKA
Botani Tanaman kentang (Solanum tuberosum L.)
Kentang (Solanum tuberosum L.) merupakan tanaman setahun yang berbentuk semak. Dalam sistem taksonomi, kentang termasuk dalam Kingdom Plantae, Divisi Spermatophyta, Subdivisi Angiospermae, Kelas Dicotyledonae, Ordo Solanales, Famili Solanaceae, Genus Solanum dan Spesies Solanum tuberosum (Rubatzky dan Yamaguchi 1998).
Menurut Tindall (1986), tanaman kentang memiliki batang yang tumbuh di bawah tanah (underground). Batang yang tumbuh di bawah tanah ini terdiri dari stolon yang dapat berkembang menjadi umbi. Daun kentang berupa daun majemuk dengan anak daun yang tersusun pada tangkai daun utama. Susunan daun primer terdiri dari 3–4 pasang anak daun dan diakhiri dengan daun tunggal pada ujung tangkai. Bunga kentang berwarna putih, kuning, biru, atau ungu dengan ukuran mahkota 3.5–4 cm. Pada daerah yang beriklim tropis jarang dijumpai tanaman kentang yang dapat berbunga.
Umbi kentang mengandung 20–25 % bahan kering dengan kandungan 65– 80 % tepung. Warna daging umbi biasanya kuning muda atau putih, tetapi ada juga kultivar yang berwarna kuning cerah, jingga, merah, atau ungu (Rubatzky dan Yamaguchi 1998). Umbi kentang memiliki kandungan vitamin terutama B1
dan C, karbohidrat yang tinggi sebesar 18.5 gram dalam 100 gram kentang atau setara dengan 347 kalori, serta kadar protein yang rendah sekitar 0.3 gram dalam 100 gram kentang (Samadi 2007). Kentang juga mengandung niasin 1.5 mg, tiamin 0.1 mg, riboflavin 0.04 mg, asam askorbat 20 mg, kalsium 9 g, fosfor 50 mg, kalium 410 mg, dan Fe 0.8 mg (Flach dan Rumawas 1996).
Spesies ini berasal dari Amerika Tengah dan Amerika Selatan tepatnya di daerah pegunungan Andes (Flach dan Rumawas 1996; Rubatzky dan Yamaguchi 1998). Pada awal penyebaran, budidaya kentang di Asia Tenggara dilakukan pada ketinggian di atas 1500 mdpl (Flach dan Rumawas 1996). Di Indonesia, tanaman kentang dapat tumbuh pada ketinggian 900-2000 mdpl (Wattimena 1995). Tanaman kentang memerlukan curah hujan 500-700 mm selama masa pertumbuhannya 3–4.5 bulan. Namun demikian, kentang termasuk tanaman yang tidak tahan terhadap genangan sehingga drainase yang baik sangat diperlukan. Tingkat keasaman tanah optimal adalah antara 4.8-7.0, pH diatas 7.0 menyebabkan umbi kentang rawan terhadap penyakit scab (Flach dan Rumawas 1996).
Induksi Umbi Mikro Kentang secara In Vitro
Saat ini perbanyakan dan pelestarian tanaman banyak dilakukan secara in vitro. Metode ini selain dapat dilakukan dengan bahan tanam yang sedikit, juga dapat menghasilkan tanaman yang bebas penyakit. Pada kentang, penyimpanan plasma nutfah kentang dan penyediaan bibit kentang bebas virus dilakukan bukan dengan kultur tunas melainkan dengan umbi mikro (Widyastuti 2000). Produksi umbi mikro didahului dengan produksi tunas mikro selama 4 minggu kemudian dilanjutkan dengan induksi umbi mikro selama 8 minggu.
4
tumbuh (Karjadi dan Bukhory 2007). Dalam induksi umbi mikro secara in vitro, Gopal et al. (2004) menyatakan bahwa produksi umbi mikro secara in vitro baik secara kualitas maupun kuantitas dipengaruhi oleh suhu, komposisi media tumbuh serta kualitas dari pertumbuhan planlet yang akan diinduksi umbi mikro. Konsentrasi gula yang tinggi dapat merangsang terbentuknya umbi (Gibson 2005), meningkatkan jumlah umbi, dan mempertahankan ukuran umbi meskipun lingkungan dalam keadaan suboptimum (Dobranszki et al. 2008).
Zat Pengatur tumbuh yang digunakan dalam induksi umbi adalah sitokinin (Widyastuti 2000). Menurut Anjum dan Villiers (1997), penambahan sitokinin yaitu BAP pada media pengumbian dapat meningkatkan produksi dan rata-rata bobot umbi. Dalam induksi umbi mikro juga diperlukan zat penghambat pertumbuhan antara lain paclobutrazol atau chloroethyl-trimethylammonium chloride (CCC).
Peran Zat Pengatur Tumbuh dalam Pengumbian Kentang
Inisiasi dan perkembangan umbi kentang terjadi karena perubahan morfologi dan biokimia yang terjadi pada tanaman. Dalam proses pembentukan umbi, pertumbuhan panjang stolon berhenti dan berkembang secara radial, terjadi akumulasi pati yang diiringi dengan pembentukan patatin yang merupakan senyawa glikoprotein yang ditemukan pada kentang, serta terjadi penurunan pembelahan sel (Arteca 1996).
Pembentukan umbi kentang dipengaruhi oleh ketersediaan zat hara, lingkungan, bibit, genetik, luas daun, translokasi asimilat, dan zat pengatur tumbuh (Dobranszki et al. 2008). Peran zat pengatur tumbuh cukup besar dalam pembentukan umbi secara in vitro. Zat pengatur tumbuh yang berperan dalam pembentukan umbi antara lain giberelin, sitokinin, dan inhibitor seperti abscisic acid (ABA) (Arteca 1996).
