Teknik Enkapsulasi dalam Upaya Konservasi
Tanaman Hias Krisan (Chrysanthemums morifolium ramat) (Encapsulation Techniques in Conservation
of Chrysanthemum morifolium ramat)
Ronald Bunga Mayang, Resta Patma Yanda, Sri Rianawati, Suskandari Kartikaningrum, dan Fitri Rachmawati
Balai Penelitian Tanaman Hias, Jln. Raya Pacet-Ciherang, Pacet, Cianjur, Jawa Barat, Indonesia 43253 E-mail: [email protected]
Diterima: 28 Juli 2021; direvisi: 23 September 2021; disetujui: 28 Oktober 2021
ABSTRAK. Konservasi tanaman krisan diperlukan agar sumber daya genetik krisan tetap terjaga kelestariannya. Salah satu upaya konservasi yang banyak diteliti akhir-akhir ini adalah konservasi dengan metode enkapsulasi. Tujuan penelitian untuk mendapatkan komposisi pembuatan kapsul untuk enkapsulasi pada tanaman krisan dan mendapatkan teknik konservasi tanaman krisan dengan menggunakan penggabungan metode enkapsulasi dan zat retardan. Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Konservasi Balai Penelitian Tanaman Hias dari bulan Januari - Desember 2020. Penelitian menggunakan Krisan varietas Alisha dan Xavhia. Penelitian terdiri atas dua unit kegiatan. Kegiatan pertama bertujuan melihat pengaruh komposisi pembuatan kapsul dan sumber eksplan terhadap keberhasilan enkapsulasi pada tanaman krisan. Kegiatan kedua bertujuan untuk melihat pengaruh penambahan retardan pada media enkapsulasi terhadap penyimpanan eksplan krisan. Penelitian disusun menggunakan Rancangan Acak Lengkap. Kegiatan pertama terdiri atas perlakuan kombinasi antara komposisi media dan bagian tanaman yang dijadikan sumber eksplan. Kegiatan kedua berupa penambahan retardan manitol dan paclobutrazol ke dalam matriks kapsul. Hasil penelitian menunjukkan bahwa matriks kapsul dengan komposisi 3% alginat dalam media ½ MS lebih baik secara nyata sebagai media penyimpanan materi eksplan dibandingkan 3% alginat dalam akuades. Berdasarkan respon waktu pertumbuhan, sebagai sumber eksplan pada kegiatan konservasi materi yang berasal dari ruas batang lebih baik dibandingkan dari tunas pucuk. Penambahan retardan manitol 1,5% dan paclobutrazol 2 ppm belum dapat menekan pertumbuhan eksplan dalam matriks kapsul. Pada varietas Alisha, penambahan retardan manitol 1,5% dapat mempertahankan kesegaran dan daya regenerasi eksplan hingga 7 bulan. Penelitian ini memberikan informasi awal untuk kegiatan konservasi krisan dengan teknik enkapsulasi krisan yang digabungkan dengan penambahan retardan manitol dan paclobutrazol.
Kata kunci : Konservasi in vitro; Chrysanthemums; Enkapsulasi
ABSTRACT. Chrysanthemum plant conservation is needed to maintain genetic resources preservation of chrysanthemum. One of the conservation efforts that has been widely researched recently is conservation using the encapsulation method. The aim of the study was to obtain the composition of capsules for encapsulation in chrysanthemum plants and to obtain chrysanthemum conservation techniques using a combination of encapsulation methods and retardant substances. The research was carried out in the Conservation Laboratory of the Ornamental Plants Research Institute from January to December 2020. The research material used Alisha and Xavhia chrysanthemum varieties. The research consisted of two activity units. The first activity aimed to see the effect of the composition of capsules and explant sources on the success of encapsulation in chrysanthemum plants. The second activity aimed to see the effect of retardant added to the encapsulation media on the preservation of chrysanthemum explants. The study used a Completely Randomized Design. The first activity consisted of a combination treatment between the composition of the media and the plant parts used as a source of explants. The second activity was the addition of retardant mannitol and paclobutrazol into the capsule matrix.
The results showed that the capsule matrix with a composition of 3% Alginate in ½ MS media was significantly better as a storage medium for explants than 3% Alginate in aquadesh. Based on the response of growth time, as a source of explants in conservation activities, material derived from stem segments is better than shoots. The addition of retardant mannitol 1.5% and paclobutrazole 2 ppm could not suppress the growth of explants in the capsule matrix. In Alisha variety, the addition of 1.5% mannitol retardant was able to maintain the freshness and regeneration of explants for up to 7 months. This study provides preliminary information for chrysanthemum conservation activities with chrysanthemum encapsulation technique combined with the addition of the retardant mannitol and paclobutrazole.
Keywords: In vitro conservation; Chrysanthemums; Encapsulation
Krisan merupakan salah satu tanaman hias komersil dengan nilai ekonomi tinggi yang sangat populer dan banyak diminati kalangan pecinta bunga di dunia (Sun et al. 2011), termasuk di Indonesia. Produksi bunga potong ini menduduki peringkat pertama untuk produksi tanaman hias dalam beberapa tahun terakhir (BPS 2020). Trend dan minat masyarakat terhadap tanaman
hias sangat memengaruhi permintaan pasar. Untuk dapat memenuhi permintaan konsumen, upaya pemuliaan terus dilakukan sebagai upaya mendapatkan varietas baru yang unik. Saat ini, diperkirakan terdapat lebih dari 20.000 kultivar krisan di dunia (Wang et al. 2014). Balai Penelitian Tanaman Hias saat ini sudah menghasilkan 135 varietas tanaman krisan dan kegiatan pemuliaan
ini, yang memungkinkan jumlah varietas tanaman ini meningkat setiap tahunnya.
Tingginya pengaruh trend pada pasar tanaman hias menyebabkan varietas lama yang lebih dulu dikenal akan menghilang jika ada varietas baru yang diperkenalkan ke pasar (Halmagyi et al. 2004) sehingga untuk menjaga kelestarian plasma nutfah krisan di alam, pengelolaan perbanyakan yang efektif dan upaya konservasi sangat diperlukan (Sarasan et al. 2006).
