Bandung, 2 Maret 2019 132
PENGARUH PENAMBAHAN ANTIVIRAL RIBAVIRIN DAN UKURAN EXPLANT PADA
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN JARINGAN MERISTEMATIK
KENTANG (
Solanum tuberosum
L)
EFFECT OF ADDITION OF ANTIVIRAL RIBAVIRIN AND EXPLANT SIZE ON GROWTH AND
DEVELOPMENT IN MERISTEMATIC POTATOES (
Solanum tuberosum
L)
Asih K. Karjadi
Balai Penelitian Tanaman Sayuran
Jln. Tangkuban Perahu No. 517 Lembang Kabupaten Bandung Barat Email : asihkk@yahoo.com
ABSTRAK
Kentang (Solanum tuberosum L) adalah tanaman yang termasuk dalam genus solancearum yang diperbanyak secara vegetatif melalui umbi atau stek. Penyakit sistemik virus merupakan penyakit penting yang dapat terbawa pada benih, dengan tehnik inkonvensional kultur jaringan yang dikombinasikan dengan chemotheraphy dapat membantu menghilangkan penyakit sistemik terutama virus. Pelaksanaan penelitian di Labortorium kultur jaringan tanaman di Balai Penelitian Tanaman Sayur pada bulan Mei sampai dengan Agustus 2016. Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh dari beberapa konsentrasi antiviral Ribavirin di media MS terhadap pertumbuhan dan perkembangan jaringan meristematik kentang varietas Granola, Margahayu dan Atlantik. Bahan explant yang dipergunakan jaringan meristematik (E1) , Shoot tip (E2) , konsentrasi antiviral Ribavirin (0,5,10 mg/l) dengan komposisi media MS + suplement( GA3 015 mg/l +Kinetin 0.1 mg/l+ CaP 2 mg/l + myo inositol 100 mg/l + air kelapa 100 ml/l + sukrose 30 g/l + agar 6.5 g/l , pH 5.7). Hasil dari penelitian (1) % explant tumbuh dan berkembang 4 MST 60 – 80% dengan % kontaminasi 20 – 40 %, (2) % tumbuh normal 40 – 50 %; rata-rata jumlah tunas 0.20 – 0.93; jumlah buku 0.20 – 3.27, akar 0.07 – 0.93. (3) pengamatan secara visual varietas tidak berpengaruh pada pertumbuhan dan perkembangan jaringan tanaman kentang. (4) Penambahan antiviral Ribavirin pada media MS secara visual mempengaruhi pertumbuhan dan explant shoot tip umumnya pertumbuhannya lebih baik dari jaringan meristem.
Kata kunci: Antiviral Ribavirin, kentang (Solanum tuberosum L), jaringan meristemtik
ABSTRACT
The potatoes (Solanum tuberosum L) are included in the genus solanacearum which is propagated vegetatively through tubers or cuttings. Viral systemic diseases is an important l that can be carried on the seed, with unconventional techniques of tissue culture combined with chemotherapy can help to eliminated systemic diseases, especially viruses. The research activity was carried out in the tissue culture laboratory of Indonesian Vegetable Research Institute (IVEGRI) on May untill August 2016. This activity aimed to observed the application of antiviral Ribavirin on MS medium to the growth and development of meristematic tissue (E1), shoot tip (2), antiviral Ribavirin consentration (0; 5; 10 mg/l) with MS + supplement (GA3 0.15 mg/l + kinetin 0.1 mg/l + CaP 2 mg/l + Myo inositol 100 mg/l + coconut water 100 ml/l + sucrose 30 g/l + agar 6.5 g/l , pH 5.7 ) .The results of experiment (1)
Bandung, 2 Maret 2019 133 percentage growth and development meristematic on 4 WAP 60 – 80%, contamination 20 – 40%. (2) percentage of normal growth 40 – 50 , average number of shoot 0.20 – 0.93, the number of nodes 0.20 – 3.27, roots 0.07 – 0.93. (3) visual observation of antiviral Ribavirin on MS media visually influences growth and explant shoot tip growth better than meristem of the three variety .
