Agritrop Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 7
RESPONS PERTUMBUHAN
IN VITRO
PADI TERHADAP
BERBAGAI KONSENTRASI
BENZIL ADENINE
GROWTH RESPONSE OF IN VITRO CULTURE OF RICE TO VARIOUS
CONCENTRATION OF BENZIL ADENINE
Ibnu Yusuf dan Muhammad Hazmi
Fakultas Pertanian Universitas Muhammadiyah Jember Email: [email protected]
ABSTRAK
Keberhasilan kultur in vitro padi sangat tergantung pada keberadaan zat pengatur tumbuh di dalam media kultur, seperti Benzil Adenine (BA). Penelitian untuk mengetahui respons pertumbuhan in vitro padi terhadap berbagai konsentrasi BA (0,5 mg/l, 1,0 mg/l, 1,5 mg/l, 2,0 mg/l, 2,5 mg/l) di dalam media MS dilaksanakan dengan Rancangan Acak Lengkap, enam kali ulangan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa respons terbaik saat munculnya tunas, jumlah tunas, diameter tunas, jumlah daun terbanyak terjadi pada konsentrasi BA 1,0 mg/l media kultur MS, kecuali tinggi tunas dan saat tumbuhnya akar.
Kata Kunci: Padi, In Vitro, Benzil Adenine (BA)
ABSTRACT
The success of in vitro culture of rice is highly dependent on the presence of growth regulators in the culture medium, such as Benzyl Adenine (BA). Research to determine the in vitro growth response of rice to various concentrations of BA (0.5 mg/l, 1.0 mg/l, 1.5 mg/l, 2.0 mg/l, and 2.5 mg/l) in the MS medium was conducted with completely randomized design in six replications. The results showed that the best response was observed by the time of shoot emergence.The highest number of shoots, shoot diameter, and number of leaves occurred at BA concentration of 1.0 mg/l. This conclusion did not valid for shoot height and time of root emergence.
Key word s:Rice, In Vitro, Benzyl Adenine (BA)
PENDAHULUAN
Padi (Oryza sativa L) merupakan tanaman serealia ketiga terpenting di dunia setelah jagung dan gandum. Padi merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk Indonesia. Jumlah penduduk Indonesia berdasarkan sensus penduduk pada tahun 2000 adalah 205,1 juta jiwa. Jumlah itu bertambah dengan laju pertumbuhan 1,33 persen per tahun, maka pada bulan Juni 2010 jumlah penduduk Indonesia adalah 234,2 juta jiwa (BPS, 2010). Peningkatan jumlah penduduk yang besar ini menyebabkan permintaan terhadap beras meningkat setiap tahun. Peningkatan permintaan terhadap beras juga disebabkan oleh kenaikan konsumsi per kapita penduduk Indonesia. Konsumsi beras penduduk Indonesia menunjukkan kecenderungan terus naik, yaitu 135 kg per orang per tahun pada tahun 2003 naik menjadi 139 kg per orang per tahun pada tahun 2008 (BPS 2009). Indonesia merupakan pengimpor beras terbesar di dunia (Baldwin dan Child, 2011). Oleh karena itu, peningkatan produktivitas padi perlu diupayakan terus menerus melalui berbagai cara untuk
mendukung upaya peningkatan pasokan beras
nasional.
Studi peningkatan produktivitas Padi dapat dilakukan secara in vitro melalui kultur jaringan.
Penerapan teknik in vitro memungkinkan gen tertentu dapat disisipkan ke dalam genom Padi. Kultur in vitro
Padi sering terhambat, karena keberhasilan
regenerasinya masih rendah dan biasanya belum
reproducible (tidak dapat diulang) (Purnamaningsih, 2006). Oleh karena itu, studi kultur in vitro Padi perlu dilakukan secara mendalam untuk mendapatkan teknik regenerasinya yang lebih kondusif terhadap berbagai kepentingan aplikasi teknik in vitro.