Giberelin ditemukan dalam filtrat Gibberela fujikuroi oleh Yabuta pada tahun 1935 dengan nama giberelin A. Zat ini diketahui dapat memacu pertumbuhan tinggi tanaman padi ketika diaplikasikan pada benih padi. Giberelin berperan dalam pemanjangan ruas tanaman dan pertambahan tinggi tanaman yang disebabkan oleh bertambah besar dan jumlah sel-sel pada ruas tersebut (Wattimena 1980). Selama inisiasi umbi kentang, giberelin harus tersedia dengan jumlah yang rendah (Dobranszki et al. 2008). Suhu yang tinggi dapat menyebabkan peningkatan kadar giberelin (Fernie dan Willmitzer 2001). Peningkatan giberelin endogen pada tanaman kentang pada suhu tinggi memacu inisiasi stolon, dan perpanjangan stolon, tetapi menunda pembentukan umbi (Vayda 1994). Aktivitas giberelin baik pada tanaman in vitro maupun in vivo dapat ditekan dengan menggunakan retardan seperti paclobutrazol atau 2-chloroethyl-trimethylammonium chloride (CCC). Retardan juga berperan untuk menghambat pertumbuhan sehingga translokasi asimilat terkonsentrasi untuk pembentukan umbi (Arteca 1996).
5 dalam proliferasi sel. Secara khusus, sitokinin berperan dalam pembelahan sel, perkecambahan dan pendewasaan organ, inisiasi dan pertumbuhan akar, perkembangan tunas dan tajuk, menunda senescen dan memacu translokasi nutrisi dan pembentukan sugar sink (Arteca 1996). Hal yang sama juga disampaikan oleh Aslam dan Iqbal (2010) bahwa sitokinin mampu mempercepat pembentukan umbi dan stolon serta menstimulasi enzim metabolism pati. Dobranszki et al. (2008) juga menyatakan bahwa sitokinin dapat menghambat pemanjangan stolon dan meningkatkan pembentukan umbi.
Asam absisat (ABA) diisolasi dari buah kapas matang dan diketahui dapat menstimulasi terjadinya absisi pada petiol kapas. Secara khusus, ABA berperan dalampenutupan stomata, pengguguran daun sebagai bentuk pertahanan terhadap stress kekeringan dan salinitas, dormansi, absisi, perkecambahan, dan pertumbuhan (Arteca 1996).
Klon dan Kultivar Kentang
Klon adalah nomor-nomor seleksi kentang yang diperbanyak secara vegetative serta masih dalam taraf pengujian dan belum dilepaskan, sedangkan kultivar adalah klon yang sudah dilepaskan dan diterima secara komersial (Chahal dan Gosal 2006).
Kultivar Granola dirakit pada tahun 1975 di Jerman. Granola memiliki ketahanan terhadap serangan virus namun agak peka terhadap layu bakteri (Rukmana 1997). Granola mempunyai daging umbi berwarna kuning, mata umbi dangkal, dan bentuk umbi bulat. Kentang varietas granola memiliki kandungan gula reduksi tinggi dan persentase berat kering rendah (16-17 %) sehingga tidak sesuai dengan kriteria kentang sebagai bahan baku industry (Sugiarto 2001).
Kultivar DTO 28 merupakan hasil silangan dari International Potato Center (CIP) yang berasal dari Peru. Persilangan ini menghasilkan sifat-sifat seperti produksi tinggi, kandungan berat kering rendah, tahan penyakit layu bakteri, dan peka terhadap penyakit hawar daun serta tahan terhadap suhu tinggi (Rustianingsih 2000; Delfiani 2003).
6
METODE
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan 3 Departemen Agronomi dan Hortikultura dan Laboratorium Mikroteknik, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Penelitian dilaksanakan dari bulan Oktober 2012 hingga April 2013.
Bahan
Bahan tanaman yang digunakan adalah planlet kentang dengan varietas Granola, DTO 28, dan CIP 801040, sedangkan bahan media terdiri dari media MS0 untuk perbanyakan tunas dan media pengumbian. Media pengumbian yang digunakan berupa media padat-cair dengan penambahan sukrosa sesuai perlakuan (90, 105, dan 120 g l-1),paclobutrazol 10 ppm, air kelapa 15%, dan BAP 5 ppm.
Alat
Alat yang digunakan dalam penelitian ini antara lain berupa botol kultur, rak kultur yag dilengkapi dengan lampu fluorescence, pengatur suhu, labu takar, gelas piala, gelas ukur, erlenmeyer, cawan petri, pipet, autoclave, pemanas air, pengaduk, karet gelang, plastik, pinset, gunting, stirrer, kertas pH, neraca analitik, dan laminar air flow cabinet.
Pelaksanaan
Percobaan ini dilakukan pada kultivar Granola, klon CIP 801040, dan klon DTO 28. Penggunaan kultivar dan klon yang berbeda dilakukan hanya untuk mengetahui perbedaan potensi hasil setiap kultivar atau klon yang diuji.
Rancangan percobaan yang digunakan adalah rancangan acak lengkap faktorial dengan 2 faktor yaitu suhu ruang dan konsentrasi gula media pengumbian. Perlakuan suhu terdiri 2 taraf yaitu pada suhu rendah (18-23 0C) dan suhu medium (28-31 0C). Kombinasi konsentrasi gula terdiri dari 3 taraf, yaitu pada konsentrasi 90, 105, dan 120 g l-1. Pengulangan dilakukan tiga kali pada perlakuan konsentrasi gula. Kombinasi dari faktor tersebut menghasilkan 18 satuan percobaan untuk masing-masing kultivar atau klon. Setiap satuan percobaan terdiri dari 5 botol (4 stek per botol). Model matematika yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
Yijk= µ + αi + βj + αβij+ є ijk
Keterangan :
Yijk = nilai pengamatan pada perlakuan suhu ke-i, perlakuan konsentrasi gula
ke-j, dan ulangan ke-k. μ = nilai rataan umum
αi = pengaruh perlakuan suhu ke-i
βj = pengaruh perlakuan konsentrasi gula ke-j
αβij = interaksi antara perlakuan suhu ke-i dan perlakuan konsentrasi gula ke-j
ε ijk = pengaruh galat karena ulangan ke-k, perlakuan suhu ke-i dan perlakuan
7
Perlakuan suhu rendah dilakukan pada rak kultur pada ruang kultur dengan penerangan dari 2 buah lampu fluorescence selama masa induksi tunas dan rak kultur tertutup tanpa cahaya yang suhunya dijaga stabil antara 18-23 0C. Perlakuan suhu medium dilakukan pada rak kultur yang ditutup styrofoam dengan penambahan 4 buah lampu pijar selama masa induksi tunas dan rak tertutup tanpa cahaya dengan suhu ruangan yang dijaga stabil antara 28-31 0C selama masa pengumbian. Semua kondisi pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium seragam sehingga respon perlakuan suhu dapat dipertanggungjawabkan meskipun tidak dilakukan pengulangan pada faktor suhu akibat keterbatasan alat. Lay out penelitian ditunjukkan pada Gambar 1 dengan S1, S2, dan S3 adalah perlakuan gula 90, 105, dan 120 g l-1, sedangkan U adalah ulangan.