Keywords: Potato ( Solanum tuberosum L); Antiviral Ribavirin ; Meristematic tissue.
PENDAHULUAN
Di Indonesia kentang ( Solanum tuberosum L) merupakan sayuran umbi kaya vitamin C dan kalium. Tanaman ini termasuk dalam komoditas prioritas untuk dikembangkan, dikarenakan dapat dipergunakan sebagai sumber karbohidrat non beras, serta mempunyai potensi dalam program diversifikasi pangan.
Metode untuk mengisolasi bagian tanaman, dapat berupa protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan serta organ. Dilanjutkan dengan menumbuhkan bagian –bagian tersebut hingga berkembang dan tumbuh menjadi tanaman yang sempurna disebut teknik kultur jaringan . Dengan teknik kultur jaringan dapat menggunakan bagian-bagian tanaman yang tidak terinfeksi oleh patogen sehingga dapat menghasilkan tanaman yang sempurna dan bebas patogen.
Komposisi media tumbuh yang terdiri dari unsur makro, mikro, sumber karbohidrat yang umumnya sukrose sangat menentukan keberhasilan dari perkembangan tanaman dengan teknik kultur jaringan. Teknik ini akan lebih baik untuk perkembangan tanaman apabila kedalam koposisi media tumbuh ditambahkan vitamin, asam amino dan hormon/zat pengatur tumbuh. (Gamborg et al, 1976; Barandiara et al, 1999).
Penggunaaan bahan tanaman/explant jaringan maeristematik disebut kultur
meristem (Gunawan, 1988). Dimana teknik ini akan menghasilkan tanaman berkadar virus rendah atau bebas virus. Metode kultur meristem ini dikembangkan untuk membebaskan /membersihkan dari satu atau lebih jenis virus yang pelaksanaannya dapat dikombinasikan dengan perlakuan chemotheraphy dengan menggunakan antiviral Ribavirin. Antiviral Ribavirin merupakan bahan kimia yang dapat ditambahkan ke media tumbuh aseptik untuk menghambat perkembangan virus di jaringan tanaman.
Menurut Moriconi et al (1990), Gabriela et al (2001), dan Walkey (1987),
untuk tanaman-tanaman yang
perbanyakannya secara vegetatif, penyakit sistemik virus diperlukan metode pemecahanan khusus, dikarenakan penyakit ini akan terbawa pada turunan berikutnya. Salah satu cara mengeliminasi virus pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif dengan perlakuan chemotherapi dengan penambahan antiviral Ribavirin dikombinasikan dengan kultur meristem. Kombinasi teknik ini dapat meningkatkan kualitas dan kuantitas benih yang dihasilkan .
Pada tanaman yang diperbanyak secara vegetatif , virus merupakan penyakit penting dengan teknik inkonvensional kultur jaringan yang dikombinasikan dengan chemotherapy dapat membantu
Bandung, 2 Maret 2019 134 menghilangkan penyakit sistemik terutama
virus.
Penelitian ini bertujuan untuk melihat pengaruh dari beberapa konsentrasi antiviral Ribavirin di media MS terhadap pertumbuhan dan perkembangan jaringan merisematik kentang varietas Granola, Margahayu dan Atlantik. Hipotesis yang diajukan adalah penambahan antiviral Ribavirin pada media tumbuh secara inkonvensional akan meningkatkan pertumbuhan dan perkembangan plantlet kentang bebas penyakit sistemik terutama virus.
BAHAN DAN METODE
Pelaksanaan penelitian dilakukan di Laboratorium kultur jaringan di Balai Penelitian Tanaman Sayuran di bulan Mei s.d Agustus 2016. Bahan tanaman (explant) yang dipergunakan adalah 3 varietas kentang Granola, Margahayu, Atlantik dengan ukuran explant Jaringan meristematik (E1) dan shoot tip (E2), Komposisi media yang dipergunakan : M1 = MS + MS vits + suplement (GA 3 0.15 mg/l + Kinetin 0.1 mg/l + CaP 2 mg/l + myo inositol 100 mg/l + air kelapa 100 ml/l + sukrose 30 g/l + agar 6.5 g/l , pH 5.7) + antiviral Ribavirin 0 mg/l .
