Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Proliferasi dan Regenerasi Gandum (Triticum Aestivum L.) Genotipe R-043

(1)

1

PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-043

PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT

(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043

Oleh:

Leonardus Bayu Wicaksono 512007008

SKRIPSI

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

Program Studi Agroekoteknologi

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS

(2)

ii

PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT

(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043

SKRIPSI

Oleh:

Leonardus Bayu Wicaksono

512007008

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

Disetujui oleh,

Disahkan oleh, Pembimbing I

(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)

Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis

(Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M.) Pembimbing II

(3)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI

Yang bertanda tangan dibawah ini,

Nama : Leonardus Bayu Wicaksono NIM : 512007008

Program Studi : Agroekoteknologi

Fakultas : Pertanian dan Bisnis , Universitas Kristen Satya Wacana

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi, Judul :

Yang dibimbing oleh :

1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. 2. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P. Adalah benar hasil karya saya.

Di dalam laporan skripsi ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis atau sumber aslinya.

Salatiga, Juni 2012

(4)

iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Leonardus Bayu Wicaksono NIM : 512007008

Program Studi : Agroekoteknologi Fakultas : Pertanian dan Bisnis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada UKSW Hak bebas royalty non-eksklusif (non-exclucive royalty free right) atas karya ilmiah skripsi saya berjudul:

beserta perangkat yang ada (jika perlu).

Dengan hak bebas royalty non-eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan, mengalihmedia/mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, merawat dan mempublikasikan skripsi saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Salatiga

(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)

Pembimbing II

(5)

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Kasih Karunia, Anugerah, Perkenanan dan berkatNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini dengan baik dan lancar.

Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pertanian Strata-1 di Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Skripsi ini dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik atas bantuan dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M., sebagai Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

2. Dr. Ir. Bistok H S, M.Si., sebagai Ketua Program Studi Agroekoteknologi Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. 3. Dr. Ir. Endang Pudjihartati M.S., dan Dr. Ir. Nugraheni Widyawati M.P.,

sebagai Pembimbing I dan II dalam Skripsi ini.

4. Dr. Ir. Suprihati M.S, selaku wali studi, yang telah membina dan bimbingan selama penulis menjadi mahasiswa.

5. Bapak ibu dosen Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana yang telah mengajar dan mendidik penulis selama dibangku perkuliahaan.

6. Bapak dan ibu serta adik-adikku tercinta yang telah memberikan dorongan serta doa yang sangat luar biasa dalam penyelesaian skripsi ini. 7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

(6)

vi

Penulis menyadari bahwa isi dari Skripsi ini belum seluruhnya sempurna. Namun, penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua pihak yang menggunakannya.

Salatiga, Juni 2012

(7)

vii ABSTRAK

Penelitian tentang proliferasi dan regenerasi gandum genotipe R-043 telah dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Universitas Kristen satya Wacana Salatiga pada September 2010 hingga Maret 2011. Penelitian ini bertujuan untuk : (a) mengetahui konsentrasi 2,4-D serta kondisi gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (b) menentukan konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap dan terang) yang tepat terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (c) mengetahui pengaruh komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum galur R-043, (d) menentukan komposisi media yang tepat untuk membentuk planlet dalam regenerasi.

Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap proliferasi 6 perlakuan yang dilakukan adalah 2,4-D (2,5; 3,0; dan 3,5 mg/l) dan kondisi inkubasi gelap/terang saat induksi kalus primer . Pada tahap regenerasi perlakuan yang diberikan adalah 4 komposisi media dengan auksin dan sitokinin.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok sebagai rancangan dasarnya. Pada tahap proliferasi menggunakan 4 ulangan, sedangkan regenerasi dengan 6 ulangan. Data hasil pengamatan yang diperoleh, dianalisis menggunakan metode sidik ragam dan menguji antar perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan selang kepercayaan 95%.

