Bandung, 2 Maret 2019 8
PENGARUH PENGGUNAAN GULA TEBU REFINASI PADA MEDIA INISIASI KALUS KAKAO
(Theobroma cacao L.)
EFFECT OF CONSUMPTION REFINATED SUGARCANE IN CALLUS INITIATION MEDIA OF
CACAO (Theobroma cacao L.)
Cici Tresniawati
1, Indah Sulistyorini
2 1,2Balai Penelitian Tanaman Industri dan Penyegar
Jl. Raya Pakuwon KM.2 , Parungkuda, Sukabumi
Korespondensi: [email protected]
ABSTRAK
Media inisiasi kalus umumnya menggunakan sukrosa atau glukosa dengan kualitas
laboratory atau pro-analyst (PA). Penggunaan gula tebu refinasi diharapkan dapat
menurunkan biaya produksi dalam embriogenesis somatik kakao. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Bioteknologi dan Pemuliaan Tanaman mulai Januari sampai Desember 2014, Balittri. Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui respon eksplan bagian bunga yaitu staminoida dan mahkota bunga beberapa klon kakao terhadap jenis media yang menggunakan gula tebu refinasi dan zat pengatur tumbuh pada fase inisiasi kalus. Hasil penelitian menunjukkan media inisiasi kalus untuk Klon PBC 123 adalah MS + TDZ 0.1 mg/L dan untuk klon ICS 13 adalah DKW + TDZ 0.3 mg/L. Kalus yang terbentuk adalah nodular, dan diduga embrionik terbentuk pada semua media perlakuan, dengan kisaran persentase kalus embriogenik antara 50-100%.
Kata kunci: embriogenesis somatik, gula konsumsi, in vitro, kakao ABSTRACT
Callus initiation media generally use sucrose or glucose in laboratory quality or pro analyst (PA). The use of refinated sugarcane is expected to reduce production costs in cocoa somatic embryogenesis. This research was conducted at the Laboratory of Biotechnology and Plant Breeding from January to December 2014, Balittri. The purpose of this study was to determine the response of explants of flower parts namely staminoida and flower crowns of several cocoa clones to the type of media that uses refinated sugarcane and growth regulating substances at the callus initiation phase. The results showed callus initiation media for PBC 123 clones were MS + TDZ 0.1 mg / L and for ICS 13 clones was DKW + TDZ 0.3 mg / L. The formed callus is nodular, and it is thought that embryonics are formed in all treatment media, with a
percentage of embryogenic callus between 50-100%.
Keywords: somatic embryogenesis, consumption sugar, in vitro, cocoa
PENDAHULUAN
Kakao merupakan komoditas perkebunan yang mempunyai nilai ekonomi tinggi. Penyediaan benih kakao umumnya masih dilakukan secara generatif yaitu menggunakan biji atau secara vegetatif
dengan cara sambung samping dan sambung pucuk. Salah satu alternatif perbanyakan tanaman yaitu dengan teknik kultur jaringan, salah satunya yaitu embriogenesis somatik (ES). Teknik ini dapat mengatasi kendala keterbatasan pada jumlah bahan tanam. Dalam program
Bandung, 2 Maret 2019 9 pemuliaan, embriogenesis somatik dapat
digunakan untuk mendapatkan benih unggul dengan sifat-sifat tertentu yang diinginkan seperti produksi tinggi sekaligus tahan hama dan penyakit melalui rekayasa genetik.
