Laporan Praktikum Bioteknologi Tanaman

STERILISASI ORGAN DAN JARINGAN TANAMAN

Disusun Oleh:

Dolpina A Ratissa

A34070051

Dosen Pengajar:

Dr. Ir. Ni Made Armini Wiendi. MS

 DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

INSITITUT PERTANIAN BOGOR

2010

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Segala mahluk hidup yang hidup di dunia ini terbentuk dari sel. Melalui suatu proses sel tersebut berkembang menjadi suatu organ maupun jaringan. Salah satu mahluk hidup tersebut ialah tumbuhan. Jaringan tumbuhan merupakan kumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama atau bentuk yang sama namun fungsinya berbeda. Semua jaringan tumbuhan umunya dibagi menjadi 2 tipe yaitu jaringan merismetik dan jaringan permanen. Jaringan merismetik (muda) dan jaringan permanen (dewasa) bersama-sama membentuk organ-organ tumbuhan yaitu : akar, batang, daun, dan organ reproduksi (bunga, buah, dan biji) yang keseluruhannya merupakan tubuh tumbuhan (angiospermae) (Parlan 1995).  Jaringan tumbuhan berasal dari pembesarn dan diferinsiasi sel-sel.  Pembesaran dan diferensiasi sel-sel terorganisasi menjadi jaringan dan kumpulan jaringan membentuk organ-organ, selanjutnya kumpulan organ membentuk sistem organ dan menjadi tubuh tumbuhan dan hewwan bersel banyak (multiseluler) (Amin 1994).  Tanaman yang akan dijadikan eksplan dalam kultur jaringan harus steril atau bebas dari mikroorganisme yang merugikan seperti cendawan, bakteri, virus maupun nematoda.  Tanaman yang disterilisasikan dapat berupa organ, jaringan, organ generatif, maupun tanaman utuh.

Tujuan

Sterilisasi organ dan jaringan tanaman bertujuan untuk menghilangkan atau membuat tanaman bebas dari gangguan mikrooganisme yang dapat mengganggu perkembangan tanaman dengan menggunakan berbagai bahan tanpa mematikan organ dan jaringan tanaman.

Tinjaun Pustaka

Jaringan tumbuhan merupakan kumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama atau bentuk yang sama namun fungsinya berbeda. Semua jaringan tumbuhan umunya dibagi menjadi 2 tipe yaitu jaringan merismetik dan jaringan permanen. Jaringan merismetik (muda) dan jaringan permanen (dewasa) bersama-sama membentuk organ-organ tumbuhan yaitu : akar, batang, daun, dan organ reproduksi (bunga, buah, dan biji) yang keseluruhannya merupakan tubuh tumbuhan (angiospermae) (Parlan 1995).  Jaringan tumbuhan berasal dari pembesarn dan diferinsiasi sel-sel.  Pembesaran dan diferensiasi sel-sel terorganisasi menjadi jaringan dan kumpulan jaringan membentuk organ-organ, selanjutnya kumpulan organ membentuk sistem organ dan menjadi tubuh tumbuhan dan hewan bersel banyak (multiseluler) (Amin 1994).

Menurut Novi Syatria tahun 2009, Eksplan merupakan bagian tanaman yang akan ditanam. Ekpslan bisa berupa biji, tunas pucuk atau tunas samping, batang yang bermata tunas, potongan daun atau akar, dan umbi. Salah satu tahap terpenting dalam kuljar adalah proses inisiasi awal yaitu bagaimana memasukan/menanam eksplan ke dalam botol. Proses ini sangat penting karena terkadang tidak gampang mendapatkan tanaman steril yang berkembang dalam botol.  Tanaman yang steril adalah adalah tanaman yang bebas dari berbagai OPT seperti cendawan, bakteri dan virus yang dapat menggangu perkembangan tanaman.

