SINTASAN MIKROPROPAGULE RUMPUT LAUT Kappaphycus alvarezii HASIL INDUKSI
KALUS PADA MEDIA KULTUR YANG DIPERKAYA DENGAN COLCHISIN
Emma Suryati dan Sri Rejeki Hesti Mulyaningrum Balai Penelitian dan Pengembangan Budidaya Air Payau Jl. Makmur Dg. Sitakka No. 129, Maros 90512, Sulawesi Selatan
E-mail: emmasuryati@yahoo.com
ABSTRAK
Regenerasi embrio rumput laut Kappaphycus alvarezii hasil induksi kalus menjadi mikropropagule dan anakan rumput laut, masih memerlukan optimasi media yang sesuai untuk pertumbuhannya. Hormon perangsang tumbuh yang digunakan pada induksi kalus tidak cukup untuk memacu perkembangan mikropropagule menjadi anakan rumput laut. Salah satu senyawa kimia yang dapat memacu pertumbuhan rumput laut K.
alvarezii antara lain colchisin, namun konsentrasi dan pengaruhnya terhadap perkembangan rumput laut
belum diketahui, sehingga perlu dicari konsentrasi yang optimal, serta kondisi jaringan rumput laut setelah diaplikasikan dengan senyawa tersebut. Konsentrasi colchisin yang digunakan yaitu 0; 0,025; 0,050; 0,075 mg/L dan 0,10 mg/L; lama pemberian colchisin pada media 2, 4, 6, dan 8 minggu. Hasil penelitian memperlihatkan sintasan mikropropagule yang paling baik pada 0,025 mg/L. Sedangkan lama pemaparan yang paling optimal yaitu 2 minggu pada pemaparan dengan colchisin dalam media PES, dan 3 minggu pada media Grund. Penelitian ditujukan untuk memacu pertumbuhan embrio dan mikropropagule yang dihasilkan dari induksi kalus agar diperoleh bibit rumput laut yang berkualitas tinggi.
KATA KUNCI: colchisin, sintasan, mokropropagule Kappaphycus alvarezii PENDAHULUAN
Regenerasi plantet dan mikropropagule rumput laut K. alvarezii dan Echeuma denticulatum telah dilakukan oleh (Dawes & Koch, 1991; Hurtado & Cheney, 2003) menggunakan beberapa cara antara lain dengan beberapa variasi zat pengatur tumbuh dari golongan auksin dan sitokinin dengan media kultur ESS dan VS., kemudian (Munoz et al., 2006) melakukan regenerasi mikroplantet yang dihasilkan dari induksi kalus pada airlift bioreactor menggunakan media kultur yang diperkaya dengan kombinasi ZPT dari golongan auksin dan sitokinin.
Hormon tumbuhan pada umumnya dapat digolongkan ke dalam beberapa kelompok yaitu golongan auksin, giberelin, sitokinin, dan asam absisat yang masing-masing memiliki fungsi yang berbeda pada tanaman tingkat tinggi, sedangkan pada induksi kalus dan embrio rumput laut K.
alvarezii memperlihatkan efek yang berbeda pada morfologi dan pertumbuhan embrio pada umumnya
(Suryati et al., 2008). Golongan auksin dan giberelin (auksilin) memperlihatkan efek terhadap pertumbuhan panjang, sedangkan golongan sitokinin atau kinetin memperlihatkan pengaruh terhadap perbanyakan sel baik tunggal maupun kelompok, kombinasi dari kedua golongan tersebut memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan secara keseluruhan (Hendaryono et al., 1994).
Demikian juga pada rumput laut K. alvarezii dan Gracilaria sp. regenerasi dan perbanyakan individu dapat dilakukan melalui induksi embrio pada media yang diperkaya dengan nutrien dan hormon perangsang tumbuh baik golongan auksin maupun sitokinin, serta kondisi pertumbuhan embrio secara in vitro (Yokoya, 2000; Yokoya et al., 2002; Suryati et al., 2008). Pada perbanyakan dan diferensiasi embrio rumput laut hasil induksi kalus menghasilkan embrio dan filamen yang dihasilkan tidak dapat berkembang menjadi talus dan anakan sehingga dibutuhkan senyawa pengkaya yang dapat memacu terbentuknya talus pada embrio rumput laut, penambahan ZPT pada media kultur yang digunakan pada tanaman tingkat tinggi dari golongan auksin, dan citokinin belum memberikan hasil yang memuaskan sehingga perlu dicari bahan dan metode yang tepat untuk diferensiasi embrio menjadi talus.