Hasil Penelitian menunjukkan bahwa tahap proliferasi pada inkubasi gelap memberikan diameter kalus, skor serta waktu proliferasi yang lebih baik dari pada kondisi inkubasi terang. Pada Tahap regenerasi, semua kombinasi perlakuan BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, dan Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, mampu memacu ES membentuk Planlet dan pucuk, tetapi media dengan komposisi BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA yang memberikan hasil paling baik.

(8)

viii ABSTRACT

This study about proliferation and regeneration of wheat genotype R-043 have been done in laboratory of Tissue Culter, Satya Wacana Christian University on september 2010 until March 2011. This study aims to determine the effect of: (a) the concentration of 2,4-D as well as dark or light conditions for callus proliferation wheat genotypes of R-043, (b) 2,4-D concentrations and incubation conditions (dark and light) the right to callus proliferation wheat genotypes R-043, (c) influence the composition of plant growth regulators auxin and cytokinin in the regeneration of plantlets to produce wheat strains R-043, (d) the composition of the media the right to form plantlets in regeneration.

This study consists of the proliferation and regeneration. In the proliferative phase of 6 treatments of 2,4-D concentration (2.5 ; 3.0 and 3.5 mg / l) and incubation conditions of dark/light primary callus induction time. In the regeneration stage of 4 treatments best composition of the media between\n auxin and cytokinin to the regeneration.

This study using the basic design of a Randomized Complete Block Design. For proliferation was repeated 4 times, while regeneration was repeated by 6 times. Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to determine differences between treatments used test Honestly Significant Difference (HSD) 95%.

The result of this study showed that proliferation in the dark condition give the best result of callus diameter, callus score and time of proliferation than in light condition. In regeneration, combination and treatments of BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, and Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Somatic embryos are able to stimulate the regeneration phase to form complete plantlets and shoots, the optimum composition is only BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA and BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA showed maximum number or percentage of planlets and shoots.

(9)

ix

RINGKASAN

Tanaman gandum merupakan salah satu komoditas yang sangat penting dalam industri makanan di Indonesia, sebagian besar kebutuhan bahan dasar gandum masih di impor. Salah satu cara untuk pemenuhan kebutuhan gandum nasional adalah dengan budidaya gandum untuk menghasilkan varietas gandum baru guna memenuhi kebutuhan gandum nasional. Teknologi yang dapat digunakan untuk menghasilkan varietas baru sangat beragam salah satunya menggunakan bioteknologi, dimana cara ini memerlukan teknik kultur jaringan. Aplikasi teknik kultur jaringan, sering menghadapi kendala pada tahap proliferasi dan regenerasi karena setiap eksplan memiliki respon yang berbeda-beda terhadap perlakuan yang diberikan.

Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap proliferasi ingin diketahui pengaruh konsentrasi 2,4-D serta kondisi inkubasi gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotip R-043, dan Untuk mengetahui konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap atau terang) yang tepat terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi ingin diketahui pengaruh dan komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin yang tepat dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum genotipe R-043.

(10)

x

(11)

xi

SUMMARY

Wheat crop is one of the most important commodities in the food industry in Indonesia, most the basic material of wheat needs are still on imported. One of the way to get the national wheat producess are with the cultivation of wheat crop to produce the new variety of wheat. The technology can be used to produce new varieties are very diverse one using biotechnology, which means it requires a tissue culture techniques. Application of tissue culture techniques, often face constraints on the stage of proliferation and regeneration for each explant has a different response to the treatment given.

The study consisted of proliferative phase and stage of regeneration. At the stage of proliferation want to know the influence of the concentration of 2,4-D and incubation conditions (light and dark) to callus proliferation of wheat genotype R-043, and also want to know the exact of the concentration of 2,4-D and incubation condition (light and dark) to callus proliferation with the same genotype. At the stage of regeneration want to know the influence and the exact of compotition auxin and cytokinin in regeneration process to get the plantlets of wheat genotype R-043.

