Seminar Proposal Tugas Akhir – SB 09 1351

Oleh:

Daniar Robbiani (1506100033)

Dosen PembimbingTutik Nurhidayati, S.Si.,M.Si.Nurul Jadid, S.Si.,M.Sc.

Membutuhkanwaktu lama,

hasil beragam

LATAR BELAKANG

Nicotiana tabacum L.

Manfaat :-Sumberpendapatannegara (rokok)

Tembakau Madura var. Prancak 95

Budidaya

Konvensional

modern

Kulturjaringannegara (rokok)

- insektisida- kesehatan (obat-obatan)(Wang dkk,2008)

jaringan

kualitas tanaman unggulkualitas tanaman unggul(sama dengan induk), jumlah yang banyak

dalam waktu yang relatiflebih cepat

Eksplan daun(Hendaryono, 1994).

Medium MS � ZPT NAA : Kinetin (2:3) (Suryowinoto, 1991)

Hasil???

PERMASALAHAN

1. Kombinasi konsentrasi NAAdan Kinetin

2. Pengaruh kombinasi konsentrasiNAA dan Kinetin

Morfogenesis kultur in vitro

Nicotiana tabacum L. var. Prancak 95

?

Morfogenesis kultur in vitro

Nicotiana tabacum L. var. Prancak 95

BATASAN MASALAH

� jumlah tunas� jumlah akar�Morfologi kalus (warna & tekstur)� respon organogenesis� respon callogenesis

1.Menentukan kombinasikonsentrasi NAA dan Kinetin

2.Mengetahui pengaruh kombinasikonsentrasi NAA dan Kinetin

TUJUAN

Morfogenesis kultur in vitro

Nicotiana tabacum L. var. Prancak 95

alternatif teknik budidaya bagitanaman tembakau

(Nicotiana tabacumL.).

MANFAAT

METODOLOGI

� Waktu dan Tempat PenelitianPenelitian dilaksanakan pada bulan Februari – Maret

2010 di Laboratorium Kultur Jaringan Program StudiBiologi ITS. Jenis tembakau (Nicotiana tabacum L.) yangdigunakanadalahtembakauMaduravar. Prancak95 yangdigunakanadalahtembakauMaduravar. Prancak95 yangdiperoleh dari PT. Sadhana-Pasuruan.

Metodologi

SterilisasiPembuatan media

Sterilisasi

Sterilisasi Alat & lingkungan kerja

� etanol� aquades steril

�Sodium hipochlorit

Diinokulasi pada medium MS dengan 30 kombinasi ZPT NAA dan Kinetin

Pengamatan

Hasil

Analisa data :-Respon callogenesis,

organogenesis- jumlah tunas, akar

-Tekstur dan warna kalus

Sterilisasi dan Inokulasi Eksplan

I

(Fowke, L.C. et al, 1983).

70 % etanol Steril

AquadesSteril

(Bayclin ™)

1 % sodium hypochlorite(Bayclin ™)

3 2 1

Aquades Steril

Air mengalir

Eksplan Nicotiana tabacum L

Dipotong persegi (0,5 - 1 cm2)

II diinokulasi ke media MS dengan posisi horizontal

dan bagian abaksial menempel pada

permukaan medium (Dhaliwal et al., 2004).

diinkubasi ± 30 hari (25-28oC), fotoperiode 16 jam terang 8 jam gelap, pencahayaan lampu flourescen 40 watt

(Gunawan, 1995).

(Fowke, L.C. et al, 1983).

Hasil Kultur Nicotiana tabacum L.

???

Daun muda Nicotiana tabacum L.

Perbandingan Komposisi ZPT NAA dan Kinetin pada perlakuan

NAA (N)

0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm

Rancangan PenelitianRancangan penelitian ini menggunakan rancangan acak lengkap(RAL) pola faktorial yang terdiri dari 2 faktor (Faktor 1= konsentrasiNAA dan Faktor 2=konsentrasi Kinetin) @ 4 kali ulangan.

KIN (K)

0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm

0 ppm N0K0 N1K0 N2K0 N3K0 N4K0

1 ppm N0K1 N1K1 N2K1 N3K1 N4K1

2 ppm N0K2 N1K2 N2K2 N3K2 N4K2

3 ppm N0K3 N1K3 N2K3 N3K3 N4K3

Analisa Data

1. Uji KuantitatifJika eksplan yang ditumbuhkan menghasilkan tunas atau akar,maka akan dihitung

� jumlah tunas

� jumlah akar

Seluruh data yang diperoleh dianalisis dengan menggunakanANOVA dan jika ada pengaruh maka dilanjutkan denganUjiTukey dengan tingkat kesalahan 5% menggunakan Minitab.

