tugas akhir (sb-091351) - digilib.its.ac.id · pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar...

PENGARUH MEDIA MS DENGAN PENAMBAHAN GLUTAMIN 100 PPM TERHADAP RESPON

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN KULTUR TUNAS AKSILAR TEBU (Saccharum

officinarum) VARIETAS NXI1-3, HW-1, DAN THA SECARA IN VITRO

Jurusan Biologi

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Surabaya

2013

TUGAS AKHIR (SB-091351)

Penulis:RIZAL KOEN ASHARO

NRP. 1509 100 069

Dosen Pembimbing:Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si.

Dra Nurmalasari

LATAR BELAKANG

Tebu dimanfaatkan sebagai bahan baku utama dalam industri gula

Dibutuhkan tebu varietas unggul untukoptimalisasi produksi pada industri gula

Perbanyakan bibit tebu varietas ungguldalam waktu singkat perlu optimalisasi

Aplikasi teknik kultur jaringan merupakansolusi optimalisasi perbanyakan bibit tebuvarietas unggul dalam waktu singkat dan mampu dikontrol

Industri gula

Kultur jaringan tanaman

Tebu dapatdijadikan gula

Tidak semuavarietas tebudimanfaatkandalam industri

gula

Jumlah permintaangula tiap tahunnya

semakinmeningkat

Tebumemilikifase sikus

hidupyang lama

LATAR BELAKANG

PTPN XI (PERSERO)

• NXI 1-3

• HW-1

• THA

Tebu varietas baru

•Salah satunya adalah:

Mempercepatpertumbuhan dan

perkembanganeksplan melalui

kesesuaian komposisi media

tumbuh dalam kultur jaringan

tumbuhan

Melakukan kegiatanperbaikan mutu bibit tebu secara in vitroyakni kutur jaringan

tumbuhan

perlu penelitian lebih lanjut untuk mendeskripsikan

karakteristik

Industri yang fokus pada

produksi gula

LATAR BELAKANG

• Penambahan komponen pemicu pertumbuhan pada media tumbuh seperti halnyaasam amino telah menunjukkan pengaruh yang signifikan pada kultur jaringan dibanyak spesies

• Sejumlah penelitian telah melaporkan keutamaan glutamin sebagai salah satu asamamino pada konsentrasi tertentu dapat memberikan respon pertumbuhan dan perkembangan yang lebih optimal terutama pada kultur jaringan di banyak spesies

• Media MS dengan penambahan 50-100 ppm glutamin telah menjadi komposisi terbaik pada media tumbuh untuk inisiasi kalus dan proliferasi vegetatif pada kultur jaringan di banyak spesies

• Glutamin memainkan peran penting pada asimilasi nitrogen sebagai intermediet dalam transfer amonia hingga asam amino

Rumus bangunglutamin

Bubuk glutamin

LATAR BELAKANG

Cheema dan Hussain (2004)

PTPN-IX (2012)

Kultur Tunas Aksilar Tebu (Saccharumofficinarum) pada Media MS dengan

penambahan glutamin 100 ppm dan 150 ppmsecara In Vitro

Singh (2003)

*MS = Murashige dan Skoog

PERMASALAHAN

Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu NXI1-3 pada media MS dengan

penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro?

Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu HW-1 pada media MS dengan


Bagaimanakah respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu THA pada media MS dengan


BATASAN MASALAH

TUJUAN PENELITIAN

Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu NXI1-3 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro.

Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu HW-1 pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro.

Mengetahui respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas yaitu THA pada media MS dengan

penambahan glutamin 100 ppm selama 4 minggu pada kultur in vitro.

MANFAAT PENELITIAN

Mendapatkan keterangan mengenai respon pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) tiga varietas yaitu NXI1-3, HW-1, dan THA pada media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm secara in vitro yang selanjutnya bisa dijadikan sebagai bagian dari referensi deskripsi dari tebu

varietas NXI1-3, HW-1, dan THA terutama pada kesesuaian komposisi media tumbuh yang digunakan untuk menumbuhkan

eksplan secara optimal dalam kultur jaringan tumbuhan.

