KONSERVASI DAN PENGELOLAAN PLASMA NUTFAH
STROBERI (
Fragaria x ananassa
) SECARA EX SITU DAN IN
VITRO
Zainuri Hanif, Emi Budiyati Dan Ahmad Syahrian Siregar
Balai Penelitian Jeruk dan Buah Subtropika
Jl Raya Tlekung No 1. Junrejo, Batu, Jawa Timur 65301 Email: zainurihanif@gmail.com
Abstrak - Eksplorasi, seleksi dan konservasi program plasma nutfah stroberi berlangsung pada tahun 2010 – 2014 dengan menghasilkan 23 aksesi di akhir tahun renstra. Sebelumnya stroberi belum menjadi komoditas mandat Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika (Balitjestro). Ke-24 aksesi tersebut pada awalnya dikelola secara konvensional di lapang. Namun, pelestarian plasma nutfah stroberi di lapang mengalami banyak hambatan. Serangan hama dan penyakit dari koleksi tanaman stroberi yang didatangkan dari daerah sentra membuat beberapa koleksi tanaman stroberi mati. Hama yang ditemui pada koleksi plasma nutfah stroberi adalah ulat grayak spodoptera litura, slug (bekicot tanpa cangkang), white weevil, siput/bekicot, aphid, penggerek buah, dan uret. Sedangkan penyakit pada plasma nutfah stroberi adalah busuk buah matang (ripe fruit rot), daun gosong (leaf scorch), bercak daun (leaf spot), virus, empulur merah, hawar daun, leaf blight, antraknosa dan gray mold. Karena banyaknya hambatan itu, pelestarian perlu diimbangi secara in vitro di dalam laboratorium dalam botol-botol kultur. Pelestarian secara in vitro adalah untuk mempertahankan karakter yang sama dengan induknya. Sampai saat ini telah dikoleksi 18 dari 23aksesi ke dalam botol kultur. Perbanyakan benih stroberi secara vegetatif yaitu dengan stolon maupun dengan pemisahan anakan masih berpotensi menularkan penyakit yang diakibatkan oleh virus ke generasi berikutnya sehingga dapat menurunkan produksi. Perbanyakan secara kultur jaringan dilakukan untuk mendapatkan benih bebas virus tersebut dengan cara kultur meristem. Kultur meristem merupakan teknik yang untuk membebaskan benihstroberi dari virus, mikoplasma, bakteri, dan jamur. Meristem pucuk yang berukuran 0,1-0,3 mm ini pada umumnya tidak mengandung virus. Pemeliharaan plasma nutfah stroberi yang menjadi renstra 5 tahun di Balitjestro bertujuan untuk memperoleh data base plasma nutfah stroberi yang mudah diakses oleh pemulia, untuk memperoleh calon varietas harapan melalui seleksi dan pra evaluasi, untuk memperoleh pedoman pengelolaan kebun koleksi plasma nutfah stroberi dan untuk melestarikan plasma nutfah secara berkelanjutan.
Kata kunci : hama dan penyakit, in vitro kultur meristem, plasma nutfah, stroberi
PENDAHULUAN
Koleksi plasma nutfah memiliki peran mempertahankan genotipe dengan karakteristik tertentu sehingga dapat tersedia untuk program pemuliaan masa depan. Koleksi tersebut demikian pentingnya untuk memulai dan mengembangkan perencanaan program pemuliaan baru. Di Eropa, ada beberapa koleksi plasma nutfah stroberi, tidak hanya terkait dengan penelitian pemuliaan, tetapi juga untuk taksonomi dan penelitian filogenetik (Diamanti et al., 2012).
Konservasi plasma nutfah dapat dilakukan secara konvensional maupun secara in vitro. Konservasi secara in vitro dapat dibedakan berdasarkan lamanya penyimpanan yakni jangka pendek dan jangka panjang. Konservasi plasma nutfah jangka pendek dapat dilakukan denganmenekan pertumbuhan serta menurunkan suhu, penambahan zat penghambat tumbuh dan pemiskinan hara. Sementara konservasi jangka panjang dilakukan dengan cara pembekuan dalam nitrogen cair pada suhu -196° C (Imelda dan Soetisna, 1992).