Percobaan dimulai dengan melakukan perbanyakan tunas kentang pada media MS0 selama 4 minggu dengan stek in vitro 1 buku. Media pengumbian cair (MS0 + 5 ppm BAP + 10 ppm paclobutrazol + 15% air kelapa + gula sesuai perlakuan) ditambahkan pada akhir minggu ke 4 setelah tanam. Pada saat induksi umbi mikro, kultur ditempatkan di inkubator tanpa cahaya dengan suhu sesuai perlakuan selama 8 minggu.
Pengamatan dilakukan meliputi beberapa variabel sebagai berikut: 1. Jumlah tunas tiap eksplan yang diamati setiap minggu.
2. Jumlah buku tiap eksplan yang diamati setiap minggu. 3. Jumlah akar tiap eksplan yang diamati setiap minggu. 4. Jumlah stolon tiap eksplan yang diamati setiap minggu.
Stolon merupakan bagian tanaman yang mirip akar, tidak memiliki cabang sekunder dan berpotensi menghasilkan umbi. Stolon tidak memiliki cabang sekunder.
5. Tinggi tanaman
Tinggi tanaman diukur dari pangkal batang hingga ujung daun termuda dan hanya dilakukan pada 4 MST dan di akhir pengamatan.
6. Jumlah umbi tiap eksplan yang diamati setiap minggu.
Jumlah umbi tiap eksplan ditentukan dengan menghitung rata-rata jumlah umbi dalam satu botol yang dibedakan menjadi rata-rata umbi normal dan rata-rata umbi tumbuh kembali menjadi tunas (abnormal).
7. Ukuran umbi.
8
8. Bobot basah umbi.
Bobot basah umbi yaitu bobot umbi dalam kondisi segar dan telah dibersihkan dari media agar dan dipisahkan dari batang. Persentase bahan kering umbi
9. Persentase bobot kering umbi.
Penghitungan persentase bahan kering umbi hanya dilakukan pada 5 umbi sampel pada tiap perlakuan. Bobot kering umbi yaitu bobot umbi basah yang telah dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 60 0C hingga bobot konstan. Persentase bahan kering ubi dihitung dengan menggunakan rumus.
=Bobot Kering Umbi
Bobot Basah Umbi ×100% 10.Periderm umbi.
Pengamatan periderm umbi dilakukan dengan melihat preparat umbi basah dibawah mikroskop dan diukur ketebalannya.
Prosedur Analisis Data
9
Granola suhu rendah DTO 28 suhu rendah CIP 801040 suhu rendah
Granola suhu medium DTO 28 suhu medium CIP 801040 suhu medium Gambar 2 Perbedaan vigor tanaman kentang Granola, DTO 28, dan CIP 801040
in vitro pada umur 3 MST.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Vigor Tanaman Kentang In Vitro
Pengujian terhadap vigor tanaman dilakukan melalui pengamatan terhadap jumlah tunas, jumlah buku, jumlah akar, jumlah stolon, tinggi tanaman, ukuran daun dan warna daun pada empat genotype kentang yang digunakan yaitu Granola, DTO 28, dan CIP 801040. Pada penelitian ini, produksi umbi mikro didahului dengan induksi tunas mikro selama empat minggu. Media pengumbian cair ditambahkan setelah planlet berumur empat minggu sehingga pengaruh perbedaan perlakuan konsentrasi gula baru terlihat mulai dari minggu kelima setelah tanam.
Perbedaan vigor tanaman akibat perlakuan suhu terlihat secara visual sejak tanaman masih dalam fase induksi tunas. Granola in vitro pada suhu medium tampak lebih kekar, berdaun lebih lebar, tetapi pertumbuhannya lambat, sedangkan DTO 28 dan CIP 801040 hanya terlihat mempunyai pertumbuhan yang lambat (Gambar 2).
Jumlah Tunas
Secara in vitro, induksi tunas kentang dilakukan pada 4 minggu pertama pada media MS0 tanpa penambahan zat pengatur tumbuh. Tunas mulai tumbuh pada 3 hari setelah tanam (HST). Berdasarkan hasil percobaan ini diketahui bahwa kentang kultivar Granola, DTO 28, dan CIP 801040 masih dapat tumbuh pada perlakuan suhu hingga 28–31 0C.
10
peningkatan sumber gula sehingga jumlah gula yang tersedia pada media tidak cukup untuk menginisiasi pembentukan tunas dengan baik.
Penambahan media pengumbian cair dengan konsentrasi gula yang berbeda, yaitu 90, 105, dan 120 g l-1 hanya menunjukkan pengaruh yang berbeda nyata terhadap pembentukan tunas pada minggu akhir pengumbian Granola (Lampiran 1). Pada 11 dan 12 MST, penambahan media pengumbian cair dengan konsentrasi gula 105 g l-1 mampu menghasilkan jumlah tunas tertinggi pada kentang yang diberi perlakuan suhu rendah, sedangkan pada perlakuan suhu medium tidak terdapat perbedaan pengaruh yang nyata terhadap jumlah tunas (Tabel 2).
