1

PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)

GENOTIPE R-043

PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT

(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043

Oleh:

Leonardus Bayu Wicaksono

512007008

SKRIPSI

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

Program Studi Agroekoteknologi

UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA

FAKULTAS PERTANIAN DAN BISNIS

SALATIGA

2012

ii

PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)

GENOTIPE R-043

PROLIFERATION AND REGENERATION OF WHEAT

(Triticum aestivum L.) GENOTYPE OF R-043

SKRIPSI

Oleh:

Leonardus Bayu Wicaksono

512007008

Diajukan kepada Program Studi Agroekoteknologi, Fakultas Pertanian dan Bisnis

guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pertanian

Disetujui oleh,

Disahkan oleh,

Pembimbing I

(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)

Dekan Fakultas Pertanian dan Bisnis (Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M.)

Pembimbing II

(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)

Salatiga, Juni 2012 Fakultas Pertanian dan Bisnis

Universitas Kristen Satya Wacana

iii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI

Yang bertanda tangan dibawah ini,

Nama : Leonardus Bayu Wicaksono

NIM : 512007008

Program Studi : Agroekoteknologi

Fakultas : Pertanian dan Bisnis , Universitas Kristen Satya Wacana

menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi, Judul :

PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)

GENOTIPE R-043

Yang dibimbing oleh :

1. Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.

2. Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.

Adalah benar hasil karya saya.

Di dalam laporan skripsi ini tidak terdapat keseluruhan atau sebagian

tulisan atau gagasan orang lain yang saya ambil dengan cara menyalin atau

meniru dalam bentuk rangkaian kalimat atau gambar serta simbol yang saya aku

seolah-olah sebagai karya saya sendiri tanpa memberikan pengakuan pada penulis

atau sumber aslinya.

Salatiga, Juni 2012

Leonardus Bayu W

iv

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai civitas akademika Universitas Kristen Satya Wacana (UKSW), saya yang

bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Leonardus Bayu Wicaksono

NIM : 512007008

Program Studi : Agroekoteknologi

Fakultas : Pertanian dan Bisnis

Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada

UKSW Hak bebas royalty non-eksklusif (non-exclucive royalty free right) atas karya

ilmiah skripsi saya berjudul:

PROLIFERASI DAN REGENERASI GANDUM (Triticum aestivum L.)

GENOTIPE R-043

beserta perangkat yang ada (jika perlu).

Dengan hak bebas royalty non-eksklusif ini, UKSW berhak menyimpan,

mengalihmedia/mengalihformatkan, mengelola dalam bentuk pangkalan data, merawat

dan mempublikasikan skripsi saya, selama tetap mencantumkan nama saya sebagai

penulis/pencipta.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Salatiga

Pada tanggal: Juni 2012

Yang menyatakan,

Leonardus Bayu W.

Mengetahui,

Pembimbing I

(Dr. Ir. Endang Pudjihartati, M.S.)

Pembimbing II

(Dr. Ir. Nugraheni Widyawati, M.P.)

v

KATA PENGANTAR

Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus atas Kasih Karunia, Anugerah,

Perkenanan dan berkatNya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan

Skripsi ini dengan baik dan lancar.

Skripsi ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk

memperoleh gelar Sarjana Pertanian Strata-1 di Fakultas Pertanian dan Bisnis

Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Skripsi ini dilaksanakan di

Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen

Satya Wacana Salatiga.

Penulis menyadari bahwa penulisan Skripsi ini dapat terselesaikan dengan

baik atas bantuan dan bimbingan serta dukungan dari berbagai pihak. Oleh karena

itu penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:

1. Prof. Dr. Ir. Sony Heru Priyanto M.M., sebagai Dekan Fakultas Pertanian

dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

2. Dr. Ir. Bistok H S, M.Si., sebagai Ketua Program Studi Agroekoteknologi

Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga.

3. Dr. Ir. Endang Pudjihartati M.S., dan Dr. Ir. Nugraheni Widyawati M.P.,

sebagai Pembimbing I dan II dalam Skripsi ini.