Konservasi plasma nutfah menyediakan input bagi kegiatan evaluasi dan pemanfaatannya hal tersebut menyebabkan konservasi merupakan upaya yang sangat penting. Evaluasi koleksi plasma nutfah dapat dilakukan dengan langkah-langkah yang berbeda demi mendapatkan
suatu konsep yang dibutuhkan dalam program pemuliaan tanaman. (Chang, 1976).
Sebelum kita mulai melengkapi koleksi plasma nutfah yang ada kita harus menetapkan kriteria yang jelas untuk melakukannya (Westwood 1989, hal . 118 ). Pendekatan strategi pengkoleksian data harus di desain secara khusus untuk tiap-tiap tanaman (Guarino et al. 1995)
Keterpaduan antara penelitian pengelolaanplasma nutfah dengan program pemuliaan merupakansatu kebutuhan bersama dengan tujuan yang sama,karena pemuliaan memerlukan dukungan ketersediaanplasma nutfah (Cooper et al. 2001).Berbagai tujuan lain dari penelitianplasma nutfah antara lain untuk (1) penelusurankeaslian varietas yang diragukan, (2) studi asal usulspesies tanaman, dan (3) pelepasan plasma nutfahsecara resmi sebagai sumber gen yang memilikinilai ekonomis (Sumarno dan Nani Zuraida. 2008).
Anjuran dari kesepakatan FAO/Global Planof Action for the Conservation and Sustainable useof Plant Genetic Resource for Agriculture, dalamhal pemanfaatan plasma nutfah adalah sebagai berikut(Duwayri dan Hawtin 2001): (1) meningkatkanketersediaan pilihan varietas yang paling sesuaiuntuk lingkungan spesifik dan preferensi bagi petanidengan memanfaatkan plasma nutfah yangadaptif sebanyak mungkin, (2) mendorong dan meningkatkan
kemampuan pengelola plasma nutfahdan pemulia bekerja secara terpadudalam membentuk varietas unggul adaptif terhadap lingkungantarget, (3) mengeksploitasi sumber gen baru gunamembentuk varietas yang kandungan genetiknyacukup beragam agar dapat mengurangi kerawanantanaman terhadap perubahan cekaman biotik danabiotik.
METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dengan berangkai mulai dari survei dan eskplorasi untuk melengkapi koleksi plasma nutfah stroberi yang dilakukan di Sumatera, Jawa dan Bali kemudian dilakukan pengelolaan yang meliputi karakterisasi dan konservasi plasma nutfah di KP Tlekung dan KP Sumber Brantas mulai tahun 2009-2014. Hasil penelitian ini menghasilkan 23 living collection stroberi koleksi yang dikelola secara ex situ dan in vitro. Dalam makalah ini dipaparkan bagaimana pengelolaan tersebut dilakukan secara deskriptif.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk pemanfaatan beberapa tanaman Target pengelolaan plasma nutfah stroberi untuk jangka panjang (2010-2014) adalah untuk memperoleh data base plasma nutfah stroberi yang mudah diakses oleh pemulia, untuk memperoleh calon varietas harapan melalui seleksi dan pra evaluasi, untuk memperoleh pedoman pengelolaan kebun koleksi plasma nutfah stroberi dan untuk melestarikan plasma nutfah secara berkelanjutan. Sampai tahun 2014 ini, koleksi plasma nutfah stroberi mencapai 23 aksesi.
Koleksi tanaman plasma nutfah merupakan aset yang sangat penting baik dibidang komersial maupun dibidang ilmu sehingga harus dilestarikan, karena didalamnya terkandung sifat-sifat tertentu yang kita butuhkan dalam pembentukan atau perbaikan suatu varietas unggul yang kita kehendaki. Hal ini dapat dicapai kalau plasma nutfah yang merupakan sumber genetik dan sekaligus bahan pemuliaan dikelola dan dievaluasi dengan baik dan berkelanjutan. Saat ini Balitjestro mempunyai 23 aksesi plasma nutfah yang dikoleksi di KP. Tlekung. Beberapa koleksi tersebut sudah tidak bisa lagi ditemukan di lapang. Berikut ini ke-23 aksesi yang terdapat di kebun koleksi stroberi di Balai Penelitian Tanaman Jeruk dan Buah Subtropika (Tabel 1.).