Salah satu teknik konservasi dapat dilakukan dengan cara in vitro. Teknik ini merupakan upaya pelestarian plasma nutfah dalam kondisi yang aseptik (steril).
Berdasarkan pada periode waktu penyimpanan materi plasma nutfah, konservasi in vitro terbagi ke dalam tiga kategori, yaitu penyimpanan jangka pendek dalam keadaan pertumbuhan normal, penyimpanan jangka menengah dengan pertumbuhan minimal, dan penyimpanan jangka panjang melalui teknik pembekuan/kriopreservasi yang disimpan pada suhu sangat rendah dalam nitrogen cair (Teixeira Da Silva 2003; Gopal, Chamail & Sarkar 2002; Syahid 2007;
Gonzalez Benito, Clavero-Ramirez & López-Aranda 2004).
Aplikasi teknik konservasi dengan pertumbuhan minimal dilakukan melalui perlambatan proses pembelahan sel tetapi tidak mematikan jaringan.
Proses ini sering digunakan untuk penyimpanan jangka menengah. Untuk tujuan ini berbagai perlakuan dapat digunakan di antaranya adalah pengurangan hara dan peningkatan sukrosa sebagai penekan osmotik sel (Bonnier & Van Tuyl 1997), penambahan zat penghambat tumbuh seperti ABA, paclobutrazol, dan manitol (Diantina, Efendi & Mariska 2015), pengurangan komposisi garam makro dan mikro menjadi ½ sampai ¼ komposisi normal (Sota & Kongjika 2014), penurunan suhu 4-12oC (Gopal, Chamail & Sarkar 2002). Selain itu konservasi dapat dilakukan dengan cara yang lebih sederhana, lebih menghemat tempat, dan lebih cocok apabila sumber yang akan disimpan tersebut hanya dalam jumlah yang terbatas, yaitu dengan cara enkapsulasi (Engelmann 1997).
Enkapsulasi adalah suatu cara pembungkusan bagian kecil tanaman yang hidup dengan larutan yang memiliki kekentalan tinggi seperti agar sodium alginat.
Gel yang mengelilingi eksplan akan memperlambat proses pengeringan dan memberikan mekanisme penekanan untuk menjaga jaringan di dalam media enkapsulasi selama penyimpanan. Teknik enkapsulasi pada tanaman hias pernah diuji pada tanaman Photinia x fraseri Dress., Polygala myrtifolia L., Metrosideros excelsa Soland, Ros (Benelli, Micheli & De Carlo 2017), Zingiber spectabile, Alpinia (Rianawati, Syafni
2004; Nugrahani, Moeljani & Lydiana 2018; Kulus et al. 2019). Bagian tanaman yang dapat digunakan sebagai sumber eksplan dalam metode enkapsulasi adalah shoot tip, tunas aksilar, dan segmen nodus tanaman (Benelli 2016). Keberhasilan enkapsulasi pada tanaman dipengaruhi oleh berbagai faktor, di antaranya pemilihan bagian tanaman yang digunakan, konsentrasi sukrosa, suhu penyimpanan, dan waktu polimerisasi masing-masing tanaman, yaitu waktu dua molekul atau lebih bergabung untuk membentuk molekul yang lebih besar atau jaringan (Benelli 2016;
Benelli, Micheli & De Carlo 2017). Walaupun telah banyak hasil penelitian yang dipublikasikan, sampai sekarang, teknologi enkapsulasi masih menyisakan banyak pertanyaan dan terus dikembangkan (Standardi 2012).
Modifikasi dalam teknik pembuatan kapsul, bahan serta metode penyimpanannya masih terus dicoba untuk mendapatkan teknik enkapsulasi yang optimal dan efisien. Benelli, Micheli & De Carlo (2017) menggabungkan teknik enkapsulasi dengan perlakuan suhu dingin untuk konservasi empat jenis tanaman hias, sedangkan untuk penyimpanan matriks kapsul, dapat dilakukan dengan metode yang berbeda, antara lain dengan perendaman dalam larutan sukrosa, akuades, larutan MS, dan larutan yang mengandung zat retardan (Patel et al. 2000; Halmagyi et al. 2004;
Prihatini & Hadiati 2019). Salah satu faktor yang sangat memengaruhi keberhasilan enkapsulasi adalah konsentrasi sodium alginat yang digunakan. Menurut Nugrahani, Moeljani & Lydiana (2018) penggunaan bahan tersebut dengan konsentrasi 4% yang dicampur dengan air kelapa dapat digunakan sebagai matriks kapsul tanaman krisan.
Banyak aspek dalam teknik enkapsulasi untuk tujuan konservasi masih belum terjawab. Untuk itu dilakukan penelitian yang bertujuan untuk mendapatkan komposisi yang optimal untuk bahan kapsul pada tanaman krisan serta penggabungan metode enkapsulasi tersebut dengan zat retardan pada teknik konservasinya.
Hipotesis dari penelitian ini adalah komposisi matriks yang digunakan memberikan pengaruh yang berbeda terhadap pertumbuhan eksplan dalam matrik kapsul serta perlakuan penambahan retardan dapat memperpanjang umur simpan eksplan.
BAHAN DAN METODE Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian dilaksanakan pada bulan Januari sampai Desember 2020 di Laboratorium Konservasi Balai Penelitian Tanaman Hias, Segunung, Jawa Barat.
Bahan
Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tunas pucuk dan ruas batang dari planlet (tanaman hasil kultur jaringan yang belum diaklimatisasi) krisan varietas Alisha dan Xavhia. Untuk pembuatan matriks kapsul digunakan sodium alginat 3%, larutan 100 mM CaCl2. 2H2O, media ½ MS, manitol, dan paclobutrazol.