M2 = MS + MS vits + suplement (GA 3 0.15 mg/l + Kinetin 0.1 mg/l + CaP 2 mg/l + myo inositol 100 mg/l + air kelapa 100 ml/l + sukrose 30 g/l + agar 6.5 g/l , pH 5.7) + antiviral Ribavirin 10 mg/l . M3 = MS + MS vits + suplement (GA 3 0.15 mg/l + Kinetin 0.1 mg/l + CaP 2 mg/l + myo inositol 100mg/l + air kelapa 100 ml/l + sukrose 30 g/l + agar 6.5 g/l , pH 5.7) + antiviral Ribavirin 15 mg/l .
Penanaman explant : meristem atau shoot tip dengan beberapa daun primordia dilakukan dilingkungan steril Laminer airflow cabinet (LAFC), ditanam /diinokulasi di tabung reaksi 20 x 150mm , dengan 8 – 10 ml media. Kultur diinkubasikan di ruang kultur dengan temperatur 22 – 24 oC, photoperiode 16 jam terang 8 jam gelap. Setiap peralakuan ditanam 20 tabung. Pengamatan dilakukan secara visual 10 tabung secara acak terhadap % tanaman tumbuh, % tanaman terkontaminasi, jumlah tunas, jumlah buku, jumlah akar, % tanaman normal dan abnormal
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengamatan dari pertumbuhan dan perkembangan jaringan merisematik 3 varietas kentang dengan perlakukan penambahan antiviral Ribavirin didapatkan sebagai berikut :
Gran E1 E2 Mar E1 E2 Atl E1 E2
% kontaminasi M1 25 30 25 30 35 40 % kontaminasi M2 30 40 20 40 30 35 % kontaminasi M3 40 30 20 30 25 30 0 10 20 30 40 50
P
er
sen
% kontaminasi
Bandung, 2 Maret 2019 135 Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu, Atl = Atlantik, E1 = Jaringan meristematik, E2 =
Shoot tip
Gambar 1. Grafik persentase kontaminasi kultur 3 varietas kentang
Persentase kontaminasi pada 4 MST, antara 20 – 40%. Kontaminasi umumnya disebabkan oleh bakteri dan jamur, perlakuan antiviral Ribavirin tidak berpengaruh pada persentase kontaminasi. Sumber kontaminan terbawa dari sumber explant. Sterilisasi permukaan bahan explant belum mencukupi untuk menghilangkan sumber kontaminan di permukaan bahan explant. (Haque et al,2004; Roksana et al, 2002, Armini et al, 1992).
Pada kegiatan perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan ,
bahan explant atau donor tanaman yang terbebas dari sumber kontaminan merupakan hal yang harus diperhatikan dan sangat penting untuk menumbuhkan jaringan secara aseptik. Sumber kontaminan seperti jamur , bakteri akan tumbuh cepat di komposisi media yang mengandung gula/sukrose, vitamin, mineral. Explant yang tertutupi jamur atau bakteri akhirnya akan mati atau tidak berkembang, diakibatkan secara langsung serangan toksik yang diproduksi oleh sumber kontaminan . (Naik and Chandra, 1993; Bodani and Chamka, 2010).
Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu , Atl = Atlantik E1 = Jaringan meristematik , E2 = Shoot tip
Gambar 2. Grafik persentase pertumbuhan dan perkembangan dari jaringan meristematik
Pengamatan persen tumbuh dari explant pada umur 4 MST , disini terlihat % tumbuh jaringan meristem pada umumnya
semakin besar ukuran explant, % tumbuhnya lebih tinggi dari shoot tip, walaupun menurut beberapa hasil
Bandung, 2 Maret 2019 136 penelitian pada umumnya semakin besar
ukuran explant % tumbuhnya akan meningkat.
Menurut Geier (1990), pemilihan explant dalam kultur jaringan berperan penting dalam keberhasilan dan pemilihan explant ini berkaitan erat dengan kemampuan regenerasi, juga tujuan dari perbanyakan yang akan dicapai (Teng, 1997; Kamstaiyte and Stanys, 2004).