Varietas stroberi tersebut diperoleh dari hasil eksplorasi di daerah-daerah yang membudidayakan tanaman stroberi. Varietas-varietas tersebut diperoleh dengan membeli dan pemberian langsung dari petani.
Varietas stroberi introduksi yang berkembang di Indonesia adalah Osogrande di Purbalingga, Selva di Karanganyar, Earlibrite (Holibert) di Garut dan Ciwidey Bandung, Rosa Linda, Sweet Charlie, Aerut, dan Camarosa di Bedugul Bali, Dorit, Lokal Brastagi dan California di Brastagi, Chandler di Bondowoso PTPN XII, dan Lokal Batu di Batu (Hanif, Z 2012).
Kebun stroberi di KP. Tlekung merupakan kebun koleksi berbasis pelestarian plasma nutfah sehingga luasnya hanya sekitar 400 m2 tersebut dengan ketinggian 950 mdpl. Kebun stroberi tersebut dipelihara oleh 1 pekerja yang bertugas memelihara tanaman stroberi mulai dari perbenihan, pemupukan, penyiraman, penyiangan gulma, sampai pada pemanenan.
Pada tahun 2011, Tim plasma nufah stroberi Balitjestro melakukan backup koleksi plasma nutfah yang mulai banyak terserang hama dan penyakit dan mengelolanya di KP Sumber Brantas. Kegiatan ini juga untuk kegiatan penelitian dan untuk membandingkan kesesuaian tumbuh bagi tanaman. Kebun stroberi di KP Sumber Brantas merupakan kebun koleksi berbasis pelestarian plasma nutfah sehingga luasnya sekitar 1000 m2 tersebut dengan ketinggian 1450 mdpl.
Pengelolaan Secara Ex Situ
Perbanyakan tanaman stroberi dapat dilakukan secara vegetatif dan generatif. Perbanyakan yang sering dilakukan di Balitjestro adalah perbanyakan vegetatif, karena apabila dilakukan perbanyakan generatif dapat menghasilkan tanaman baru yang sifatnya tidak sama dengan induknya. Hal tersebut karena stroberi yang berada di kebun Balitjestro adalah merupakan tanaman hibrida. Perbanyakan tanaman stroberi secara vegetatif yang dilakukan di Balitjestro dengan beberapa cara yaitu pemisahan rumpun tanaman induk, anakan yang diambil dari stolon, dan dengan cara kultur jaringan.
Pemisahan Anakan dari Tanaman Induk (Stolon)
Stolon adalah perpanjangan tunas yang tumbuh horisontal sejajar dengan permukaan tanah (menjalar) yang merupakan organ perbanyakan vegetatif. Pada stolon terdapat ruas tempat pucuk aksilar (samping) yang akan menumbuhkan anakan vegetatif yang karakter dan sifatnya akan sama dengan induknya (true to type). Stolon banyak muncul pada musim hujan karena pada musim hujan pertumbuhan tanaman stroberi lebih terarah ke fase vegetatif sehingga akan lebih banyak stolon yang keluar dibandingkan bunga dan buah. Cara perbanyakan dengan stolon yang dilakukan di Balitjestro yaitu dengan : (1) Stolon yang sudah mulai berakar cukup lebat diletakkan pada polibag kecil yang sudah di isi dengan media tanam yaitu pasir dan tanah dengan perbandingan 1:1. (2) Stolon dibiarkan tetap menempel pada induknya (menyusu pada induknya). (3) Setelah 2-3 minggu stolon tersebut dapat dipisahkan dari induknya dengan memotong penyambung stolon menggunakan gunting. (4) Stolon yang baik digunakan sebagai bahan tanam memiliki ciri yaitu muncul akar sekunder yang cukup lebat, memiliki 4-5 daun, sehat (tidak muncul bercak atau indikasi terkena penyakit tular tanah), dan daun bagian pucuk segar.