4. Dr. Ir. Suprihati M.S, selaku wali studi, yang telah membina dan

bimbingan selama penulis menjadi mahasiswa.

5. Bapak ibu dosen Fakultas Pertanian dan Bisnis Universitas Kristen Satya

Wacana yang telah mengajar dan mendidik penulis selama dibangku

perkuliahaan.

6. Bapak dan ibu serta adik-adikku tercinta yang telah memberikan

dorongan serta doa yang sangat luar biasa dalam penyelesaian skripsi ini.

7. Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu yang telah

membantu dalam Skripsi ini.

vi

Penulis menyadari bahwa isi dari Skripsi ini belum seluruhnya

sempurna. Namun, penulis berharap Skripsi ini dapat bermanfaat bagi semua

pihak yang menggunakannya.

Salatiga, Juni 2012

Penulis

vii

ABSTRAK

Penelitian tentang proliferasi dan regenerasi gandum genotipe R-043 telah dilakukan di Laboratorium Kultur Jaringan Universitas Kristen satya Wacana Salatiga pada September 2010 hingga Maret 2011. Penelitian ini bertujuan untuk : (a) mengetahui konsentrasi 2,4-D serta kondisi gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (b) menentukan konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap dan terang) yang tepat terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043, (c) mengetahui pengaruh komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum galur R-043, (d) menentukan komposisi media yang tepat untuk membentuk planlet dalam regenerasi.

Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap proliferasi 6 perlakuan yang dilakukan adalah 2,4-D (2,5; 3,0; dan 3,5 mg/l) dan kondisi inkubasi gelap/terang saat induksi kalus primer . Pada tahap regenerasi perlakuan yang diberikan adalah 4 komposisi media dengan auksin dan sitokinin.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Kelompok sebagai rancangan dasarnya. Pada tahap proliferasi menggunakan 4 ulangan, sedangkan regenerasi dengan 6 ulangan. Data hasil pengamatan yang diperoleh, dianalisis menggunakan metode sidik ragam dan menguji antar perlakuan digunakan uji Beda Nyata Jujur (BNJ) dengan selang kepercayaan 95%.

Hasil Penelitian menunjukkan bahwa tahap proliferasi pada inkubasi gelap memberikan diameter kalus, skor serta waktu proliferasi yang lebih baik dari pada kondisi inkubasi terang. Pada Tahap regenerasi, semua kombinasi perlakuan BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, dan Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, mampu memacu ES membentuk Planlet dan pucuk, tetapi media dengan komposisi BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA yang memberikan hasil paling baik.

Kata Kunci: planlet, tunas, regenerasi, proliferasi.

viii

ABSTRACT

This study about proliferation and regeneration of wheat genotype R-043 have been done in laboratory of Tissue Culter, Satya Wacana Christian University on september 2010 until March 2011. This study aims to determine the effect of: (a) the concentration of 2,4-D as well as dark or light conditions for callus proliferation wheat genotypes of R-043, (b) 2,4-D concentrations and incubation conditions (dark and light) the right to callus proliferation wheat genotypes R-043, (c) influence the composition of plant growth regulators auxin and cytokinin in the regeneration of plantlets to produce wheat strains R-043, (d) the composition of the media the right to form plantlets in regeneration.

This study consists of the proliferation and regeneration. In the proliferative phase of 6 treatments of 2,4-D concentration (2.5 ; 3.0 and 3.5 mg / l) and incubation conditions of dark/light primary callus induction time. In the regeneration stage of 4 treatments best composition of the media between\n auxin and cytokinin to the regeneration.

This study using the basic design of a Randomized Complete Block Design. For proliferation was repeated 4 times, while regeneration was repeated by 6 times. Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to determine differences between treatments used test Honestly Significant Difference (HSD) 95%.

