REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-039 DAN DEWATA

(1)

REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-039 DAN DEWATA

REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF WHEAT (Triticum aestivum L.) GENOTYPES R-039 AND DEWATA

Oleh:

ENDAH HESTININGRUM NIM: 512008007

SKRIPSI

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis guna memenuhi

sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

2014

FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

(2)

(3)

(4)

(5)

i

Oleh:

SKRIPSI

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis guna memenuhi

sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

2014

FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

(6)

ii

Oleh:

SKRIPSI

Skripsi ini telah disetujui dan dipertahankan dihadapan sidang penguji pada tanggal :

___30 Januari 2014___

Salatiga, 10 Februari 2014 Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana

Mengetahui,

Pembimbing I Dekan

Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto, M.M. Pembimbing II

(7)

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI Yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Endah Hestiningrum

NIM : 512008007

Program Studi : Agroekoteknologi

Fakultas : Pertanian dan Bisnis, Universitas Kristen Satya Wacana menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi, Judul:

REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-039 DAN DEWATA Yang dibimbing oleh:

1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. 2. Ir. Djoko Murdono, 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 akui seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis atau sumber aslinya.

Salatiga, 10 Februari 2014

(8)

iv ABSTRAK

Endah Hestiningrum (512008007)

Pembimbing: Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. dan Ir. Djoko Murdono, M.P.

REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-039 DAN DEWATA REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF

WHEAT (Triticum aestivum L.) GENOTYPES R-039 AND DEWATA Skripsi, 2014, 74 halaman

Gandum (Triticum aestivum L.), Regenerasi, Sorbitol, Respon Salinitas

Hasil dari induksi variasi somaklonal yang diperoleh perlu diregenerasikan dan di uji respon. Tujuan dari penelitian regenerasi adalah mengetahui pengaruh sorbitol terhadap regenerasi embrio somatik (ES) primer, ES kuartener (ESK) dan ES varian somaklonal (ESVS) dan mendapatkan komposisi media regenerasi yang mampu menghasilkan planlet pada genotipe R-039 dan Dewata. Penelitian uji respons bertujuan untuk mengetahui respons planlet gandum non varian somaklonal dan varian somaklonal. Dalam penelitian ini terdiri dari dua tahap, yaitu tahap regenerasi dan tahap uji respon yang keduanya menggunakan RAK dan analisis sidik ragam dengan uji BNJ 5%. Pada tahap regenerasi terdiri dari 12 perlakuan dan 9 ulangan. Perlakuan berupa 2 genotipe gandum, 3 macam eksplan dan 2 macam media. Tahap uji respons terdiri dari 6 perlakuan dan 14 ulangan, perlakuannya berupa planlet dari eksplan ESP yang dikultur di media dengan 3 konsentrasi NaCl (0 mM, 150 mM, dan 250 mM). Hasil penelitian menunjukkan sorbitol tidak berpengaruh nyata terhadap regenerasi planlet berdasarkan persentase ES yang telah berdiferensiasi menjadi planlet, pucuk, akar dan bintik hijau. Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan diperoleh planlet dan pucuk hanya di eksplan ESP dengan media I. Respons toleransi salinitas planlet gandum yang berasal dari ESP menunjukkan bahwa genotipe R-039 termasuk kategori “Sangat Peka” di media 150 mM NaCl dan “Sangat Peka” di media 250 mM NaCl, sedangkan Dewata termasuk kategori “Peka” di media 150 mM NaCl dan “Sangat Peka” di media 250 mM NaCl.

Disetujui oleh,

Pembimbing I Pembimbing II

(9)

v ABSTRACT

Endah Hestiningrum (512008007)

Supervisor: Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S. and Ir. Djoko Murdono, M.P.

REGENERASI DAN UJI RESPON TOLERANSI TERHADAP NaCl PADA GANDUM (Triticum aestivum L.) GENOTIPE R-039 DAN DEWATA REGENERATION AND NaCl TOLERANCE RESPONSE TESTING OF

