i
PENGARUH KINETIN (
6
–
Furfuryl amino purine
) TERHADAP
KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA
KAKAO (
Theobroma cacao
L.)
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat Mencapai Derajat Sarjana S-1
Oleh: FUJI RAHAYU
0901070090
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO
v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Bismillahirrohmanirrohim.
Puji syukur kepadaMu ya Robb, atas segala rahmat dan karuniaMu sehingga
skripsi ini dapat terselesaikan.
Saya persembahkan skripsi ini untuk:
1. Bapak dan Ibuku tercinta yang selalu memberikan motivasi dan tanpa henti
menyayangi serta mendoakan saya
MOTTO
“Maka sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau
telah selesai (dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras (untuk urusan yang lain),
dan hanya kepada TuhanMu-lah engkau berharap.”(QS : Al–Insyirah: 5-8).
Orang yang berdoa tetapi tidak berusaha adalah seperti orang yang menembakkan
panah tanpa tali busur. (Ali Bin Abi Thalib R.A.)
Ketahuilah bahwa sesungguhnya ilmu yang paling baik adalah ilmu yang bisa
vii
Pengaruh Kinetin (6-Furfuryl amino purine) Terhadap Keberhasilan Embriogenesis Somatik Bunga Kakao (Theobroma cacaoL.)
ABSTRAK
Kakao merupakan salah satu tanaman perkebunan yang memiliki nilai ekonomi tinggi bagi masyarakat di Indonesia. Indonesia menempati posisi kedua sebagai negara penghasil kakao terbesar dunia, namun produktivitasnya tergolong rendah (0,4 ton/ha; FAO, 2013). Salah satu faktor penyebab rendahnya produktivitas kakao yaitu rendahnya kualitas bibit yang ditanam. Berbagai upaya telah dilakukan untuk mendapatkan bibit kakao yang berkualitas, salah satunya yaitu melalui teknik embriogenesis somatik tetapi tingkat keberhasilannya masih rendah. Salah satu faktor yang diduga menjadi penyebabnya yaitu belum ditemukannya komposisi medium yang tepat untuk menginduksi embrio. Penelitian ini bertujuan untuk mencari komposisi medium yang tepat khususnya kombinasi dan konsentrasi kinetin dan 2,4-D terhadap keberhasilan induksi embrio somatik. Eksplan yang digunakan yaitu petala dan staminodia dari bunga kakao yang masih kuncup. Bunga yang telah diambil kemudian disterilkan dan diambil bagian petala dan staminodianya secara steril lalu ditanam pada medium induksi kalus, yaitu medium DKW (Driver Kuniyuki, 1984) dengan penambahan 10-7 – 10-6 M kinetin yang dikombinasikan dengan 5 x 10-7 dan 10-6 M 2,4-D. Kalus yang berhasil diinduksi kemudian dipindah ke dalam medium dengan penambahan 1 – 50 x 10-8 M dan tanpa penambahan 2,4-D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan kinetin dan 2,4-D ke dalam medium tanam berhasil menginduksi kalus dari eksplan petala maupun staminodia. Induksi kalus membutuhkan waktu sekitar 11 - 17 hari setelah tanam. Medium terbaik pada tahap induksi kalus yaitu medium dengan penambahan 5 x 10-7 M kinetin yang dikombinasikan dengan 10-6 M 2,4-D. Medium tersebut mampu menghasilkan kalus remah dan sedikit akar yang dapat digunakan pada tahap induksi embrio, walaupun tingkat keberhasilan induksi kalusnya hanya 80 %. Medium dengan penambahan 5x108M kinetin mampu menginduksi pembentukan embrio somatik, namun tingkat keberhasilannya masih rendah, hanya 1 kalus yang berhasil terinduksi embryo somatik dari 5 kalus yang ditanam.
UCAPAN TERIMAKASIH
Assalamu ‘alaikumwr. wb.
Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas
rahmat, karunia dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan
judul “PENGARUH KINETIN (6 – Furfuryl amino purine) TERHADAP
KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO
(Theobroma cacaoL.)”.
