LAPORAN PRAKTIKUM KULTUR JARINGAN TANAMAN
Perkecambahan Benih Kacang Tanah secara In Vitro
Noorma Paramitha
Biologi 2013
PRODI BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2016
Perkecambahan Kacang Tanah Secara In Vitro Tanggal Praktikum: 5 April 2016 A. Tujuan Praktikum 1. Mengecambahkan benih kacang tanah secara in vitro 2. Mengetahui teknik perkecambahan secara in vitro 3. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan secara in vitro B. Rumusan Masalah 1. Baggaimanakah cara mengecambahkan benih kacang tanah secara invitro? 2. Bagaimanakahteknik perkecambahan secara invitro? 3. Apa sajakah faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan secara in vitro? Landasan Teori Metode kultur jaringan (in vitro) merupakan teknik perbanyakan tanaman dengan mengambil bagian dari tanaman seperti tunas, batang, bunga, daun, akar, dan bagian lainnya untuk ditumbuhkan pada media tanam dalam botol untuk jangka waktu tertentu, sampai tanaman tersebut bisa ditanam di lapangan (Badan Litbang Pertanian, 2012). Menurut Alitalia (2008) Salah satu alternatif metode perbanyakan dalam kultur jaringan yang dapat ditempuh adalah melalui kultur in vitro. Metode ini diharapkan mampu menghasilkan tanamandalam skala besar dengan waktu yang relatif cepat serta kualitas tanaman yang dihasilkan menjadi lebih baik. Sudarmonowati et al. (2002) dalam Alitalia (2008) juga menambahkan bahwa perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan (in vitro) telah banyak dilakukan untuk tanaman yang bernilai ekonomi tinggi atau tanaman yang tergolong langka dan sulit dipropagasi dengan cara konvensional. Sejalan dengan Sudarmonowati et al. (2002) dalam Alitalia (2008), Rahayu (2016) berpendapat perkecambahan secara in vitro dilakukan pada biji tumbuhan yang berukuran sangat kecil atau secara alami sulit berkecambah sehingga memerlukan kondisi atau perlakuan khusus antara lain suhu rendah, fotoperiodisme, atau penambahan zat pengatur tumbuh. Perbanyakan in vitro tanaman dapat dilakukan dengan dua cara yaitu dengan organogenesis dan embriogenesis somatic. Menurut Kosmiatin et al. (2005) Perbanyakan melalui kulturin vitro dapat dilakukan melalui 3 cara, yaitu pembentukan tunas adventif, proliferasi tunas lateral, dan embriogenesis somatik. Proliferasi tunas lateral dapat
dilakukan dengan cara mengkulturkan tunas aksilar atau tunas terminal ke dalam media yang mempunyai komposisi yang sesuai untuk proliferasi tunas sehingga diperoleh penggandaan tunas dengan cepat. Setiap tunas yang dihasilkan dapat dijadikan sebagai sumber untuk penggandaan tunas selanjutnya sehingga diperoleh tunas yang banyak dalam waktu yang relatif lebih singkat.
Keberhasilan perbanyakan tanaman secara
invitro baik melalui penggandaan tunas, organogenesis maupun embriogenesis somatik sangat dipengaruhi oleh genotip dan eksplan, jenis media dasar, serta jenis dan konsentrasi zat pengatur tumbuh yang digunakan. Media perkecambahan in vitro dapat menggunakan formula MS padat dengan penambahan ZPT dengan jenis dan konsentrasi tertentu (Rahayu, 2016) misalnya penelitian perbanyakan dan perkecambahan gaharu secara in vitro yang dilakukan Kosmiatin et al. (2005) menggunakan medium MS dan ½ MS dengan ditambahkan ZPT BA konsentrasi 1, 3, dan 5 mg/l dengan penambahan sukrosa 30 g/l. Contoh lainnya yaitu penelitian yang dilakukan oleh
Kasli (2009) dengan perlakuan BAP ditambahkan
NAA(0,5 mg/1) sebagai ZPT pembantu bagi pertumbuhan kalus nodus batang krisan. Menurut Srilestari (2005) perbanyakan tanaman secara in vitro diharapkan dapat membantu mengatasi berbagai permasalahan produksi kacang tanah dan kesulitan penyediaan bibit kacang tanah secara konvensional.Permasalahan terhadap produksi kacang tanah antara lain Rendahnya produksi nasional kacang tanah, disamping karena luas areal pertanaman yang masih terbatas, juga karena produktivitasnya per satuan luas masih rendah.Hal ini diakibatkan oleh penggunaan benih yang bermutu rendah dan oleh adanya serangan penyakit.