Menurut Sinaga (2006) cendawan merupakan kelompok organisme yang termasuk kingdom tumbuh-tumbuhan yan tidak berhijau daun, berinti sejati, berspora, dan umumnya berproduksi  secara seksual dan aseksual. Cendawan berukuran mikrokopis hingga makrokopis, bersel tunggal hinggamultiseluler, termasuk mikroorganisme/makroorganisme yang membntuk spora membentuk struktur negatif yang berbentuk benang yang bercabang-cabang.

Oleh karena itu untuk mendapatkan suatu tanaman steril dan dapat berkembang mulai dari eksplan sampai menjadi tanaman sempurna (planlet) perlu dilakukan sterilisasi organ dan jaringan tanaman. Selain organ dan jaringan tanaman yang harus steril dalam melakukan kultur jaringa, sterilisasi juga harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi juga dilakukan terhadap peralatan, yaitu menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan.  Teknisi atau laboran yang melakukan kultur jaringan juga harus steril.

METODOLOGI

Bahan dan Peralatan

Bahan yang dipergunakan dalam stelisasi organ dan jaringan tanaman yaitu  biji Albazia sp. (Sengon) 10 biji/botol, umbi bawang merah 2-4/ botol, daun cocor bebek 5/botol, Dithane M-45 2 g/l, Agrept 2 g/l, air steril, clorox 30%, clorox 10% dan detergen.  Sedangkan peralatan yang digunakan antara lain laminar flow, cawan petri, bunsen, pinset, scapel, gunting, label, karet, dan plastik.

Metode

Metode  yang dilakukan yaitu biji sengon, umbi bawang yang telah dipotong, mata tunas cocor bebek dengan tukang daun maupun tanpa tulang daun  yang telah diberi air mendidih, Dithane M-45 2 g/l, Agrept 2 g/l didiamkan selama 3 jam. Setelah 3 jam dibilas dengan menggunakan air steril. Kemudian ketiga bahan tersebut diremdam dalam Clorox 30% selama 30 menit sambil digoyang secara terus menerus, setelah 30 menit dipindahkan kedalam botol yang berisi Clorox 10% dan didiamkan selama 10 menit. Setelah 10 menit ketiga bahan tersebut dibilas dengan air steril sebanyak 1 kali kemudian masing-masing di tanaman pada media MS yang telah disedikan sebelumnya dan telah disterilkan.

Biji sengon ditanaman sebanyak 10 biji pada botol A dan 10 biji pada botol B, umbi bawang merah ditaman 2-4 umbi pada botol A dan botol B, sedang mata daun cocor bebek ditanam 5 mata tunas dengan tulang daun pada botol A dan 5 mata tunas tanpa tulang daun pada botol B.

HASIL dan PEMBAHASAN

umur jumlah eksplan steril) jumlah eksplan hidup jumlah eksplan yang membentuk tunas kalus jumlah tunas total/eksplan
SD SD SD SD
1MST 7,69 8,33 3,66 1,08
2 MST 7,96 7,2 6,4 5,56
3 MST 7,37 7,12 6,33 6,07
4MST 7,27 6,43 5,97 6,26
5MST 6,22 6,23 5,98 5,86
6 MST 6,22 6,23 6,17 5,87
7 MST 6,22 6,23 6,17 5,87

Tabel 1.  Data pengamatan sterilisasi organ dan jaringan tanaman pada tanaman Albizia sp.


Umur jumlah eksplan steril jumlah eksplan hidup jumlah eksplan yang membentuk tunas kalus jumlah tunas total/eksplan
SD SD SD SD
1 MST 2,39 2,12 1,72 0,45
2 MST 1,93 1,93 1,73 0,62
3 MST 1,16 1,16 0,89 0,39
4 MST 0,89 0,89 0,29 0,29
5 MST 0,87 0,87 0,29 0,29
6 MST 0,58 0,58 0,29 0,29
7 MST 0,58 0,58 0,29 0,29
8 MST 0,29 0,58 0,29 0,29
9 MST 0 0,58 0,29 0,29
10 MST 0 0,58 0,29 0,29
11 MST 0 0,58 0,29 0,29