The result of this study showed that proliferation in the dark condition give the best result of callus diameter, callus score and time of proliferation than in light condition. In regeneration, combination and treatments of BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + 0,1 mg/l IAA, and Kinetin 6 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Somatic embryos are able to stimulate the regeneration phase to form complete plantlets and shoots, the optimum composition is only BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA and BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA showed maximum number or percentage of planlets and shoots. Keywords: plantlets, shoots, regeneration, proliferation.

ix

RINGKASAN

Tanaman gandum merupakan salah satu komoditas yang sangat penting

dalam industri makanan di Indonesia, sebagian besar kebutuhan bahan dasar

gandum masih di impor. Salah satu cara untuk pemenuhan kebutuhan gandum

nasional adalah dengan budidaya gandum untuk menghasilkan varietas gandum

baru guna memenuhi kebutuhan gandum nasional. Teknologi yang dapat

digunakan untuk menghasilkan varietas baru sangat beragam salah satunya

menggunakan bioteknologi, dimana cara ini memerlukan teknik kultur jaringan.

Aplikasi teknik kultur jaringan, sering menghadapi kendala pada tahap proliferasi

dan regenerasi karena setiap eksplan memiliki respon yang berbeda-beda terhadap

perlakuan yang diberikan.

Penelitian ini terdiri dari tahap proliferasi dan regenerasi. Pada tahap

proliferasi ingin diketahui pengaruh konsentrasi 2,4-D serta kondisi inkubasi

gelap atau terang terhadap proliferasi kalus gandum genotip R-043, dan Untuk

mengetahui konsentrasi 2,4-D dan kondisi inkubasi (gelap atau terang) yang tepat

terhadap proliferasi kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi ingin

diketahui pengaruh dan komposisi zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin yang

tepat dalam proses regenerasi untuk menghasilkan planlet gandum genotipe R-

043.

Media dasar yang digunakan untuk kedua tahap percobaan ini berupa

media dasar MS (Murashige & Skoog). Eksplan yang digunakan berupa kalus

primer gandum genotipe R-043. Kedua tahapan penelitian ini menggunakan

rancangan dasar berupa Rancangan Acak Kelompok. Tahapan proliferasi terdiri

dari 6 perlakuan yaitu 2,5 mg/l 2,4-D terang, 3,0 mg/l 2,4-D terang, 3,5 mg/l

2,4-D terang, 2,5 mg/l 2,4-D gelap, 3,0 mg/l 2,4-D gelap dan 3,5 mg/l 2,4-D

gelap dan setiap perlakuan diulang sebanyak 4 kali, sedangkan tahapan regenerasi

terdiri dari 4 perlakuan yaitu BAP 3 mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l

IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l dan setiap

perlakuan diulang sebanyak 6 kali. Data hasil pengamatan dianalisis

menggunakan daftar sidik ragam dan untuk mengetahui perbedaan antar perlakuan

digunakan uji BNJ (beda nyata jujur) dengan tingkat kepercayaan 95 %.

x

Pada tahap penelitian tentang proliferasi diperoleh bahwa peningkatan

konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi gelap, meningkatkan skor kalus tetapi

tidak meningkatkan diameter kalus serta memperpanjang waktu pembentukan ES

sekunder, sedangkan peningkatan konsentrasi 2,4-D pada kondisi inkubasi terang

menurunkan diameter kalus tetapi tidak mempengaruhi skor kalus dan waktu

pembentukan ES sekunder, sedangkan konsentrasi 2,4-D 3,5 mg/l pada kondisi

inkubasi gelap merupakan media yang paling baik dalam menghasilkan diameter

dan skor kalus serta paling baik membentuk embrio somatik dalam proliferasi

kalus gandum genotipe R-043. Pada tahap regenerasi, peningkatan konsentrasi

BAP menurunkan persentase pembentukkan planlet dan pucuk tetapi

memperpanjang waktu regenerasi, sedangkan persentase pembentukan akar tidak

berbeda nyata. Peningkatan konsentrasi kinetin menunjukkan persentase

pembentukkan planlet dan pucuk yang tidak berbeda nyata, peningkatan

konsentrasi kinetin mampu mempersingkat waktu regenerasi tetapi menurunkan

persentase pembentukkan akar, sedangkan komposisi dan konsentrasi zat pengatur

tumbuh BAP 3 mg/l + IAA 0,1 mg/l memberikan jumlah planlet dan pucuk yang

paling banyak.