Keberhasilan kultur in vitro sangat tergantung pada ketepatan penggunaan konsentrasi auksin dan sitokinin dalam media kultur. Benzil adenin (BA) merupakan salah satu jenis hormon sintetik dari kelompok sitokinin yang berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan tumbuhnya tunas pada kultur jaringan tanaman (Korkutal dkk., 2008). Berbagai konsentrasi BA dapat digunakan untuk merangsang organogenesis Padi secara in vitro. Tulisan ini melaporkan tentang respons pertunasan tanaman Padi terhadap berbagai konsentrasi BA.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilaksanakan di Laboratorium Kultur
Jaringan Fakultas Pertanian Universitas
Muhammadiyah Jember pada tahun 2012. Bahan yang digunakan adalah benih Padi sub spesies indica, yaitu varietas Ciherang, zat pengatur tumbuh (ZPT) Benzil Adenin (BA) dankinetin. Media dasar yang digunakan adalah media Murashige dan Skoog (MS) (1962) ditambah dengan sukrosa 30g/l sebagai sumber karbon
0 1 2 3 4 5 6 0.5 1 1.5 2 2.5 b a b b c
kecepatan munculnya tunas
Konsentrasi BA (mg/l) S a a t m u n c u ln y a t u n a s ( h s i)
dan pemadat agar teknis 10 g/l. Peralatan yang digunakan terdiri dari peralatan standar untuk kultur jaringan tanaman. Pengukuran dimeter tunas, tinggi tunas, dan panjang akar menggunakan jangka sorong digital.
Penelitian satu faktor perlakuan disusun berdasarkan Rancangan Acak Lengkap dengan enam kali ulangan. Formulasi media yang digunakan adalah : IT 1: MS + BA 0,5 mg/l + kinetin 0,1 mg/l IT 2: MS + BA 1,0 mg/l + kinetin 0,1 mg/l IT 3: MS + BA 1,5 mg/l + kinetin 0,1 mg/l IT 4: MS + BA 2,0 mg/l + kinetin 0,1 mg/l IT 5: MS + BA 2,5 mg/l + kinetin 0,1 mg/l
Formulasi media MS dibuat dengan mengambil larutan dari setiap larutan stok menggunakan pipet lalu dimasukkan ke dalam Erlenmeyer ditambahkan kinetin 0,1 mg/l., sukrosa 30 g/l., aquadest lalu diaduk di atas
hot plate dengan magnetic stirer dan diukur pH mencapai 5,8 dan volume ditera sampai 1000 ml. Larutan media dipisah sesuai kebutuhan perlakuan konsentarsi BA ditambah pemadat berupa agar teknis setara dengan 10 g/l. Larutan kemudian dipanaskan di atas hot plate diaduk dengan stirer sampai homogen, lalu dituang sebanyak 25 ml ke dalam tiap botol kultur steril dan diberi label, kemudian disterilkan dalam autoklaf selama 25 menit dengan temperatur 121oC tekanan 17.5 psi.
Benih Padi Varietas Ciherang dikupas dari kulit luarnya di LAFC. Biji Padi disterilkan dengan alkohol 70% selama 5 menit, lalu dicuci clorox 20% selama 5 menit, selanjutnya diblas dengan aquadest steril 3 kali, masing-masing selama 3 menit, kemudian dikering anginkan selama 20 menit di LAFC. Inisiasi tunas dilakukan dengan menanan 5 biji steril ke dalam setiap botol kultur. Botol kultur diletakkan di rak kultur di dalam kondisi terang dengan cahaya 2000 watt pada suhu ruangan 23oC.
Pengamatan dilakukan terhadap: saat
munculnya tunas dihitung pada saat tunas mulai terbentuk setelah inisiasi (hari setelah inisiasi/hsi), jumlah tunas, dihitung pada umur 28 hsi., diameter tunas (mm) diukur pada umur 28 hsi., tinggi tunas (mm) diukur pada umur 28 hsi., saat tumbuhnya akar (hsi) dihitung pada saat mulai tumbuh akar., jumlah akar dihitung pada umur 28 hsi., panjang akar dihitung pada umur 28 hsi., dan jumlah daun dihitung pada umur 28 hsi. Data yang diperoleh dianalisis dengan analisis sidik ragam. Hasil analisis data yang berbeda nyata diuji lanjut menggunakan Duncan Multiple Range Test (DMRT) pada taraf 5%.
HASIL DAN PEMBAHASAN Saat Munculnya Tunas
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons munculnya tunas Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan saat munculnya tunas disajikan dalam Gambar 1.
Gambar 1. Respons saat munculnya tunas Padi pada berbagai konsentrasi BA. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5% uji Duncan.