Tabel 2.  Data pengamatan sterilisasi organ dan jaringan tanaman pada umbi bawang merah


Umur jumlah eksplan steril jumlah eksplan hidup jumlah eksplan yang membentuk tunas kalus jumlah tunas total/eksplan
SD SD SD SD
1 MST 1,56 1,15 0 0
2 MST 1,15 1,73 0 0
3 MST 0,72 1,3 0 0
4 MST 1,15 1,15 0 0

Tabel 2.  Data pengamatan sterilisasi organ dan jaringan tanaman pada mata tunas daun cocor bebek

Jaringan tumbuhan merupakan kumpulan sel-sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama atau bentuk yang sama namun fungsinya berbeda. Semua jaringan tumbuhan umunya dibagi menjadi 2 tipe yaitu jaringan merismetik dan jaringan permanen.  Jaringan merismetik (muda) dan  jaringan permanen (dewasa) bersama-sama membentuk organ-organ tumbuhan yaitu : akar, batang, daun, dan organ reproduksi (bunga, buah, dan biji) yang keseluruhannya merupakan tubuh tumbuhan (angiospermae) (Parlan 1995).  Jaringan tumbuhan berasal dari pembesaran dan diferinsiasi sel-sel.  Pembesaran dan diferensiasi sel-sel terorganisasi menjadi jaringan dan kumpulan jaringan membentuk organ-organ, selanjutnya kumpulan organ membentuk sistem organ dan menjadi tubuh tumbuhan dan hewan bersel banyak (multiseluler) (Amin 1994). Pada umumnya dalam kultur jaringan tubuh tumbuhan tersebut akan dijadikan sebagai eksplan.

Menurut Novi Syatria tahun 2009, Eksplan merupakan bagian tanaman yang akan ditanam. Ekpslan bisa berupa biji, tunas pucuk atau tunas samping, batang yang bermata tunas, potongan daun atau akar, dan umbi. Salah satu tahap terpenting dalam kultur jaringan adalah proses inisiasi awal yaitu bagaimana memasukan/menanam eksplan ke dalam botol. Proses ini sangat penting karena terkadang tidak gampang mendapatkan tanaman steril yang berkembang dalam botol.  Tanaman yang steril adalah adalah tanaman yang bebas dari berbagai OPT seperti cendawan, bakteri dan virus yang dapat menggangu perkembangan tanaman, dimana pertumbuhan cendawan, bakteri, dan virus lebih cepat dan mudah tumbuh dibandingkan dengan eksplan yang ditanam. Cendawan dan bakteri dapat menyebar melalui udara. Menurut Sinaga (2006) cendawan merupakan kelompok organisme yang termasuk kingdom tumbuh-tumbuhan yan tidak berhijau daun, berinti sejati, berspora, dan umumnya berproduksi  secara seksual dan aseksual. Cendawan berukuran mikrokopis hingga makrokopis, bersel tunggal hingga multiseluler, termasuk mikroorganisme/makroorganisme yang membentuk spora membentuk struktur negatif yang berbentuk benang yang bercabang-cabang.  Oleh karena itu untuk mendapatkan suatu tanaman steril dan dapat berkembang mulai dari eksplan sampai menjadi tanaman sempurna (planlet)  perlu dilakukan sterilisasi organ dan jaringan tanaman. Selain organ dan jaringan tanaman yang harus steril dalam melakukan kultur jaringan, sterilisasi juga harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar flow dan menggunakan alat-alat yang  juga steril. Sterilisasi terhadap peralatan dengan menggunakan etanol yang disemprotkan secara merata pada peralatan yang digunakan.  Teknisi atau laboran yang melakukan kultur jaringan juga harus steril dalam melakukan kultur jaringan.  Dalam percobaan ini, untuk biji tanaman Albizia sp. yang digunakan sebagai eksplan. Nilai standar deviasi jumlah eksplan yang steril dan tetap hidup tiap minggunya mengalami penurunan sedangkan jumlah eksplan yang dapat membentuk tunas kalus mengalami peningkatan pada 2 MST sebesar 6,4 dan 6 MST sebesar 6,17. Begitupula dengan jumlah tunas total/eksplan mengalami peningkatan pada 4 MST sebesar 6,26.  Berdasarkan data dan grafik pengamatan pada umbi bawang, standar deviasi jumlah eksplan steril, hidup, yang dapat membentuk tunas kalus, dan tunas total/eksplan mengalami penurunan tiap minggu.  Selain umbi bawang dan biji Albizia sp. digunakan pula mata tunas daun cocor bebek. Standar deviasi pada jumlah eksplan steril meningkat pada 1 MST sebesar 1,56 dan menurun  pada 3 MST sebesar 0,72. Begitupula dengan standar deviasi jumlah eksplan yang hidup meningkat pada 2 MST sebesar 1,73 dan mengalami penurunan kembali pada 3 MST sebesar 1,3. Sedangkan eksplan yang dapat membentuk tunas kalus tiap minggu tidak mengalami penumbuhan tunas atau tunas tidak terbentuk sehingga jumlah total tunas/eksplan tidak ada.

