kultur jaringan tumbuhan untuk program perbaikan kualitas ... jaringan tumbuhan... kultur jaringan...

Download Kultur Jaringan Tumbuhan untuk Program Perbaikan Kualitas ... Jaringan Tumbuhan... Kultur Jaringan Tumbuhan

Post on 20-Oct-2020

11 views

Category:

Documents

0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • PROSIDING SEMINAR NASIONAL ISBN 978-602-51854-0-3 BIOLOGI XXIV PBI MANADO, 24-26 AGUSTUS 2017

    Makalah Utama

    10

    Kultur Jaringan Tumbuhan untuk Program Perbaikan Kualitas dan Konservasi Kelapa di Indonesia

    Sisunandar, Ph.D

    Coconut Research Center, Universitas Muhammadiyah Purwokerto

    Kampus Dukuhwaluh, Kembaran, Purwokerto 53182 Sisunandar@gmail.com

    ABSTRAK

    Kelapa merupakan memiliki nilai ekonomi, sosial dan budaya yang tinggi bagi masyarakat Indonesia. Pada saat ini Indonesia menjadi negara penghasil kelapa terbesar di dunia, namun produktivitas perkebunan di Indonesia relatif rendah dengan keragaman hayati yang semakin terancam. Oleh karena itu upaya perbaikan kualitas perkebunan kelapa maupun pelestarian plasma nutfah kelapa perlu dilakukan dengan melibatkan berbagai stakeholder kelapa dan menggunakan berbagai teknolgi termasuk teknologi kultur jaringan. Makalah ini mendiskusikan tidak hanya kemajuan kultur jaringan kelapa di dunia dan di Indonesia seperti kultur embryo, embryogenesis somatik maupun kriopreservasi, tetapi juga mendiskusikan arah penelitian ke depan yang perlu dilakukan untuk menggerakkan kembali budidaya pohon kehidupan (tree of life) ini. Kata kunci: kelapa, plasma nutfah, kultur embrio PENDAHULUAN

    Kelapa (Cocos nucifera L.) merupakan salah satu tanaman bernilai ekonomi tinggi di Indonesia, disamping kelapa sawit, karet dan kopi (FAO, 2017). Indonesia merupakan negara dengan perkebunan kelapa terluas di dunia dengan luas area lebih dari 3.5 juta hektar (Hendaryati & Arianto, 2017). Perkebunan tersebut mampu menghasilkan kelapa dengan total produksi buah kelapa per tahun mencapai sekitar 19 juta ton (FAO, 2017) dan menempatkan Indonesia sebagai negara produsen kelapa terbesar di dunia. Meskipun mayoritas produksi kelapa digunakan untuk kebutuhan dalam negeri, namun pada tahun 2016, ekspor kopra dan turunannya memberi devisa hampir 1,2 milyar US$ (Hendaryati & Arianto, 2017) dan menempatkan Indonesia sebagai negara pengekspor kelapa terbesar di dunia (FAO, 2017).

    Namun demikian, terdapat banyak kendala yang dihadapi dalam keberlanjutan budidaya kelapa di Indonesia. Luas area perkebunan kelapa di Indonesia terus mengalami penurunan selama sepuluh tahun terakhir, dari sekitar 3,8 juta hektar

    pada tahun 2005 menjadi hanya sekitar 3,5 juta hektar pada tahun 2015 (turun sekitar 0.8 % per tahun; Hendaryati & Arianto, 2017). Banyak faktor yang diduga menjadi penyebab berkurangnya luas area perkebunan kelapa di Indonesia, di antaranya adalah tingginya serangan hama dan penyakit, seperti hama kumbang badak (Oryctes rhinoceros L.), ataupun jamur Phytophthora palmivora. Faktor alih fungsi lahan menjadi tempat hunian ataupun tanaman budidaya lain yang bernilai ekonomi lebih tinggi juga menjadi penyebab berkurangnya luas perkebunan kelapa di Indonesia.

