PENGARUH PENAMBAHAN THIDIAZURON (TDZ) DAN MAGNESIUM …repository.ump.ac.id/5509/1/Titin Dwi...

1

PENGARUH PENAMBAHAN THIDIAZURON (TDZ) DAN MAGNESIUM

SULFAT (MgSO4) UNTUK MENINGKATKAN KEBERHASILAN

INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.)

SECARA IN VITRO

SKRIPSI

Diajukan untuk memenuhi sebagian syarat

mencapai derajat sarjana S-1

Oleh :

TITIN DWI HENDRIYANI

1001070077

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO

2014

2

LEMBAR PERSETUJUAN




SECARA IN VITRO

Oleh :

TITIN DWI HENDRIYANI

1001070077

Telah diperiksa dan disetujui oleh:

Pembimbing I, Pembimbing II,

Sisunandar, Ph.D. Drs. Arief Husin, M.Si.

NIP. 196 71006 199203 1 001 NIK. 2160062

Pengaruh Penambahan Thidiazuron…, Titin Dwi Hendriyani, FKIP UMP, 2014

3


4

HALAMAN PERNYATAAN

Saya yang bertanda tangan di bawah ini:

Nama : Titin Dwi Hendriyani

NIM : 1001070077

Program Studi : Pendidikan Biologi

Fakultas : Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Menyususn skripsi ini dengan judul:



INDUKSI EMBRYO SOMATIK KAKAO (Theobroma cacao L.) SECARA

IN VITRO

Menyatakan dengan sebenar-benarnya, bahwa skripsi ini adalah hasil kara tulis

saya sendiri dan bukan dibuatkan orang lain atau modifikasi karya orang lain.

Demikan pernyataan ini, apabila kelak dikemudian hari terbukti ada unsur

penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai ketentuan

yang berlaku.

Purwokerto, September 2014

Yang menyatakan,

Titin Dwi Hendriyani


5

HALAMAN PERSEMBAHAN

Alhamdulillah penulis ucapkan puji syukur kepada Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan

dengan lancar tanpa ada suatu halangan.Skripsi ini penulis persembahkan untuk:

Orang tuaku tercinta, Bapak Syaiful Anwar dan Ibu Sainah yang selalu

memberikan doa, semangat dan kasih sayang yang tiada henti-hentinya;

Kakakku Eko Priyono dan Adikku Aji Himawan Tri Surya Nugroho dan

Vizqy Khotimatun Nur Azizah yang selalu memberikan semangat.

v


6

MOTTO

“Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu selesai

(dari suatu urusan) kerjakanlah dengan sungguh-sungguh”.

(Q.S. Al-Insyirah: 6-7)

’’Allah tidak akan membebani seseorang melainkan sesuai dengan

kemampuannya’’.

(QS. Al-Mu’minun : 62).

Kesuksesan biasanya dimulai dengan kesusahan dan di akhiri dengan keindahan..

Pengalaman adalah guru yang terbaik tetapi buanglah pengalaman buruk yang

hanya merugikan..

vi


7

UCAPAN TERIMA KASIH

Assalamu’alaikum Wr. Wb.

Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

skripsi yang berjudul “Pengaruh Penambahan Thidiazuron (TDZ) Dan

Magnesium Sulfat (MgSO4) Untuk Meningkatkan Keberhasilan Induksi

Embryo Somatik Kakao (Theobroma Cacao L.) Secara In Vitro”. Skripsi ini

disusun sebagian syarat mencapai jenjang pendidikan Sarjana (S1) pada Fakultas

Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Penulis menyadari bahwa banyak kesulitan dan hambatan yang penulis

hadapi dalam penyusunan skripsi ini, namun berkat do’a, dorongan, dan arahan

dari berbagai pihak maka skripsi ini dapat terselesaikan dengan baik. Pada

kesempatan ini perkenankanlah penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-

besarnya kepada Sisunandar Ph.D dan Drs. Arief Husin M.Si selaku Dosen

Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahannya dalam

penyusunan skripsi ini.

Tak lupa penulis juga mengucapkan terimakasih kepada:

1. Drs. Ahmad, M.Si, selaku Dekan Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan

Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

2. Drs. Arief Husin, M.Si, selaku ketua Program Studi Pendidikan Biologi


3. Dini Siswani Mulia, S.Si, M.Si. selaku Pembimbing Akademik.

vii


8

4. Para Dosen dan staf karyawan Fakultas keguruan Dan Ilmu Pendidikan


5. Orang tuaku, Bapak Syaiful Anwar dan Ibu Sainah yang selalu memberikan

do’a dan semangat, terima kasih atas pengorbanannya selama ini.

6. Kakakku Eko Priyono dan Adikku Aji Himawan Tri Surya Nugroho dan

Vizqy Khotimatun Nur Azizah yang aku sayangi yang selalu memberi

semangat.