Penurunan jumlah eksplan yang steril, hidup,  dan dapat membentuk tunas yang terjadi biasanya disebabkan oleh kontaminan. Kontaminan tersebut dapat berasal dari eksplan yang digunakan tidak begitu steril, peralatan yang digunakan tidak steril. Kontaminan yang terjadi pada umumnya disebabkan oleh cendawan dan bakteri.  Cendawan dan bakteri yang tumbuh mengeluarkan suatu toksik yang dapat membunuh dan menghambat pertumbuhan eksplan untuk membentuk tunas.

KESIMPULAN DAN SARAN

Sterilisasi organ dan jaringan tanaman sangatlah penting dalam teknik kultur jaringan untuk mendapatkan tanaman yang dapat tumbuh dan berkembang dalam media yang terbatas.  Tanaman dapat tumbuh dan berkembang harus terhindar dari kontaminasi yang disebabkan oleh cendawan maupun bakteri. Jumlah eksplan yang steril, hidup, dan dapat membentuk tunas pada percobaan ini sebagain besar mengalami penurunan tiap minggunya. Hal ini dikarenakan adanya kontaminasi patogen baik dari cendawan maupun bakteri.

Saran dalam percobaan kali ini, teknik dalam melakukan sterilisasi harus dengan hati-hati dan dilakukan berdekatan dengan nyala api bunsen sehingga tidak terjadi kontaminasi.

INDUKSI PEMBUNGAAN TANAMAN SECARA IN VITRO

Disusun Oleh:

Dolpina A Ratissa

A34070051

 Dosen Pengajar:

Dr. Ir. Ni Made Armini Wiendi. MS

DEPARTEMEN AGRONOMI DAN HORTIKULTURA

FAKULTAS PERTANIAN

INSITITUT PERTANIAN BOGOR

2010

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Bunga merupakan suatu bagian tanaman yang memiliki nilai estetika yang lebih tinggi dibandingkan bagian tanaman yang lainnya.  Pembungaan merupakan proses perubahan morfologi dan fisiologi yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor internal dan eksternal. Kondisi kultur seperti cahaya, suhu dan kelembaban merupakan faktor yang penting. Induksi pembungaan dipengaruhi pertumbuhan organ, status nutrisi, rasio C dengan N, genotip, tipe jaringan, subkultur dan pemotongan akar pada spesies tanaman yang berbeda (Alex 2008).

Proses pembungaan sendiri dapat dilakukan secara in vivo maupun in vitro. Pembungaan secara in vitro yakni melalui proses induksi pembungaan. Penginduksian pembungaan secara in vitro dengan cara memodifikasi media dan lingkungan, dimana media yang digunakan sudah terlebih dahulu dimodifikasi komposisi unsur hara dan zat pengatur tumbuh tanaman sedangkan modifikasi lingkungan dengan cara memodifikasi pencahayaan di dalam suatu ruangan.