Pertumbuhan plantlet secaaa visual terlihat penambahan antiviral Ribavirin menurunkan persentase expant dalam berkembang dari varietas Granola dan
explant E2 ( shoot tip) untuk varietas Margahayu dan Atlantik.
Untuk keberhasilan dalam aplikasi kultur jaringan di beberapa tanaman denga tujuan tertntu sangat dipengaruhi oleh komposisi media serta s kesesuaian explant yang tanam yaitu genotipe dan jenis explant. (George, 2008; Geier 1990; Hamidah et al, 1997 ; Koch et al , 1995; Khar et al , 2005).
Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu , Atl = Atlantik E1 = Jaringan meristematik , E2 = Shoot tip
Gambar 3. Grafik rata-rata jumlah tunas dari jaringan meristematik 3 varietas kentang. Pada pengamatan umur tanaman 8
MST, terlihat rata-rata jumlah tuas yang tumbuh dari ketiga varietas kentang penambahan antiviral rIbavirin menurunkan rata-rata jumlah tunas yang tumbuh. Rata-rata jumlah tunas yang tumbuh per plantlet umumnya hanya satu per plantlet. Pengamatan secara visual umumnya penambahan antiviral Ribavirin 5 dan 10 mg/l dan varietas tidak memberikan efek yang berbeda.
Terbentuknya bakal tunas dan pertumbuhan dari tunas tersebut secara in
vitro dipengaruhi oleh berbagai faktor (Shen et al, 2008), diantaranya jenis dan intensitas dari cahaya diruang inkubasi/ruang kultur. selain itu dipengaruhi juga oleh berbagai faktor yang sangat komplex yaitu (a) faktor genetik (b) nutrisi : air, unsur makro, mikro serta sumber karbohidrat (c) faktor fisik cahaya, suhu, pH media , konsentrasi O2 dan CO2 (d) zat pengatur tumbuh , asam amino dan vitamin.
Bandung, 2 Maret 2019 137 Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu , Atl = Atlantik
E1 = Jaringan meristematik , E2 = Shoot tip
Gambar 4. Grafik rata-rata jumlah buku dari jaringan meristematik 3 varietas kentang Pengamatan jumlah buku per plantlet 3
varietas kentang terlihat jumlah buku explant asal shoot tip lebih tinggi dari explant asal jaringan meristem terkecuali varietas Margahayu. Penambahn antiviral Riabavirin secara visual mempengaruhi /menurunkan jumlah buku per explant. Untuk ketiga varietas kentang terlihat semakin tinggi konsentrasi, antiviral Ribavirin mempengaruhi jumlah buku per expant .
Perbanyakan tanaman melalui kultur jaringan,respon dari explant
bervariasi bergantung pada komponen kultur ( komposisi media, unsur yang ditambahkan di media tumbuh), jenis explant ( kultivar, ukuran, asal explant). Melakukan kobinasi perlakuan dari beberapa komponen yang diterapkan scara simultan maupun terpisah/parsial dapat meningkatkan respon dari explant yang dikulturkan. (Roksana et al, 2002; Kamstaityte et al, 2004, Kapoor et al, 2011).
Bandung, 2 Maret 2019 138 Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu , Atl = Atlantik
E1 = Jaringan meristematik , E2 = Shoot tip
Gambar 5. Grafik rata-rata jumlah akar dari jaringan meristematik 3 varietas kentang
Pengamatan rata-rata jumlah akar secara visual, perlakuan antiviral Ribavirin dan varietas tidak berpengaruh , akar tumbuh di beberapa perlakuan pada umur tanaman 6 MST, dengan rata-rata jumlah akar 0.07 – 0.93. Menurut Welander (1985) dan Noiton et al (1992) untuk meningkatkan pertumbuhan akar dari explant dapat dilakukan dengan sub kultur explant pada media yang sama. Dengan sub kutur disamping mengubah explant yang berakar menjadi lebih mudah berakar, tetapi akan menyebabkan terjadinya penurunan kemampuan regenerasi dan pertumbuhan plantlet.