7. Al Hikmah, S.Si selaku pengelola Lab. Botani dan Genetika yang telah

memberikan fasilitas penelitian yang lengkap.

8. Temanku Jauza’ (Citra Nur Wigati, Latifah Esti Ramadhani Putri Ajie, dan

Darwati) terimakasih selama ini atas kerjasamnya dan berbagi ilmu kuliah.

9. Sahabat seperjuanganku Darwati, Riyan Fauji, Siti Umul Kharimah, Selvi

Yenitasari, dan Kiki Ernawati, terima kasih selama ini atas kerjasama,

semangat, dan sabar dalam melakukan penelitian di Lab. Botani dan Genetika


10. Teman kos (Lily, Febry, Asih, Laela, dan Nengsih) terima kasih atas

semangat, dukungan, kebersamaan, dan motivasinya.

11. Teman-teman Biologi Angkatan 2010 terima kasih atas kerja samanya selama

ini, dan semoga tali silaturakhim tidak akan pernah putus.

12. Semua pihak yang ikut serta membantu dalam penulisan skripsi ini yang tidak

dapat penulis tuliskan satu persatu.

viii


9

Teriring do’a dan harapan semoga amal dan kebaikan yang telah diberikan

mendapat balasan yang setimpal dari Allah SWT. Penulis menyadari karya ini

masih jauh dari sempurna yang pastinya terdapat kekurangan. Oleh karena itu,

penulis mengharapkan saran, kritik dan masukkan yang bersifat membangun demi

kesempurnaan skripsi ini, dan semoga dapat bermanfaat bagi para pembaca.

Wassallamu’alaikum Wr. Wb.

Purwokerto, September 2014

Penulis

ix


10




SECARA IN VITRO

ABSTRAK

Indonesia merupakan negara produsen kakao terbesar kedua di dunia,

namun produktivitas perkebunan kakao di Indonesia tergolong rendah. Salah satu

faktor yang diduga menjadi penyebab rendahnya produktivitas kakao di Indonesia

adalah rendahnya kualitas bibit kakao. Berbagai upaya telah dilakukan untuk

menghasilkan bibit kakao yang berkualitas, di antaranya dengan pembibitan kakao

melalui teknik embryogenesis somatik. Namun demikian, keberhasilan

embryogenesis somatik kakao masih cukup rendah. Penelitian ini bertujuan untuk

meningkatkan keberhasilan induksi embryo somatik dengan cara menguji

pengaruh penambahan TDZ dan MgSO4 ke dalam medium tanam. Eksplan yang

digunakan dalam penelitian ini berupa bunga kakao yang diambil dari kebun

kakao milik Dinas Perkebunan di Desa Limpakuwus, Sumbang, Kecamatan

Sumbang, Kabupaten Banyumas. Bunga yang yang telah dipetik kemudian

kemudian disterilkan dan diisolasi stamen dan petalanya selanjutnya di tanam

pada medium induksi kalus. kultur dipelihara ditempat gelap dan di subkultur

setiap 2 minggu sekali. Kalus yang bersifat remah dipindahkan ke medium

induksi embro, dengan pemberian TDZ yang dikombinasikan dengan MgSO4.

Kultur dipelihara selama 8 minggu dan dilakukan subkultur 4 minggu sekali.

Dilakukan pengamatan tentang persentase keberhasilan induksi embrio, rata - rata

jumlah akar yang muncul, morfologi kalus dan pertambahan berat basah kalus.

Data yang diperoleh kemudian akan dianalisis dengan menggunakan analisis

varian (ANOVA) pada tingkat kepercayaan 95%. dan dilanjutkan dengan uji beda

nyata Fisher’s Least Significant Differences (LSD). Hasil penelitian menunjukkan

kalus friable yang berhasil diinduksi dari eksplan staminodia dan petala yang

ditanam pada medium DKW kemudian disubkulturkan ke medium dengan

penambahan 5 x 10-8

M TDZ berhasil menginduksi pembentukan embrio somatik

dengan tingkat keberhasilan 2 % setelah 1 minggu kultur. Penurunan ataupun

peningkatan konsentrasi TDZ di bawah maupun di atas 5 x 10-8

M tidak mampu

menginduksi pembentukan embryo somatik kakao, bahkan perlakuan tersebut

menurunkan pertambahan berat basah kalus, mengubah morfologi kalus dari kalus

friable yang berwarna kuning kecoklatan menjadi kalus kompak berwarna putih

serta menginduksi akar. Penambahan MgSO4 ke dalam medium tanam juga tidak

mampu menginduksi pembentukan embryo somatik kakao, bahkan perlakuan

tersebut menyebabkan morfologi kalus berubah menjadi kalus kompak dan

terinduksi akar.