Tujuan

Menginduksi atau menumbuhkan pembungaan dari planlet tanaman krisan yang steril dengan memodifikasi komposisi media dan zat pengatur tumbuh dalam media.

Tinjauan Pustaka

Pembungaan merupakan proses perubahan morfologi dan fisiologi yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor internal dan eksternal. Kondisi kultur seperti cahaya, suhu dan kelembaban merupakan faktor yang penting. Induksi pembungaan dipengaruhi pertumbuhan organ, status nutrisi, rasio C dengan N, genotip, tipe jaringan, subkultur dan pemotongan akar pada spesies tanaman yang berbeda (Alex 2008).

Proses pembungaan mengandung sejumlah tahap penting, yang semuanya harus berhasil dilangsungkan untuk memperoleh hasil akhir yaitu biji. Proses pembungaan tanaman terutama pada tanaman tahunan adalah sangat kompleks. Secara fisiologis proses pembungaan ini masih sulit dimengerti, hal ini disebabkan kurangnya informasi yang tersedia. Dalam perkembangannya, proses pembungaan ini meliputi beberapa tahap dan semua tahap harus dilalui dengan baik agar dapat menghasilkan panen tinggi (Ashari 1998).
Menurut Elisa (2004) tahapan dari pembungaan meliputi :
1. Induksi bunga (evokasi)

2. Inisiasi bunga

3. Perkembangan kuncup bunga menuju anthesis (bunga mekar)

4.  Anthesis

5.  Penyerbukan dan pembuahan

6. perkembangan buah muda

Teknik yang digunakan adalah induksi pembungaan secara in vitro, yaitu

teknik yang diawali dengan penanaman eksplan dari jaringan yang bebas hama dan penyakit serta membungakan pada media pertumbuhan dalam lingkungan yang aseptik (Hew dan Yong 1996).

METODOLOGI

Bahan dan Peralatan

Bahan yang digunakan yaitu bonggol dan pucuk planlet tanaman krisan yang telah dikulturkan sebelumnya, media MS yang dimodifikasi denga 400 mg/L myo inositol dengan 30 g/L gula, ZPT yaitu 1,5 mg/L BAP + 0,1 mg/L NAA + 5 mg/L Paclobutrazol. Nitrogen dengan konsentrasi 1/20x, fosfor dengan konsentrasi 1x dan 5x.  Sedangkan peralatan yang digunakan antara lain pinset, scalpel, gunting, cawan petri, lampu bunsen, laminar air flow.

Metode

Planlet tanaman krisan dikeluarkan dari dalam botol, kemudian bagian bonggol dan pucuk dari planlet dipotong dengan menggunakan gunting. Bonggol dan pucuk yang telah dipotong kemudian dimasukkan kedalam media yang telah dimodifikasi.  Bonggol dan pucuk dimasukkan pada media A dengan konsentrasi Nitrogen 1/20x dan konsenttasi fosfor 1x, media B dengan konsentrasi Nitrogen 1/20x dan konsentrasi fosfor 5x. setelah bonggol dan pucuk dimasukkan ke dalam media A dan media B pada botol. Kedua media diletakkan atau disimpan dalam lingkungan yang terang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pembungaan merupakan proses perubahan morfologi dan fisiologi yang kompleks yang dipengaruhi oleh beberapa faktor internal dan eksternal. Kondisi kultur seperti cahaya, suhu dan kelembaban merupakan faktor yang penting. Induksi pembungaan dipengaruhi pertumbuhan organ, status nutrisi, rasio C dengan N, genotip, tipe jaringan, subkultur dan pemotongan akar pada spesies tanaman yang berbeda (Alex 2008).  Pembungaan tanaman dapat dilakukan secara konvensional maupun dengan cara modern seperti dengan menggunakan induksi pembungaan secara in vitro.  Proses pembungaan mengandung sejumlah tahap penting, yang semuanya harus berhasil dilangsungkan untuk memperoleh hasil akhir yaitu biji (Ashari,1998). Menurut Elisa (2004) tahapan dari pembungaan tersebut antara lain :

