laporan embriogenesis

BORANG LAPORAN PRAKTIKUM LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN Matakuliah

No. Dokumen Berlaku sejak Revisi Halaman

FO-UGM-BI-07-13 03 Maret 2008 00 1 dari 10

: Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan

ACARA 5 EMBRIOGENESIS SOMATIK PADA KALUS WORTEL (Daucus carota) SECARA IN VITRO

Nama Mahasiswa NIM Golongan/ Kelompok Asisten

: : : :

Fitrio Krisnandya 08/ 267356/ BI/ 8134 B Ricky Nanda

Fakultas Biologi Universitas Gadjah Mada Yogyakarta 2011

BORANG LAPORAN PRAKTIKUM LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN I. PENDAHULUAN



A. Latar Belakang Jaringan tumbuhan mampu menghasilkan tanaman baru secara in vitro dan hal tersebut merupakan hal yang sangat menarik untuk dipelajari. Jaringan tanaman tersebut dapat berkembang menjadi berbagai tipe primordial yang akan berdiferensiasi menjadi embrio, bunga, akar, daun, dan tunas pucuk.regenerasi tanaman dengan serangkaian proses pertumbuhan dan perkembangan disebut morfogenesis yang melibatkan organogenesis dan embriogenesis. Pada kultur in vitro dikenal istilah embriogenesis somatik. Embriogenesis somatik adalah proses saat sel-sel somatik (baik haploid maupun diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahapan perkembangan embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Embriogenesis somatik ini terjadi melalui beberapa tahapan yaitu induksi kalus embrionik, pendewasaan (maturation), perkecambahan, dan hardening. Adanya tahapan-tahapan dalam perkembangan embriogenesis somatik tersebut penting untuk dipelajari lebih dalam. Karena itu, dalam percobaan ini dilakukan induksi embriogenesis somatik. B. Permasalahan Jaringan tanaman mampu berkembang menjadi individu baru melalui berbagai tahapan. Dari latar belakang dan pernyataan tersebut maka dapat permasalahan yang dapat dikemukakan adalah bagaimanakah teknik dasar mikropropagasi pada wortel (Daucus carota) melalui jalur embriogenesis somatic dan fase-fase embriogenesis secara in vitro?

C. Tujuan Tujuan dari percobaan ini adalah mempelajari teknik dasar

mikropropagasi wortel (Daucus carota) melalui jalur embriogenesis somatik dan mengamati fase-fase embriogenesis secara in vitro.

BORANG

LAPORAN PRAKTIKUM Halaman LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN II. TINJAUAN PUSTAKA

No. Dokumen Berlaku sejak Revisi


Kultur in vitro tanaman adalah suatu metode untuk mengisolasi bagianbagian tanaman seperti organ, jaringan dan sel tanaman serta menumbuhkannya secara aseptis pada suatu medium budidaya dalam wadah gelas transparan (Wetter & Constabel,1991). Regenerasi tanaman secara in vitro terjadi melalui serangkaian proses pertumbuhan dan perkembangan yang disebut

morfogenesis. Morfogenesis melibatkan dua proses yang berbeda yaitu organogenesis dan embriogenesis (Indrianto, 2003). Pada kultur in vitro dikenal istilah embryogenesis somatic. Embriogenesis somatik merupakan suatu proses di mana sel somatik (baik haploid maupun diploid) berkembang membentuk tumbuhan baru melalui tahap perkembangan embrio yang spesifik tanpa melalui fusi gamet. Proses ini menggambarkan pembentukan organisme dari suatu sel atau kumpulan sel somatik. Embrio somatik dapat dicirikan dari strukturnya yang bipolar, yaitu mempunyai dua calon meristem, yaitu meristem akar dan meristem tunas. Dengan memiliki struktur tersebut maka perbanyakan melalui embrio somatik lebih menguntungkan daripada pembentukan tunas adventif yang unipolar. Di samping strukturnya, tahap perkembangan embrio somatik menyerupai embrio zigotik. Secara spesifik tahap perkembangan tersebut dimulai dari fase globular (bulat), fase hati (heart), fase torpedo, dan plantlet (Dixon & Gonzales, 1994). Embrio somatik dapat terbentuk melalui dua jalur, yaitu secara langsung maupun tidak langsung (melewati fase kalus). Keberhasilan akan tercapai apabila kalus atau sel yang digunakan bersifat embrionik yang dicirikan oleh sel yang berukuran kecil, sitoplasma padat, inti besar, vakuola kecil-kecil dan mengandung butir pati (indrianto, dkk., 2003). Potensi terbesar multiplikasi klon adalah melalui embriogenesis somatik dimana 1 sel dapat menghasilkan 1 embrio dan menjadi tanaman lengkap (Collin and Edward, 1998). Keberhasilan embriogenesis melalui kultur in vitro dipengaruhi beberapa faktor. Faktor-faktor dimaksud adalah: (1) genotip tanaman donor, (2) kondisi fisiologis tanaman donor, (3) jenis medium dan kondisi fisik medium, (4) lingkungan kultur, dan (5) Zat Pengatur Tumbuh (ZPT) (Zhang et al.,2000). Zat pengatur tumbuh merupakan salah satu faktor yang menentukan keberhasilan embriogenesis somatik, diantaranya adalah auksin dan sitokinin