Kata kunci : Embryogenesis somatik; Kakao; MgSO4; Thidiazuron

x


11

THE EFFECT OF ADDING THIDIAZURON (TDZ) AND MAGNESIUM

SULFAT (MgSO4) TO INCREASE THE SUCCESS OF EMBRYO

INDUCTION OF SOMATIC CACAO (Theobroma cacao L.) IN VITRO

ABSTRACT

Indonesia is the big second producer of cacao in the world, but the

production was still now. One of the causes was the low product was the quality

of the seed. Some effort had been done to get the high quality of the seed in large

quantity through somatic embryogenesis technique, for example. However, the

level of the success was still low. This research aimed to increase the success of

the embryo induction of somatic through effectiveness test of the addition of TDZ

and MgSO4 into planting medium. The explant used was the cacao flower got

from cacao plantation in Limpakuwus Village, Sumbang, Banyumas. The flowers

picked was then sterilized and isolated, the stamen and the petals were then

planted in callus induction medium. The culture was cared in dark place in the sub

culture every 2 weeks. The friable callus was moved to the medium of embryo

induction with the addition of TDZ and MgSO4. The culture was cared for 8

weeks and sub cultured once four weeks. The observation was done to the success

percentage of embryo induction, the average number of growing root, callus

morphology and the increase weight of wet callus. The data was analyzed using

variant analysis (ANOVA) with the trust level of 95% and then continued by real

different test of Fisher’s Least Significant Differences (LSD). The result the of

research showed that friable callus got from either staminodia explant or petals

and planted in DKW medium the sub cultured into the medium with the addition

of 5 x 10-8

M TDZ could induct the embryo formation of somatic cacao with

success level 2 % after a week cultured. The decrease or the increase of TDZ

concentration below or over 5 x 10-8

M could not induct the embryo formation of

somatic cacao, it even changed the callus morphology from friable and brown

yellow to compact and white callus, it could induct root formation. The addition

of MgSO4 into planting medium was neither successful to induct the embryo

formation of somatic cacao, moreover, the treatment caused the changes

morphology into compact callus and root inducted.

Key Words: Somatic embryogenesis; Cacao; MgSO4; Thidiazuron

xi


12

DAFTAR ISI

Halaman

UCAPAN TERIMA KASIH ......................................................................... vii

ABSTRAK ...................................................................................................... x

ABSTRACT .................................................................................................... xi

DAFTAR ISI ................................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .......................................................................................... xv

DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xvi

BAB I PENDAHULUAN ............................................................................. 1

1.1 Latar Belakang ............................................................................... 1

1.2 Tujuan Penelitian ........................................................................... 7

1.3 Rumusan Masalah .......................................................................... 7

1.4 Manfaat Penelitian ......................................................................... 7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ................................................................... 9

2.1 Biologi Tanaman Kakao ............................................................... 9

2.1.1 Morfologi Tanaman Kakao .................................................. 9

2.1.2 Kultivar Kakao ..................................................................... 12

2.1.3 Manfaat Kakao ..................................................................... 14

2.2 Budidaya Kakao dan Permasalahan Kakao di Indonesia ............... 15

2.2.1 Budidaya Kakao ................................................................... 15

2.2.2 Permasalahan Kakao di Indonesia........................................ 17

2.2.3 Pembibitan Tanaman Kakao ................................................ 18

2.3 Perkembangan Penelitian Embriogenesis Somatik Kakao ............ 20

xii


13

2.4 Medium Tanam .............................................................................. 26

2.4.1 Makronutrien ........................................................................ 26

2.4.2 Mikronutrien......................................................................... 29

2.4.3 Vitamin. ................................................................................ 29

2.4.4 Asam-Asam Amino .............................................................. 30

2.4.5 Gula .................................................................................... 30

2.4.6 Zat Pengatur Tumbuh ........................................................... 31

2.4.6.1 Thidiazuron (TDZ) .................................................. 31

BAB III METODE PENELITIAN………………………………………… 34

3.1 Tempat, Waktu, dan Bahan Penelitian ........................................... 34

3.2 Isolasi dan Sterilisasi Bunga Kakao ............................................... 34

3.3 Prosedur Embriogenesis Somatik Kaka ......................................... 35

3.3.1 Induksi Kalus........................................................................ 35

3.3.2 Induksi Embryo .................................................................... 38

3.4 Observasi dan Analisis Data .......................................................... 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ....................................................... 40

4.1 Induksi embryo somatik kakao ..................................................... 40

4.2 Pengaruh Penambahan TDZ dan MgSO4 terhadap pertumbuhan

kalus kakao .................................................................................... 41

4.3 Pengaruh Penambahan TDZ dan MgSO4 terhadap morfogenesis

kalus kakao .................................................................................... 43