Stolon yang siap digunakan sebagai bahan tanam adalah stolon yang memiliki akar yang lebat, dan sehat. Stolon yang siap ditanam tersebut dapat langsung dipindahkan ke polibag atau karung atau di lahan pertanaman stroberi. Penanaman benih asal stolon dapat dilakukan dengan merobek polibag benih tersebut dan
menanamnya beserta tanah sisa perbenihan. Benih yang paling bagus berasal dari stolon karena tanaman berasal dari tanaman induk sehingga tanaman mandiri, masih mempunyai sifat yang sama dengan tanaman induknya, benih sudah tumbuh akar sebelum ditanam sehingga menjadikan tanaman kokoh atau kuat, dan tanaman masih muda karena berasal dari tunas baru.
Pemisahan Rumpun dari Tanaman Induk (Anakan)
Tata cara melakukan pemisahan rumpun tanaman induk yaitu : (1) Pilih tanaman induk yang sehat, sudah berumur 8-24 bulan, pertumbuhannya baik, bebas hama dan penyakit, serta produksi tinggi. (2) Pisahkan dari tanaman induk dengan menggunakan gunting atau pisau
cutter. (3) Bersihkan sisa tanah dan akar-akar yang rusak (hitam), kemudian dipotong sebagian daun untuk mengurangi proses respirasi tanaman. (4) Celupkan kedalam larutan anakan yang sudah dibersihkan dengan campuran ZPT, pupuk hayati, dan fungisida. (5) Tanam anakan yang sudah dicelupkan.
Pemisahan crown dari tanaman induk mempunyai beberapa kekurangan yaitu bahan tanam yang berasal dari tanaman tua yang diremajakan, berasal dari tanaman induk yang telah berbuah sehingga kelangsungan produksi jangka panjang tidak optimal dan apabila pemisahan dilakukan tidak sempurna maka tanaman akan mati. Jika menggunakan benih dari stolon, maka benih yang diperoleh masih muda kemampuan berproduksinya tinggi serta tidak terjadi kerusakan akar asalkan pemindahan dilakukan secara hati-hati. Benih yang berasal dari stolon menghasilkan akar sekitar 2-3 minggu, sedangkan pada pemecahan crown akar keluar 4-5 minggu.
Pengelolaan plasma nutfah stroberi di Balitjestro dengan menggunakan polibag. Setiap aksesi ada 20 tanaman yang dikelola di screen house dan perkembangan dari sulur atau anakan ditanam di lapang. Polibag yang digunakan ukuran 50x50 dengan media tanam tanah ladegan, sekam dan pupuk kandang kambing dengan perbandingan 1:1:1. Pemupukan dilakukan dengan memperhatikan fase pertumbuhan tanaman. Pada fase benih saat mengutamakan pertumbuhan vegetatif, pupuk NPK bisa digunakan dengan kadar N lebih tinggi dari P dan K, seperti NPK 32-10-10. Pada fase pertengahan menggunakan pupuk dengan kadar NPK yang seimbang 20-20-20 atau NPK 10-10-10. Pada fase generatif yakni saat pembentukan buah sedang pesat sangat dianjurkan memberikan pupuk NPK dengan kadar N dan K 1:2 atau 1:3. Contoh pupuk yang digunakan pada fase generatif adalah KNO3 atau NPK 10-10-20.
Dalam perawatan, koleksi plasma nutfah sering terganggu dengan serangan hama dan penyakit. Hama yang ditemui pada koleksi plasma nutfah stroberi adalah ulat grayak spodoptera litura, slug (bekicot tanpa cangkang), white weevil, siput/bekicot, aphid, penggerek buah, dan uret. Sedangkan penyakit pada plasma nutfah stroberi adalah busuk buah matang (ripe fruit rot), daun
gosong (leaf scorch), bercak daun (leaf spot), virus, empulur merah, hawar daun, leaf blight, antraknosa dan gray mold.