LOKASI DAN WAKTU

BUMN PT. Perkebunan Nusantara (PTPN) XI Persero Kota Surabaya, Jawa Timur

Jl. Merak No. 1 Surabaya 60175, Jawa Timur

3 Desember 2012 hingga 31 Januari 2013

ALAT

LAFC

autoklaf

pH meter

Pipet mikro

tip

Neracaanalitik

Hot plate

Magnetic stirer

bunsen

sprayer

Lemaries

Rakkultur

Sikat gigi

plastik

Gelas ukur

Aluminium foil

Gelas Beaker

Erlenmeyer

Botol selai

Cawan Petri

Kamera digital

tissue

Keranjang sampah

pinset

spatula

skalpel

cutter

pisau

Alas lilin

BAHAN

Aquades sterilAlkohol 96%

HgCl2 0,05%

Bubuk glutamine

kinetin

BA

PVPTebu var. THA

Tebu var. NXI 1-3

Alkohol 70%

Untuksterilisasieksplan

+ Myo-inositol+ Vitamin+ Vitagel+ Sukrosa+Aquades

Media dasar MS 0

Tebu var. HW-1

Untukmedia

tumbuheksplan

eksplan

Stok A-F (bahan dasar MS 0)

STERILISASI PERALATAN

Peralatan yang telah steril diletakkan dalam LAFC untuk dipaparkan sinar UV sebelum peralatan digunakan

Autoklaf menggunakan durasi 20 menit, suhu 121C

dan tekanan 2 atm

Peralatan disterilisasi dengan autoklaf

Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi 1 jam

Menjaga kondisi peralatan tetap steril meskipun ketika alat

dioperasikan

Basuh tangan dengan alkohol 70% ketika

akan memegang alat

Api bunsen dinyalakan dalam LAFC

-Pinset-Skalpel-Cawan petri

Peralatan yang bersentuhan langsung dengan eksplan

STERILISASI BAHAN

Untuk aquades dan HgCl2 0,05% ketika akan digunakan hendaknyaikut diletakkan dalam LAFC untuk

dipaparkan sinar UV agar memastikan kondisi tetap steril

Autoklaf menggunakan durasi 20 menit, suhu 121C dan tekanan 2

atm

Bahan-bahan disterilisasi dengan autoklaf

Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi 1 jam

Media tumbuheksplan yang telahdituang pada tiapbotol selai Aquades HgCl2 0,05%

Bahan-bahan yang telah steril terutama media tumbuh eksplan dapat

langsung diletakkan pada rak dan siap digunakan

setelah kondisi media padat

PEMBUATAN MEDIA

Bubuk glutamine

kinetin

BA

PVP

Stok A-F (bahan dasar MS 0)

+ Myo-inositol+ Vitamin+ Vitagel+ Sukrosa+Aquades

Media dasar MS 0

Untukmedia

tumbuheksplan

Penimbangan tiapbahan sesuai

kebutuhan

Bahan-bahan yang telah ditimbang

Belumdilakukan

penambahanvitagel

Bahan-bahan dicampur padagelas Beaker menggunakan

magnetic stirer sekaligusdilakukan pengaturan pH hingga

5,8 menggunakan pH meter

Agar dicampurkan dandipanaskan menggunakanhotplate hingga mendidih

PEMBUATAN MEDIA

Media yang masihberwujud cair dituangpada botol selai (botolkultur jaringan) dengantakaran masing-masing

botol berisi 20 ml

Selanjutnya,

Botol ditutup dan diberilabel

PENGAMBILAN EKSPLAN

Tebu var. THATebu var. NXI 1-3

eksplan

Batang tebu dipotong untuk diambil bagianbuku-bukunya (hanya diambil maksimal hingga

buku-buku ketiga dari pucuk)