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk menghasilkan benih kakao melalui embriogenesis somatik namun hasilnya belum memuaskan (Zuyasna & Siti Hafsah, 2013). Hasil pengamatan dilapang benih kakao asal embriogenesis somatik sebagian menunjukkan keragaman hal ini diduga karena adanya variasi somaklonal selama dalam kultur. Hasil penelitian menunjukkan terdapat pengaruh interaksi antara faktor genotipe, jenis eksplan dan komposisi zat pengatur tumbuh terhadap pembentukan kalus dan induksi embriogenesis somatik kakao (Ajijah, Randriani, Rubiyo, Sukma, & Sudarsono, 2015). Pada pengembangan secara komersial masih dibatasi oleh rendahnya efisiensi pembentukan embrio yang sangat tergantung kepada genis genotipe dan terbatasnya perkembangan kotiledon yang mengakibatkan rendahnya konversi embrio menjadi tanaman (Florez, Erwin, Maximova, Guiltinan, & Curtis, 2015). Beberapa genotipe yang digunakan dalam perbanyakan kakao melalui kultur jaringan di Indonesia adalah ICCRI 01, ICCRI 02, ICCRI 03, ICCRI 04, KW 514, RCC 72, dan SCA 6 (Avivi, Prawoto, & Oetami, 2010); Sulawesi 1 dan Selawesi 2 (Arianto, Basri, & Bustamil, 2013); TSH 858, SCA 6, dan ICS 13 (Ajijah, Rubiyo, & Sudarsono, 2014). Pada penelitian ini digunakan klon PBC 123 dan ICS 13. Kedua klon tersebut merupakan klon introduksi dari Malaysia dan Trinidad. ICS 13 memiliki keunggulan produktivitas 1.83 ton/ha, moderat tahan terhadap hama Helopeltis dan kadar lemak 52% (Suhendi, Winarno, & Susilo, 2004). Klon PBC 123
merupakan klon yang tahan terhadap penyakit VSD (McMohan et al., 2018) dan memiliki produktivitas 2.45 ton/ha/tahun (Castillo, 2015).
Dalam media embiogenik somatik kakao selama ini menggunakan sukrosa atau glukosa dengan kualitas laboratorium atau pro analyst (PA). Beberapa penelitian telah menggunakan gula pasir sebagai pengganti suksrosa antara lain pada perbanyakan bibit tanaman jeruk (Triatminingsih & Karsinah, 2004) dan cendana (Herawan, Na’iem, Indrioko, & Indrianto, 2017). Dalam rangka efisensi biaya media inisiasi maka dalam penelitian ini diteliti respons eksplan staminodia dan petala terhadap pemberian gula tebu rafinasi.
BAHAN DAN METODE
Penelitian dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Balai Penelitian tanaman Industri dan Penyegar mulai bulan Januari – Juni 2014. Eksplan diambil dari kebun produksi kakao milik PT. Bumiloka, Panumbangan Sukabumi, Jawa Barat.
Rancangan penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 10 ulangan, setiap ulangan terdiri dari lima eksplan. Setiap perlakuan merupakan kombinasi antara jenis eksplan, jenis media yang mengandung zat pengatur tumbuh Kinetin (Kin) dan Thidiazuron (TDZ) dan gula tebu refinasi. Eksplan yang digunakan adalah bagian bunga yaitu mahkota bunga (petala) dan staminoida klon kakao ICS 13 dan PBC 123 (Gambar 1).
Komposisi media inisiasi kalus DKW (Driver Kuniyuki) mengacu protokol perbanyakan kakao secara in vitro
(Guiltinan & Maximova, 2010) dan media dasar MS (Murashige & Skoog) (Avivi et al.,
Bandung, 2 Maret 2019 10 2010). Bahan kimia yang digunakan adalah
hara makro dan mikro media MS, media DKW, vitamin, zat pengatur tumbuh Kinetin dan TDZ, adenine sulfat, vitamin (nicotinic
acid, tymin, piridoksin), gula tebu rafinasi
atau dikenal gula pasir, alkohol, dan sterilan.
Peralatan yang digunakan adalah laminar air flow, mikroskop, neraca analitik, piringan pemanas (hot plate), magnetic
stirrer, labu takar, gelas piala, erlenmeyer,
pipet, mikropipet, corong, pengaduk, botol kultur, pH meter, oven, otoclave, pinset, pisau scalpel, lampu bunsen, spatula, cawan petri, alat semprot, dan rak kultur untuk inkubasi.