Pengelolaan secara in vitro
Perbanyakan benih stroberi secara vegetatif yaitu dengan stolon maupun dengan pemisahan anakan masih berpotensi menularkan penyakit yang diakibatkan oleh virus ke generasi berikutnya sehingga dapat menurunkan produksi. Oleh karena itu, penyediaan benih stroberi bebas penyakit merupakan kunci keberhasilkan produksi stroberi. Perbanyakan secara kultur jaringan dilakukan untuk mendapatkan benih bebas virus tersebut dengan cara kultur meristem. Kultur meristem merupakan teknik yang untuk membebaskan benih stroberi dari virus, mikoplasma, bakteri, dan jamur. Meristem pucuk yang berukuran 0,1-0,2 mm ini pada umumnya tidak mengandung virus. Meristem pucuk ini kemudian ditanam dalam media kultur dalam kondisi aseptik dalam laboratorium.
Kultur Jaringan adalah metode penumbuhan, pemeliharaan dan pengembangan sel dan organ pada kondisi yang streril. Aplikasinya dalam produksi benih berkembang sangat pesat. Kultur jaringan memiliki 5 keunggulan dibanding metode perbanyakan benih konvensional; (1) Dapat menduplikasi klon unggul dari spesies rekalsitran atau yang sulit diperbanyak;(2) Dapat dilakuan sepanjang tahun, bebas kondisi geografis dan klimatologi;(3)Menghasilkan turunan bebas pathogen bahkan dari induk yang terinfeksi;(4) Materi tanaman higienis dapat diperbanyak, dan(5)Mudah untuk produksi massal dalam periode waktu yang singkat. (Siregar, AS., 2013)
Tanaman kultur jaringan memiliki karakter yang seragam, sama dengan potensi genetik induknya, dapat bersinergi dengan miroba simbion, transerable dan tranportable antar wilayah (pulau)karena diterima oleh sistem karantina. Stroberi diawali dengan kultur meritem. Meristem dengan ukuran <0.2 mm ditanam selama 2-3 bulan untuk mendapatkan individu baru bebas pathogen. Planlet dari meristem diperbanyak 1-3 siklus multiplikasi. Aklimatisasi dan adaptasi tanaman in vitro generasi 1 ini(V0)dilakukan di dalam nurseri ‘screen house’ selama 4 minggu diikuti dengan produksi V1. Stolonisasi benih hasil in vitro ini dapat diperoleh pada minggu ke-6 setelah tanam.
Pada berbagai varietas, stolon keluar beriringan dengan pembungaan. Selama 4 generasi stolon, produktifitas stroberi diestimasi tetap tinggi. Generasi V0-V1 adalah generasi produksi stolon. Sebanyak 10 stolon terbaik dapat diseleksi selama 6-10 bulan siklus untuk mendapatkan generasi V2 yang ditumbuhkan di lapang. Dari generasi V2 dan V3 ini diseleksi 3 dan 2 stolon saja untuk menghasilkan generasi produksi V3 dan V4. Sistem ini diyakini akan mengoptimumkan produksi stolon dan buah selama 5 generasi stolon.