Gambar 1 menunjukkan bahwa respons
kecepatan munculnya tunas terhadap penambahan
berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa berbagai konsentrasi BA berpengaruh nyata terhadap munculnya tunas. Tunas lebih cepat muncul pada konsentrasi BA 1.0 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai dengan Sari (2011) yang
melaporkan bahwa konsentrasi BA 1.0 mg/l
menghasilkan inisiasi tunas zodia (Evodia suaveolens Scheff) tercepat dibandingkan dengan konsentrasi BA 3.0 mg/l. Hal ini terjadi kemungkinan karena BA merupakan senyawa organik selain nutrient yang dalam jumlah kecil mendorong proses fisiologis tumbuhan (Santoso dan Nursandi, 2004).
Jumlah Tunas
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons jumlah tunas padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan jumlah tunas disajikan dalam Gambar 2.
Gambar 2. Respons jumlah tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi BA. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5 % uji Duncan. Gambar 2 menunjukkan bahwa respons jumlah tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 0.5 1 1.5 2 2.5 a c b a a jumlah tunas Konsentrasi BA (mg/l) J u m la h tu n a s p e r e k sp la n ( tu n a s)
Agritrop Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 9 0 0.5 1 1.5 2 0.5 1 1.5 2 2.5 a b a a a diameter tunas Konsentrasi BA (mg/l) D ia m e te r t u n a s ( m m ) 0 4 8 12 0.5 1 1.5 2 2.5 d b b c a tinggi tunas Konsentrasi BA (mg/l) T in g g i t u n a s (m m ) 0 2 4 6 8 0.5 1 1.5 2 2.5 a b b b c
kecepatan tumbuh akar
Konsentrasi BA (mg/l) S a a t t u m b u h n y a a k a r ( h si )
berbagai konsentrasi BA berpengaruh nyata terhadap jumlah tunas. Jumlah tunas terbanyak diperoleh pada konsentrasi BA 1.0 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai dengan Mariska dkk. (2003) yang mengemukakan bahwa konsentrasi BA 1 mg/l dapat mendorong terbentuknya tunas terbanyak dari eksplan batang satu
buku pada tanaman Dioscerea composite
dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hal ini dikarenakan BA merupakan ZPT golongan sitokinin yang berperan dalam pembentukan tunas pada kultur jaringan (Sari, 2011).
Diameter Tunas
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons diameter tunas Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan diameter tunas disajikan dalam Gambar 3.
Gambar 3. Respons diameter tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5 % uji Duncan.
Gambar 3 menunjukkan bahwa respons
diameter tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian berbagai konsentrasi BA berpengaruh nyata terhadap diameter tunas. Diameter tunas terbesar terjadi pada konsentrasi BA 1.0 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai dengan Sukmadjaja dan Mulyana (2011) yang mengemukakan bahwa konsentrasi BA 1 mg/l
mendorong terbentuknya diameter tunas tebu
(Saccharum officinarum L) terbesar dibandingkan dengan konsentrasi BA 3.0 mg/l. Hal ini dikarenakan BA merupakan ZPT golongan sitokinin yang berperan dalam pembentukan tunas pada kultur jaringan (Sari, 2011).
Tinggi Tunas
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons tinggi tunas Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan tinggi tunas disajikan dalam Gambar 4.
Gambar 4. Respons tinggi tunas Padi terhadap konsentrasi BA. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5 % uji Duncan. Gambar 4 menunjukkan bahwa respons tinggi tunas terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa pemberian berbagai konsentrasi BA berpengaruh sangat nyata terhadap tingginya tunas. Tunas tertinggi terjadi pada konsentrasi BA 0.5 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai
dengan Sari (2011) yang melaporkan bahwa
konsentrasi BA 0 mg/l pada medium MS
menghasilkan inisiasi tunas zodia (Evodia suaveolens Scheff) tertinggi dibandingkan dengan konsentrasi BA 3.0 mg/l. Penggunaan sitokinin dengan konsentrasi tinggi dapat menghasilkan tunas yang pendek akibat gagalnya sel dalam proses pemanjangan (George dkk., 2008).
Saat Tumbuhnya Akar
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons saat tumbuhnya akar tunas padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda sangat nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan tumbuhnya akar disajikan dalam Gambar 5.