Hipotesis� H0 = Tidak ada pengaruh kombinasi zat pengatur tumbuh NAA

dan Kinetin terhadap morfogenesis eksplan tanaman tembakau.

� H1 = Ada pengaruh kombinasi zat pengatur tumbuh NAA danKinetin terhadap morfogenesis eksplan tanaman tembakau.

Variabel� Variabel bebas :perbandingan konsentrasi zat pengatur

tumbuh NAA dan Kinetin

� Variabel terikat : jumlah akar dan jumlah tunas

� Variabel terkendali : pH, suhu, dan pencahayaan.

2. Uji Kualitatifa. Kalus

Jika eksplan yang ditumbuhkan menghasilkan kalus makadilakukan pengamatan secara deskriptif yaitu morfologi kalus:

� tekstur kalus (lunak, keras, dan padat)

� warna kalus (kekuning-kuningan, kehijau-hijauan, hijauterang)

(Ali, 2007).

b. Respon Organogenesis dan Callogenesis� Pengukuran persentase pertumbuhan eksplan (% eksplanmembentuk kalus, % eksplan bertunas, % eksplan berakar, % eksplan bertunas dan berakar).

Hasil dan Pembahasan� Respon callogenesis

Terjadi di semua perlakuan, kecuali perlakuan Kinetin tunggal (0%) :

- 25 % � 0 ppm Kinetin 0 ppm NAA

- 100 % � NAA tunggal, interaksi NAA dan Kinetin

Tabel Respon Callogenesis

NAA (N)0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm 2,5 ppm

KIN (K)

0 ppm 25% 100% 100% 100% 100% 100%

1 ppm 0 100% 100% 100% 100% 100%

2 ppm 0 100% 100% 100% 100% 100%

3 ppm 0 100% 100% 100% 100% 100%

4 ppm 0 100% 100% 100% 100% 100%

� 0 ppm NAA 0 ppm Kinetin (25%) � penambahan volume eksplan, terbentuk tonjolan kecil (kalus) tanpa disertai adanya respon organogenesis (tunas, akar).

� Hipotesis : pengaruh hormon endogen eksplan � mampu memacu sel untuk berkembang dan memperbanyak diri tetapi waktu yang dibutuhkan cenderung lama

Kalus

Gambar Eksplan dengan perlakuan 0 ppm NAA dan 0 ppm Kinetin

Tekstur dan Warna Kalus

NAA (N)0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm 2,5 ppm

KIN (K)

0 ppm 1 b 4 b 4 a 4 a 4 a 4 b1 ppm 0 2 a 2 a 2 a 2 a 4 b2 ppm 0 3 a 2 a 1 a 1 a 2 a3 ppm 0 2 2 2 2 1

Tabel Tekstur dan Warna Kalus

3 ppm 0 2 a 2 a 2 a 2 a 1 b4 ppm 0 2 a 2 a 2 a 2 a 2 a

Keterangan :0 = Tidak tumbuh kalus1 = Putih2 = Putih kehijauan3 = Hijau4 = Coklat

a = Kompak (1)

b = Remah (2)

Dominan :Warna� Putih KehijauanTekstur� Kompak

� Kalus putih� tidak mengandung kloroplas, tetapi mengandungplastid yang berisi butir pati yang sedikit-demi sedikit tumbuhmenjadi sistem membran yang jelas� terbentuk klorofil denganpaparan cahaya� kehijauan.

� Kalus hijau � mengandungklorofil � efek dari sitokinin serta

Warna Kalus

� Kalus hijau � mengandungklorofil � efek dari sitokinin sertafaktor lingkungan yaitu paparan cahaya.

� Kalus coklat� sintesis senyawa fenolik akibat adanya cekamanberupa pelukaan pada jaringan� proses degradasi klorofil(konsentrasi sitokinin rendah)� warna hijau tidak muncul.

Tekstur Kalus

� Kalus Kompak � struktur yang terorganisasi dan ditandai dengan nodul berwarna hijau

� efek sukrosa + sitokinin yang berperan dalam transport zat hara � mempengaruhi potensial osmotik dalam sel � tekanan turgor � dinding sel turgid � kalus kompak.