4.4 Pembahasan .................................................................................... 46

4.4.1 Induksi Embryo Somatik Kakao .......................................... 47

xiii


14

4.4.2 Pengaruh Kombinasi TDZ dan MgSO4 terhadap

Pertumbuhan Kalus dan Morfogenis Kalus ....................... 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ........................................................ 52

5.1 Simpulan ........................................................................................ 52

5.2 Saran ............................................................................................... 52

DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 54

LAMPIRAN .................................................................................................... 61

xiv


15

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 3.1 Kombinasi thidiazuron yang digunakan dalam penelitian induksi

embryo somatik kakao .................................................................. 38

Tabel 4.1 Respon morfologi kalus yang terinduksi pada medium dengan

penambahan thidiazuron dan MgSO4 setelah 8 minggu kultur ..... 44

xv


16

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1 Negara dengan produktivitas kakao per Ha Terbesar di

Dunia Pada Tahun 2012 (FAO, 2014) ...................................... 2

Gambar 2.1 Bunga kakao yang muncul dari batang (A); Diagram bunga

yang telah mekar menunjukkan staminodia dan petala (B)

(Rahardjo, 2011) ....................................................................... 11

Gambar 2.2 Tiga kultivar kakao meliputi (A) Criollo, (B) Forastero dan

(C) Trinitario (Karmawati et al., 2010).................................... 13

Gambar 2.3 Kulit kakao untuk pakan ternak (A), pulp kakao untuk nata

de cocoa (B); cocoa powder untuk ice cream (C) dan

masker (D). www.google.com/images/cocoa ........................... 15

Gambar 2.4 Perkembangan luas area perkebunan kakao dari tahun 2001

– 2012 (FAO,2014) ................................................................. 16

Gambar 2.5 Produksi kakao dunia pada tahun 2012 (FAO, 2014) .............. 17

Gambar 2.6 Tahap perkembangan embrio somatik kakao; (A) tahap

globular, (B) tahap hati, (C) tahap torpedo, (D) tahap

kotiledon, (E) tahap planlet dan (F) tahap aklimatisasi (Li et

al., 1998) ................................................................................... 22

Gambar 2.7 Rumus bangun Thidiazuron (Salisbury & Ross, 1995) ............ 32

Gambar 3.1 Tahapan sterilisasi dan isolasi eksplan kuncup bunga kakao,

(A) pengambilan eksplan bunga kakao, (B) kuncup bunga

kakao dicuci dengan air mengalir, (C) mencuci dengan air

sabun, (D) kuncup bunga kakao direndam dengan larutan

alkohol 70 % selam 5 menit, (E. 1) kemudian direndam

dengan larutan kalsium hipoklorida 6 % selama 15 menit,

(E.2) direndam dengan aquades steril, (F) bunga dipotong

bagian ujung dan pangkal, (G) bagian staminodia (1) dan

petala (2) pada bunga, (H) penanaman petala dan

satminodia ke dalam medium induksi kalus, (G) botol kultur

xvi


http://www.google.com/images/cocoa

17

ditutup dengan plastik dan diikiat menggunakan karet agar

tidak terkontaminasi ................................................................. 36

Gambar 3.2 Kalus yang remah (friabel) yang siap digunakan untuk

induksi embrio somatik ............................................................ 37

Gambar 4.1 Embryo somatik yang muncul dari embryo yang ditanam

pada medium DKW dengan penambahan 5x10-8

M TDZ

setelah 1 minggu kultur ............................................................ 40

Gambar 4.2 Hasil perkecambahan embryo somatik membentuk tanaman

lengkap dengan batang dan daun (planlet) yang dipindah ke

dalam medium DKW dengan penambahan 5x10-8

M TDZ

setelah 8 minggu kultur ............................................................ 41

Gambar 4.3 Angka rata – rata pertambahan berat basah kalus yang

ditanam pada medium DKW dengan penambahan TDZ dan

MgSO4 ...................................................................................... 42

Gambar 4.4 Perubahan morfologi dari jenis kalus friable yang berwarna

kuning kecoklatan (kiri) menjadi kalus jenis kompak yang

berwarna putih (Kanan) yang terjadi diseluruh medium

induksi embryo somatik yang digunakan ................................. 44

Gambar 4.5 Angka rata – rata jumlah akar yang muncul ditanam pada

medium DKW dengan penambahan TDZ dan MgSO4 ............ 45

Gambar 4.6 Kalus yang ditanam pada medium dengan penambahan

TDZ dan MgSO4 terinduksi akar muncul 1 buah akar per

kalus yang ditanam 8 minggu setelah kultur ............................ 45

xvii


PENGARUH PENAMBAHAN THIDIAZURON (TDZ) DAN MAGNESIUM …repository.ump.ac.id/5509/1/Titin Dwi...

Documents

Transcript of PENGARUH PENAMBAHAN THIDIAZURON (TDZ) DAN MAGNESIUM …repository.ump.ac.id/5509/1/Titin Dwi...