WHEAT (Triticum aestivum L.) GENOTYPES R-039 AND DEWATA

Thesis, 2014, 74 page

Wheat (Triticum aestivum L.), Regeneration, Sorbitol, Salinity Response

The result of the induction of somaclonal variation obtained needs to be regenerated and tested the response. The purpose of regeneration research was to determine the effect of sorbitol toward regeneration of primary somaic embryos, quartenary somatic embryos, and somatic embryos somaclonal variants get a regeneration medium composition capable of producing planlets on the genotype of R-030 and Dewata. The purpose of response testing to determine the response of wheat plantlets non somaclonal variants and somaclonal variants. This study consisted of two phases, namely the regeneration phase and the response test which both use RCBD and analysis of variance to test HSD 5%. The regeneration phase consisted of twelve treatments and nine replications. The treatment consist of two wheat genotypes, three kinds of explants, and two kinds of media (without and with sorbitol). Response test phase consisted of six treatments and fourteen replications, treatment in the form of ESP explants cultured in medium with three concentrations of NaCl (0 mM, 150 mM, and 250 mM). Result of research showed that sorbitol is no significant effect on the regeneration of plantlets by the percentage of somatic embryos which into plantlets, shoots, roots and green spots. Based on the research that has been done obtained plantlets and shoot only on explants of PSE with medium I. The response of the salinity tolerance of wheat plantlets derived from the ESP showed that genotype R - 039 are "Highly Sensitive" in the media 150 mM NaCl and "Highly Sensitive" in the media 250 mM NaCl , while Dewata are "Sensitive" in the media 150 mM NaCl and "Highly Sensitive" in the media 250 mM NaCl.

Approved by ,

Supervisor I Supervisor II

(10)

vi RINGKASAN

Penelitian mengenai regenerasi dan uji respons dilaksanakan pada bulan Januari 2012 sampai dengan bulan September 2012 di Laboratorium Fisiologi dan Kultur Jaringan Fakultas Pertanian dan Bisnis, UKSW. Percobaan terdiri dari 2 tahap yaitu regenerasi dan uji respon. Regenerasi dan uji respons dilakukan dengan rancangan percobaan Rancangan Acak Kelompok. Analisis data pengamatan utama menggunakan analisis sidik ragam dan untuk mengetahui pengaruh antar perlakuan menggunakan uji BNJ pada taraf 5%.

Percobaan regenerasi terdiri dari 12 perlakuan dan 9 ulangan. Adapun perlakuan terdiri dari 2 macam genotipe (R-039 dan Dewata), 3 macam eksplan (Embrio Somatik Primer (ESP), Embrio Somatik Kuartener (ESK) dan Embrio Somatik varian Somaklonal (ESVS)) dan 2 macam media (tanpa sorbitol (MS+0,2 g/l Casein Hydrolisate+ 4mg/l BAP+ 0,1 mg/l IAA) dan dengan penambahan 20 g/l sorbitol). Percobaan uji respon terdiri dari 6 perlakuan dan 14 ulangan. Pengamatan yang dilakukan meliputi: jumlah anakan, jumlah anakan hidup, jumlah anakan mati dan kategori respon. Eksplan yang digunakan adalah planlet non varian somaklonal dan varian somaklonal yang dikultur di media dengan konsentrasi 0 mM NaCl, 150 mM NaCl dan 250 mM NaCl.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa sorbitol tidak berpengaruh nyata terhadap regenerasi planlet berdasarkan persentase ES yang telah berdiferensiasi menjadi planlet, pucuk, akar dan bintik hijau. Selama proses regenerasi eksplan juga membentuk embrio somatik yang baru (proliferasi) dan sampai pada batas akhir regenerasi masih terdapat embrio somatik yang belum berdiferensiasi pada seluruh perlakuan. Planlet dan Pucuk hanya diperoleh dari eksplan ESP gandum genotipe R-039 dan Dewata dengan media I.

Respon toleransi salinitas planlet gandum yang berasal dari ESP menunjukkan bahwa genotipe R-039 termasuk kategori “Sangat Peka” di media 150 mM NaCl dan di media 250 mM NaCl, sedangkan Dewata termasuk kategori “Peka” di media 150 mM NaCl dan “Sangat Peka” di media 250 mM NaCl.

(11)

vii SUMMARY

Rearch on the regeneration and response test was conducted in January 2012 until September 2012 at the Laboratory of Physiology and Tissue Culture, Faculty of Agriculture and Business SWCU. The experiment consists of two phases, namely the regeneration and test response. Regeneration and response tests carried out with Randomized Complete Block Design (RCBD). Analysis of the main observational data using analysis of variance (ANOVA) and to determine the effect between treatments using Honestly Significant Difference test (HSD) at 5% level .

Regeneration experiment consisted of twelve treatments and nine replications. The treatment consists of two different genotypes (R - 039 and Dewata), three kinds of explants (Primary Somatic Embryos (PSE), Quaternary Somatic Embryos (QSE) and Somatic Embryos Somaclonal Variants (SESV)) and two kinds of media (without sorbitol (MS+ 0.2 g/l Casein Hydrolysate+ 4 mg/l BAP+ 0.1 mg/l IAA) and with the addition of 20 g/l sorbitol). The experiments testing the response consists of six treatments and fourteen replications. The observations made include: the number of tillers, number of live tillers, number of tillers die and response categories. The explants used are planlets of non variants somaclonal and somaclonal variants were cultured in medium with a concentration of 0 mM NaCl, 150 mM NaCl and 250 mM NaCl.