Berdasarkan analisis sidik ragam juga diketahui bahwa terdapat interaksi antara suhu dan konsentrasi gula pada kultivar Granola 12 MST (Lampiran 2). Pada Gambar 3 terlihat bahwa peningkatan konsentrasi gula hingga 120 g l -1 mampu meningkatkan pembentukan tunas pada suhu medium.
Tabel 1 Rata-rata jumlah tunas per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium
huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan)
Tabel 2 Rata-rata jumlah tunas per eksplan pada perlakuan konsentrasi gula 90, 105, dan 120 g l-1
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 3 Interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap jumlah tunas per eksplan pada kultivar Granola 12 MST
11
Tabel 3 Rata-rata jumlah buku per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium
MST Granola DTO 28 CIP 801040
Rendah Medium Rendah Medium Rendah Medium Fase induksi tunasa
2 5.38 5.150 4.10b 4.61a 3.520 8.800
4 11.34a 8.00b 9.640 8.560 7.69a 5.92b
Fase pengumbiana
6 13.74a 10.23b 12.73a 9.99b 9.68a 7.06b 9 13.490 10.350 16.62a 10.34b 9.72a 7.61b 12 13.360 12.700 14.94a 8.69b 9.57a 5.85b
a
Angka-angka pada minggu setelah tanam (MST) dan genotipe yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan)
Selama fase pengumbian terjadi kematian jaringan termasuk pada daun dan tunas. Kematian jaringan ini menyebabkan jumlah tunas turun. Pada perlakuan suhu medium juga terdapat umbi yang kembali berkembang menjadi tunas (Gambar 4). Viola (2000) menyatakan bahwa kenaikan suhu dapat menyebabkan konsentrasi GA endogen meningkat yang memacu pertumbuhan tajuk dan menghambat pembentukan umbi. Vayda (1994) juga menyatakan bahwa pada suhu tinggi terjadi reduksi fotosintat pada umbi untuk pertumbuhan tajuk kembali.
Gambar 4 (a) Kematian jaringan yang menyebabkan penurunan jumlah tunas, (b) umbi normal, dan (c) umbi yang kembali berkembang menjadi tunas
Jumlah Buku
Berdasarkan analisis sidik ragam yang ditunjukkan pada Tabel 3 diketahui bahwa semua genotipe memiliki jumlah buku yang lebih tinggi pada perlakuan suhu rendah dengan tingkat perbedaan yang nyata terhadap jumlah buku pada suhu medium. Pada minggu awal induksi tunas, jumlah buku pada keempat genotipe hampir sama pada dua perlakuan suhu, bahkan jumlah buku lebih tinggi pada suhu medium DTO 28 pada 2 MST. Berdasarkan analisis sidik ragam pada Lampiran 1 diketahui bahwa perlakuan konsentrasi gula tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap jumlah buku. Pada karakter jumlah buku juga tidak terdapat interaksi antara perlakuan suhu dan konsentrasi gula pada semua kultivar dan klon yang diuji (Lampiran 2).
Jumlah buku dan jumlah stolon memiliki korelasi positif yang sangat nyata pada taraf 5% (Lampiran 3). Kondisi lingkungan dengan fotoperiode yang pendek, gelap, suhu dingin dan rendah nitrogen merupakan kondisi optimum pengumbian pada kentang. Pada kondisi optimum tersebut, tunas aksilar pada stek
(a)
(b)
12
Tabel 4 Rata-rata jumlah stolon per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan)
akan berkembang menjadi stolon yang berpotensi menjadi umbi sehingga jumlah buku pada tanaman kentang secara in vitro dapat menggambarkan potensi tumbuh stolon yang dapat berkembang menjadi umbi (Viola 2000).
Jumlah Stolon
Waktu muncul stolon berbeda pada setiap genotipe. Pada Tabel 4 terlihat bahwa stolon pada kentang Granola, dan CIP 801040 muncul pada 3 MST, sedangkan, stolon DTO 28 muncul lebih cepat pada 2 MST. Jumlah stolon DTO 28 dan CIP 801040 lebih tinggi pada suhu rendah dengan perbedaan yang nyata pada setiap MST. Stolon Granola pada awalnya lebih banyak pada suhu rendah, tetapi setelah memasuki fase pengumbian pertumbuhan stolon meningkat sehingga jumlah stolon relatif sama pada perlakuan suhu rendah maupun suhu medium. Peningkatan giberelin endogen pada tanaman kentang pada suhu tinggi memacu inisiasi stolon, dan perpanjangan stolon, tetapi menunda pembentukan umbi (Vayda 1994).
Perlakuan konsentrasi gula yang berbeda hanya memperlihatkan pengaruh yang nyata terhadap jumlah stolon pada CIP 801040 9 MST (Lampiran 1). Jumlah stolon tertinggi ditunjukkan pada kentang CIP 801040 in vitro dengan penambahan gula 90 g l-1 meskipun tidak terdapat perbedaan yang nyata sehingga penambahan gula 90 g l-1 diduga merupakan konsentrasi gula yang cukup untuk induksi stolon (Tabel 5).
Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa terdapat interaksi antara peningkatan suhu dengan peningkatan konsentrasi gula selama masa pengumbian CIP 801040 (Lampiran 2). Pada Tabel 6 ditunjukkan bahwa interaksi antara Tabel 5 Rata-rata jumlah stolon CIP 801040 9 MST pada perlakuan
konsentrasi gula 90, 105, dan 120 g l-1
Konsentrasi gula (g l-1) Jumlah stolon (stolon/eksplan)a
090 3.75a
105 1.64a
120 1.22a
a
13 peningkatan suhu dan konsentrasi gula mampu meningkatkan jumlah tunas yang terbentuk. Berdasarkan tabel interaksi tersebut juga diketahui bahwa konsentrasi gula terbaik pada suhu rendah adalah 90 g l-1, sedangkan pada suhu medium perlakuan gula 120 g l-1 mampu menghasilkan jumlah stolon terbanyak.