Basic medium of the both stage in this experiment is MS medium (Murashige & Skoog). Explants used in the form of primary callus of wheat genotype R-043. Both phases of this study using the basic design of a Randomized Complete Block Design. Proliferation stage consists of 6 treatments are 2,5 mg/l 2,4-D light, 3,0 mg/l 2,4-D light, 3,5 mg/l 2,4-D light, 2,5 mg/l 2,4-D dark, 3,0 mg/l 2,4-D dark and 3,5 mg/l 2,4-D dark and each treatment was repeated 4 times, while the regeneration stage consists of 4 treatments are BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l and each treatments was repeated 6 times. Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to determine differences between treatments used test Honestly Significant Difference (HSD) 5%.

(12)

xii

(13)

xiii DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL PENELITIAN SKRIPSI ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI... iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI... iv

KATA PENGANTAR... v

BAB II KERANGKA TEORITIS 2.1. Tinjauan Pustaka ... 6

2.1.1. Tanaman Gandum ... 6

2.1.2. Eksplan pada Kultur Jaringan Tanaman ... 7

2.1.3. Perkembangan Eksplan pada Kultur Kalus . 7 2.1.4. Proliferasi... 8

2.1.5. Regenerasi... 9

2.2. Hipotesis Penelitian ... 9

(14)

xiv

BAB III METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian ... 13

3.2. Rancangan Penelitian dan Perlakuan... 13

3.2.1. Rancangan Penelitian Proliferasi... 13

3.2.2. Rancangan Penelitian Regenerasi... 14

3.3. Pengamatan 3.3.1. Pengamatan Utama ... 14

3.3.2. Pengamatan Selintas ... 15

3.4. Analisis Data ... 15

3.5. Alat dan Bahan Penelitian 3.5.1. Alat Penelitian ... 15

3.5.2. Bahan Penelitian ... 15

3.6. Prosedur Pelaksanaan Penelitian 3.6.1. Pembuatan Stock ... 16

3.6.2. Pembuatan Media ... 16

3.6.3. Sterilisasi Media ... 16

3.6.4. Proliferasi Kalus... 16

3.6.5. Regenerasi Kalus... 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengamatan Selintas 4.1.1. Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo dan Total ES Hasil Proliferasi... ₁₈

4.1.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per Eksplan... 19

4.2. Pengamatan Utama 4.2.1. Diameter Kalus Hasil Proliferasi... 19

4.2.2. Waktu Proliferasi... 21

4.2.3. Skor ES Hasil Proliferasi... 22

4.2.4. REGENERASI... 23

(15)

xv

5.2. Saran... 26

BAB VI DAFTAR PUSTAKA 27

(16)

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Tabel Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo

dan Total ES Hasil Proliferasi... ₁₈

Tabel 4.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per Eksplan... 19

Tabel 4.3. Diameter Kalus Hasil Proliferasi... 21

Tabel 4.4. Waktu Proliferasi... 22

Tabel 4.5. Skor ES Hasil Proliferasi... 23

(17)

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Model Hipotesis Proliferasi... 4

Gambar 1.2. Model Hipotesis Regenerasi... 5

(18)

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Analisi Diameter Kalus... 30

Lampiran 2. Analisis Waktu Proliferasi... 31

Lampiran 3. Analisis Skor kalus hasil Proliferasi... 32

Lampiran 4. Analisis Persentase Pembentukan Planlet... 33

Lampiran 5. Analisis Persentase Pembentukan Pucuk... 34

Lampiran 6. Amalisis Persentase Pembentukan Spot hijau + akar... 35

Lampiran 7. Analisis Persentase Pembentukan Spot Hijau 36 Lampiran 8. Analisis Persentase Pembentukan Akar... 37

Lampiran 9. Analisis Waktu Regenerasi... 38

Lampiran 10. Gambar ES Gandum Genotipe R-043... 39

Lampiran 11. Gambar Planlet dan Pucuk... 40