Sterilisasi eksplan
Eksplan bunga yang diambil pada pagi hari dari PT. Panumbangan. Sampel bunga dimasukan ke dalam media cair DKW dan disimpan dalam icebox. Setelah di laboratorium eksplan disterilisasi menggunakan alkohol 70% selama 5 menit, kemudian dibilas, dan kloroks 10% selama 5 menit, kemudian dibilas sebanyak tiga kali menggunakan air aquades. Sampel bunga dipotong menggunakan isau scalpel di dekat bagian dasar bunga untuk memudahkan pemisahan antara petala dan staminoida. Inisiasi kalus
Inisiasi kalus dilakukan pada media MS dan DKW dengan penambahan ZPT kinetin (0.1; 0.2; dan 0.3 mg/L) dan TDZ (0.1; 0.2; dan 0.3 mg/L). Eksplan yang digunakan adalah bagian bunga yaitu mahkota bunga (petala) dan staminoida. Setiap perlakuan terdiri dari 10 ulangan (10 petridish) masing-masing petridish terdiri dari 5 eksplan. Kultur disimpan pada ruang gelap suhu 26-280C. Paramater yang diamati
adalah persentase eksplan yang berkalus. Pengamatan dilakukan setiap 2 minggu mulai 2 minggu setelah tanam (MST) sampai 8 MST di media inisiasi kalus, setiap 2 minggu kalus di subkultur.
Induksi Embrio Somatik
Induksi embrio somatik kakao dilakukan pada media MS dan DKW tanpa ZPT. Parameter yang akan diamati adalah persentase eksplan berkalus, warna, dan struktur kalus. Pengamatan dilakukan setiap dua minggu mulai 2 minggu setelah tanam (MST) sampai 8 MST di media Induksi embrio somatik kakao.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Eksplan klon kakao ICS 13 dan PBC 123 di tanam pada media inisiasi kalus yaitu media dasar MS dan DKW dengan penambahan zat pengatur tumbuh kinetin dan TDZ , masing-masing dengan konsentrasi 0.1; 0.2 dan 0.3 mg/L. Persentase eksplan membentuk kalus pada umur 8 minggu setelah tanam (MST) dapat dilihat pada Tabel 1. Literatur mengatakan bahwa eksplan yang berupa staminoida mulai membentuk kalus, yang ditandai dengan pembengkakan eksplan pada umur 3 sampai 5 hari setelah tanam, dan setelah 3 minggu setelah tanaman seluruh eksplan yang respon telah membentuk kalus dan dapat dilakukan perhitungan persentase eksplan yang membentuk kalus dari masing-masing perlakuan (Ajijah et al., 2014).
Hasil penelitian yang dilakukan agak berbeda dengan penelitian yang dilakukan Ajijah pada tahun 2014. Eksplan Klon PBC dan ICS 13 mulai berkalus antara 1 sampai 5 minggu. Perbedaan tersebut dapat
Bandung, 2 Maret 2019 11 disebabkan oleh perbedaan genotipe dan
respon eksplan terhadap media perlakuan yang diberi gula pasir 30 grL-1.
Setelah eksplan ditanam, beberapa minggu kemudian akan muncul struktur massa berbentuk bulat atau lonjong disepanjang permukaan eksplan umumnya pada bekas luka sayatan pisau scalpel pada staminoida dan mahkota bunga seperti pada Gambar 2.