C. Alat dan Bahan 1. Alat: a. Laminar Air Flow b. Cawan petri, pinset, dan scalpel steril c. Lampu Bunsen d. Botol steril e. Penutup botol steril f. Sprayer volume 500 ml 2. Bahan: a. Benih kacang tanah b. Medium kultur
c. Bahan sterilan: pemutih pakaian 20%, fungisida dan bakterisida dengan dosis 50% dari dosis anjuran d. Tween-20 e. Akuades steril D. Cara Kerja Medium perkecambahan in vitro menggunakan formula MS padat tanpa penambahan ZPT yang telah dibuat pada pertemuan sebelumnya, terdapat pada ruang inkubasi diambil dan disterilisasi bersama dengan alat-alat yang akan digunakan untuk perkecambahan benih secara in vitro ke dalam LAF dengan cara sebagai berikut: 1. Persiapan
Menyalakan LAF beserta lampu TL dan blower
Membersihkan seluruh dinding dalam LAF dengan alcohol 70%
Menyalakan lampu UV selama 45 menit
Menutup LAF kemudian mematikan lampu TL dan blower
Membersihkan alatalat penanaman perkecambahan benih dengan alcohol 70% dan dilap dengan tisu Memasukkan alat tanam steril untuk perkecambahan benih (pinset, skalpel, cawan petri, botol steril) dan bahan (medium, air steril, alkohol 70% dan sterilan)
Setelah 45 menit, mematikan lampu UV dan Melakukan 2. Ste menyalakan lampu TL dan perkecambahan 2. Sterilisasi Luar Benih Kacang bijiTanah kacang tanah blower selama melakukan a. Larutan dettol disiapkan denganincara dibuat dari 20 tetes dettol ditambah 50 ml air vitro perkecambahan steril b. Larutan bakterisida disiapkan dengan cara dibuat dari bahan bakterisida bubuk yang ditimbang 0,125 gr dan dilarutkan kedalam 100 ml air steril c. Larutan fungisida dibuat dengan cara menambahkan 0,25 gr fungisida yang dilarutkan kedalam air steril 100 ml. d. Setelah ketiga larutan siap, 20 benih kacang tanah dimasukkan dalam larutan dettol tadi dan dishaker selama 30 menit pada kecepatan 150 rpm. e. Setelah selesai, benih dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali kemudian 20 benih tadi dimasukkan dalam larutan fungisida 20 ml dan larutan bakterisida 20 ml, dicampur dalam satu botol dan dishaker selama 20 menit. 3. Sterilisasi Dalam LAF Cabinet (Benih Kacang Tanah) a. Benih dalam larutan bakterisida dan fungisida yang telah dishaker tadi, larutannya dibuang dan benih kacang tanah dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali, kemudian di
sterilisasi kembali dengan penambahan chlorox 20% sampai benih terendam, ditambah tween-20 sebanyak 4 tetes, keudian di gojog selama 20 menit (untuk kacang tanah dan kacang merah). b. Setelah 20 menit, larutan dibuang dan benih kembali dibilas dengan air steril sebanyak 3 kali, kemudian ditambah air steril sampai benih tenggelam dan diimbibisi selama satu malam, masuk dalam kulkas untuk ditanam esok harinya. 4. Penanaman Benih Kacang Tanah
Membersihkan telapak tangan dengan alcohol 70%
Mengambil benih kacang tanah steril dalam air steril dengan pinset
Menyalakan lampu bunsen kemudian memanaskan pinset
Memotong satu benih kacang tanah menjadi 2 bagian untuk mencari bagian yang terbaik untuk ditanam (eksplan), kemudian dipotong lagi menjadi 2 bagian, diambil satu bagian yang ada calon embrionya