Metode Penelitian
Pengaruh komposisi materi matriks kapsul dan sumber eksplan terhadap keberhasilan enkapsulasi pada tanaman krisan
Pada kegiatan ini dilakukan pengujian terhadap dua macam asal eksplan dan komposisi materi kapsul terhadap daya simpan eksplan. Matriks enkapsulasi dibuat dengan dua cara, yaitu materi matriks kapsul berupa alginat 3% dalam ½ MS yang mengandung gula dengan konsentrasi 3%, kemudian matriks kapsul tersebut disimpan dalam akuades (K1). Perlakuan kedua, yaitu pembuatan matriks kapsul berupa alginat 3% dalam akuades, dan disimpan dalam larutan ½ MS yang mengandung gula dengan konsentrasi 3% (K2), sedangkan eksplan diambil dari dua varietas tanaman krisan yang dikulturkan secara in vitro. Penelitian menggunakan Rancangan Acak Lengkap yang terdiri dari empat perlakuan, tiga ulangan dan masing-masing ulangan terdiri dari 5-7 matriks kapsul.
Pembuatan kapsul dilakukan dengan mencelupkan sumber eksplan ke dalam larutan alginat 3% sesuai dengan perlakuan yang ada. Selanjutnya, masing- masing sumber eksplan diambil dengan pipet dan dicelupkan ke dalam larutan 100 mM CaCl2. 2H2O selama 15 menit hingga membentuk matriks kapsul.
Kapsul kemudian dibilas dengan akuades steril selama 5 menit sebanyak dua kali. Matriks kapsul yang sudah terbentuk diinkubasi dalam larutan perendam pada suhu ruang selama 3 bulan. Pengamatan dilakukan sebulan sekali terhadap pertumbuhan eksplan dalam kapsul dengan parameter persentase tumbuh tunas, persentase tumbuh akar, persentase browning, dan daya regenerasi eksplan. Persentase pertumbuhan dihitung berdasarkan jumlah kapsul yang memiliki eksplan yang menghasilkan tunas baru, tumbuh akar, dan mengalami browning. Setelah 3 bulan, eksplan dikeluarkan dari matrik kapsul dan ditumbuhkan pada media ½ MS. Dilihat apakah eksplan mampu tumbuh atau tidak.
Pengaruh Penambahan Retardan terhadap Penyimpanan Eksplan
Hasil terbaik dari kegiatan 1 digunakan sebagai perlakuan kontrol. Perlakuan lainnya dengan menambahkan retardan manitol 1,5% (M) dan 2 ppm
Paclobutrazol (P). Perlakuan menggunakan rancangan acak lengkap yang terdiri dari tiga perlakuan, empat ulangan dan masing-masing ulangan terdiri atas 5-9 matriks kapsul. Pengamatan dilakukan terhadap pertumbuhan eksplan dalam kapsul dengan parameter persentase tumbuh tunas, persentase tumbuh akar, persentase browning, daya regenerasi eksplan, visual matriks kapsul dan umur simpan (konservasi) kapsul, serta daya regenerasi. Pengamatan terhadap visual matriks kapsul dilakukan di akhir pengamatan, meliputi persentase browning, persentase jumlah tunas, dan akar yang menembus kapsul. Daya regenerasi diamati dengan melihat kemampuan tumbuh planlet ketika ditumbuhkan kembali ke media ½ MS setelah penyimpanan 3 dan 7 bulan.
Analisis Data
Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis statistik Anova (sidik ragam). Jika terdapat terdapat perbedaan yang signifikan pada perlakuan, analisis dilanjutkan dengan uji Duncan pada taraf selang kepercayaan p = 0,05%.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Komposisi Materi Matriks Kapsul dan Sumber Eksplan terhadap Keberhasilan Enkapsulasi Pada Tanaman Krisan
Matrik kapsul yang terbuat dari alginat 3% dalam
½ MS dapat menyimpan planlet krisan lebih baik dibandingkan dalam akuades. Planlet yang disimpan dalam kapsul tersebut tetap hijau dan tidak mengalami browning hingga 3 bulan penyimpanan baik pada varietas Alisha maupun Xavhia. Pada planlet yang disimpan dalam matriks kapsul yang terbuat dari alginat 3% dalam akuades berubah menjadi cokelat pada bulan pertama dan kedua dengan persentase browning mencapai 100% (Tabel 1 dan Tabel 2).
Kapsul alginat 3 % yang dibuat dengan menambahkan MS medium dapat digunakan untuk menyimpan tanaman hias Photinia × fraseri Dress., Polygala myrtifolia L., Metrosideros excelsa Soland. ex Gaertn., dan Rosa (Benelli, Micheli & De Carlo 2017). Nugrahani, Moeljani & Lydiana (2018) berhasil membuat kapsul sintetis untuk tanaman krisan dengan komposisi alginat 4% dalam media MS dan ditambahkan dengan BAP dan air kelapa. Prihatini & Hadiati (2019) menyimpan eksplan tanaman nanas pada alginat 3% dan 4% dalam
½ MS. Menurut Tsvetkov, Jouve & Hausman (2006), komposisi matriks kapsul memberikan pengaruh yang sangat signifikan terhadap pertumbuhan dan daya regenerasi eksplan tanaman hibrid Aspen (Populus tremula L x P. tremuloides Mincx.).
Media MS memegang peranan penting untuk mempertahanankan viabilitas tanaman pada matriks enkapsulasi (Ghareb 2021). Tanaman Silene schimperiana Boist yang ditumbuhkan pada media enkapsulasi dengan kandungan MS, memiliki persentase tumbuh kembali yang lebih tinggi dibandingkan dengan yang disimpan pada matriks kapsul alginat tanpa tambahan MS. Menurut Grzegorczyk & Wysokińska (2011), hal ini dipengaruhi oleh penurunan viskositas gel matriks alginat karena penambahan MS.
Sumber eksplan yang disimpan pada media enkapsulasi yang terbuat dari alginat 3% dalam ½ MS (K1) memberikan respon pertumbuhan yang berbeda saat disimpan dalam matriks kapsul. Untuk kebutuhan konservasi, eksplan yang berasal dari ruas batang tanaman menunjukkan respon yang lebih baik dengan menunjukkan pertumbuhan yang lebih lambat dalam matriks tersebut. Sebanyak 80%
eksplan yang berasal dari tunas pada varietas Alisha sudah berkembang dan membentuk tunas baru pada bulan pertama, sedangkan eksplan yang berasal dari batang mempunyai persentase tumbuh tunas dan akar adalah 4,17% dan 12,5% serta 28,33% dan 12,5% masing-masing pada penyimpanan 1 dan 3 bulan (Tabel 1).