Penulis mengucapkan banyak terimakasih kepada Bapak Sisunandar, Ph.D
selaku pembimbing I dan Drs. Arief Husin, M.Si selaku pembimbing II yang telah
memberikan arahan dan selalu sabar dalam membimbing penulis selama
pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini. Selain itu penulis juga
mengucapkan terimakasih kepada:
1. Bapak Drs. Ahmad, M.Pd selaku Dekan Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan
Universitas Muhammadiyah Purwokerto
2. Bapak Drs. Arief Husin, M.Si selaku Ketua Program Studi Pendidikan
Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah
Purwokerto.
3. Segenap Dosen Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan
Universitas Muhammadiyah Purwokerto yang telah memberikan ilmu dan
pengalaman belajar selama penulis menempuh kuliah pendidikan Biologi.
4. Pak Tri selaku Pengelola Dinas Perkebunan Kakao di desa Limpakuwus,
ix
5. Mb Imah selaku Laboran Botani dan Genetika UMP yang banyak membantu
dan menyemangati penulis dalam penelitian ini.
6. Sahabat seperjuanganku Ihda Hilyatunnisa, Lisa Dian Purwasih, dan Mba
Nora Dewi Lukitasari yang telah memberikan bantuan, motivasi dan
semangat.
7. Teman-teman biologi angkatan 2009, 2010 yang telah memberikan motivasi
dan semangatnya.
8. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan skripsi ini
yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Semoga Allah SWT membalas segala kebaikan dan melimpahkan
rahmat-Nya kepada mereka. Amin Ya Robb.
Purwokerto, Agustus 2013
DAFTAR ISI
Halaman
UCAPAN TERIMA KASIH ... viii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xiii
DAFTAR GAMBAR ... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ... xvi
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Tujuan Penelitian ... 5
1.3 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biologi Tanaman Kakao ... 7
2.1.1 Morfologi Tanaman Kakao ... 8
2.1.2 Varietas Kakao... 12
2.1.3 Manfaat Kakao... 14
2.2 Budidaya Kakao dan Permasalahannya... 15
2.2.1 Produksi Kakao Dunia dan Indonesia... 15
2.2.2 Permasalahan Budidaya Kakao di Indonesia... 17
2.3 Pembibitan Kakao di Indonesia ... 19
2.4 Perkembangan Penelitian Embriogenesis Somatik Kakao ... 23
xi
2.5.2 6- furfuryl amino purine(Kinetin)... 30
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat, Waktu dan Bahan Penelitian. ... 33
3.2 Isolasi dan Sterilisasi Bunga Kakao ... 33
3.3 Prosedur Embriogenesis Somatic Kakao... 35
3.3.1 Induksi Kalus ... 35
3.3.2 Induksi Embrio ... 36
3.4 Observasi dan Pengumpulan Data ... 37
3.5 Analisis Data ... 38
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengaruh Kinetin dan 2,4-D Terhadap Keberhasilan Induksi Kalus Kakao... 39
4.2 Pengaruh Kinetin terhadap Keberhasilan Induksi Embrio Somatik Kakao... 44
4.3 Pembahasan ... 47
4.3.1 Pengaruh Kinetin dan 2,4-D terhadap Keberhasilan Induksi Kalus Kakao... 48
4.3.2 Pengaruh Kinetin terhadap Keberhasilan Induksi Embrio Somatik Kakao... 51
BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 54
DAFTAR PUSTAKA ... 55
xiii
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 3.1 Kombinasi konsentrasi kinetin dan 2,4-D yang ditambahkan
ke dalam medium induksi kalus ...36
Tabel 3.2 Konsentrasi kinetin yang ditambahkan ke dalam medium
induksi embrio...37
Tabel 4.1 Pengaruh penambahan kinetin dan 2,4-D ke dalam medium
tanam terhadap persentase eksplan staminodia yang
terinduksi kalus ...40
Tabel 4.2 Pengaruh penambahan kinetin dan 2,4-D ke dalam medium
tanam terhadap persentase eksplan staminodia yang
terinduksi kalus ...40
Tabel 4.3 Persentase jenis kalus kompak dan remah yang muncul pada
eksplan petala dan staminodia pada enam kombinasi medium
DAFTAR GAMBAR