Dilakukan sterilisasidengan cara menyikat

seluruh permukaanberikut tunas aksilarnyamenggunakan alkohol

70%

Diletakkan pada wadahyang sebelumnya telah

dilap menggunakanalkohol 70%

Tebu var. HW-1

PENANAMAN EKSPLAN

Selama penanamaneksplan berlangsung, kondisi harus terjagadalam kondisi steril

Peralatan yang telah steril diletakkan dalam LAFC untuk dipaparkan sinar UV sebelum

peralatan digunakan

Pemaparan sinar UV pada LAFC berdurasi

1 jam

+ HgCl2 0,05%+Aquades steril

Direndam dalam HgCl2 0,05% selama 1 menit

Dibilas dalam aquades sterilsebanyak 5 kali masing-masing selama 1 menit

Tunas aksilar dipisahkan dari

batang secara steril

Eksplan siap ditanam

Diletakkan di rak kultur jaringan

RANCANGAN PENELITIAN

Kode

Minggu ke-

1 2 3 4

A1 1 3 5 6

A2 … … … …

A3

…

F3

F4

F5

Keterangan indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan eksplan :1 = Bentuk tunas tetap atau belum ada perubahan morfologi tunas2 = Epidermis terluar pada tunas mulai membuka3 = Badan tunas mulai membengkak4 = Badan tunas membengkak disertai perubahan warna tunas semakin hijau5 = Badan tunas semakin menonjol ke arah anterior6 = Individu baru sudah mulai tampak, tinggi 1 cm

Pengamatan untuk data kualitatif dilakukan pada 1 minggu setelah inokulasi hingga 4 minggu.

Simulasi tabelpengamatan

kualitatif

Perkembangan eksplan dicatat setiap satu minggu sekali untuk mendapatkan data kualitatif sesuai indeks tahapan pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu

A1

Minggu 1 = 1

Minggu 2 = 3

Minggu 3 = 5

Minggu 4 = 6

A1

A1


Simulasi tabelpengamatankuantitatif

Keterangan:d= Jumlah daunPd = Panjang daun terpanjang (mm)Ld = Lebar daun terlebar (mm)b= Jumlah buku-buku

data kuantitatif diperoleh diakhir pengamatan (minggu ke-4)

Kode dPd

(mm)

Ld

(mm)b

A1 4 10,7 0,4 6

A2 … … … …

A3

…

F3

F4

F5

d = 4

b = 6

Pd = 10,7

Ld = 0,4

A1


Faktor Banyak Taraf Taraf

Varietas (V) Jenis: 3 taraf NXI1-3 (v1) HW-1 (v2) THA (v3)

Glutamin (G) Dosis: 2 taraf 0 ppm (g1) 100 ppm (g2)

Pengulangansebanyak 5 kali

(t-1)(n-1) 15(5-1)(n-1) 15

4n-4 154n 19n 4,75

(pembulatan)n 5

Data yang diperoleh akan dianalisis dengan uji t dua sampelberpasangan pada taraf kepercayaan 95%.

H0 = Media MS dengan penambahan 100 ppm glutamin tidakmemberikan pengaruh terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharumofficinarum) secara in vitro

H1 = Media MS dengan penambahan 100 ppm glutaminmemberikan pengaruh terhadap respon pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar tebu (Saccharumofficinarum) secara in vitro

PEMBAHASAN

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4

Ket

eran

gan

ind

eks

tah

apan

per

tum

bu

han

d

an p

erke

mb

anga

n t

un

as

aksi

lar

teb

u (

Sacc

ha

rum

o

ffic

ina

rum

)se

cara

in

vitr

o

Minggu ke-

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 3 3 5 6

2 2 3 6 6

3 3 3 5 6

4 3 3 5 6

5 2 3 5 6

pengamatan kualitatifEksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum)

varietas NXI 1-3

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 2 3 4

2 2 2 4 4

3 1 3 4 4

4 1 2 3 5

5 2 2 3 5

Glutamin 100 ppmGlutamin 0 ppm

Glutamin 100 ppm

Glutamin 0 ppm

Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum) varietas

NXI 1-3 pada minggu ke-4

PEMBAHASANpengamatan kualitatif

Eksplan tunas aksilar tebu (Saccharum officinarum)