Reddy et al. (2003) melakukan induksi kalus rumput laut Kappaphycus alvarezii menggunakan campuran IAA dan BAP dengan beberapa perbandingan pada media kultur yang diperkaya dengan PES 1/20. Selanjutnya Suryati et al. (2006) melakukan induksi kalus dan embrio menggunakan media yang diperkaya dengan Conwy dan ZPT campuran IAA dan kinetin sebagai induktor, namun embrio yang dihasilkan belum sempurna di mana filamen yang dihasilkan belum dapat berkembang menjadi propagule dan menjadi anakan rumput laut secara sempurna, sehingga perlu upaya agar filamen dapat berkembang menjadi anakan yang utuh dan sempurna.
Colchisin merupakan salah satu senyawa yang dapat memacu pertumbuhan, Hayashi et al. (2007) melaporkan tentang penggunaan colchisin untuk memacu pertumbuhan rumput laut K. alvarezii yang dikultur pada media VS-50 dengan konsentrasi colchisin 0,01%; dengan lama pemberian 15 hari dapat meningkatkan regenarasi mikropropagule rumput laut. Maka berdasarkan hasil tersebut, perlu dilakukan penelitian dengan tujuan untuk meningkatkan regenerasi mikropropagule melalui pengkayaan medium PES dan Grund dengan colchisin dengan beberapa konsentrasi, serta lama pemberian yang paling optimal pada regenerasi mikropropagule.
BAHAN DAN METODE
Persiapan Eksplan untuk Induksi Kalus
Kappaphycus alvarezii dikumpulkan dari kebun petani di Kabupaten Barru dibawa ke laboratorium
BPPBAP dalam wadah yang ditutup dengan kain yang dibasahi dengan air laut. Talus rumput laut yang sehat dari penyakit dan bersih dari lumut dipotong sekitar 2 cm dan dibersihkan dengan air laut yang disaring dengan membran filter. Untuk inisiasi dan menyesuaikan pada kondisi laboratorium, eksplan yang telah dipotong dikultur pada air laut steril yang diperkaya dengan pupuk PES dan Grund. Untuk menghilangkan diatom digunakan GeO2 (10 mg/L) ditambahkan untuk semua media kultur selama 2 minggu kultur. Fluktuasi cahaya yang digunakan yaitu gelap: terang = 12:12 jam.
Eksplan yang dipilih untuk kultur jaringan, disterilkan dengan metode sterilisasi permukaan (Polne-Fuller & Gibor 1984; Huang & Fujita, 1997). Eksplan dibersihkan dengan sikat di bawah mikroskop, kemudian dimasukkan ke dalam 0,5% deterjen cair dalam air laut steril selama 10 menit, kemudian dengan betadin 2% w/v di dalam air laut steril selama 3 menit untuk menghilangkan mikroba permukaan, kemudian sterilisasi menggunakan campuran antibiotik 3% di dalam media PES dan Grund selama 2 hari. Untuk menguji sterilisasi dikonfirmasi dengan menumbuhkan pada media agar dan disimpan pada inkubator.
Kultur Eksplan
Eksplan rumput laut yang telah disterilkan kemudian diiris kurang lebih 4-5 mm, dan dikeringkan dengan kertas saring steril untuk menghilangkan cairan dan lendir pada saat memotong. Kemudian letakkan di atas media kultur pada cawan (15 eksplant pada setiap cawan) dengan 20 mL 0,8% (w/v) bacto-agar-solidified PES dan Grund medium. Setelah 2 minggu, akan terbentuk kristal filamen yang berwarna transparan dan sebagian berwarna coklat, kemudian dihitung pertumbuhan kalusnya. Setelah 30 hari kemudian dipindahkan ke dalam media kultur yang baru. Setelah 2 bulan kalus embrio dipindahkan ke dalam media kultur yang baru dengan kondisi yang sama.
Media Kultur untuk Diferensiasi Embrio Rumput Laut
Media kultur yang digunakan untuk regenerasi embrio dan mikropropagule rumput laut K. alvarezii antara lain menggunakan media PES dan Grund semi-solid yang diperkaya dengan colchisin dengan konsentrasi 0; 0,025; 0,050; 0,075; dan 0,10 mg/L sebagai perlakuan, kepadatan media kultur yang digunakan 0,8% agar. Masing-masing perlakuan diulang 5 kali.
HASIL DAN BAHASAN
Sintasan Eksplan Rumput Laut pada Media Kultur
Penggunaan media PES, Grund, dan SSW pada inisiasi untuk induksi kalus memperlihatkan perkembangan dan sintasan yang berbeda. Hasil analisis statistik dengan LSD dengan tingkat
kepercayaan 0,05 memperlihatkan, media yang diperkaya dengan PES berbeda dengan SWW, tapi tidak berbeda dengan media yang diperkaya dengan Grund. Hal ini sangat ditentukan oleh komposisi pupuk yang digunakan, nutrien pada pupuk PES dapat menunjang pertumbuhan eksplan rumput laut, demikian juga Grund, sedangkan pada media SSW masih memerlukan nutrien tambahan untuk pertumbuhan dan sintasan rumput laut (Gambar 1).