Gambar 5. Respons saat tumbuh akar Padi terhadap konsentrasi BA. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5 % uji Duncan.
Gambar 5 menunjukkan bahwa respons saat tumbuhnya akar Padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berbagai konsentrasi BA berpengaruh nyata terhadap saat tumbuhnya akar. Akar Padi lebih cepat tumbuh pada konsentrasi BA 0.5 mg/l dibandingkan
0 1 2 3 4 0.5 1 1.5 2 2.5 jumlah akar Konsentrasi BA (mg/l) J u m la h a k a r p e r e k sp la n ( a k a r ) 8 9 10 0.5 1 1.5 2 2.5 panjang akar Konsentrasi BA (mg/l) P a n ja n g a k a r ( m m ) 0 1 2 3 4 5 0.5 1 1.5 2 2.5 d e c b a jumlah daun Konsentrasi BA (mg/l) J u m la h d a u n (h e la i)
dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai dengan Sukmadjaja dkk. (2011) melaporkan bahwa akar tebu (Saccharum officinarum L) tumbuh lebih cepat pada konsentrasi BA 0.5 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.0 mg/l. Hal ini diduga karena sel-sel dalam eksplan memiliki kemampuan untuk memproduksi auksin sendiri sehingga mampu mendorong proses metabolisme sel. Oleh karena itu konsentrasi sitokinin yang tinggi pada media kultur akar menyebabkan interaksi yang tidak seimbang dengan auksin endogen sehingga dapat meperlambat tumbuhnya akar (Rahmaniar, 2007). Jumlah Akar
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons jumlah akar Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda tidak nyata. Secara grafis respons jumlah akar disajikan dalam Gambar 6.
Gambar 6. Respons jumlah akar Padi terhadap berbagai konsentrasi BA.
Gambar 6 menunjukkan bahwa respons jumlah akar terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda tidak nyata. Hal itu berarti pemberian beberapa konsentrasi BA ke dalam media MS tidak mempengaruhi jumlah akar. Perlakuan BA dan kombinasinya yang diberikan pada media belum mampu merangsang proses morfogenesis akar pada eksplan padi. Menurut Wattimena dkk. (2004) salah satu pengaruh sitokinin dalam kultur jaringan tanaman adalah menghambat pertumbuhan akar. Campbell dkk. (2003) menyatakan bahwa jika sitokinin lebih banyak dari auksin maka akan terbentuk tunas, sebaliknya jika auksin lebih banyak dari sitokinin maka akan terbentuk akar. Sel-sel dalam eksplan diduga memiliki kemampuan untuk
memproduksi auksin sendiri sehingga mampu
mendorong proses metabolisme sel. Oleh karena itu penambahan sitokinin pada media kultur akar menyebabkan interaksi yang tidak seimbang dengan auksin endogen sehingga tidak dapat menghasilkan jumlah akar yang banyak dan lambatnya tumbuhnya akar (Rahmaniar, 2007).
Panjang Akar
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons panjang akar Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda tidak nyata. Secara grafis respons panjang akar disajikan dalam Gambar 7.
Gambar 7. Respons panjang akar Padi terhadap berbagai konsentrasi BA.
Gambar 7 menunjukkan bahwa respons panjang akar Padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda tidak nyata. Hal itu berarti berbagai
konsentrasi BA yang diaplikasikan tidak
mempengaruhi panjang akar dan belum mampu merangsang proses morfogenesis akar Padi. Salah satu pengaruh sitokinin dalam kultur jaringan tanaman adalah menghambat pertumbuhan akar (Wattimena
dkk., 2004). Campbell dkk. (2003) menyatakan bahwa jika sitokinin lebih banyak dari auksin maka akan terbentuk tunas, sebaliknya jika auksin lebih banyak dari sitokinin maka akan terbentuk akar.
Jumlah Daun
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa respons jumlah daun tunas Padi pada berbagai konsentrasi BA berbeda nyata. Hasil uji Jarak Duncan terhadap perbedaan jumlah daun disajikan dalam Gambar 8.