Keberhasilan dalam teknik kultur jaringan dipengaruhi oleh respon kultivar ( genotipe), jenis explant dan komposisi media yang digunakan (Geier,1990;
Hamidah et al 1997). Menurut George et al (2008), aplikasi dan pengembangan didalam kegiatan teknik kultur jaringan dengan berbagai tujuan ditentukan oleh media kultur yang dgunakan dan kesesuaian explant /donor tanaman yang dipergunakan .
Teknik kultur jaringan pada saat ini semakin populer dan merupakan alternatif untuk perbanyakan tanaman yang diperbanyak secara vegetatif.
Teknik ini meliputi metode perbanyakan asexual dengan tujuan utama untuk memperbanyak tanaman yang mempunyai sifat unggul . Kesuksesan dari perbanyakan in vitro ini bergantung pada kemampuan regenerasi tanaman dalam media tumbuh aseptik dan terkendali secara in vitro.
Bandung, 2 Maret 2019 139 kentang.
Keterangan : Gran = Granola, Mar = Margahayu , Atl = Atlantik E1 = Jaringan meristematik , E2 = Shoot tip
Gambar 6. Grafik Persentase tumbuh normal dan abnormal dari jaringan meristematik 3 varietas
Dalam grafik pertumbuhan plantlet tumbuh normal (Grafik 6.) diatas 40% untuk perlakuan varietas, media dan sumber explant. Keberhasilan perbanyakan tanaman secara in konvensional dipengaruhi juga oleh respon kultivar/varietas , jenis explant, perlakuan explant / perlakuan donor explant dan komposisi media tumbuh yang dipergunakan (George et al , 2008; Geier 1990, Lee et al , 2009).
Pengamatan secara visual terlihat persentase abnormal perlakuan dengan konsentrasi tinggi dari antiviral Ribavirin , terlihat % abnormalnya lebih tinggi dan explant meristem (E1) % abnormalnya tinggi untuk varietas Margahayu dan Atlantik .
Hal ini sesuai dengan pendapat Teng (1997) menyatakan bahwa asal explant , komposisi media berperan penting dalam keberhasilan dan pemilihan explant, komposisi media sangat berkaitan erat dengan kemampuan explant untuk beregerasi.
Perbanyakan in konvensional / in vitro memberikan alternatif dalam mengeliminasi penyakit sistemik terutama virus melalui menanaman jaringan meristematik. Teknik ini dapat dikombinasikan dengan penambahan antiviral Ribavirin pada media tumbuh kultur.
KESIMPULAN
1. Kontaminasi kultur dari tiga varietas disebabkan oleh bakteri atau jamur dengan persentase 20 – 40 %.
2. Persentase explant baik jaringan meristem atau shoot ip 40 – 50 %, rata-rata jumlah tunas 0.20 – 0.93, jumlah buku 0.20 – 3.27 , akar 0.07 – 0.93. 3. Pengamatan secara visual penambahan
antiviral Ribavirin, varietas dan asal explant dari 3 varietas kentang tidak mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan jaringan.
4. Umumnya pertumbuhan dan
Bandung, 2 Maret 2019 140 jaringan meristematik ketiga varietas
kentang.
DAFTAR PUSTAKA
Armini , G.A. Wattimena, L. Winata. 1992. Perbanyakan tanaman dalam bioteknologi tanaman I. Wattimena et al (eds) PAU Bioteknologi IPB. Dirjen Dikti Dept P&K, pp12 – 18
Barandiara, X Martin, N. Rodriguez Conda, M.F. Pietro Adi M.j and Pietro A. 1999. An efficient method for callus and shoot regeneration of garlic (Allium sativum L). Hort Sci. 34. 348 – 349.
Bodani A and Chamka J.S. 2010. In vitro sterilization protocol for micropropagation of solanum tuberosum cv. Kufri Himalini . Academia Arena 2 ( 4) pp 24 – 27. Gabriela F.L.ana K. May; Cecilia Pellegrini,
Curvetto F.L. 2006 . Efffect of explants and growth regulators in garlic callus formation and plant regeneration . Plant Cell. Tissue Organ culture 87; 139 – 143.