Dari hasil penelitian diketahui bahwa persentase kalus Klon PBC 123 tertinggi (90%) diperoleh pada perlakuan MS + TDZ 0.1 mgL-1 dan ICS 13 mencapai (96%) pada media MS yang dipenambahan ZPT TDZ 0. 2 mgL-1 atau TDZ 0. 3 mgL-1, persentase tertinggi kalus dari eksplan staminoida lebih tinggi. Sedangkan pada media DKW kedua klon memperlihatkan persentase pembentukan kalus tertinggi pada panambahan TDZ 0.3 mgL-1. Pembentukan kalus dipengaruhi sangat nyata oleh jenis eksplan, genotipe, zat pengatur tumbuh dan interaksi diantara faktor tersebut (Ajijah, Rubiyo, & Sudarsono, 2014). Keragaan kalus PBC 123 pada media MS + TDZ 0.1 mgL-1 terdapat pada Gambar 3.
Persentase pembentukan kalus yang cukup tinggi menunjukkan gula tebu rafinasi dapat digunakan sebagai pengganti sukrosa atau glukosa pro analyst yang umumnya digunakan pada media embriogenesis somatik.
Berdasarkan persentase pembentukan kalus tertinggi maka untuk tahap selanjutnya eksplan yang telah berkalus dipotong-potong ditanam pada media MS dan DKW tanpa penambahan zat pengatur tumbuh.
Pada
Tabel
2
eksplan
staminoida dan mahkota bunga ICS 13
pada media MS non ZPT menghasilkan
persentase kalus 100% dengan struktur
kalus friabel (remah). Tipe kalus friabel
adalah tipe kalus yang baik, ketika akan
dipisahkan mudah terpisah menjadi
sel-sel tunggal. Setelah tahapan ini kalus
dipotong-potong dan ditanam pada
media selanjutnya untuk mengetahui
jenis kalus yang berkembang baik itu
kalus embrio somatik atau kalus non
embrio somatik.
Tabel 1. Persentase eksplan berkalus pada media MS dan DKW dengan pemberian gula tebu rafinasi dan zat pengatur tumbuh Kinetin dan TDZ
Jenis Media Jenis ZPT Konsentrasi (mg/L) PBC 123 ICS 13 staminoida Mahkota bunga staminoida Mahkota bunga MS Kinetin 0.1 20.00 20.00 6.00 18.00 0.2 22.00 30.00 30.00 30.00 0.3 70.00 60.00 50.00 46.00 TDZ 0.1 98.00 70.00 40.00 40.00 0.2 22.00 22.00 18.00 30.00 0.3 20.00 10.00 96.00 54.00 DKW Kinetin 0.1 10.00 20.00 10.00 0.00 0.2 40.00 10.00 0.00 0.00 0.3 30.00 20.00 40.00 30.00 TDZ 0.1 50.00 0.00 30.00 24.00 0.2 22.00 10.00 10.00 18.00 0.3 54.00 70.00 80.00 96.00
Bandung, 2 Maret 2019 12 Keterangan : S= staminodia; M= mahkota bunga
Tabel 2. Persentase pembentukan kalus dan keragaan kalus pada media MS dan DKW tanpa zat pengatur tumbuh
Jenis klon dan media
Jenis eksplan persentase pembentukan kalus (%)
Warna dan struktur kalus
PBC 123 - M1 MS non ZPT
Staminoida 95.71 Kuning kecoklatan, friabel Mahkota
bunga
92.85 Kuning kecoklatan, friabel
ICS 13 - M3 DKW non ZPT
Staminoida 100.00 Krem , friable Mahkota
bunga
100.00 Kuning kecoklatan, friabel Keterangan: MS +TDZ 1 mg/L (M1); dan DKW + TDZ 3 mg/L (M3)
Gambar 1. Eksplan bunga : a) kuncup bunga, b) staminodia, dan c) mahkota bunga
Gambar 2 Pertumbuhan kalus pada staminoida: a) dan mahkota bunga dan b) klon PBC 123 pada media DKW + TDZ 0.1 mg/L
b
a
c
Bandung, 2 Maret 2019 13 Gambar Keragaan kalus klon PBC 123 pada media MS + TDZ 0.1 mgL-1
SIMPULAN
1. Media inisiasi kalus untuk Klon PBC 123 adalah MS + TDZ 0.1 mg/L + gula tebu rafinasi 30 grL-1dan untuk klon ICS 13 adalah DKW + TDZ 0. 3 mg/L + gula tebu rafinasi 30 grL-1.