Results showed that the sorbitol no significant effect on the regeneration of plantlets by the percentage of SE which has to be plantlets, shoots, roots and green spots. During the process of regeneration of explants forming the new somatic embryos also (proliferation) and somatic embryos are undifferentiated. Plantlets and shoots only ESP explants derived from wheat genotypes R-039 and Dewata with medium I.

The response of the salinity tolerance of wheat plantlets derived from the ESP showed that genotype R - 039 are "Highly Sensitive" in the media 150 mM NaCl and "Highly Sensitive" in the media 250 mM NaCl , while the Dewata are "Sensitive" in the media 150 mM NaCl and "Highly Sensitive" in the media 250 mM NaCl.

(12)

viii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas kasih karunia, anugerah 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. 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 Ir. Djoko Murdono, M.P., sebagai pembimbing I dan II dalam penelitian skripsi ini.

4. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P., selaku wali studi yang telah membina dan membimbing selama penulis menjadi mahasiswa.

5. Bapak/ibu dosen Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana yang telah mengajar dan mendidik penulis selama di bangku perkuliahan.

6. (Alm) papa, mama dan saudara/i tercinta atas dukungan moril dan material selama menempuh pendidikan dan menyelesaikan skripsi di Universitas Kristen Satya Wacana.

7. Teman-teman angkatan 2008 untuk semua kebersamaan baik selama menempuh pendidikan maupun menyelesaikan skripsi.

(13)

ix

8. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah membantu dalam skripsi ini.

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

Salatiga, 10 Februari 2014

(14)

x DAFTAR ISI

Halaman

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PENGESAHAN ... ii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI ... iii

ABSTRAK ... iv

ABSTRACT ... v

RINGKASAN ... vi

SUMMARY ... vii

KATA PENGANTAR ... viii

DAFTAR ISI ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR GAMBAR ... xiii

DAFTAR LAMPIRAN ... xiv BAB 1. PENDAHULUAN ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Latar Belakang ... Error! Bookmark not defined. 1.2. Tujuan Penelitian... Error! Bookmark not defined. 1.2.1. Penelitian Regenerasi ... Error! Bookmark not defined. 1.2.2. Penelitian Uji Respon ... Error! Bookmark not defined. 1.3. Signifikansi Penelitian... Error! Bookmark not defined. 1.4. Batasan Masalah ... Error! Bookmark not defined. 1.5. Model Hipotetik ... Error! Bookmark not defined. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. 2.1. Tinjauan Pustaka ... Error! Bookmark not defined.

2.1.1. Regenerasi Tanaman Gandum secara In Vitro dan Penggunaan Sorbitol pada Media... Error! Bookmark not defined.

2.1.2. Respon Tanaman terhadap Cekaman Salinitas.Error! Bookmark not defined. 2.2. Hasil Percobaan Pendahuluan ... Error! Bookmark not defined.

2.2.1. Media I (Media no. 8) ... Error! Bookmark not defined. 2.2.2. Media II (Media no. 12) ... Error! Bookmark not defined. 2.3. Hipotesis ... Error! Bookmark not defined. 2.3.1. Regenerasi ... Error! Bookmark not defined.

(15)

xi

2.3.2. Uji Respon ... Error! Bookmark not defined. 2.4. Definisi dan Pengukuran Variabel ... Error! Bookmark not defined. 2.4.1. Regenerasi ... Error! Bookmark not defined. 2.4.2. Uji Respon ... Error! Bookmark not defined. BAB 3. METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN ... Error! Bookmark not defined.

3.1. Waktu dan Tempat Pelaksanaan ... Error! Bookmark not defined. 3.2. Metodelogi Penelitian ... Error! Bookmark not defined. 3.2.1. Regenerasi ... Error! Bookmark not defined. 3.2.2. Uji Respon ... Error! Bookmark not defined. BAB 4. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASANError! Bookmark not defined.

4.1. Regenerasi ... Error! Bookmark not defined.

4.1.4. Waktu Pembentukan Bintik Hijau, Akar, Pucuk dan PlanletError! Bookmark not defined. 4.1.5. Persentase ES Mati (ESMati) ... Error! Bookmark not defined.

4.1.3. Persentase Pertambahan Embrio SomatikError! Bookmark not defined. 4.1.6. Persentase Embrio Somatik yang Diferensiasi (ESDif)

Terbentuk Planlet(ESPl), Pucuk(ESPc), Bintik Hijau(ESBH),

Akar(ESA). ... Error! Bookmark not defined.

4.1.7. Persentase Embrio Somatik yang Belum Diferensiasi dalam

Tahap Globular(ESG), Heart Shape (ESHS) dan Torpedo(ESTor).Error! Bookmark not defined.