xi

SUMMARY

Wheat crop is one of the most important commodities in the food industry

in Indonesia, most the basic material of wheat needs are still on imported. One of

the way to get the national wheat producess are with the cultivation of wheat crop

to produce the new variety of wheat. The technology can be used to produce new

varieties are very diverse one using biotechnology, which means it requires a

tissue culture techniques. Application of tissue culture techniques, often face

constraints on the stage of proliferation and regeneration for each explant has a

different response to the treatment given.

The study consisted of proliferative phase and stage of regeneration. At the

stage of proliferation want to know the influence of the concentration of 2,4-D

and incubation conditions (light and dark) to callus proliferation of wheat

genotype R-043, and also want to know the exact of the concentration of 2,4-D

and incubation condition (light and dark) to callus proliferation with the same

genotype. At the stage of regeneration want to know the influence and the exact of

compotition auxin and cytokinin in regeneration process to get the plantlets of

wheat genotype R-043.

Basic medium of the both stage in this experiment is MS medium

(Murashige & Skoog). Explants used in the form of primary callus of wheat

genotype R-043. Both phases of this study using the basic design of a

Randomized Complete Block Design. Proliferation stage consists of 6 treatments

are 2,5 mg/l 2,4-D light, 3,0 mg/l 2,4-D light, 3,5 mg/l 2,4-D light, 2,5 mg/l 2,4-D

dark, 3,0 mg/l 2,4-D dark and 3,5 mg/l 2,4-D dark and each treatment was

repeated 4 times, while the regeneration stage consists of 4 treatments are BAP 3

mg/l + 0,1 mg/l IAA, BAP 4 mg/l + 0,1 mg/l IAA, Kinetin 5 mg/l + IAA 0,1 mg/l

dan Kinetin 6 mg/l + IAA 0,1 mg/l and each treatments was repeated 6 times.

Data were analyzed using a list of observations and analysis of variance to

determine differences between treatments used test Honestly Significant

Difference (HSD) 5%.

The results obtained from studies on the effects of 2,4-D concentration

(2,5 mg/l, 3,0 mg/l and 3,5 mg/l) and the light and dark incubation conditions

showed that the dark incubation conditions provide a greater increase in callus

xii

score but not increase callus diameter and give a long time of proliferation to

compose somatic embrious of proliferation. The light incubation condition

provide decrease in callus diameter but did not give a noticeable effect of callus

score and time to compose somatic embrious form, while concentration of 2,4-D

3,5 mg/l in dark condition give the best concentration that produce the best result

of callus diameter and callus score in proliferation of wheat genotype R-043. At

this stage of regeneration, increasing concentrations of BAP reduced the

percentage formation of plantlets and shoots but extended the time of

regeneration, while the percentage of root formation was not significantly

different. Percentage increase in the concentration of kinetin showed the

formation of plantlets and shoots are not significantly different, increasing

concentrations of kinetin could shorten the time of regeneration but lowered the

percentage of root formation, whereas the composition and concentration of

growth regulators BAP 3 mg / l IAA + 0.1 mg / l gives the number of plantlets

and shoots.

xiii

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL PENELITIAN SKRIPSI .......................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN .............................................................. ii

PERNYATAAN KEASLIAN KARYA TULIS SKRIPSI.................... iii

PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI SKRIPSI.................. iv

KATA PENGANTAR........................................................................... v

ABSTRAK............................................................................................. vii

ABSTRACT........................................................................................... viii

RINGKASAN........................................................................................ ix

SUMMARY........................................................................................... xi

DAFTAR ISI.......................................................................................... xiii

DAFTAR TABEL................................................................................. xvi

DAFTAR GAMBAR ........................................................................... xvii

LAMPIRAN .......................................................................................... 29

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan ...................................................................... 3