2. Hasil penelitian menunjukkan kalus dengan struktur nodular, dan diduga embriogenik terbentuk hampir pada semua media perlakuan MS dan DKW tanpa ZPT, dengan kisaran persentase kalus embriogenik antara 50-100%. 3. Persentase pembentukan kalus yang
cukup tinggi menunjukkan gula tebu rafinasi dapat digunakan sebagai pengganti sukrosa atau glukosa pro
analyst yang umumnya digunakan pada
media embriogenesis somatik.
UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan terimakasih diberikan kepada Januar Firmansyah dan Tri Buana Dewi yang telah membantu dalam pelaksanaan penelitian
DAFTAR PUSTAKA
Ajijah, N., Randriani, E., Rubiyo, Sukma, D., & Sudarsono. (2015). Keragaan tanaman kakao asal embrio somatik di lapangan. Jurnal Littri, 21(2), 57–68. Ajijah, N., Rubiyo, & Sudarsono. (2014).
Pembentukan kalus dan embrio somatik kakao menggunakan thidiazuron melalui satu tahap induksi kalus. Jurnal Littri, 20(4), 179–186. Arianto, Basri, Z., & Bustamil, M. U. (2013).
Induksi kalus dua klon kakao ( Theobroma cacao L .) unggul Sulawesi pada berbagai konsentrasi 2 , 4 dichlorophenoxy acetic acid secara in vitro. Jurnal Agrotekbis, 1(3), 211–220. Avivi, S., Prawoto, A., & Oetami, F. (2010). Regenerasi embriogenesis somatik pada beberapa klon kakao Indonesia dari eksplan bunga. Jurnal Agronomi
Indonesa, 38(2), 138–143.
Castillo, R. (2015). USM develops new cacao clones.
Florez, S. L., Erwin, R. L., Maximova, S. N., Guiltinan, M. J., & Curtis, W. R. (2015). Enhanced somatic embryogenesis in Theobroma cacao using the homologous BABY BOOM transcription
Bandung, 2 Maret 2019 14 factor Enhanced somatic
embryogenesis in Theobroma cacao using the homologous BABY BOOM transcription factor. BMC Plant
Biology, 5(221), 1–12.
http://doi.org/10.1186/s12870-015-0479-4
Guiltinan, M. J., & Maximova, S. N. (2010).
Integrated system for vegetative propagation of cacao protocol book.
The Pennsylvania State University. Herawan, T., Na’iem, M., Indrioko, S., &
Indrianto, A. (2017). Kultur jaringan Cendana ( Santalum album L .) menggunakan eksplan mata tunas.
Jurnal Pemuliaan Tanaman Hutan,
9(3), 177–188.
http://doi.org/10.20886/jpth.2015.3.1 77-188
McMohan, P. L., Susilo, A. W., Parawansa, A. K., Bryceson, S. R., Nurlaila, Mulia, S., … PhilipJ Keane. (2018). Testing local cacao selections in Sulawesi for resistance to vascular streak dieback.
Crop Protection, 109, 24–32.
Suhendi, D., Winarno, H., & Susilo, A. W. (2004). Peningkatan produksi dan mutu hasil kakao melalui klon unggul baru. In Simposium kakao (pp. 98– 111).
Triatminingsih, R., & Karsinah. (2004). Perbanyakan bibit jeruk Citromelo dan JC secara in vitro. J. Horti, 14(4), 238– 245.
Zuyasna, & Siti Hafsah. (2013). Induksi embrio somatik dari tanaman kakao adative Aceh menggunakan eksplan bunga serta zat pengatur tumbuh picloram. J. Floritek, 8, 1–9.