    Kendala lain yang dihadapi pada perkebunan kelapa di Indonesia adalah tingginya persentase pohon kelapa berusia lebih dari 50 tahun, yaitu sekitar 15 % atau lebih dari 0,5 juta hektar perkebunan kelapa (Novarianto, 2008), sedangkan sisanya merupakan pohon berusia produktif (73 %) ataupun usia muda (12 %). Akibatnya, perkebunan-perkebunan tersebut memiliki tingkat produktivitas yang relatif rendah, hanya sekitar 1,2 ton kopra per hektar per tahun dari potensi produksi sekitar 3 – 5 ton kopra per hektar per tahunnya (FAO, 2014). Upaya peremajaan perkebunan kelapa di

  • PROSIDING SEMINAR NASIONAL ISBN 978-602-51854-0-3 BIOLOGI XXIV PBI MANADO, 24-26 AGUSTUS 2017

    Makalah Utama

    11

    Indonesia juga mengalami banyak kendala. Sampai saat ini, Indonesia belum memiliki kebun induk dengan luas dan jumlah yang memadai sehingga tidak mampu menyediaakan benih kelapa yang unggul dengan jumlah massal (Novarianto, 2008). Oleh karena itu upaya produksi benih kelapa unggul dalam jumlah yang massal melalui teknik kultur jaringan menjadi kebutuhan yang mendesak pada saat ini.

    Dalam hal keanekaragaman hayati, Indonesia memiliki keragaman kelapa tertinggi di dunia. Pada saat ini teridentifikasi sebanyak 419 kultivar kelapa di seluruh dunia yang terdiri atas 319 kelapa dalam dan 100 kultivar kelapa genjah (Bourdeix, 2012). Dari Jumlah tersebut, Indonesia memiliki 105 kultivar yang terdiri dari 82 kelapa dalam dan 23 kelapa genjah (Bourdeix, 2012). Indonesia juga memiliki kultivar kelapa yang memiliki nilai ekonomi sangat tinggi yaitu kelapa kopyor. Harga buah kelapa kopyor mencapai lebih dari 10 kali lipat kelapa biasa. Bahkan kelapa kopyor yang dimiliki Indonesia memiliki kultivar yang beragam, baik kultivar dalam maupun genjah.

    Namun demikian, upaya pelestarian keragaman kelapa di Indonesia memiliki kendala yang besar. Mayoritas perkebunan kelapa di Indonesia adalah milik petani (98 %; FAO, 2014) sehingga sangat rentah untuk beralihfungsi sehingga mengakibatkan hilangnya plasma nutfah yang dimiliki. Bahkan, menurut Novarianto (2008), Indonesia masih memiliki sekitar 400 kultivar kelapa yang belum diinventarisasi dan didokumentasi dengan baik dan menghadapi ancaman kepunahan akibat area perkebunan yang menurun maupun perkebunan kelapa yang rusak. Oleh karena itu upaya pelestarian keragaman hayati kelapa dengan melibatkan bioteknologi khususnya kultur jaringan sangat diperlukan di masa sekarang dan akan datang.

    PERKEMBANGAN TEKNIK KULTUR EMBRYO KELAPA DI INDONESIA

    Teknik kultur embryo merupakan salah satu teknik kultur jaringan untuk produksi benih

    tumbuhan yang mengalami kendala tertentu. Dalam produksi benih kelapa, teknik kultur embryo dipercaya merupakan satu-satunya cara yang tersedia saat ini untuk memproduksi benih kelapa kopyor true-to-type yang mampu menghasilkan 100 % buah kopyor. Teknik kultur embryo juga banyak digunakan untuk memproduksi benih kelapa sesudah embryo disimpan pada suhu ultra rendah dengan teknik kriopreservasi (Engelmann, 1999; Sisunandar et al., 2010a; Sisunandar et al., 2010b, 2012; Sisunandar et al., 2014; Sisunandar et al., 2015).