1.3. Signifikansi Penelitian ............................................. 3

1.4. Batasan Masalah ...................................................... 4

1.5. Model Hipotesis ....................................................... 4

BAB II KERANGKA TEORITIS

2.1. Tinjauan Pustaka ...................................................... 6

2.1.1. Tanaman Gandum ....................................... 6

2.1.2. Eksplan pada Kultur Jaringan Tanaman ...... 7

2.1.3. Perkembangan Eksplan pada Kultur Kalus . 7

2.1.4. Proliferasi..................................................... 8

2.1.5. Regenerasi.................................................... 9

2.2. Hipotesis Penelitian ................................................. 9

2.3. Definisi dan Pengukuran Variable ........................... 10

xiv

BAB III METODOLOGI DAN PELAKSANAAN PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian .................................. 13

3.2. Rancangan Penelitian dan Perlakuan........................ 13

3.2.1. Rancangan Penelitian Proliferasi................ 13

3.2.2. Rancangan Penelitian Regenerasi............... 14

3.3. Pengamatan

3.3.1. Pengamatan Utama ...................................... 14

3.3.2. Pengamatan Selintas .................................... 15

3.4. Analisis Data ............................................................ 15

3.5. Alat dan Bahan Penelitian

3.5.1. Alat Penelitian ............................................. 15

3.5.2. Bahan Penelitian .......................................... 15

3.6. Prosedur Pelaksanaan Penelitian

3.6.1. Pembuatan Stock ......................................... 16

3.6.2. Pembuatan Media ........................................ 16

3.6.3. Sterilisasi Media .......................................... 16

3.6.4. Proliferasi Kalus........................................... 16

3.6.5. Regenerasi Kalus.......................................... 17

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Pengamatan Selintas

4.1.1. Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo dan Total ES Hasil Proliferasi................

18

4.1.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per Eksplan.......................................... 19

4.2. Pengamatan Utama

4.2.1. Diameter Kalus Hasil Proliferasi.................. 19

4.2.2. Waktu Proliferasi.......................................... 21

4.2.3. Skor ES Hasil Proliferasi.............................. 22

4.2.4. REGENERASI............................................. 23

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan............................................................... 26

xv

5.2. Saran......................................................................... 26

BAB VI DAFTAR PUSTAKA 27

KATA PENGANTAR........................................................ 28

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 4.1. Tabel Jumlah ES Globular, Heart Shape,Torpedo dan Total ES Hasil Proliferasi..................................

18

Tabel 4.2. Jumlah ES yang Membentuk Planlet, Pucuk, Spot hijau + akar, Spot Hijau, dan Akar per Eksplan..................................................................... 19

Tabel 4.3. Diameter Kalus Hasil Proliferasi.............................. 21

Tabel 4.4. Waktu Proliferasi...................................................... 22

Tabel 4.5. Skor ES Hasil Proliferasi.......................................... 23

Tabel 4.6. Regenerasi................................................................. 25

xvii

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1.1. Model Hipotesis Proliferasi...................................... 4

Gambar 1.2. Model Hipotesis Regenerasi..................................... 5

Gambar 2.1. Kriteria skoring kalus................................................ 11

xviii

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

Lampiran 1. Analisi Diameter Kalus............................................. 30

Lampiran 2. Analisis Waktu Proliferasi........................................ 31

Lampiran 3. Analisis Skor kalus hasil Proliferasi........................ 32

Lampiran 4. Analisis Persentase Pembentukan Planlet................ 33

Lampiran 5. Analisis Persentase Pembentukan Pucuk............... 34

Lampiran 6. Amalisis Persentase Pembentukan Spot hijau + akar............................................................................ 35

Lampiran 7. Analisis Persentase Pembentukan Spot Hijau 36

Lampiran 8. Analisis Persentase Pembentukan Akar.................... 37

Lampiran 9. Analisis Waktu Regenerasi....................................... 38

Lampiran 10. Gambar ES Gandum Genotipe R-043...................... 39

Lampiran 11. Gambar Planlet dan Pucuk....................................... 40

Lampiran 12. Gambar Spot hijau +akar, Spot hijau, akar............... 41