� Kalus Remah � mengandung banyak air, sel-sel berukuran kecil dan berikatan longgar

� pengaruh zpt (auksin) � stimulasi auksin dalam pemanjangan sel � air masuk secara osmosis � kalus remah

kalus

a b

Gambar Tekstur dan Warna kalus (a). Coklat remah, (b) putih kehijauan kompak(c ) Putih kompak, (d) Hijau kompak

dc

Respon Organogenesis Nicotiana tabacum L. var Prancak 95

� Direct Organogenesis

Eksplan bertunas

Eksplan berakar

Eksplan bertunas, berakar

� Indirect Organogenesis

Eksplan berkalus, bertunas

Eksplan berkalus, berakar

Eksplan berkalus, bertunas, berakar

Lampiran 6

Proliferasi Tunas

NAA (N)0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm 2,5 ppm

KIN (K)

0 ppm 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a

1 ppm 29,75 b 11,5 a 3,5 a 0 a 0 a 0 a

2 ppm 16 a 20 a 6 a 1,75 a 1,75 a 0 a

3 ppm 24a 24,5a 13 a 7,75 a 4,75 a 0 a

4 ppm 62,75 c 8,75 a 10,5 a 13,75 a 1 a 3,75 a

Tabel . Rerata jumlah tunas pada eksplan N. tabacum setelah 30 hari

4 ppm 62,75 c 8,75 a 10,5 a 13,75 a 1 a 3,75 a

• Kinetin sebagai faktor tunggal berpengaruh nyata terhadappembentukan tunas

• NAA sebagai faktor tunggal tidak berpengaruh nyata terhadappembentukan tunas

• Jumlah tunas pada perlakuan Kinetin tunggal berbeda nyatadengan perlakuan yang lainnya

mlah Tunas

70

60

50

40

NAA

3

4

5

6

1

2

Interaction Plot for Tunas

Grafik perbandingan rata-rata jumlah tunas dengan konsentrasi zpt

62,75

Kinetin

Rata-Rata Jum

54321

30

20

10

0

� NAA tunggal tidak terbentuk tunas

� NAA berperan dalam inisiasi kalus dan akar

� Kinetin tunggal terbentuk tunas (Direct Organogenesis)

� Kinetin berperan dalam pembelahan sel dan memicu pembentukan tunas

� Interaksi NAA Kinetin�Sebagian besar terbentuk tunas (indirect organogenesis)

� NAA+Kinetin � pembentukan kalus dan selanjutnya diikuti pembentukantunas dan akar

Tunas

(b). 0 ppm NAA, 4 ppm Kinetin (a). 0,5 ppm NAA, 1 ppm Kinetin

Kalus

Akar

Gambar respon eksplan (a). Indirect organogenesis, (b). Direct organogenesis

Proliferasi Akar

NAA (N)0 ppm 0,5 ppm 1 ppm 1,5 ppm 2 ppm 2,5 ppm

KIN (K)0 ppm 0 a 1,75 a 7,5 a 0,5 a 1,5 a 37,75 b1 ppm 0 a 5 a 5 a 6,5 a 0,75 a 0 a2 ppm 0 a 0 a 1,5 a 7,5 a 2,5 a 1,25 a3 ppm 0 a 0 a 0 a 0 a 1,5 a 0 a

Tabel . Rerata jumlah akar pada eksplan N. tabacum setelah 30 hari

4 ppm 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a 0 a

� Hasil analisis ragam � Interaksi NAA dan kinetin berpengaruh terhadap Rerata jumlah akar, dan tidak berbeda nyata pada uji tukey kecuali perlakuan 2,5 ppm NAA dan 0 ppm Kinetin

mlah Akar

40

30

20

NAA

3

4

5

6

1

2

Interaction Plot for Akar

Grafik perbandingan rata-rata jumlah akar dengan konsentrasi zpt

Kinetin

Rata-Rata Jum

54321

20

10

0

� Interaksi antara NAA dan Kinetin pada medium tidak berbeda nyata � kecilnya rerata jumlah akar � tidak semua kombinasi dalam perlakuan ini tumbuh akar, meskipun dalam media telah ditambahkan NAA dan Kinetin.

� Peningkatan pemberian konsentrasi Kinetin baik tunggal maupun kombinasi dengan NAA tampak bersifat menghambat dalam mempengaruhi pembentukan akar pada eksplan

� Penambahan auksin dapat membuat kalus berdiferensiasi menjadi akar � auksin tunggal dapat memicu pembentukan akar baik dalam akar � auksin tunggal dapat memicu pembentukan akar baik dalam konsentrasi rendah maupun tinggi.

Gambar Akar yang terbentuk pada perlakuan 2,5 ppm NAA dan 0 ppm Kinetin

Kesimpulan

� Penambahan zpt NAA dan Kinetin memberikan pengaruhterhadap jumlah tunas, jumlah akar pada kulturin vitro eksplandaun tembakau (Nicotiana tabacumL. var.Prancak 95).

� Respon Jumlah Tunas terbaik� perlakuan Kinetin tunggal 4(62,75 tunas/eksplan).