1. Induksi bunga (evokasi)

2. Inisiasi bunga

3. Perkembangan kuncup bunga menuju anthesis (bunga mekar)

4.  Anthesis

5.  Penyerbukan dan pembuahan

6. perkembangan buah muda

Teknik yang digunakan adalah induksi pembungaan secara in vitro, yaitu

teknik yang diawali dengan penanaman eksplan dari jaringan yang bebas hama dan penyakit serta membungakan pada media pertumbuhan dalam lingkungan yang aseptik (Hew dan Yong 1996).

Pembungaan secara in vitro memiliki keunggulan dimana pembungaan dapat dilakukan dalam lingkungan yang terbatas dan juga dapat membentuk tanaman berbunga dalam ukuran kecil.  Induksi pembungaan dilakukan dengan cara memodifikasi media  dan lingkungan. Modifikasi media yaitu memodifikasi komposis unsur hara dan zat pengatur tumbuh tanaman.

umur Jumlah Bunga Ukuran Bunga (cm) Jumlah Korola Jumlah Bunga abnormal Jumlah kontam
pucuk bonggol pucuk bonggol pucuk bonggol pucuk bonggol pucuk bonggol
SD SD SD SD SD SD SD SD SD SD
1 0 0,3 0 0,09 0 0 0 0 0,39 1,34
2 0 1,34 0 0,14 0 0 0 0 0 1,34
3 0 0,29 0 0,09 0 0 0 0 0,29 0
4 0 0,29 0 0,09 0 0 0 0 0,29 0
5 0 0,29 0 0,13 0 0 0 0 0,29 0

Tabel 1. Data pengamatan induksi pembungaan krisan secara in vitro

Hasil pengamatan induksi pembungaan tanaman krisan secara in vitro yang disajikan dalam tabel 1. menunjukkan bahwa pucuk tanaman krisan yang digunakan tidak dapat membentuk bunga maupun korola, serta bunga yang abnormal tiap minggunya. Jumlah yang terkontaminasi meningkat pada saat tanaman berumur 1 minggu. Jumlah bunga, ukuran bunga, jumlah korola, serta jumlah bunga abnormal tidak terbentuk dikarenakan tanaman lambat dalam melakukan peninduksian walaupun tanaman tersebut tidak terjadi kontaminasi, faktor lainnya juga yang dapat memperngaruhi ialah adanya kontaminasi yang terjadi pada media, kurangnya cahaya matahari yang diperlukan. Sedangkan untuk bonggol yang diinduksikan untuk membentuk pembungaan jumlah bunga dan ukuran bunga meningkat pada tanaman berumur 2 minggu. Jumlah korola dan jumlah bunga abnormal tidak terbentuk mulai tanaman umur 1-5 minggu. Kontaminasi yang terjadi pada tanaman berumur 1 dan 2 minggu. Kontaminasi yang bernilai 0 dapat dikarenakan media yang sudah terkontaminasi oleh cendawan maupun bakteri hilang.

KESIMPULAN DAN SARAN

Pucuk tanaman krisan yang digunakan dalam praktikum kali ini tidak dapat membentuk bunga, korola, dan bunga yang abnormal tiap minggunya. Sedangkan bonggol dari tanaman dapat membentuk bunga tiap minggunya walaupun tidak dapat membentuk korola dan bunga yang abnormal. Hal ini dikarenakan kurangnya cahaya matahari, kontaminasi yang terjadi, serta kemampuan tanaman itu sendiri dalam membentuk bunga.

Saran yang dapat diberikan dalam praktikum ini ialah perlu dilakukan modifikasi selain pada media dan lingkungan, misalkan modifikasi suhu dan kelembaban  dalam suatu media.


Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s