Pada varietas Xavhia (Tabel 2), persentase tumbuh tunas eksplan pucuk (P1) yang disimpan dalam matriks kapsul K1, menunjukkan rata-rata persentase pertumbuhan tunas 100%, pertumbuhan akar 9,52%
pada bulan pertama dan meningkat menjadi 100% pada bulan kedua. Pada ekpslan ruas batang (P2), persentase tumbuh tunas dan akar hingga 3 bulan penyimpanan sebesar 34,37% dan 75% pada akar, nilai ini lebih rendah 25% jika dibandingkan dengan sumber eksplan P1.
Bagian tanaman yang digunakan dalam perbanyakan vegetatif dapat dijadikan sebagai sumber eksplan untuk konservasi dengan teknik
enkapsulasi seperti shoot tips, tunas pucuk, nodus/
ruas batang (Shaheen & Shahzad 2015; Lata et al.
2009; Standardi 2012; Benelli 2016). Penggunaan shoot tips dan nodus tanaman krisan sebagai sumber eksplan pada metode ini juga pernah dilaporkan oleh Nugrahani, Moeljani & Lydiana (2018) dan Kulus et al. (2019).
Perbedaan pertumbuhan tanaman krisan yang berasal dari tunas dan pucuk pada skala in vitro juga pernah dilaporkan oleh Kristianti, Kamsinah, dan Dwiati (2016). Tunas pucuk lebih cepat berkembang dibandingkan dengan eksplan pada ruas batang. Hal ini diduga disebabkan karena pucuk tanaman merupakan bagian apikal dengan jaringan aktif membelah dan memiliki kandungan auksin yang lebih tinggi. Eksplan dengan jaringan yang aktif membelah lebih cepat mengalami diferensiasi untuk membentuk tunas, kalus atau akar.
Setelah disimpan selama 3 bulan dalam matriks kapsul, komposisi pembuatan matriks kapsul memberikan pengaruh berbeda terhadap penyimpanan dan regenerasi eksplan. Hasil uji regenerasi menunjukkan semua eksplan yang disimpan dalam matriks kapsul alginat 3% dalam ½ MS (K1) dapat tumbuh kembali dengan baik pada media perbanyakan ½ MS, sedangkan eksplan krisan varietas Alisha maupun Xavhia yang tersimpan dalam matriks kapsul yang terbuat dari alginat 3% dalam aquadesh (K2) mengalami browning dan mati. Eksplan-eksplan tersebut tidak dapat ditumbuhkan kembali walaupun dikulturkan pada media ½ MS (Tabel 3). Hal ini mengindikasikan bahwa pembuatan matriks kapsul dengan komposisi tersebut tidak bisa digunakan untuk konservasi tanaman krisan. Tidak bertahannya eksplan krisan yang disimpan dalam matriks tersebut kemungkinan disebabkan oleh kurangnya nutrisi untuk pertumbuhannya. Menurut Reddy, Murthy &
Pullaiah (2012), penambahan media nutrisi dalam pertumbuhan eksplan pada krisan varietas Alisha (Effect of capsule composition and explant source on the success of matrix manufacture and growth of explants in chrysanthemum variety of Alisha)
Perlakuan (Treatment)
Persentase tumbuh tunas/
bulan ke-
(Percentage of shoot growth/
month to-)
Persentase tumbuh akar/
bulan ke-
(Percentage of root growth/
month to-)
Persentase browning/
bulan ke- (Percentage of browning/
month to-)
1 2 3 1 2 3 1 2 3
K1P1 80 100 100 0 0 66,67 0 0 0
K1P2 4,17 16,67 28,33 12,5 12,5 12,5 0 0 0
K2P1 83,33 M M tt tt tt 0 100 100
K2P2 tt tt tt tt tt tt 42,5 100 100
Keterangan: Tidak dilakukan analisis statistik karena sebagian perlakuan tidak tumbuh, tt : tidak tumbuh, M : mati
matriks kapsul berguna untuk menjaga viabilitas dan daya perkecambahan planlet. Penambahan nutrisi dapat dilakukan dengan penggunaan media MS dan penambahan hormon.
Hasil penelitian ini berbeda dengan enkapsulasi pada tanaman Zingiber spectabile dan Alpinia purpurata. Kedua tanaman tersebut tidak mengalami browning walaupun disimpan selama 8 bulan dalam matriks kapsul sodium alginat 3% dalam akuades (Rianawati, Syafni & Suryanah 2015). Materi eksplan tanaman hibrid Aspen (Populus tremula L x P. tremuloides Mincx.) juga dapat disimpan dalam matriks kapsul yang sama, namun daya regenerasinya menjadi lebih rendah dibandingkan dengan eksplan yang disimpan pada matriks kapsul yang mengandung media MS dan Sucrose (Tsvetkov, Jouve & Hausman 2006). Komposisi matriks kapsul alginat dalam media MS, selain untuk enkapsulasi krisan, juga digunakan pada tanaman kopi (Nassar 2003) dan nanas (Roostika et al. 2012; Prihatini &
Hadiati 2019).