ResponJumlahAkar terbaik � perlakuanNAA tunggal 2,5ResponJumlahAkar terbaik � perlakuanNAA tunggal 2,5ppm (37,75 tunas/eksplan).

� Organogenesis pada eksplan terjadi secara langsung dan tidaklangsung dan Callogenesis terjadi pada eksplan pada semuaperlakuan kecuali perlakuan tanpa penambahan NAA.

Saran

� Penelitian lanjutan tentang kultur in vitro Tembakau (Nicotiana tabacum L. var. Prancak 95) dilakukan dengan menggunakan berbagai macam eksplan (nodus, batang, akar, dsb) untuk meningkatkan respon morfogenesis � terbentuknya kalus, tunas, dan akar.

� Untuk menumbuhkan eksplan hingga menjadi plantlet harus dilakukan sub kultur dengan medium yang mengandung zat pengatur tumbuh auksin selain NAA misalnya 2,4-D, BA, IBA dengan konsentrasi yang optimal tanpa penambahan sitokinin.

DAFTAR PUSTAKAAli, Gowher. et al,. 2007. Callus Induction and in vitro Complete Plant

Regeneration of Different Cultivars of Tobacco (Nicotianatabacum L.) onMedia of Different Hormonal Concentration.Biotechnology 6 (4): 561-566.Departement of Biotechnology, University of Malakand, Chakdara NWFP,Pakistan.

Ambarwati, A. D. 1987.Induksi Kalus dan Diferensiasi pada Kultur JaringanGnetum gnemon L. Skripsi Biologi.Fakultas Biologi UGM. Yogyakarta.

Dhaliwal, Harbinder. S. et al,. 2004. Tiba Inhibition of In vitro OrganogenesisinDhaliwal, Harbinder. S. et al,. 2004. Tiba Inhibition of In vitro OrganogenesisinExcised Tobacco Leaf Explants.In vitro cell. Dev. Biol. Plant 40:235-238.PlantPhysiology Research Group, Departement of Biological Sciences, University ofCalgary, Calgary, Alberta, T2N 1N4, Canada

Fowke, L.C.et al,. 1983. Organelles Associated With The Plasma Membrane ofTobacco Leaf Protoplasts.Plant Cell Reports (1983) 2: 292-295.

George, E. F., and P. D. Sherrington. 1984. Plant Propagation by Tissue Culture.Exegetic Limited. London.

Gunawan, L.W., 1988.Teknik kultur jaringan tumbuhan.Laboratorium KulturJaringan Tumbuhan, Pusat Antar Universitas (PAU), Institut Pertanian Bogor(IPB). Bogor.

Hendaryono, D. P. Sdan Ari Wijani. 1994.Teknik Kultur Jaringan (Pengenalan danPetunjuk Perbanyakan Tanaman Secara Vegetatif-Modern).Penerbit Kanisius.Yogyakarta

Mohr, H dan P. Schopfer. 1978. Lehrbuch der Pflanzenphysiologie.Hlm. 368-387. Springer verlag. Berlin, Heidelberg, New York.

Nugroho, A. 2004. Pedoman PelaksanaanTeknik Kultur Jaringan. PenebarNugroho, A. 2004. Pedoman PelaksanaanTeknik Kultur Jaringan. PenebarSwadaya. Jakarta.

Salisbury, F. B dan C.W. Ross. 1995.Fisiologi Tumbuhan. Jilid 3. Bandung: ITB.

Silva, J. A. T. 2005. Simple Multiplication and Effective Genetic Transformation(Four Methods) of in vitro-grown Tobacco by Stem Thin Cell Layers. PlantScience 169: 1046-1058

Street, H. E. 1972.Plant Tissue and Cell Culture. England: Botanical Laboratories.University of Leicerster.

Suryowinoto, M. 1996.Pemuliaan Tanaman Secara In Vitro.Penerbit Kanisius.Yogyakarta.

Suwarso, Anik Herwati. 2008.Varietas Unggul Tembakau Prancak 95.www.bpatp.litbang.deptan.go.id

USDA. 2000. Nicotiana tabacum. The PLANTS Database, Plant Nasional Data Center, NRCS. Baton Rouge, LA 70874-4490 USA. Baton Rouge, LA 70874-4490 USA.

Vasil, I dan Vasil, V. 1986. Cell Culture and Somatic Cell.Genetic Plants, Vasil, I dan Vasil, V. 1986. Cell Culture and Somatic Cell.Genetic Plants, Academic Press., Orlando. Florida. USA

Wang, Haiyan dkk. 2008. Identification of polyphenols in tobacco leaf and theirantioxidant and antimicrobial activities.Journal Food Chemistry 107 (2008)1399–1406