Mengambil eksplan kemudian menanamnya di medium dengan cara sedikit membenamkan bagian pangkalnya yang telah dipotong
Meletakkan benih di petridish kemudian memanaskan skalpel
Botol didekatkan bunsen dan ditutup rapat, meletakkan hasil penanaman di rak kultur pada ruang inkubasi suhu 22-25 C
Membersihkan semua alat dan bahan dalam LAF
E. Hasil Pengamatan Tabel 1. Tahap-tahap perkecambahan secara kronologis Hari Ke-
Tahap perkecambahan
Jumlah biji berkecambah
Jumlah botol terkontaminasi
3 (8 April 2016)
imbibisi
2 dari 3 biji
-
2 dari 3 biji
3 botol
7 (12 April 2016)
Foto
F. Pembahasan Dalam praktikum perkecambahan kacang tanah (Arachis hypogea) secara in vitro ini digunakan media MS tanpa ZPT karena pada kegiatan sebelumnya, benih telah diberi nutrisi sehingga tidak perlu ditambahkan zat Pengatur Tumbuh (ZPT). Secara umum prosedur kerja dalampenelitian ini adalah: sterilisasi alat dan media dengan menggunakan autoklaf pada suhu 1210C, tekanan 15 psi selama 15-20 menit. Eksplan diperoleh dari benih kacang tanah. Benih kacang tanah yang akan ditanam dalam media dikupas dan dipotong. Sterilisasi biji dilakukan tiga tahap, yakni: 1) disterilkan dengan alkohol 70% selama 2-3 menit; 2) disterilkan 2 kali dengan 50 : 50 bayclin (sodium hipoklorit 5.25%) + Tween-20 selama minimal 5 menit; 3) dibilas dengan aquadest steril sebanyak tiga kali. Pembilasan aquadest steril digunakan untuk menghilangkan sisa-sisa kandungan zat-zat pensteril. Setelah itu, benih kacang merah ditanam di media secara aseptis.Selanjutnya botol yang telah berisi benih kacang tanah diletakkan di dalam rak di ruang inkubasi dengan cahaya lampu terus menerus. Pada perkecambahan kacang tanah (Arachis hypogea) secara in vitro ini tidak terjadi kontaminasi hingga hari ke-3 setelah penanaman.Namun, terjadi kontaminasi di semua botol (3 botol) pada semua botol di hari ke-7 berupa munculnya jamur pada media ada yang berwarna putih maupun hitam.Hal ini dapat diakibatkan oleh beberapa faktor seperti serangga atau hewan kecil yang berhasil masuk ke dalam botol kultur setelah diletakkan di ruang kultur yang diakibatkan kurang rapatnya tutup pada botol steril yang telah diisi kacang tanah, serta kurangnya intensitas cahaya karena botol diletakkan di pinggir dari rak di ruang inkubasi. Suhu di ruang kultur diusahakan 25 °C dan dijaga kebersihannya agar terhindar dari kontaminasi. Menurut Nugrahani (2011) keberhasilan teknik propagasi secara in vitro ini ditentukan oleh beberapa faktor, antara lain: 1. Faktor tanaman, meliputi: Genotipe tanaman: varietas, species tanaman induk Kondisi eksplan : jenis eksplan, ukuran, umur, fase fisiologis jaringan
2. Faktor lingkungan tumbuh, meliputi: Suhu: ± 25 oC Kelembaban : 80-99% (botol tertutup rapat) Cahaya : sumber cahaya ruang kultur adalah lampu TL ±1000 lux Media tanam : jenis media, komposisi media, dan hormon 3. Faktor sterilitas / kondisi aseptik Sterilitas bahan dan peralatan laboratorium: penggunaan autoklaf Sterilitas ruang: penggunaan bahan antiseptic (kloroform, alkohol) Sterilitas dalam pelaksanaan: penggunaan entkas dan laminar air Pada
flow percobaan ini
tidak
semua
biji
dapat
berkecambah.