Jumlah Akar
Setiap genotipe memiliki respon pertumbuhan akar yang berbeda terhadap perlakuan suhu medium (Tabel 7). Jumlah akar pada Granola lebih tinggi pada perlakuan suhu medium hingga 6 MST. Sejak umur 7 MST pertumbuhan akar Granola pada suhu rendah meningkat cepat sehingga jumlah akar menjadi tidak berbeda nyata, sedangkan pada kentang DTO 28 dan CIP 801040, rata-rata jumlah akar lebih tinggi pada suhu rendah.
Perlakuan konsentrasi gula tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap jumlah akar pada semua kultivar dan klon yang diuji (Lampiran 1). Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula terlihat pada minggu akhir pengumbian CIP 801040 yaitu pada 12 MST (Lampiran 2). Peningkatan konsentrasi gula mampu meningkatkan pembentukan akar pada suhu medium (Gambar 5). Pada gambar tersebut juga diketahui bahwa konsentrasi gula 120 g l-1 merupakan konsentrasi terbaik dalam pembentukan akar pada suhu medium.
Tabel 7 Rata-rata jumlah akar per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan)
Tabel 6 Jumlah stolon CIP 801040 selama masa pengumbian sebagai respon interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula
Suhu ruang
14
Tinggi Tanaman
Stress berpengaruh pada sintesis hormon sehingga berpengaruh juga pada perkembangan jaringan meristem yang berdampak pada perubahan vigor tanaman (Setter 1994). Tinggi tanaman in vitro pada perlakuan suhu rendah berbeda dengan tinggi tanaman pada suhu medium. Rata-rata tinggi tanaman pada suhu medium lebih rendah daripada tinggi tanaman pada suhu dingin (Tabel 8).
Peningkatan suhu lingkungan menyebabkan peningkatan giberelin endogen (Viola 2000). Giberelin berperan dalam pemanjangan ruas tanaman dan pertambahan tinggi tanaman yang disebabkan oleh bertambah besar dan jumlah sel-sel pada ruas tersebut (Wattimena 1980). Pada percobaan ini, perubahan konsentrasi hormon giberelin tidak terekspresi sebagai pertambahan tinggi tanaman. Peningkatan suhu dalam ruang kultur yang digunakan pada percobaan ini dilakukan dengan penambahan lampu pijar. Fenotipe tinggi tanaman yang lebih rendah pada suhu medium diduga muncul akibat intensitas cahaya tinggi.
Pemberian konsentrasi gula yang berbeda pada media pengumbian tidak memberikan pengaruh nyata terhadap karakter tinggi tanaman (Tabel 9). Berdasarkan analisis ragam juga diketahui bahwa tidak terdapat interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula yang berpengaruh pada peningkatan tinggi tanaman. Tinggi tanaman hanya dipengaruhi oleh perlakuan suhu yang berbeda.
Tabel 8 Rata-rata tinggi tanaman (cm) pada 4 dan 12 MST pada dua
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Gambar 5 Interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap jumlah akar per eksplan pada klon CIP 801040 12 MST
15
Produksi Umbi Mikro Kentang In Vitro
Pada kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan seperti suhu lingkungan yang tinggi, asimilat yang dihasilkan dari fotosintesis lebih banyak digunakan untuk pertumbuhan tajuk dan akar sehingga pengumbian terhambat (Arteca 1996). Pada percobaan ini pengamatan potensi produksi umbi mikro pada suhu medium dilakukan pada beberapa karakter yang meliputi jumlah umbi, bobot basah umbi, persentase bobot kering umbi, panjang umbi, dan diameter umbi.
Jumlah Umbi
Dalam induksi umbi mikro secara in vitro, Gopal et al. (2004) menyatakan bahwa produksi umbi mikro baik secara kualitas maupun kuantitas dipengaruhi oleh suhu, komposisi media tumbuh serta kualitas dari pertumbuhan planlet yang diinduksi umbi mikro. Berdasarkan hasil penelitian ini diketahui bahwa induksi umbi mikro masih dapat terbentuk pada suhu 28–31 0C (Tabel 10). Pada penelitian ini juga terlihat bahwa setiap genotipe mempunyai potensi produksi umbi yang berbeda. Jumlah umbi Granola pada penelitian ini hampir sama dengan jumlah umbi rata-rata dalam penelitian Purwito dan Wattimena (2008) sebanyak 1.27 umbi per eksplan. Dalam penelitian tersebut, induksi umbi mikro Granola ditumbuhkan pada media padat-cair pada suhu 19-21 0C. Produksi umbi mikro DTO 28 dan CIP 801040 pada penelitian ini lebih rendah jika dibandingkan dengan jumlah umbi Granola.