Sintasan mikropropagule rumput laut K. alvarezii pada media kultur PES dan Grund yang diperkaya dengan colchisin memperlihatkan sintasan yang tertinggi pada perlakuan A yaitu pada konsentrasi 0,025 mg/L; dan yang terendah pada perlakuan D yaitu pada konsentrasi 0,10 mg/L dan kontrol. Hasil analisis statistik memperlihatkan perlakuan A, berbeda nyata dengan perlakuan D, dan kontrol tetapi tidak berbeda nyata dengan perlakuan C dan D (Gambar 2). Hayashi et al. (2007), melaporkan bahwa colchisin dapat memacu regenerasi eksplan rumput laut dan meningkatkan kemampuan untuk bertumbuh pada K. alvarezii dengan konsentrasi optimum pada 0,01% pada media yang diperkaya dengan pupuk VS (Von Stosch’s), F2(Guillards & Ryther’s), dan ASP12NTA.
b a ab 0 20 40 60 80 100 SSW PES Grund S in ta sa n (% )
Pupuk pada media kultur
Gambar 1. Sintasan eksplan rumput laut pada media kultur yang diperkaya dengan pupuk yang berbeda
Keterangan: A = 0,025 mg/L; B = 0,050 mg/L; C = 0,075 mg/L; dan D = 0,10 mg/L
Gambar 2. Sintasan mikropropagule K. alvarezii pada media kultur PES dan Grund yang diperkaya dengan colchisin
b a ab ab b B a aB aB B 0 20 40 60 80 100 Kontrol A B C D S in ta sa n (% ) Konsentrasi colchisin PES Grund
Dengan meningkatkan konsentrasi colchisin diharapkan dapat memacu pertumbuhan mikropropagule rumput laut sehingga dapat bertumbuh menjadi anakan rumput laut yang memiliki kualitas yang baik. Walaupun demikian perlu penelitian lebih lanjut untuk melihat perubahan pada sel dengan adanya pengaruh dari colchisin seperti yang digambarkan oleh Kapraun & Lopez-Bautista (1997) dan Contador (2001) yang menganalisis terjadinya pembelahan pada sel dan jaringan
Kappaphycus alvarezii dari Filipina, serta kemungkinan terjadi kelipatan pada kromosom. Pengaruh Pemberian Colchisin pada Regenerasi Talus
Regenerasi thalus K. alvarezii dengan penambahan colchisin memperlihatkan pertumbuhan yang lebih baik, hal ini disebabkan karena colchicine yang menghasilkan eksplan dengan potensi tinggi untuk regenerasi, dan dapat meningkatkan kemampuan untuk memperbanyak talus. Ketika digunakan untuk menginduksi poliploidi pada tanaman, colchicine biasanya diterapkan pada titik pertumbuhan tanaman, seperti ujung apical, atau digunakan pada biji dengan merendam dalam larutan colchicine sebelum tanam. Cara lain untuk menginduksi poliploidi antara lain dengan memotong bagian atas tanaman dan hati-hati memeriksa tunas lateral yang beregenerasi. Colchisin merupakan salah satu senyawa yang dapat menyebabkan terjadinya poliploidi di mana organisme memiliki tiga atau lebih set kromosom dalam sel-selnya (Martasari, 2010).
Lama pemaparan colchisin yang paling baik pada regenerasi mikropropagule yaitu setelah pemaparan 4 minggu, dengan konsentrasi 0,025 mg/L pada media PES dan Grund (Gambar 3).
Gambar 3. Pertumbuhan talus rumput laut K. alvarezii dengan pemberian colchisin
Gambar 4. Sintasan mikropropagule rumput laut K. alvarezii dengan lama pemaparan yang berbeda
b a ab b b ab a ab 0 10 20 30 40 50 60 70
1 minggu 2 minggu 3 minggu 4 minggu
Sin ta sa n (% ) Waktu pemaparan PES Grund
Sintasan mikropropagule dengan lama pemaparan dengan colchisin memperlihatkan sintasan paling tinggi pada minggu ke-2 untuk media dengan pupuk PES, dan minggu ke-3 untuk media dengan pupuk Grund (Gambar 4). Hasil analisis statistik pada media PES memperlihatkan pemaparan 2 minggu berbeda dengan minggu pertama dan minggu ke 4, tapi tidak berbeda dengan minggu ke-3. Sedangkan pada media Grund sintasan tertinggi pada lama pemaparan 3 minggu berbeda dengan minggu pertama, namun tidak berbeda dengan minggu ke-2 dan minggu ke-4.