Pengaruh Penambahan Retardan terhadap Pertumbuhan Eksplan
Penambahan manitol konsentrasi 1,5%
dan paclobutrazol 2 ppm belum dapat menekan pertumbuhan eksplan dalam matriks kapsul K1 baik pada varietas Alisha maupun Xavhia (Tabel 4 dan
Tabel 2. Pengaruh komposisi kapsul dan sumber eksplan terhadap keberhasilan pembuatan matriks serta pertumbuhan eksplan pada krisan varietas Xavhia (Effect of capsule composition and explant source on the success of matrix manufacture and growth of explants in chrysanthemum variety of Xavhia)
Perlakuan (Treatment)
Persentase tumbuh tunas/
bulan ke-
(Percentage of shoot growth/
month to-)
Persentase tumbuh akar/
bulan ke-
(Percentage of root growth/
month to-)
Persentase browning/
Bulan ke-
(Percentage of browning/
month to-)
1 2 3 1 2 3 1 2 3
K1P1 100 100 100 9,52 90,47 100 0 0 0
K1P2 0 34,37 34,37 18,75 50 75 0 18,75 18,75
K2P1 tt tt tt tt tt tt 100 100 100
K2P2 31,25 M M tt tt tt 100 100 100
Keterangan: Tidak dilakukan analisis statistik karena sebagian perlakuan tidak tumbuh, tt : tidak tumbuh, M : mati
Tabel 5). Perbedaan dapat dilihat dari pengamatan visual eksplan (Tabel 6 dan Tabel 7). Eksplan yang disimpan dalam matriks kapsul K1 Manitol 1,5%
lebih sedikit yang mengalami pencokelatan (browning) dibandingkan dengan kontrol dan penambahan paclobutrazol (P) (Tabel 6 dan 7).
Tabel 4 dan Tabel 5 menunjukkan bahwa penambahan retardan manitol 1,5% dan Paclobutrazol 2 ppm memberikan pengaruh yang berbeda pada pertumbuhan eksplan kedua varitas krisan yang diuji.
Pada varitas Alisha, penambahan kedua bahan retardan tersebut tidak berpengaruh terhadap persentase tumbuh tunas dan akar eksplan yang disimpan dalam matriks kapsul serta kontrol (Tabel 4), sedangkan pada varietas Xavhia, kapsul M, dan P dapat memberikan persentase tumbuh akar yang lebih rendah dan berbeda nyata dengan kontrol. Namun, untuk persentase pertumbuhan tunas perbedaannya hanya terlihat pada bulan pertama pengamatan, sedangkan untuk pengamatan selanjutnya, pertumbuhan tunasnya tidak berbeda nyata dengan kontrol (Tabel 5).
Dari kedua tabel tersebut diketahui bahwa persentase tumbuh tunas dan akar meningkat setiap interval pengamatan. Bahkan pada 7 bulan penyimpanan, persentase eksplan yang menghasilkan tunas dan akar yang tumbuh hingga menembus kapsul (Gambar 1) sangat tinggi, yaitu mendekati angka 50%
Tabel 3. Daya regenerasi eksplan yang disimpan pada matriks perlakuan setelah 3 bulan penyimpanan (The regeneration of explants after stored in the matrix for 3 months of storage)
Perlakuan (Treatment) Varietas krisan (Chrysantemhum variety)
Alisha Xavhia
K1P1 T T
K1P2 T T
K2P1 tt tt
K2P2 tt tt
Keterangan : T : Tumbuh, tt : tidak tumbuh
krisan varietas Alisha (The effect of the addition of retardant on the growth of explants in encapsulation media in chrysanthemum variety of Alisha)
Perlakuan (Treatment)
Persentase tumbuh tunas/bulan ke-
(Percentage of shoot growth/month to-) Persentase tumbuh akar/bulan ke- (Percentage of root growth/month to-)
1 3 5 7 1 3 5 7
Kontrol 4,17 a 28,33 a 43,33 a 73,75 a 12,5 a 24,17 a 33,33 a 63,33 a
Manitol 0 a 37,49 a 36,60 a 63,84 a 11,90 a 17,85 a 50,44 a 52,82 a
Paclobutrazol 0 a 35,71 a 49,99 a 71,43 a 0 a 10,96 a 44,28 a 66,33 a
Keterangan : Sebelum dianalisis data ditransformasi dengan rumus transformasi sqrt (x+1), Angka yang diikuti huruf yang sama pada satu kolom menunjukkan perbedaan yang tidak nyata pada taraf kepercayaan p= 0,05% berdasarkan Uji DMRT (Before analyzing the data, the data is transformed using the sqrt (x+1) transformation formula, Numbers followed by the same letters are not significantly different from each other according to DMRT at P= 0,05%)
Tabel 5. Pengaruh penambahan retardan terhadap pertumbuhan eksplan dalam media enkapsulasi pada krisan varietas Xavhia (The effect of the addition of retardant on the growth of explants in encapsulation media in chrysanthemum variety of Xavhia)
Perlakuan (Treatment)
Persentase tumbuh tunas/bulan ke-
(Percentage of shoot growth/month to-) Persentase tumbuh akar/bulan ke- (Percentage of root growth/month to-)
1 3 5 7 1 3 5 7
Kontrol 34,37 a 34,37 a 47,07 a 56,46 a 18,75 a 75,00 a 81,25 a 88,89 a
Manitol 0 c 21,42 a 54,31 a 64,58 a 0 b 0,00 c 55,50 b 55,50b
Paclobutrazol 3,57 b 16,51 a 28,57 a 48,54 a 0 b 35,26 b 56,54 b 56,54b Keterangan : Sebelum dianalisis data ditransformasi dengan rumus transformasi sqrt (x+1), Angka yang diikuti huruf yang sama pada satu kolom menunjukkan perbedaan yang tidak nyata pada taraf kepercayaan p= 0,05% berdasarkan Uji DMRT (Before analyzing the data, the data is transformed using the sqrt (x+1) transformation formula, Numbers followed by the same letters are not significantly different from each other according to DMRT at P= 0,05%)
sampai 100%, bervariasi pada setiap perlakuan dan varietas yang digunakan (Tabel 6 dan 7).
Hal ini mengindikasikan bahwa penggunaan kapsul alginat 3% dan penambahan retardan manitol dan paclobutrazol belum dapat digunakan untuk penyimpanan ruas planlet krisan untuk tujuan konservasi. Konservasi in vitro dikatakan berhasil jika perlakuan yang digunakan dapat mengurangi interval subkultur dengan menghambat atau memperlambat pertumbuhan eksplan namun tetap mempertahankan stabililitas regenerasi eksplan (Cha-um & Kirdmanee 2007).