varietas NXI 1-3


UlanganMinggu ke-

1 2 3 4

1 1.386343 1 1.559924 1

2 1.772685 1 1.279962 1

3 1.386343 1 1.559924 1

4 1.386343 1 1.559924 1

5 1.772685 1 1.559924 1

Rata-rata 1.54088 1 1.503932 1

Ulangan Minggu ke-

1 2 3 4

1 1.772685 1.559924 1.772685 1.772685

2 1.386343 1.559924 1.386343 1.772685

3 1.772685 1.279962 1.386343 1.772685

4 1.772685 1.559924 1.772685 1.386343

5 1.386343 1.559924 1.772685 1.386343

Rata-rata 1.618148 1.503932 1.618148 1.618148

Varietas

Minggu ke- Glu 100

ppm

Glu 0 ppm Berpenga

ruh

NXI 1-3

1 1.54088 1.618148 b

2 1 1.503932 a

3 1.503932 1.618148 b

4 1 1.618148 a

Keterangan:a = H0 ditolak, maka penambahan 100 ppm glutamin

memberikan pengaruh secara nyata terhadap responpertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilartebu (Saccharum officinarum) secara in vitro.

b = H0 diterima, maka penambahan 100 ppm glutamin tidakmemberikan pengaruh secara nyata terhadap responpertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilartebu (Saccharum officinarum) secara in vitro.

uji statistik menggunakan metode paired sample T-test

PEMBAHASANpengamatan kuantitatif


varietas NXI 1-3


Ulangan dPd

(cm)

Ld

(cm)b Foto Pengamatan Indeks

1 3 5.7 0.2 5 6

2 4 5.2 0.3 6 6

3 1 1.5 0.1 3 6

4 2 0.7 0.1 7 6

5 0 0 0 7 6

Ulangan dPd

(cm)

Ld


1 0 0 0 2 4

2 0 0 0 2 4

3 0 0 0 1 4

4 0 0 0 4 5

5 0 0 0 7 5



varietas NXI 1-3

0

1

2

3

4

5

6

Sd Pd Ld Sb

Parameter

Glu 100 ppm Glu 0 ppm





d b

a a a a

Varietas Parameter Glu 100 ppm Glu 0 ppm Berpengaruh

NXI 1-3

d 2 0 a

Pd 2.62 0 a

Ld 0.14 0 a

b 5.6 3.2 a

PEMBAHASAN

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 3 5 6 6

2 1 3 5 6

3 3 5 6 6

4 2 5 6 6

5 2 3 5 6


varietas HW-1

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 2 5 5

2 1 2 5 5

3 1 2 5 5

4 1 1 2 4

5 1 2 3 5



HW-1 pada minggu ke-4

Glutamin 100 ppm

Glutamin 0 ppm

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4

Ket

eran

gan

ind

eks

tah

apan

per

tum

bu

han

d

an p

erke

mb

anga

n t

un

as

aksi

lar

teb

u (

Sacc

ha

rum

o

ffic

ina

rum

)se

cara

in

vitr

o

Minggu ke-



varietas HW-1


UlanganMinggu ke-

1 2 3 4

1 1.279962 1.386343 1.386343 1

2 1.559924 1.772685 1.772685 1

3 1.279962 1.386343 1.386343 1

4 1.666304 1.386343 1.386343 1

5 1.666304 1.772685 1.772685 1

Rata-rata 1.490491 1.54088 1.54088 1

Ulangan Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 1.279962 1.279962 1.279962

2 1 1.279962 1.279962 1.279962

3 1 1.279962 1.279962 1.279962

4 1 1.559924 1.559924 1.559924

5 1 1.279962 1.666304 1.279962

Rata-rata 1 1.335954 1.413223 1.335954

Varietas

Minggu ke- Glu 100

ppm

Glu 0 ppm Berpenga

ruh

HW-1

1 1.490491 1 a

2 1.54088 1.335954 b

3 1.54088 1.413223 b

4 1 1.335954 a







varietas HW-1


Ulangan dPd

(cm)

Ld


1 2 3.6 0.5 5 6

2 2 5.9 0.5 3 6

3 3 3.3 0.3 4 6

4 3 8.5 0.4 7 6

5 2 4.1 0.2 4 6

Ulangan dPd

(cm)