Gambar 8. Respons jumlah daun tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi BA. Koordinat yang diikuti oleh huruf yang sama berbeda tidak nyata pada taraf 5 % uji Duncan. Gambar 8 menunjukkan bahwa respons jumlah daun tunas Padi terhadap berbagai konsentrasi BA berbeda-beda. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berbagai konsentrasi BA berpengaruh nyata terhadap jumlah daun. Jumlah daun terbanyak terjadi pada konsentrasi BA 1.0 mg/l dibandingkan dengan konsentrasi BA 2.5 mg/l. Hasil penelitian ini sesuai dengan hasil penelitian Sari (2011) yang melaporkan bahwa konsentrasi BA 1.0 mg/l pada medium MS
Agritrop Jurnal Ilmu-Ilmu Pertanian 11 menghasilkan jumlah daun zodia (Evodia suaveolens
Scheff) terbanyak dibandingkan dengan konsentrasi BA 3.0 mg/l. Hal ini diduga karena tingginya konsentrasi BA yang diberikan pada media MS bersifat menghambat organogenesis daun (Sari, 2011).
KESIMPULAN
Hasil penelitian menunjukkan bahwa respons pertumbuhan Padi secara in vitro terhadap berbagai konsenrasi BA berpengaruh nyata terhadap parameter saat munculnya tunas, jumlah tunas, diameter tunas, tinggi tunas, saat tumbuhnya akar, dan jumlah daun. Respons tersebut tidak berpengaruh nyata terhadap parameter jumlah akar dan panjang akar. Konsentrasi BA 1.0 mg/l pada media MS dapat digunakan untuk mendapatkan pertumbuhan tunas Padi yang baik.
DAFTAR PUSTAKA
Baldwin K. and N. Childs, 2011. Rice Outlook. Economic Research Service, USDA.
BPS, 2009. Data Strategis BPS. Badan Pusat Statistik, Jakarta.
____, 2010. Data Sosial Ekonomi. Badan Pusat Statistik, Jakarta.
Campbeell, N.A., Jane B. R., and Lawrence G. M. 2003. Biologi. Edisi Ke-5.Jilid 2. Jakarta: Erlangga.
George, F. E., M. A. Hall, and Geert-Jan De Klerk. 2008. Plan Propagation by Tissue Culture. 3rd Edition Volume 1.The Background.Springer Publihser. Dordrecht. Netherlands. 501 p. Korkutal I., E. Bahar and O. Gokhan, 2008. The
Characteristics of Substances Regulating
Growth and Development of Plants and the Utilization of Gibberellic Acid (Ga3) in
Viticulture. World Journal of Agricultural Sciences 4 (3): 321-325.
Mariska, I., D. Sukmadjaja, dan E. Gati, 2003.
Perkembangan Penelitian Bioteknologi Kultur Jaringan Tanaman Obat. Jurnal Littro. 5 (11): 8-18.
Purnamaningsih, R. 2006. Induksi Kalus dan Optimasi Regenerasi Empat Varietas Padi melalui Kultur In Vitro. Jurnal AgroBiogen 2(2): 74-80. Rahmaniar, A. 2007. Pengaruh Macam Eksplan dan
Konsentrasi 2,4-D- Dichlorophenoxyacetic Acid (2,4-D) terhadap Pertumbuhan Anthurium (Anthuriumm plowmanii Croat) pada Medium MS. Skripsi Fakultas Pertanian UNS. Surakarta. 57 hlm.
Santoso, U. dan F. Nursandi. 2004. Kultur Jaringan Tanaman. Universitas Muhammadiyah Malang Press. Malang. 43 hlm.
Sari. Y. P. 2011. Pengaruh NAA dan BA Terhadap Inisiasi Tunas Pada Eksplan Nodus Tanaman Zodia (Evodia suaveolens Scheff) secara In Vitro. Dalam Bioprospek. 6 (1): 5-14.
Sukmadjaja, D, dan A. Mulyana. 2011. Regenerasi dan Pertumbuhan Beberapa Varietas Tebu (Saccharum officinarum L) Secara In Vitro.
Jurnal Agrobiogen. 7 (2): 106-118.
Wattimena, G.A., Gunawan, L.W., Mattjik, N.A., Syamsudin, E., Wiendi, N.M.A. dan Ernawati, A. 2004. Bioteknologi Tanaman. Bogor:
Departemen Pendidikan dan Kebudayaan
Direktorat Jenderal Pendidikan Tinggi Pusat Antar Universitas Bioteknologi Institute Pertanian Bogor. 159 hlm.