Gamborg O.L. 1976. Nutrient requirement of suspension culture of soybean root. Cell. Exp. Res. 50 : 151 - 158. George E.F. Hall M.A. and De Klerk G.J.
2008. The component of plant tissue culture media I, macro and micro nutrients (eds) George E.F, Hall M.A. and de Klerk G.J. Plant propagation by tissue culture , the background Vol I, 3 rd ed, Springer, Netherlands, p 274 – 338.
Geier, T. 1990. Anthorium . In AmmiratoP.V. D.A. Evans, W.R. Sharp and Y.P.S. Bajaj (eds) . Handbook of plant cell culture ornamental species. Mac. Grow. Hill N.Y. vol 5 ; 228 – 252.
Gunawan L.W. 1988. Teknik kultur tumbuhan . PAU. IPB Bogor. 252 pp Hamidah M, A.G. Karim and P.C. Debergh. 1997. Somatic embriogenesis and plant regeneration Anthorium scherzerianum. Plant cel tissue and organ culture 49 ; 23 – 27. Haque, M.E. and Mansfied, J.W. 2004.
Effect of genotype and explant age on callus induction and
subsequent plant
regeneration from root derived callus of indica rice genotypes. Plant cell tissue org. cult. Vol 78 ,pp 217 – 223.
Kapoor R. Nasrin S.A. , Mahmood Z and Mujib A. 2011. Establishment of efficient method for callus culture and shoot regeration of local indian garlic (var. Yamum safed). J. of Ecobio Tech. 3 (120); 14 – 17 Kamstaityte. D and Stanys . 2004
Micropropagaion of onion (Allium cepa L). Acta Univ. Latv. Biol.
676; 173 -176
Khar. A, R.D Bhutani, N. Yadau, V.K. Chawdhury. 2005. Effect of explants and genotype on callus culture and regeneration in oion (Allium cepa L ). Akademiz Univ. ziraat. Fak Dergisi ; 18 (3) 397 – 401.
Koch M. Tanami Z and Salomon R. 1995. Improveed regeneration of shoot from garlic callus Hport Sci 3 0 ; 378 – 389.
Lee S.Y. Kim H.H. Kim Y.K. Park N.I. and Park S.U. 2009 . Plant regeneration of garlic (Allium sativum l) via somatic embryogenesis .Sci. Res. Essaay. Vol 4 (13) 1569 – 1574. Moriconi , D Conci V.C. Nome S.F. 1990.
Rapid multiplication of garlic (Allium sativum L) in vitro Phyton 51 ; 145 – 151
Naik P.S. and Chandra R. 1993. Use of tissue culture tecnique in crop improvement with special
Bandung, 2 Maret 2019 141 reference to potato – CPRI Shinla ,
10 pp
Noiton D, Vine J.H. and Mullins M.G. 1992. Effect of serial sub culture in vitro on the endogenous level s IAA and Absisic acid and root ability in micro cutting of jonathan apple . Plant growth regulator 11 ; 337 – 383. Roksana R, M.F. Alam, R. Islam and M.M
Hosain 2002. In vitro bulblet formation from shoot apex in garlic ( Allium Sativum L). Plant tissue culture 12 ; 11 -17
Shen X;m.E. kane and J Chen . 2008. Effet of genotype explants source and plant growth regulators on indirect
shoot organogenesis in
Dieftenbachia cultivars. In vitro Cell Dev. Plant. 44 ; 282 – 288 Teng, W. I. 1997. Regeneration of
Anthorium Adventitious shoot using liquid or raft culture. Plant Cell Tissue and organ culture. 49 ; 153- 156
Walkey. D.G.A.; Webb M.J.W. Bold C.J. Miller A. 1987. Production of virus free garlic ( Allium sativum L) and Shallots (Allium ascolonicum L) by meristem tip culture. J. Hort. Sci. 62 : 211 – 219. Welander M. 1985. In vitro shoot and root
formation in apple cultivarsAkero. Annals Botany 55 ; 249 – 261.