Ld


1 0 0 0 2 5

2 0 0 0 2 5

3 0 0 0 2 5

4 0 0 0 1 4

5 0 0 0 2 5

0

1

2

3

4

5

6

Sd Pd Ld Sb

Parameter




varietas HW-1





d b

a a a a


HW-1

d 2.4 0 a

Pd 5.08 0 a

Ld 0.38 0 a

b 4.6 1.8 a

PEMBAHASAN

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 2 5 6

2 2 6 6 6

3 1 5 6 6

4 1 2 4 6

5 2 6 6 6


varietas THA

Ulang

an

Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 5 5 6

2 1 5 5 6

3 1 2 4 5

4 1 4 5 6

5 1 5 5 6



THA pada minggu ke-4

Glutamin 0 ppm

Glutamin 100 ppm

1

2

3

4

5

6

1 2 3 4

Ket

eran

gan

ind

eks

tah

apan

per

tum

bu

han

d

an p

erke

mb

anga

n t

un

as

aksi

lar

teb

u (

Sacc

ha

rum

o

ffic

ina

rum

)se

cara

in

vitr

o

Minggu ke-



varietas THA


UlanganMinggu ke-

1 2 3 4

1 1.772685 1.772685 1.666304 1

2 1.386343 1.386343 1.279962 1

3 1.772685 1.772685 1.279962 1

4 1.772685 1.772685 1.559924 1

5 1.386343 1.386343 1.279962 1

Rata-rata 1.618148 1.618148 1.413223 1

Ulangan Minggu ke-

1 2 3 4

1 1 1.279962 1.559924 1.279962

2 1 1.279962 1.559924 1.279962

3 1 1.559924 1.559924 1.559924

4 1 1.666304 1.559924 1.279962

5 1 1.279962 1.559924 1.279962

Rata-rata 1 1.413223 1.559924 1.335954

Varietas

Minggu ke- Glu 100

ppm

Glu 0 ppm Berpenga

ruh

THA

1 1.618148 1 a

2 1.618148 1.413223 a

3 1.413223 1.559924 b

4 1 1.335954 a







varietas THA


Ulangan dPd

(cm)

Ld


1 4 16.2 0.5 5 6

2 3 12.3 0.4 4 6

3 4 10.7 0.4 6 6

4 3 8.5 0.4 5 6

5 3 3.0 0.5 4 6

Ulangan dPd

(cm)

Ld


1 1 2.2 0.1 5 6

2 1 1.2 0.1 4 6

3 0 0 0 3 5

4 1 2.2 0.2 6 6

5 2 2.3 0.4 3 6

0

2

4

6

8

10

12

Sd Pd Ld Sb

Parameter




varietas THA





d b

a a a a


THA

d 3.4 1 a

Pd 10.14 1.58 a

Ld 0.44 0.16 a

b 4.8 4.2 b

PEMBAHASAN

Skema hubungan antara asimilasi nitrogen, síntesis asam amino lain, dan metabolisme karbon yang

berasal dari glutamin dalam tubuh tanaman

• glutamin sintetaseGS

• glutamat sintaseGOGAT

•aspartat amino transferaseAAT

• glutamat dehidrogenaseGDH

•asparagin sintaseAS

•asparaginaseAG

•oksaloasetatOAA

•-ketoglutarat-KG

KESIMPULAN

Media MS dengan penambahan glutamin 100 ppm memberikan pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan eksplan tunas aksilar tebu

(Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 selama 4 minggu pada kultur in vitro.


(Saccharum officinarum) varietas HW-1 selama 4 minggu pada kultur in vitro.


(Saccharum officinarum) varietas THA selama 4 minggu pada kultur in vitro untuk parameter jumlah daun, panjang daun, dan lebar daun namun tidak

untuk parameter jumlah buku-buku.

SARAN PENELITIAN

Perlunya dilakukan penelitian secara keseluruhan proses kulturjaringan lebih dari 4 minggu hingga siap aklimatisasi agar bisa

ditentukan total efisiensi waktu ketika eksplan tunas aksilar tebu(Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3, HW-1, dan THA

ditumbuhkembangkan pada media MS dengan penambahanglutamin 100 ppm dibandingkan dengan tanpa penambahan

glutamin.

tugas akhir (sb-091351) - digilib.its.ac.id · pertumbuhan dan perkembangan kultur tunas aksilar...

Documents