Tabel 1. Koleksi plasma nutfah stroberi Balitjestro
No. Nama Aksesi No. Nama Aksesi
1. Dorit 13. Festival
2. Anna 14. Holibert
3. Sweet Charlie 15. Salsa
4. Lokal Batu 16. Holland
5. Osogrande 17. California
6. Rosa Linda 18 Nenas
7. Santung 19. Chandler
8. Testytreet 20. Erlybrite
9. Aerut 21. Suntory Honki
10. Lokal Brastagi 22. Love Berry
11. Tristar 23. Deep Rose
12. Selva
Gambar 1. Koleksi plasma nutfah stroberi: (a) tanaman 1 bulan setelah aklimatisasi; (b) berbagai aksesi koleksi di screenhouse dan (c) stolon yang siap ditanam untuk perbanyakan di luar screenhouse
Gambar 3. Thin Cross Section Stroberi:(a).Explant, (b). Hasil perlakuan TDZ 2 mst kondisi gelap, (c). Kondisi terang 40 hst (d). Umur 120 hst (e). Sitem perbanyakan menggunakan bioreaktor
Gambar 4. Aklimatisasi Stroberi: Adaptasi dan pembentukan akar dan tunas baru pada kondisi lingkungan luar
Gambar 5. Pertumbuhan vegetatif dan generatif stroberi generasi V0:(a). Umur 30 hari setelah aklimatisasi;(b). Umur 60 Hari setelah aklimatiasi; (c). Tanaman Vo Membentuk stolon; dan (d). Buah 75-90 HST
KESIMPULAN
Pengelolaan plasma nutfah stroberi secara ex situ dan in vitro perlu dilakukan secara bersamaan dan termonitor dengan baik untuk menjaga kelestarian koleksi. Rentannya serangan hama dan penyakit di lapang yang berlangsung dengan sangat cepat dapat memusnahkan koleksi yang ada. Untuk itulah back up koleksi in vitro diperlukan untuk secara periodik dalam memperbaiki koleksi lapang yang ada dan membantu dalam krakterisasi.
UCAPAN TERIMAKASIH
Terima kasih kami ucapkan kepada Basuki Jokosudarmanto, Imam Rohmat, Hasim Ashar, Oka Ardiana Banaty dan semua pihak yang telah membantu pada kegiatan plasma nutfah stroberi.
DAFTAR PUSTAKA
Chang, Te-Tzu. 1976. Manual on Genetic Conservation of Rice Germ Plasm for Evaluation and Utilization. International Rice Research Institute, Los Banos.
Cooper, H.D., C. Spillane, and T. Hodgkin. 2001. Broadening the genetic base of crops: An overview. In Cooper, H.D., C. Spillane, and T. Hodgkin (Eds.). Broadening the Genetic Base of Crop Production.
CABI Publishing, FAO-IPGRI. CAB. International Wallingford, Oxon, UK. p. 1-24
Diamanti, J., F. Capocasa, B. Denoyes. A. Petit, P. Chartier, W. Faedi, M.L. Maltoni, M. Battino, and B. Mezzeti. 2012. Standardized method for evaluation of strawberry (Fragaria x ananassa Duch.) germplasm collections as a genetic resource for fruit nutritional compounds. Journal of Food Composition and Analysis 28:170-178.
Duwayri, M. and G. Hawtin. 2001. The importance of improving conservation and genetic diversity of crop varieties. In Cooper, H.D., C. Spillane, and T. Hodgkin (Eds.). Broadening the Genetic Base of Crop Production. CABI Publishing, FAO-IPGRI.CAB. International Wallingford, Oxon, UK. p. xv-xvi.
Guarino, L., Rao, R., & Reid, R. (1995). Collecting plant genetic diversity, technical guidelines. Wallingford: CAB International.
Hanif, Z dan Tim Plasma nutfah. 2012. Budidaya Stroberi (Fragaria x ananassa). http://balitjestro.litbang.-pertanian.go.id/id/522.html. Diakses pada 26 Oktober 2014 Imelda dan Soetisna. 1992. Aplikasi bioteknologi dalam konservasi
plasma nutfah tanaman industri. Proseeding Forum Komunikasi Ilmiah. Penelitian Aplikasi Kultur Jaringan pada Tanaman Industri.
Siregar, AS. 2013. Proliferasi Tunas Stroberi Secara In Vitro Menggunakan Eksplan Batang Planlet Hasil Kultur Meristem. Jurnal Widyariset Volume 16, Nomor 3. Hal 473-480
Sumarno dan Nani Zuraida. 2008. Pengelolaan Plasma Nutfah Tanaman Terintegrasi dengan Program Pemuliaan. Buletin Plasma Nutfah
Vol.14 No.2 Th.2008 Hlm 57-67
Westwood, M.N. 1989. Maintenance and storage: clonal germplasm. Plant Breed. Rev. 7:111–128.