Menurut Arteca (1996), pengumbian kentang terhambat pada suhu tinggi. Penelitian ini, jumlah umbi normal Granola pada perlakuan suhu medium lebih tinggi. Jumlah umbi Granola yang lebih tinggi pada suhu medium diduga berkaitan dengan stolon yang terbentuk pada kultivar tersebut. Jumlah stolon kentang in vitro pada percobaan ini memiliki korelasi positif yang sangat nyata dengan jumlah umbi yang terbentuk dengan r = 0.585**. Menurut Arteca (1996), pertumbuhan panjang stolon menjadi lambat dan mulai berkembang secara radial
Tabel 10 Rata-rata jumlah umbi normal kentang pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium pada 12 MST
Perlakuan suhu
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
Tabel 9 Hasil analisis sidik ragam tinggi tanaman pada 12 MST
Perlakuan Granola DTO 28 CIP 801040
16
pada saat induksi umbi. Stolon Granola pada awalnya lebih banyak pada suhu rendah, tetapi pertumbuhan stolon pada suhu medium meningkat setelah memasuki fase pengumbian (Tabel 4). Peningkatan jumlah stolon ini sesuai pernyataan Vayda (1994) bahwa peningkatan giberelin endogen pada tanaman kentang pada suhu tinggi dapat memacu inisiasi stolon yang berpotensi menjadi umbi. Gula yang diberikan pada media cair diduga mampu merangsang perkembangan radial stolon menjadi umbi sehingga Granola pada penelitian ini mampu menghasilkan umbi lebih banyak sebelum umbi tersebut berkembang kembali menjadi tunas akibat aktivitas giberelin yang tinggi. Pemberian paclobutrazol 10 ppm diduga tidak mampu menghambat aktivitas giberelin yang meningkat pada suhu medium. Pada Tabel 11 terlihat bahwa jumlah umbi yang berkembang kembali menjadi tunas lebih tinggi pada suhu medium.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam diketahui bahwa perlakuan konsentrasi gula tidak berpengaruh nyata terhadap jumlah umbi normal baik pada suhu rendah maupun pada suhu medium. Interaksi antara perlakuan suhu dan konsentrasi gula juga hanya terlihat pada karakter jumlah umbi normal CIP 801040 (Gambar 6). Berdasarkan analisis tersebut diketahui bahwa dalam pengumbian secara in vitro klon CIP 801040 pada suhu medium, membutuhkan penambahan konsentrasi gula lebih tinggi dalam media pengumbian cair untuk dapat menghasilkan umbi lebih banyak.
Bobot Basah Umbi
Granola termasuk kultivar yang kurang sesuai untuk dibudidayakan di dataran menengah dengan suhu medium. Rata-rata bobot basah kedua kultivar tersebut nyata lebih rendah hingga 50% pada suhu medium (Tabel 12). DTO 28 dan CIP 801040 merupakan dua klon kentang yang lebih tahan terhadap suhu
Gambar 6 Pengaruh interaksi peningkatan suhu dan konsentrasi gula terhadap jumlah umbi normasl CIP 801040 Tabel 11 Rata-rata jumlah umbi tumbuh tunas pada 12 MST
Perlakuan suhu (0C)
Jumlah umbi tumbuh tunas (umbi/eksplan)a
Granola DTO 28 CIP 801040
18–23 1.08 0.00 0.00
28–31 1.14 0.12 0.02
a
17
Tabel 12 Rata-rata bobot basah umbi per eksplan pada perlakuan suhu rendah dan suhu medium.
Angka-angka pada kolom yang sama pada genotype yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan).
yang lebih tinggi sehingga tidak terdapat perbedaan yang nyata pada rata-rata bobot umbi DTO 28 dan CIP 801040 pada dua perlakuan suhu ruang.
Berdasarkan analisis sidik ragam diketahui bahwa konsentrasi gula 90 g l-1 sudah cukup untuk menginduksi umbi mikro pada kultivar Granola, klon DTO 28, dan klon CIP 801040. Tidak terdapat pengaruh yang nyata pada perlakuan konsentrasi gula terhadap karakter bobot umbi basah (Lampiran 1). Berdasarkan analisis sidik ragama juga diketahui tidak terdapat interaksi antara peningkatan suhu dengan konsentrasi gula pada semua kultivar dan klon yang diuji (Lampiran 2).
Persentase Bobot Kering Umbi Mikro
Setiap genotipe memiliki karakteristik yang berbeda termasuk persentase bobot kering umbi. Pada Gambar 7 diketahui bahwa, bobot kering kentang Granola pada suhu medium lebih rendah hampir 40% dari persentase bobot kering pada suhu dingin.
Menurut Vayda (1994), pada suhu tinggi terjadi reduksi pati pada umbi kentang sehingga kentang yang tumbuh pada suhu tinggi akan memiliki bobot kering yang rendah. Bahan kering umbi yang diurai kembali tersebut digunakan untuk pertumbuhan tajuk tanaman. Burke (1990) juga menyatakan bahwa aktivitas enzim dalam sistem metabolisme pati terganggu pada suhu 300C Gambar 7 Perbandingan persentase bobot kering umbi per eksplan (%) kentang
Granola, DTO 28, dan CIP 801040
18
sehingga konversi glukosa terhambat dan kandungan pati atau bahan kering umbi rendah.
Genotipe yang berpotensi memiliki bobot kering yang tidak berbeda karena perlakuan suhu medium adalah DTO 28 dan CIP 801040. Pada genotipe ini dengan perlakuan gula 120 g l-1 yang ditambahkan pada media pengumbian memberikan persentase bobot kering yang lebih tinggi daripada persentase bobot kering pada suhu dingin.
Panjang dan Diameter Umbi
Bentuk dan ukuran umbi mikro kentang berbeda pada setiap genotipe. Umbi mikro kultivar Granola dan klon CIP 801040 berbentuk lonjong, sedangkan klon DTO 28 berumbi bulat. Perlakuan konsentrasi gula yang berbeda tidak memberikan pengaruh yang nyata terhadap ukuran umbi mikro berdasarkan uji F pada taraf 5 % (Lampiran 1).
Perlakuan suhu medium pada percobaan ini tidak menyebabkan penurunan ukuran umbi (Tabel 13). Berdasarkan analisis korelasi diketahui bahwa korelasi antara ukuran umbi dengan bobot umbi mikro kentang sangat kecil. Panjang umbi mikro kentang tidak memiliki korelasi yang nyata dengan bobot basah umbi. Diameter umbi meskipun memiliki korelasi yang nyata dengan bobot umbi tetapi dengan nilai korelasi yang cukup kecil (Gambar 8).
Tabel 13 Rata-rata panjang (cm) dan diameter(cm) umbi mikro pada dua sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% (uji selang berganda Duncan)
panjang umbi
19
Gambar 9 Lapisan berwarna coklat pada periderm umbi Granola yang diduga diakibatkan peningkatan fenol pada suhu medium.