4.2. Uji Respon ... Error! Bookmark not defined.

4.2.1. Jumlah Anakan, Anakan Hidup dan Anakan MatiError! Bookmark not defined. 4.2.2. Waktu Anakan Terbentuk dan Anakan MatiError! Bookmark not defined. 4.2.3. Kategori Respon Toleransi ... Error! Bookmark not defined.

BAB 5. KESIMPULANDASARAN ... Error! Bookmark not defined. 5.1. Kesimpulan ... Error! Bookmark not defined. 5.2. Saran ... Error! Bookmark not defined. DAFTAR PUSTAKA ... Error! Bookmark not defined. LAMPIRAN

(16)

xii

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Pengaruh tingkat salinitas terhadap tanaman (Follet et al., 1981

lihat Sipayung, 2003) ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.1. Perlakuan Regenerasi ... Error! Bookmark not defined. Tabel 3.2. Perlakuan Uji Respon ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.1. Waktu Pembentukan Bintik Hijau, Akar, Pucuk, dan PlanletError! Bookmark not defined. Tabel 4.2. Persentase ESMati ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.3. Persentase Pertambahan Embrio Somatik (ES)Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.4. Persentase ESDif terbentuk Planlet (ESPl), Pucuk (ESPc), Bintik

Hijau (ESBH) dan Akar (ESA) ... Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.5. Embrio Somatik Total, Persentase Embrio Somatik Belum Diferensiasi (ESBD), Embrio Somatik dalam Tahap Globular

(ESG), Heart Shape (ESHS), dan Torpedo (ESTor) Error! Bookmark not defined.

Tabel 4.6. Jumlah Anakan, Anakan Hidup, dan Anakan MatiError! Bookmark not defined.

Tabel 4.7. Waktu Pembentukan Anakan dan Anakan MatiError! Bookmark not defined.

(17)

xiii

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1.1. Model Hipotetik Regenerasi dan Uji Respon Gandum Toleran

Salinitas ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 1. Skema Tata Letak Penelitian RegenerasiError! Bookmark not defined.

Gambar 3. 2. Skema Perlakuan Regenerasi ... Error! Bookmark not defined. Gambar 3. 3. Skema Tata Letak Penelitian Uji ResponError! Bookmark not defined.

(18)

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Macam Komposisi Media yang Dicoba untuk Penelitian

Regenerasi ... Error! Bookmark not defined.

Lampiran 2. Gambar Tahap Perkembangan Regenerasi Gandum Error! Bookmark not defined. Lampiran 3. Gambar Perlakuan Uji Respon Planlet GandumError! Bookmark not defined. Lampiran 4. Analisis Sidik Ragam dan Uji BNJ 5% terhadap Persentase

Pertambahan Embrio Somatik .... Error! Bookmark not defined. Lampiran 5. Analisis Sidik Ragam dan Uji BNJ 5% terhadap Persentase

Embrio Somatik Terbentuk Planlet (ESPl)Error! Bookmark not defined.

Lampiran 6. Analisis Sidik Ragam dan Uji BNJ 5% terhadap Persentase

Embrio Somatik Terbentuk Pucuk (ESPc)Error! Bookmark not defined.

Embrio Somatik Terbentuk Bintik Hijau (ESBH)Error! Bookmark not defined.

Embrio Somatik Terbentuk Akar (ESA)Error! Bookmark not defined.

Embrio Somatik Berbentuk Globular (ESGlo)Error! Bookmark not defined.

Embrio Somatik Berbentuk Heart Shape (ESHS)Error! Bookmark not defined.

Embrio Somatik Berbentuk Torpedo (ESTor)Error! Bookmark not defined.

Lampiran 12. Analisis Sidik Ragam dan Uji BNj 5% terhadap Jumlah Anakan ... Error! Bookmark not defined. Lampiran 13. Analisis Sidik Ragam dan Uji BNJ 5% terhadap Jumlah

Anakan Hidup ... Error! Bookmark not defined. Lampiran 14. Analisis Sidik ragam dan Uji BNJ 5% terhadap Jumlah Anakan

Mati ... Error! Bookmark not defined. Lampiran 15. Rata-rata Persentase Anakan HidupError! Bookmark not defined.

Lampiran 16. Persentase Eksplan yang Mampu Membentuk AnakanError! Bookmark not defined. Lampiran 17. Jumlah Kategori Nilai Skor Perlakuan R1Error! Bookmark not defined.

(19)

xv

Lampiran 19. Jumlah Kategori Nilai Skor Perlakuan R3Error! Bookmark not defined. Lampiran 20. Jumlah Kategori Nilai Skor Perlakuan R4Error! Bookmark not defined. Lampiran 21. Jumlah Kategori Nilai Skor Perlakuan R5Error! Bookmark not defined. Lampiran 22. Jumlah Kategori Nilai SKor Perlakuan R6Error! Bookmark not defined. Lampiran 23. Penetapan Kategori Respon ToleransiError! Bookmark not defined.