    Seperti umum diketahui, buah kelapa yang bersifat kopyor memiliki endosperm yang lunak bahkan sebagian terlepas dari batok kelapa sehingga bercampur dengan air kelapa (Gambar 1.A), bahkan endosperm akan cepat mengalami pembusukan setelah 2 – 4 minggu pasca panen. Hal tersebut mengakibatkan embrio kelapa tidak dapat berkecambah secara alami. Akibatnya petani kelapa menggunakan buah kelapa normal yang membawa sifat kopyor untuk digunakan sebagai benih kelapa kopyor. Teknik tersebut hanya mampu menghasilkan pohon kelapa yang memproduksi buah kopyor dengan kemungkinan sekitar 60 %, sedangkan sisanya akah menghasilkan pohon kelapa dengan seluruh buahnya normal (Gambar 1.B). Dari tanaman kelapa kopyor yang dihasilkan tersebut memiliki produksi buah kopyor relatif rendah, yaitu hanya sekitar 30 % dari buah kelapa yang dihasilkan per tandannya (Sisunandar et al., 2015).

    Penelitian tentang kultur embryo kelapa kopyor telah dilakukan di Indonesia sejak tahun 1980an (Tahardi & Warga-Dalem, 1982; Mashud & Manaroinsong, 2007; Sukendah et al., 2008; Mashud, 2010). Namun demikian, tingkat keberhasilan produksi benih masih relatif rendah. Kendala umum yang dihadapi dalam mengaplikasikan teknik kultur embryo tersebut antara lain tingginya tingkat kontaminasi, rendahnya kualitas embryo yang digunakan untuk inisiasi kultur, rendahnya tingkat keberhasilan induksi akar, serta sebagian besar benih yang dihasilkan akan mati selama proses aklimatisasi dari lingkungan in-vitro ke lingkungan ex-vitro.

  • PROSIDING SEMINAR NASIONAL ISBN 978-602-51854-0-3 BIOLOGI XXIV PBI MANADO, 24-26 AGUSTUS 2017

    Makalah Utama

    12

    Coconut Research Center, Universitas Muhammadiyah Purwokerto (CRC-UMP) telah berhasil mengembangkan teknik produksi benih kelapa kopyor true-to-type melalui teknik kulur embryo. Tingkat keberhasilan produksi benih dengan menggunakan teknik tersebut cukup tinggi, 90 % dari embryo yang ditanam berhasil tumbuh menjadi benih siap tanam ke lahan. Protokol kultur embryo yang berhasil dikembangkan tersebut meliputi empat tahap (Gambar 1), yaitu (1) tahap persiapan dan sterilisasi embryo kelapa kopyor, (2) tahap perkecambahan dan pemanjangan tunas, (3) tahap ex vitro rooting dan aklimatisasi, serta (4) tahap pembesaran benih di nursery.

    Tahap 1, Persiapan dan sterilisasi embryo

    Segera setelah buah kopyor dipanen (umur 11 – 12 bulan), buah kelapa kemudian dikupas dan dibelah. Endosperm yang di dalamnya terdapat embryo kemudian diisolasi dengang menggunakan sendok dan diletakkan dalam botol steril yang telah diisi dengan air kelapa. Setelah tahap isolasi endospem selesai, endosperm kemudian di bawa ke dalam laboratorium untuk dilakukan isolasi embryo. Tahap isolasi diawali dengan cara endosperm dicuci dengan air mengalir dilanjutkan dengan rendam dalam ethanol (70 %) selama 5 menit. Dengan teknik aseptis, embryo kelapa diisolasi di dalam laminar air flow cabinet (Gambar 1.C). Embryo selanjutnya disterilkan dengan cara direndam dalam larutan kalsium hipoklorida (6 %) selama 12 menit sebelum dicuci dengan menggunakan medium cair hibrid embryo culture (HEC; Rillo, 2004) untuk selanjutnya digunakan dalam tahap germinasi.

    Tahap 2, Germinasi dan pemanjangan tunas

    Embryo kelapa kopyor yang telah dis