Periderm Umbi
Suhu lingkungan yang lebih tinggi dari suhu optimal dapat berpengaruh pada morfologi umbi. Berdasarkan hasil pengamatan diketahui bahwa tebal kulit umbi (lapisan periderm) terlihat perbedaan ketebalan pada suhu medium. Periderm umbi mikro kentang pada suhu medium nyata lebih tebal daripada periderm umbi pada suhu rendah (Tabel 14). Perbedaan ketebalan lapisan periderm ini sesuai dengan penelitian Ginzberg et al. (2009) yang menyatakan bahwa lapisan periderm pada kentang pada suhu tinggi akan semakin tebal dan kulit kentang menjadi kasar sehingga menurunkan kualitas umbi. Lapisan periderm merupakan lapisan penyusun kulit umbi yang terletak dibawah epidermis.
Sampel destruktif yang digunakan untuk pengamatan periderm umbi pada penelitian ini adalah umbi mikro kentang Granola (Lampiran 4). Berdasarkan pengamatan visual diketahui bahwa pada umbi mikro kentang dengan perlakuan suhu medium pada level perlakuan gula 105 g l-1 dan 120 g l-1 terdapat garis berwarna coklat yang diduga muncul akibat senyawa fenol yang meningkat pada suhu tinggi (Gambar 9). Kwon dan Kim (1996) menyatakan bahwa polyphenol oxidase yang berperan dalam pembentukan senyawa fenol merupakan enzim yang bersenyawa dengan tembaga (Cu) sehingga dapat menyebabkan reaksi melanisasi pada hewan dan pencoklatan (browning) pada tanaman. Pada penelitian ini tidak dilakukan uji kandungan senyawa fenol pada periderm sehingga tidak diketahui kisaran peningkatan senyawa fenol pada suhu medium.
Menurut Kwon dan Kim (1996), tingginya senyawa fenol yang menyebabkan pencoklatan pada umbi dapat menurunkan kualitas kentang sehingga berdampak pada penurunan nilai ekonomi kentang. Dobranszki et al. (2008) menyatakan bahwa kentang merupakan salah satu jenis umbi yang bernilai ekonomi tinggi. Penurunan kualitas dapat merubah nilai ekonomi kentang.
Tabel 14 Ketebalan periderm umbi mikro Granola pada perlakuan suhu rendah dan medium
Suhu ruang (0C) Ketebalan periderm (mm)a
18–23 0.022b
28–31 0.031a
a
20
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Perlakuan suhu medium pada suhu 28–31 0C masih mampu merangsang pembentukan umbi mikro kentang kultivar Granola, klon DTO 28, dan klon CIP 801040 meskipun dengan jumlah, bobot basah, dan persentase bahan kering umbi yang lebih rendah, periderm kentang lebih tebal dan diduga mengandung senyawa fenol yang tinggi. Gula yang ditambahkan pada media pengumbian cair dengan konsentrasi yang berbeda yaitu 90, 105, dan 120 g l-1 relatif tidak berpengaruh nyata terhadap produksi umbi mikro kentang baik pada suhu rendah maupun suhu medium. Terdapat interaksi antara peningkatan suhu dan konsentrasi gula yang berpengaruh nyata terhadap peningkatan jumlah tunas Granola dan peningkatan jumlah stolon, akar, serta umbi CIP 801040. Klon DTO 28 dan CIP 801040 berpotensi untuk dibudidayakan pada suhu medium. Kedua klon tersebut pada suhu medium masih mampu menghasilkan umbi dengan jumlah umbi, bobot umbi, dan persentase bahan kering umbi yang hampir sama dengan produksi umbi kentang pada suhu rendah.
Saran
21 potato (Solanum tuberosum). Pak J Bot. 42(2):1093-1102
[BPS] Badan Pusat Statistik. 2012. Volume produksi, impor dan ekspor sayuran segar tahun 2011 [internet]. [diacu 2012 Desember 18]. Tersedia dari: www.hortikultura.deptan.go.id.
Burke JJ. 1990. High temperature stress and adaptation in crops. In: Alscher RG, Cumming JR, editor. Stress Responses in Plants, Adaptation, and Aclimation Mechanism. New York (USA): Wiley.
Chahal GS, Gosal SS. 2006. Principle and Procedures of Plant Breeding: Biotehnological and Conventional Approaches. Harrow (UK): Alpha Science International. 345 p.
Delfiani D. 2003. Evaluasi ketahanan 28 klon kentang (Solanum tuberosum) terhadap penyakit busuk lunak (Erwinia carotovora L. R Jones) secara in vitro [Skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
[Ditjen Hortikultura] Direktorat Jendral Hortikultura. 2013. Volume produksi, impor dan ekspor sayuran segar tahun 2012 [internet]. [diacu 2013 Mei 28]. Tersedia dari: http://hortikultura.deptan.go.id
Dobranszki J, Magyar-Tabori K, Hudak I. 2008. In vitro tuberization in hormne-free systems on solidified medium and dormancy of potato microtubers. Fruit, Vegetable and Cereal Science and Biotechnology. 2(1):82-94.
Fernie AR, Willmitzer L. 2001. Molecular dan biochemical triggers of potato tuber development. Plant Physiol. 127:1459-1465.
Flach M, Rumawas F. 1996. Plant Resources of South-East Asia No. 9. Plants Yielding Non-Seed Carbohydrates. Bogor (ID): Prosea Foundation. 237 hlm. Gibson SI. 2005. Control of plant development and gene expression by sugar
signaling. Plant Biol. 8(1):93-102.
Ginzberg I, Barel G, Ophir R, Tzin E, Tanami Z, Muddarangappa T, de Jong W, Fogelman E. 2009. Transcriptomic profiling of heat stress response in potato periderm. J Exp. Bot. 15(60):4411-4421.
Gopal J. 2001. In vitro and in vivo genetic parameters and character associations in potato. Euphytica. 118:145-151
Gopal J, Chamail A, Sarkar D. 2004. In vitro production of micro tuber for conservation of potato germplasm effect of genotipe, abscisic acid, dan sucrose. In vitro Cell & Dev. Biol. Planta. 40(5):485-490.