Pada kegiatan enkapsulasi, kekompakan matriks kapsul memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan eksplan. Hal ini dikarenakan pembungkusan eksplan dalam bahan tersebut menyebabkan suplai oksigen untuk eksplan berkurang (Engelmann 1997).
Dari Tabel 6 dan 7 juga dapat diketahui bahwa matriks kapsul M memiliki tingkat pencokelatan (browning) eksplan yang lebih rendah dan berbeda nyata secara statistik dibandingkan dengan kontrol dan matriks kapsul P.
Manitol dan paclobutrazol merupakan dua jenis retardan yang sering digunakan untuk
meghambat pertumbuhan eksplan dalam kegiatan konservasi invitro. Penggabungan retardan ini dengan teknik enkspasulasi masih sangat jarang dilaporkan. Penelitian ini memberikan informasi awal tentang kegiatan enkapsulasi tanaman krisan yang dikombinasikan dengan penambahan retardan manitol dan paclobutrazol. Namun, masih perlu kajian lebih lanjut untuk mendapatkan kombinasi dosis yang efektif agar dapat digunakan untuk konservasi krisan jangka menengah-panjang.
Manitol bekerja sebagai osmotik regulator dan banyak digunakan dalam upaya konservasi. Regulator osmotik dapat memengaruhi umur simpan planlet dalam media in vitro dengan cara memengaruhi tekanan osmotik dalam media kultur. Hal ini menyebabkan terhambatnya pertumbuhan eksplan yang disebabkan oleh adanya pengurangan penyerapan hara, mineral, dan air (Shibli, Smith & Spomer 1992).
Mekanisme penghambatan pertumbuhan tanaman dengan paclobutrazol dilakukan melalui penghambatan sintesis giberelin dalam tanaman yang mengakibatkan pembelahan dan pemanjangan sel terhambat (Desta &
Amare 2021). Kemampuan mannitol dan paclobutrazol untuk menahan pertumbuhan sudah dilaporkan pada berbagai tanaman, di antaranya pada tanaman
Tabel 6. Pengamatan visual eksplan varietas Alisha (Visual observation of chrysanthemum variety of Alisha) Perlakuan (Treatment) Persentase browning
(Percentage of browning) *
Persentase jumlah tunas dan akar menembus kapsul (Percentage of shoot and root that penetrating of
capsule)*
Kontrol 27,50 a 100,00 a
Manitol 0,00 b 81,66 b
Paclobutrazol 17,85 ab 83,48 b
Keterangan : Sebelum dianalisis data di transformasi dengan rumus transformasi sqrt (x+1). Angka yang diikuti huruf yang sama pada satu kolom menunjukkan perbedaan yang tidak nyata pada taraf kepercayaan p= 0,05% berdasarkan Uji DMRT (Before analyzing the data, the data is transformed using the sqrt (x+1) transformation formula .Numbers followed by the same letters are not significantly different from each other according to DMRT at P= 0.05%)
Tabel 7. Pengamatan visual eksplan varietas Xavhia (Visual observation of chrysanthemum variety of Xavhia) Perlakuan (Treatment) Persentase browning
(Percentage of browning) *
Persentase jumlah tunas yang menembus kapsul (Percentage of shoot and root that penetrating of
capsule)*
Kontrol 18,75 b 88,54 a
Manitol 3,57 c 70,35 ab
Paclobutrazol 30,35 a 47,14 b
Keterangan : Sebelum dianalisis data ditransformasi dengan rumus transformasi sqrt (x+1). Angka yang diikuti huruf yang sama pada satu kolom menunjukkan perbedaan yang tidak nyata pada taraf kepercayaan p= 0,05% berdasarkan Uji DMRT (Before analyzing the data, the data is transformed using the sqrt (x+1) transformation formula. Numbers followed by the same letters are not significantly different from each other according to DMRT at P= 0.05%)
Gambar 1. Matriks kapsul yang mengandung ruang batang pada awal perlakuan (a), matriks kapsul dengan eksplan yang mengalami browning selama masa penyimpanan (b), tunas dan akar yang menembus matriks kapsul dalam masa penyimpanan (c dan d), eksplan varietas Xavhia yang tidak dapat tumbuh serta mengalami kontaminasi ketika dikeluarkan dari matriks kapsul dan ditumbuhkan pada media ½ MS (e dan f), varietas Alisha yang tumbuh baik ketika dikeluarkan dari kapsul dan ditumbuhkan pada media ½ MS (Capsule matrix containing eksplant at the beginning of treatment (a), capsule matrix with explants that experienced browning during storage (b), shoots and roots that penetrated the capsule matrix during storage (c and d), explants of Xavhia variety that could not grow and was contaminated when removed from the capsule matrix and grown on MS medium (e and f), Alisha variety grew well when removed from the capsule and grown on MS medium)
temulawak (Syahid 2007), Phoenix dactylifera L (El- Bahr et al. 2016).
Umur Simpan dan Daya Regenerasi Dua Varietas Krisan pada Matriks Kapsul dengan Penambahan Retardan Manitol dan Paclobutrazol
Daya regenerasi varietas Alisha lebih baik dibandingkan dengan Xavhia. Setelah dikeluarkan dari matriks kapsul dan ditumbuhkan pada media ½ MS, eksplan dapat tumbuh dengan baik (Gambar 1g).
Penurunan daya regenerasinya hanya terjadi pada eksplan yang disimpan selama 7 bulan pada matriks kapsul P yang mengandung 2 ppm paclobutrazol, sedangkan pada varietas Xavhia, penurunan daya regenerasinya telah terjadi sejak disimpan 3 bulan (Tabel 8). Pada varietas Xavhia, ketika dikeluarkan dari matriks kapsul, eksplan mengalami browning dan kemudian kontaminasi setelah dipindahkan ke media MS (Gambar 1e dan 1f).