BORANG

LAPORAN PRAKTIKUM Halaman LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN Untuk induksi kalus embriogenik kultur umumnya ditumbuhkan pada media yang



mengandung auksin yang mempunyai daya aktivitas kuat atau dengan konsentrasi tinggi. Peran auksin dalam embriogenesis somatik antara lain untuk inisiasi embriogenesis somatik ,induksi kalus embriogenik, prolifersai kalus embriogenik, dan induksi embrio somatic. Di samping auksin, sering pula diberikan sitokinin seperti benzil adenin (BA) atau kinetin secara bersamaan (Bhojwani & Razdan, 1989). Menurut Indrianto dkk. (2003) embriogenesis dapat dibagi menjadi beberapa tahap yaitu: 1. Induksi kalus embriogenik Dilakukan dengan dedifferensiasi pada sel somatik dengan mentransfer eksplant dalam medium dengan kadar auksin tinggi. Selain itu dapat juga dilakukan dengan stress osmotic. Keberhasilan tercapai apabila kalus yang terbentuk bersifat embriogenik yang dicirikan dengan sel berukuran kecil, inti besar, sitoplasma padat, vakuola kecil dan mengandung butir pati 2. Pendewasaan Tahap pendewasaan adalah tahap perkembangan dari struktur globular membentuk kotiledon dan primordia akar. Beberapa hasil penelitian menunjukkan bahwa tahap pendewasaan adalah tahap yang paling sulit. Pada tahap ini sering digunakan auksin pada konsentrasi rendah. Tahap pendewasaan melilputi perkembangan embrio menjadi bentuk globuler, jantung, torpedo, kotiledon dan primordial akar. 3. Perkecambahan Tahap perkecambahan adalah fase di mana embrio somatic membentuk tunas dan akar. Pada media perkecambahan konsentrasi zat pengatur tumbuh yang digunakan sangat rendah atau bahkan tidak diberikan sama sekali. 4. Hardening Tahap hardening, yaitu tahap aklimatisasi bibit embrio somatik dari kondisi in vitro ke lingkungan baru di rumah kaca dengan penurunan kelembaban dan peningkatan intensitas cahaya.

BORANG LAPORAN PRAKTIKUM LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN III. METODE



A. Alat Alat yang digunakan dalam percobaan ini adalah cawan petri dengan kertas saring, scalpel, mata pisau, pinset steril, lampu spiritus, Laminar Air Flow (LAF), dan mikroskop stereo.

B. Bahan Bahan yang digunakan antara lain kalus wortel dalam medium MS + 2,4D 2mg/L, medium MS padat dengan penambahan BAP (0,5 dan 1 mg/L), alkohol 70%, aluminium foil steril, label, dan spritus serta tisu. C. Cara Kerja 1. Induksi embrio somatik Kalus wortel umur 5 minggu dari perlakuan induksi dan pemeliharaan kalus diletakkan dalam petridish. Kalus dibagi menjadi beberapa bagian menggunakan scalpel. Tiap bagian disubkultur dalam medium MS+BAP 0,5 mg/L, MS+BAP 1mg/L dan MS0 sebagai kontrol. Tiap petridish diisi 3 irisan. Kultur diinkubasi selama 3 minggu. 2. Pengamatan

Embrio yang terbentuk pada masing-masing perlakuan medium diamati dibawah mikroskop binokuler pada perbesaran 40x. diamati terbentuknya embrio dari tiap fase baik globuler, jantung ataupun torpedo dan dihitung jumlahnya.