22
Handayani T, Sofiari E, Kusmana. 2011. Karakterisasi morfologi klon kentang di dataran medium. Bul. Plasma Nutfah. 17(2):116-121.
Karjadi AK, Buchory A. 2007. Pengaruh konsentrasi BAP dan sumber karbohidrat gula terhadap induksi umbi mikro kentang. J Agrivigor 6(3):197-205.
Kwon D, Kim W. 1996. Purification of the glycosylated polyphenol oxidase from potato tuber. J Biochem Mol Biol. 29(2):163-169.
Las I. 2007. Menyiasati fenomena anomali iklim bagian pemantapan produksi padi nasional pada era revolusi hijau lestari. Pengembangan Inovasi Pertanian. 1(2):83-104..
Parry ML, Canziani OF, Palutikof JP, van der Linden PJ, Hanson CE. 2007. Climate Change 2007: Impacts, Adaptation, and Vulnerability. Cambridge (UK): Cambridge Univ Pr. 982 p.
Phillips R, Rix M. 1993. Vegetables. London (UK): Macmillan. 270 p.
Purwito A, Wattimena GA. 2008. Kombinasi persilangan dan seleksi in vitro untuk mendapatkan kultivar unggul kentang. JIPI. 13(3):140-149.
Rubatzky V, Yamaguchi M. 1998. Sayuran Dunia: Prinsip, Produksi dan Gizi. Bandung (ID): ITB. 135 hal.
Rukmana R. 1997. Kentang: Budidaya dan Pascapanen. Jakarta (ID): Kanisius. Rustianingsih R. 2000. Pengujian klon-klon kentang (Solanum tuberosum L.)
hasil silangan Astarte x DTO 28 dan selfing Astarte [Skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
Samadi B. 2007. Kentang dan Analisis Usaha Tani. Yogyakarta (ID): Kanisius. 115 hal.
Setter TL. 1990. Transport / harvest index: photosynthate partitioning in stressed plant. In: Alscher RG, Cumming JR, editor. Stress Responses in Plants, Adaptation, and Aclimation Mechanism. New York (USA): Wiley.
Sugiarto A. 2001. Uji Kultivar hasil radiasi dan introduksi beberapa kultivar kentang (Solanum tuberosum L.) [Skripsi]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
Tindall HD. 1986. Vegetables in The Tropics. Hampshire: Macmillan. 533 p. Vayda ME. 1994. Environmental stress and its impact on potato yield. In:
Bradshaw JE, Mackay GR, editor. Potato Genetics. Cambridge (UK): Cambridge Univ Pr. 552 p.
Viola R. 2000. Tuber filling and starch synthesis in potato. In: Gupta AK, Kaur N, editor. Carbohydrate Reserves in Plants. Amsterdam (Netherland): Elsevier Science. p 169 – 194.
Wattimena GA. 1980. Zat Pengatur Tumbuh Tanaman. Bogor (ID): PAU.
Wattimena GA. 1995. In vitro microtubers as an alternative technology for potato production [Final Report PSTS Project no. 6.0509]. hal 2.
Widyastuti N. 2000. Pelestarian tanaman pangan melalui teknik kultur in vitro. J Teknologi Lingkungan. 1(3):206-211.
Yuliati AE. 2008. Ketahanan klon kentang liar (Solanum chacoense) terhadap penyakit layu bakteri (Ralstonia solanacearum) secara in vitro dan di lapangan [Tesis]. Bogor (ID). Institut Pertanian Bogor.
23 Lampiran 1 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam pengaruh konsentrasi gula
pada 6, 9, dan 12 MST.
*: menunjukkan respon yang berbeda nyata berdasarkan uji F pada taraf 5%; tn: menunjukkan respon tidak berbeda nyata; - : tidak dilakukan pengamatan
Lampiran 3 Hasil analisis korelasi antara jumlah buku, jumlah stolon, dan tinggi tanaman pada kentang Granola, DTO 28, dan CIP 801040 pada perlakuan suhu rendah dan medium
Jumlah
Lampiran 2 Rekapitulasi hasil analisis sidik ragam interaksi peningkatan suhu dengan peningkatan konsentrasi gula pada 6, 9, dan 12 MST.
Karakter vegetatif
24
Lampiran 4 Perbedaan anatomi umbi kentang Granola pada suhu rendah dan medium setelah dipanen umur 12 MST dengan perbesaran 40x.
Suhu rendah Gula 90 g l-1
Suhu rendah Gula 105 g l -1
Suhu rendah Gula 120 g l -1
Suhu medium Gula 90 g l-1
Suhu medium Gula 120 g l-1
25
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Temanggung pada 13 September 1991. Penulis adalah anak pertama dari tiga bersaudara keluarga Bapak Sarjono dan Ibu Winariyati. Penulis mulai bersekolah di SD N 1 Baledu pada tahun 1997 hingga 2003. Pada tahun 2006, penulis lulus dari SMP N 2 Temanggung dan melanjutkan ke SMA N 1 Temanggung. Penulis lulus dari SMA pada tahun 2009 dan kemudian melanjutkan studi pada program studi dan departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian IPB melalui jalur USMI.
Selama menjadi mahasiswa, penulis tergabung dalam beberapa organisasi antara lain: Tim PPAMB TPB IPB 2010 sebagai staff bagian akademik, Tutor Sebaya Asrama TPB sebagai pengajar, Komunitas Lughata Expression BEB-C 2009-2011, Science Community BEB-C 2011-2012, Paguyuban Mahasiswa Temanggung Makukuhan (PMTM) sebagai bendahara, Kementrian Pendidikan BEM KM IPB Bersahabat 2011 dan BEM KM IPB Berkarya 2012, IPB Mengajar sebagai manager administrasi dan keuangan, dan Komunitas Sobat Bumi Bogor. Selain itu penulis juga merupakan pengajar aktif di lembaga Bimbel Etos Study.