Penurunan daya regenerasi eksplan setelah disimpan dalam matriks kapsul disinyalir disebabkan oleh adanya penurunan kadar oksigen dan nutrisi di dalam matriks kapsul (Ghareb 2021), namun respon tanaman terhadap kondisi seperti ini berbeda berdasarkan varietas yang digunakan (Tabel 8).
Perbedaan reaksi dari tanaman terhadap retardan dapat saja terjadi karena adanya perbedaan sensitivitas dan reaksi genotipe tanaman (Syahid 2007). Perbedaan respon ketahanan varietas krisan yang ditumbuhkan pada media konservasi in vitro yang mengandung manitol dan paclobutrazol juga dilaporkan oleh Sanjaya, Marwoto
& Budiarto (2019) dan Shibli, Smith & Spomer (1992).
Tiga varietas krisan yang dikonservasi dengan media yang mengandung Manitol 1% dan paclobutrazol 3 ppm menunjukkan persentase keberlangsungan hidup yang bervariasi pada masa penyimpanan 4 sampai 7 bulan pada media konservasi (Sanjaya, Marwoto & Budiarto 2019). Kemampuan manitol dan paclobutrazol untuk
menahan pertumbuhan sudah dilaporkan pada berbagai tanaman, di antaranya pada tanaman temulawak (Syahid 2007), Phoenix dactylifera L (El-Bahr et al. 2016).
KESIMPULAN DAN SARAN
Matriks kapsul enkapsulasi dengan komposisi alginat 3% dalam media ½ MS sesuai untuk penyimpanan eksplan krisan. Untuk kegiatan konservasi, eksplan yang berasal dari ruas batang lebih disarankan dibandingkan yang berasal dari tunas. Perbedaan varietas berpengaruh terhadap daya regenerasinya setelah penyimpanan dalam matriks kapsul. Pada varietas Alisha, penambahan retardan manitol 1,5%
dapat mempertahankan kesegaran dan daya regenerasi eksplan sampai 7 bulan penyimpanan.
Perlu dilakukan kajian lebih lanjut untuk mendapatkan metode yang efektif untuk konservasi dengan teknik enkapsulasi yang dikombinasikan dengan penambahan retardan.
KONTRIBUSI PENULIS
Ronald Bunga Mayang adalah kontributor utama yang berperan sebagai penanggung jawab dan pelaksana penelitian, pengolahan dan analisis data serta penulisan naskah. Resta Patma Yanda adalah kontributor utama yang berperan dalam pelaksanaan penelitian, pengolahan dan analisis data serta penulisan naskah. Sri Rianawati, Suskandari Kartikaningrum, dan Fitri Rachmawati adalah kontributor anggota yang berperan dalam memberikan saran dan masukan dalam proses penulisan.
UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Laily Qodriyah, S.P., Ratna Dewi Daniyanty, dan Safani selama 3 dan 7 bulan (The regeneration of Alisha (V1) and Xavhia (V2) chrysanthemum varieties after being stored in the capsule matrix for 3 and 7 months)
Perlakuan (Treatment) Daya regenerasi/umur simpan (The regeneration/storage age)
3 7
V1K T T
V1M T T
V1P T tt
V2K tt tt
V2M tt tt
V2P tt tt
Keterangan : T: Tumbuh, tt : tidak tumbuh
Ariyantika, A.Md selaku teknisi di Laboratorium Konservasi Balithi atas bantuan dan kerjasamanya dalam pelaksanaan kegiatan penelitian.
DAFTAR PUSTAKA
1. Badan Pusat Statistik 2020, Tabel dinamis produksi tanaman hias Indonesia, diunduh Maret 2020, https://www.bps.go.id/
subject/55/hortikultura.html#subjekViewTab5.
2. Benelli, C 2016, ‘Encapsulation of shoot tips and nodal segments for in vitro storage of “kober 5BB” grapevine rootstock’, Horticulturae, vol. 2, no. 3, pp. 1-8.
3. Benelli, C, Micheli, M & De Carlo, A 2017, ‘An improved encapsulation protocol for regrowth and conservation of four ornamental species’, Acta Societatis Botanicorum Poloniae, vol. 86, no. 3, pp. 1–12.
4. Bonnier, FJM & Van Tuyl, JM 1997, ‘Long term in vitro storage of lily: Effects of temperature and concentration of nutrients and sucrose’, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, vol. 49, pp. 81–87.
5. Cha-um, S & Kirdmanee, C 2007, ‘Minimal growth in vitro culture for preservation of plant species’, Fruit, Vegetable and Cereal Science and Biotechnology, vol. 1, no. 1, pp. 13–25.
6. Desta, B & Amare, G 2021, ‘Paclobutrazol as a plant growth regulator’, Chemical and Biological Technologies in Agriculture, vol. 8, no. 1, pp. 1–15, accessed from <https://
doi.org/10.1186/s40538-020-00199-z>.
7. Diantina, S, Efendi, D & Mariska, I 2015, ‘Pengaruh retardan paklobutrazol terhadap pertumbuhan dan pemulihan dua aksesi ubi kayu (Manihot esculenta Crantz ) yang disimpan secara in vitro [Effect of retardant paclobutrazol on in vitro growth and recovery of two cassava (Manihot esculenta Crantz)]’, Jurnal AgroBiogen, vol. 11, no. 3, pp. 95–102.
8. El-Bahr, MK, Abd EL-Hamid, A, Matter, MA, Shaltout, A, Bekheet, SA & El-Ashry, A 2016, ‘In vitro conservation of embryogenic cultures of date palm using osmotic mediated growth agents’, Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, vol. 14, no. 2, pp. 363–370, accessed from
<http://dx.doi.org/10.1016/j.jgeb.2016.08.004>.
9. Engelmann, F 1997, ‘In vitro conservation methods’, in Biotechnology in Agriculture Series, pp. 119-162.
10. Ghareb, H 2021, ‘In vitro preservation of the Egyptian endemic Silene schimperiana Boiss, plant via encapsulation’, Egyptian Journal of Desert Research, vol. 69, no. 2, pp.
19–35.