KESIMPULAN DAN SARAN
1. Media kultur yang paling baik digunakan pada regenerasi mikropropagule K. alvarezii adalah media PES.
2. Sintasan mikropropagule rumput laut K. alvarezii yang paling baik yaitu pada media kultur dengan penambahan colchisin 0,025 mg/L.
3. Sintasan yang paling baik pada pemaparan 2 minggu untuk media PES dan minggu ke-3 untuk media Grund.
DAFTAR ACUAN
Anonim. 2005. Profil rumput laut Indonesia. Direktorat Jenderal Perikanan Budidaya, Departemen Kelautan dan Perikanan. Jakarta, 152 hlm.
Chapman, V.J. & Chapman, D.J. 1980. Chapter 2. In Seaweeds and their uses. Chapman and Hall. London, U.K., p. 334-339.
Cheney, D.P. & Emily, M. 1986. Protoplast isolation and cell division in the agar-producing seaweed
Gracilaria (Rhodophyta). J. Phycol., 22: 238-243.
Contador, C.R.B. 2001. Reproductive and biological aspects of Kappaphycus alvarezii (Doty) Doty ex Silva and Kappaphycus striatum (Schmitz) Doty (Gigartinales, Rhodophyta). Bases for introduction and cultivation of exotics species in Brazilian littoral (in Portuguese). Dissertation, University of São Paulo. 265 pp.
Dawes, C.J. & Koch, E.W. 1991. Branch, micropropagule, and tissue culture of the red algae Eucheuma
denticulatume, Kappaphycus alvarezii farmed in Philippines. J. Appl. Phycol., 3: 247-257.
Hallman, A. 2007. Algal transgenics and biotechnology. Transgenic Plant Journal Global Science Books, 96 pp.
Hayashi, L., Yokoya, N.S., Kikuchi, D.M., & Oliveira, E.C. 2007. Callus induction and micropropagation improved by colchicine and phytoregulators in Kappaphycus alvarezii (Rhodophyta, Solieriaceae). J.
App. Phycol., 20: 653-659.
Hendaryono, D.P.S. & Wijayani, A. 1994. Teknik kultur jaringan. Pengenalan dan Perbanyakan Tanaman Secara Vegetatif-Modern. Kanisius Jogjakarta, 139 hlm.
Huang, W. & Fujita, Y. 1997. Callus induction and thallus regeneration of the red alga Meristotheca
papulosa (Rhodophyta, Gigartinales). Bot. Mar., 40: 55-61.
Kapraun, D.F. & Lopez-Bautista, J. 1997. Karyology, nuclear genome quantification and characterization of carragenophytes Eucheuma and Kappaphycus (Gigartinales). J. Appl. Phycol., 8: 465-471.
Martasari, C. 2010. Variasi jumlah kloroplas dan tanaman jeruk siam Pontianak hasil perlakuan colchisin. Biofarm Jurnal Ilmiah Pertanian, 13(8): 233-237.
Mu˜noz, J., Armando, C., Cahue-L, R.P., & Robledo, D. 2006. Use of plant growth regulators in micropropagation of Kappaphycus alvarezii (Doty) in airlift bioreactors J. Appl. Phycol., 18: 209-218. Nurdjana, M.L. 2006. Pengembangan budidaya rumput laut di Indonesia. Diseminasi Teknologi dan
Temu Bisnis Rumput Laut (hand out). Makassar, 12 September 2006. Badan Riset kelautan dan
Perikanan. 35 hlm.
Parenrengi, A., Sulaeman, Suryati, E., & Tenriulo, A. 2006. Karakterisasi genetik rumput laut Kappaphycus
alvarezii yang dibudidayakan di Sulawesi Selatan. J. Ris. Akuakultur, 1(1):
1-11.-Suryati, E. & Mulyaningrum, S.R.H. 2009. Regenerasi rumput laut Kappaphycus alvarezii (Doty) Melalui induksi kalus dan embrio dengan penambahan hormon perangsang tumbuh secara in vitro. J. Ris.
Yokoya, N.S. 2000. Apical callus formation and plant regeneration controlled by plant growth regulators on axenic culture of the red alga Gracilaria tenuifrons (Gracilariales, Rhodophyta). Phycol. Res., 48: 133-142.
Yokoya, N.S. & Handro, W. 2002. Effects of plant growth regulators and culture medium on morphogenesis of Solieria filiformis (Rhodophyta) cultured in vitro. J. Appl. Phycol., 14: 97-102.
DISKUSI
Nama Penanya: Petrus Rani Pertanyaan:
Komposisi utama apa yang ada, karena di kappaphycus ada masalah penyakit dan kekurangan nutrien
Tanggapan
Nutrient pada r umput laut sudah tercukupi, adanya zat tumbuh Nama Penanya: Nur-WWF
Pertanyaan:
Ada kasus penggunaan greenthonic menyebabkan budidaya rumput laut tidak bisa berkelanjutan
Tanggapan