1.1 Negara dengan produktivitas kakao terbesar dunia tahun 2011. Indonesia menempati urutan ke-19 (panah biru; FAO, 2013) ... 2
2.1 Bunga kakao muncul dari bekas ketiak daun pada batang atau cabang (Caulifloris). Tampak kuntum bunga kakao yang masih kuncup (panah warna merah) dan beberapa telah mekar (panah warna kuning) yang berasal dari satu bantalan bunga ... 9
2.2 Diagram bunga kakao (A) yang menunjukkan bagian sepala dan
petala; sedangkan (B) adalah diagram organ kelamin pada bunga kakao yang menunjukkan adanya stamen danstaminodia (Rahardjo, 2011)... 10
2.3. Tahap perkembangan bunga kakao; (a) kuncup bunga kakao; (b) bunga kakao yang mekar; (c) buah kakao; (d) biji kakao (Karmawati
et al.,2010) ... 11
2.4 Morfologi buah kakao dari tiga varietas, criollo (A), forastero (B) dantrinitario(C; Karmawatiet al.,2010) ... 13
2.5 Biji kakao (a); cokelat bubuk (b); makanan dan minuman berbahan baku cokelat (c,d,e,f; http://www.digstar.com/images/cocoa) ... 15
2.6 Sepuluh negara produsen kakao terbesar di sunia tahun 2010. Indonesia (panah hitam) menempati posisi kedua sebagai produsen kakao terbesar dunia... 16
2.7 Negara dengan rata-rata luas area kakao terbesar dunia tahun 2011. Indonesia berada diperingkat kedua setelah negara Pantai Gading (FAO, 2013) ... 17
2.8 Bibit hasil semaian biji kakao berumur 2 bulan ... 20
2.9 Tahap perkembangan morfologi embrio somatik kakao; (a) embrio somatik tahap globular; (b) embrio tahap heart; (c) pembentukan embrio sekunder; (d) embrio tahap kotiledon; (f dan g) plantlet; (h) aklimatisasi plantlet... 24
2.10 Rumus bangun 2,4-D (Salisbury & Ross, 1995)... 29
2.11 Rumus bangun kinetin (Salisbury & Ross, 1995)... 30
xv
direndam dalam alkohol 70 % selama 5 menit, (d) bunga direndam dalam larutan kaporit 6 % selama 15 menit, (e) isolasi petala dan staminodia bunga kakao dengan menggunakan pinset dan scalpel, (f) petala (panah merah) dan staminodia (ppanah hitam) yang telah berhasil diisolasi, (g) penanaman petala dan staminodia ke dalam medium tanam, (h) botol kultur ditutup dengan plastik agar tidak terkontaminasi ... 34
4.1 (A) Pembengkakan eksplan staminodia 9panah hijau) dan petala (panah kuning) 1 MST. Tampak eksplan petala menggulung (panah kuning); (B) kalus muncul dari bagian pangkal staminodia (panah hijau) dan petala (panah hitam) berkembang yang akhirnya menutupi seluruh permukaan eksplan ... 41
4.2 Morfologi kalus yang terbentuk selama induksi kalus (4 MST). (A) kalus remah yang berasal dari eksplan petala (panah putih); kalus kompak dari eksplan staminodia (panah hitam). (B) kalus kompak yang terbentuk dari eksplan staminodia (panah hitam) maupun petala (panah merah)... 42
4.4 Morfologi kalus yang berumur 4 minggu dari setiap kombinasi kietin dan 2,4-D yang ditambahkan ke dalam medium tanam. Kalus remah yang bersal dari medium dengan penambahan 5 x 10-7M kinetin dan 10-6M 2,4-D (K57D6; panah hitam)... 44
4.5 Embrio somatik yang muncul (fase kotiledon; panah hitam), (a) embrio somatik umur 4 minggu setelah kultur, (b) embrio somatik umur 6 minggu, (c) embrio somatik umur 8 minggu, (d) embrio umur 10 minggu yang telah dipisahkan dari kalusnya untuk diperbanyak.
4.6 Rata-rata jumlah akar yang muncul per kalus yang dtanam pada medium dengan penambahan 1 x 10-8 - 50 x 10-8 M kinetin. Diagram batang menunjukkan rata-rata ± SE yang dihitung setelah 8 minggu kultur. Pada setiap diagram batang yang diikuti oleh huruf yang berbeda pada setiap perlakuan menunjukkan adanya perbedaan yang nyata antar perlakuan setelah analisis menggunakan LSD pada tingkat kepercayaan 95 %... 46
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1 Komposisi media kultur embriogenesis somaikDriver &