11. Gonzalez Benito, ME, Clavero-Ramirez, I & López-Aranda, JM 2004, ‘Review, The use of cryopreservation for germplasm conservation of vegetatively propagated crops’, Spanish Journal of Agricultural Research, vol. 2, no. 3, p. 341–351.
12. Gopal, J, Chamail, A & Sarkar, D 2002, ‘Slow-growth in vitro conservation of potato germplasm at normal propagation temperature’, Potato Research, vol. 45, no. 2–4, pp. 203–213.
13. Grzegorczyk, I & Wysokińska, H 2011, ‘A protocol for synthetic seeds from Salvia officinalis L. shoot tips’, Acta Biologica Cracoviensia Series Botanica, vol. 53, no. 1, pp.
80–85.
14. Halmagyi, A, Fischer-Klüver, G, Mix-Wagner, G &
Schumacher, HM 2004, ‘Cryopreservation of Chrysanthemum morifolium (Dendranthema grandiflora Ramat.) using different approaches’, Plant Cell Reports, vol. 22, no. 6, pp.
371–375.
15. Kristianti, A, Kamsinah, Dwiati, M 2016, ‘Pertumbuhan stek krisan (Chrysanthemum morifolium ( L .) Ramat ) pada berbagai media kultur in vitro’, Biosfera, vol. 33, no. 2, pp.
60–65.
16. Kulus, D, Rewers, M, Serocka, M & Mikuła, A 2019,
‘Cryopreservation by encapsulation-dehydration affects the vegetative growth of chrysanthemum but does not disturb its chimeric structure’, Plant Cell, Tissue and Organ Culture, vol. 138, no. 1, pp. 153–166, accessed from <https://doi.
org/10.1007/s11240-019-01614-6>.
17. Lata, H, Chandra, S, Khan, IA & Elsohly, MA 2009,
‘Propagation through alginate encapsulation of axillary buds of Cannabis sativa L. - An important medicinal plant’, Physiology and Molecular Biology of Plants, vol. 15, no. 1, pp. 79–86.
18. Nassar, AH 2003, ‘Slow growth storage of encapsulated germplasm of Coffea arabica L.’, International Journal of Agriculture & Biology, vol. 5, no. 4, pp. 517–520.
19. Nugrahani, P, Moeljani, IR & Lydiana, I 2018, ‘Encapsulation and germination of synthetic seeds of chrysanthemum’, in International Conference on Science and Technology, pp.
126–129.
20. Patel, AV, Pusch, I, Mix-Wagner, G & Vorlop, KD 2000, ‘A novel encapsulation technique for the production of artificial seeds’, Plant Cell Reports, vol. 19, no. 9, pp. 868–874.
21. Prihatini, R & Hadiati, S 2019, ‘Teknik enkapsulasi sederhana untuk konservasi in vitro jangka menengah tanaman nenas (Ananas comosus) [Simple encapsulation technique for medium term pineapple (Ananas comosus) in vitro conservation]’, J. Hort., vol. 29, no. 1, p. 1.
22. Reddy, MC, Murthy, KSR & Pullaiah, T 2012, ‘Synthetic seeds: A review in agriculture and forestry’, African Journal of Biotechnology, vol. 11, no. 78, pp. 14254–14275.
23. Roostika, I, Purnamaningsih, R, Supriati, Y, Mariska, I, Khumaida, N & Wattimena, AG 2012, ‘Pembentukan benih sintetik tanaman nenas’, J. Hort., vol. 22, no. 4, p. 316.
24. Sanjaya, L, Marwoto, B & Budiarto, K 2019, ‘Evaluation of in vitro culture medium for conservation of chrysanthemum varieties under different storage environment’, Buletin Plasma Nutfah, vol. 25, no. 1, p. 33.
25. Sarasan, V, Cripps, R, Ramsay, MM, Atherton, C, McMichen, M, Prendergast, G & Rowntree, JK 2006, ‘Conservation in vitro of threatened plants - Progress in the past decade’, In Vitro Cellular and Developmental Biology - Plant, vol. 42, no. 3, pp. 206–214.
26. Shaheen, A & Shahzad, A 2015, ‘Advancement in encapsulation techniques for conservation of climbers’, Biotechnological Strategies for the Conservation of Medicinal and Ornamental Climbers, pp. 294–307.
27. Shibli, RA, Smith, MAL & Spomer, LA 1992, ‘Osmotic adjustment and growth responses of three chrysanthemum morifolium ramat, cultivars to osmotic stress induced in vitrol’, Journal of Plant Nutrition, vol. 15, no. 9, pp. 1373–
1381.
28. Standardi, A 2012, ‘Encapsulation : Promising technology for nurseries and plant tissue laboratories’, AgroLife Scientific Journal, vol. 1, pp. 48–54.
29. Sun, CQ, Huang, ZZ, Wang, YL, Chen, F Di, Teng, NJ, Fang, WM & Liu, ZL 2011, ‘Overcoming pre-fertilization barriers in the wide cross between Chrysanthemum grandiflorum (Ramat.) Kitamura and C. nankingense (Nakai) Tzvel. by using special pollination techniques’, Euphytica, vol. 178, no. 2, pp. 195–202.
pertumbuhan temu’, Jurnal Littri, vol. 13, no. 3, pp. 93–98.
31. Teixeira Da Silva, JA 2003, ‘Chrysanthemum: Advances in tissue culture, cryopreservation, postharvest technology, genetics and transgenic biotechnology’, Biotechnology Advances, vol. 21, no. 8, pp. 715–766.
32. Tsvetkov, I, Jouve, L & Hausman, JF 2006, ‘Effect of alginate matrix composition on regrowth of in vitro-derived encapsulated apical microcuttings of hybrid aspen’, Biologia Plantarum, vol. 50, no. 4, pp. 722–724, accessed from
<https://bp.ueb.cas.cz/artkey/bpl-200604-0039_Effect- of-alginate-matrix-composition-on-regrowth-of-in-vitro- derived-encapsulated-apical-microcutt.php>.
2014, ‘Identification of chrysanthemum (Chrysanthemum morifolium) self-incompatibility’, The Scientific World Journal, vol. 2014, p. 9.