Diagram alir Kalus wortel diletakkan di atas petridish dibagi menjadi 2 bagian menggunakan scalpel

Tiap potongan disubkultur dalam medium MS+BAP 0,5 mg/L, MS+BAP 1 mg/L, dan MS0 kontrol untuk induksi embrio somatic

BORANG

LAPORAN PRAKTIKUM Halaman LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN Setiap petridish kultur diisi 3 irisan



Kultur diinkubasi pada suhu 22-25C dan cahaya 1000 flux terus-menerus 3 minggu

Embrio somatic yang terbentuk pada masing-masing perlakuan dihitung di bawah mikroskop binokuler perbesaran 40 kali

Diamati terbentuknya embrio dari tiap fase dan dihitung jumlahnya.

IV. A. Hasil

HASIL DAN PEMBAHASAN

Setelah diinkubasikan selama 3 minggu dan dilakukan pengamatan, maka diperoleh hasil sebagai berikut:

25 Jumlah embrio 20 15 Globuler 10 5 0 MS 0 MS + 0,5 BAP Medium MS + 1 BAP Jantung Torpedo

Gambar 1. Jumlah fase perkembangan embrio pada berbagai medium

Dari gambar diatas dapat diketahui bahwa fase perkembangan embrio yang ditemukan dan jumlahnya paling banyak pada semua medium adalah fase globuler. Pada medium MS 0 tidak ditemukan fase jantung dan torpedo,

BORANG

LAPORAN PRAKTIKUM Halaman LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN sedangkan pada medium MS + 1 BAP tidak ditemukan fase torpedo. Fase globuler, jantung dan torpedo paling banyak ditemukan di medium MS + 0,5 BAP, berturut-turut yakni 23, 33; 0,67; dan 1. B. Pembahasan



Embriogenesis somatik merupakan proses induksi embrio dari sel-sel somatic baik yang bersifat haploid maupun diploid, untuk berkembang dan berdiferensiasi membentuk tanaman utuh. Embrio akan tumbuh dan berkembang melalui proses yang identik dengan embryogenesis zigotik tanpa melalui fusi gamet jantan dan betina. Embrio somatic memiliki kemiripan dengan embrio zigotik yaitu terbentuknya struktur bipolar melalui tahapan globuler (bulat), jantung (heart), torpedo, dan akhirnya berkecambah menjadi planlet (Indrianto, 2003). Embriogenesis somatik mampu terjadi dalam dua tahap yaitu inisiasi yang menggunakan 2,4-D dengan konsentrasi tinggi serta tahap pembentukan embrio yang tidak atau sedikit memerlukan 2,4-D. Fungsi dari 2,4 D adalah sebagai repogramming sel, menginisiasi terbentuknya sel embrinik, dan menginduksi proliferasi. Beberapa sel embrio somatik dapat beregenerasi membentuk embrio somatik kembali yang disebut sebagai embrio somatik sekunder. Keberhasilan embriogenesis melalui kultur in vitro dipengaruhi beberapa faktor. Faktor-faktor yang dimaksud adalah: kondisi tanaman

donor, kondisi fisiologis tanaman donor, jenis medium dan kondisi fisik medium, lingkungan kultur, dan Zat Pengatur Tumbuh (ZPT). Selain itu, pemilihan sel yang tepat dan bersifat embriogenik juga dapat berpengaruh dan dapat dilihat dari sel yang berukuran kecil, sitoplasma padat, inti besar, vakuolanya kecil, serta terdapat butir pati. Setiap genotip atau jaringan mempunyai respons yang berbeda dalam penyerapan zat pengatur tumbuh dalam medium dan memiliki kandungan zat pengatur tumbuh endogen yang berbeda. Tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengamati fase-fase

embriogenesis yang terdiri atas fase globuler, jantung, dan torpedo serta teknik dasar mikropopagasi tanaman wortel melalui induksi embriogenesis somatik in vitro. Pada percobaan ini menggunakan tanaman dikotil yaitu

tanaman wortel. Perkembangan embrio tanaman dikotil melalui tahapan

BORANG

LAPORAN PRAKTIKUM Halaman LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN globuler, jantung, torpedo dan walking stick. Sedangkan perkembangan



embrio pada monokotil terjadi melalui tahapan globuler dan lansung membentuk skutelum. selanjutnya menjadi planlet. Adapun tahapan embriogenesis dari eksplan wortel yaitu biji ditanam secara in vitro dalam media MS+2,4 D untuk menginduksi biji wortel menjadi kalus. Medium dengan penambahan 2,4 D mampu berperan untuk induksi kalus embriogenik dan proliferasi kalus. Karena adanya hormon eksogen tersebut dapat memicu pembelahan dan pembesaran sel. Pemberian hormon eksogen akan menaikkan tekanan osmotik, meningkatkan sintesa protein dan permeabilitas sel terhadap air, serta melunakkan dinding sel yang diikuti dengan menurunnya tekanan dinding sel dan air dapat masuk ke dalam sel sehingga sel akan membesar dan memanjang. Terbentuknya kalus ditandai dengan pertambahan massa sel dan tidak terorganisir. Dari kalus yang terbentuk ini, maka akan diperoleh bagian-bagian yang telah steril sehingga kalus ini tidak perlu disterilisasi lagi. Selanjutnya kalus dipindahkan ke dalam media MS+BAP 0,5 mg/L, MS+BAP 1 mg/L dan MS 0 sebagai kontrol. Tujuan dipindahkannya dalam media tersebut adalah untuk regenasi dan dediferensiasi kalus. Dalam media ini, proliferasi kalus akan dihentikan dan kalus diarahkan ke tahapan perkembangan embrio. BAP merupakan zat pengatur dari golongan sitokinin yang dapat menginduksi terbentuknya embrio somatik karena berperan dalam diferensiasi sel sehingga kalus yang tadinya dalam bentuk tidak terdiferensiasi berubah menjadi diferensiasi kembali. Dari hasil percobaan, maka diperoleh bahwa fase pertumbuhan lengkap yang dapat diamati terjadi pada medium MS + 0,5 BAP, sedangkan pada medium MS 0 hanya ditemui fase globuler dan pada medium MS + 1 BAP ditemui fase globuler dan jantung. Hal ini sesuai dengan teori yang menyebutkan bahwa penambahan ZPT berupa BAP akan mempercepat proses terjadinya embryogenesis somatic karena ZPT ini menginduksi diferensiasi sel sehingga kalus memunculkan fase-fese perkembangan embriogenik dengan lebih cepat. Namun pada penambahan BAP 1 mg/L justru tidak ditemui adanya fase torpedo. Ini kemungkinan dikarenakan konsentrasi BAP terlalu tinggi, melebihi titik optimal yang dibutuhkan sehingga malah berperan sebagai penghambat diferensiasi sel.

BORANG LAPORAN PRAKTIKUM LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN V. KESIMPULAN



Kesimpulan yang dapat ditarik dari percobaan ini adalah bahwa tahapan embrio pada kalus Daucus carota meliputi terbentuknya struktur bipolar melalui bentuk globuler yaitu bulat, bentuk jantung dan diakhiri dengan bentukjantung memanjang atau torpedo. Medium yang optimal untuk induksi embryogenesis somatic adalah MS + 0,5 BAP.

VI.

DAFTAR PUSTAKA

Bhojwani, S.S & M.K. Razdan. 1989. Plant Tissue Culture: Theory and Practise. Elsevier. p: 23. Dixon,R.A & A.Gonzales. 1994. Plant Cell Culture: A Practical Approach. IRL Press. p: 70-80. Indrianto, A. 2003. Bahan Ajar Kultur Jaringan Tumbuhan. Laboratorium Kultur Jaringan. Fakultas Biologi UGM. Hal: Wetter, L.R. dan F. Constabel. 1991. Metode Kultur Jaringan Tanaman Edisi ke-2 (terjemahan). Penerbit ITB. Hal: 1-5. Zhang, B., F. Liu, & C. Yao. 2000. Plant Regeneration via Somatic Embryogenesis in Cotton. Plant Cell Tissue and Organ Culture. p: 89-94. VII. LAMPIRAN

Tabel 1. Data jumlah tiap fase embriogenesis somatik Daucus carota pada berbagai medium. Petri ke1 Medium Ulangan 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Jumlah tiap fase Globuler Jantung Torpedo 13 20 16 23 1 25 1 2 22 1 18 21 20 1

MS 0

2

MS + 0,5 BAP

3

MS + 1 BAP

BORANG LAPORAN PRAKTIKUM LAB. KULTUR JARINGAN TUMBUHAN



laporan embriogenesis

Documents