Persentase
perkecambahan benih kacang tanah pada percobaan ini yaitu 66,67% (2 dari 3 benih ). Menurut Lestiana (2015) faktor-faktor yang mempengaruhi persentase perkecambahan antara lain tingkat kematangan benih, kesterilan ruang, alat, dan media yang digunakan dalam kultur jaringan. Selain itu juga keadaan benih, benih yang belum masak juga akan terhambat dalam pertumbuhannya, benih yang digunakan dalam pengkulturan juga harus bersih dari lendir, dimana lendir ini akan mudah mengundang jamur/cendawan, sehingga dapat menghentikan pertumbuhan benih tersebut. Kuswanto (2003) dalam Lestiana 2015 menambahkan Faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan benih, antara lain: 1. Faktor Dalam, meliputi: tingkat kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, penghambat perkecambahan (larutan osmotik, bahan pengganggu lintasan metabolisme, herbisida, coumarin, auxin, dan bahan yang terkandung dalam buah. 2. Faktor Luar, meliputi: air, temperatur, oksigen, cahaya. Menurut Anonim (2010)Tahapan yang dilakukan dalam perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan meliputi pembuatan media, inisiasi, sterilisasi, multiplikasi, pengakaran, dan aklimatisasi. Inisiasi dilakukan dengan pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikulturkan. Eksplan yang digunakan dalam praktikum ini adalah benih kacang tanah.Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Pengakaran adalah fase dimana eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan berjalan dengan baik.
Biji suatu tumbuhan berkecambah dengan melalui beberapa tahap, yaitu: 1
Imbibisi dan absorpsi air
2
Hidrasi jaringan
3
Absorpsi O2
4
Pengaktifan enzim dan pencernaan
5
Transpor molekul yang terhidrolisis ke sumbu embrio
6
Peningkatan respirasi dan asimilasi
7
Inisiasi pembelahan dan pembesaran sel
8
Munculnya embrio
G. Simpulan 1. Dari perkecambahan benih kacang tanah secara in vitro yang telah dilakukan, persentase perkecambahan benih kacang tanah yaitu 66,67% (2 dari 3 benih). Tidak ada botol yang mengalami kontaminasi hingga hari ke-3. Namun, pada hari ke-7 semua botol mengalami kontaminasi berupa munculnya jamur pada media baik berwarna hitam maupun putih. 2. Prosedur kerja perkecambahan benih kacang tanah secara in vitro meliputi sterilisasi alat dan media, Sterilisasi biji, kultur biji dalam media secara aseptis, dan peletakan botol kultur di rak ruang inkubasi. 3. Faktor-faktor yang mempengaruhi perkecambahan benih dibedakan menjadi faktor luar dan faktor dalam. Faktor Dalam, meliputi: tingkat kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, penghambat perkecambahan (larutan osmotik, bahan pengganggu lintasan metabolisme, herbisida, coumarin, auxin, dan bahan yang terkandung dalam buah. Faktor Luar, meliputi: air, temperatur, oksigen, cahaya. H. Daftar Pustaka Anonim. 2010. Teknik Kultur Jaringan. Diakses dari http://www. membuatblog.web.id/2010/02/teknik-kultur-jaringan.html. Diakses pada tanggal 3 Mei 2011 pukul 21.44 WIB.
Alitalia, Yayu.2008.Pengaruh Pemberian BAP dan NAA terhadap Pertumbuhan dan Perkembangan Tunas Mikro Kantong Semar (Nepenthes mirabilis) secara In Vitro.Skripsi. Bogor: Fakultas pertanian IPB. Badan Litbang Pertanian.2012.Teknologi Perbenihan untuk Menghasilkan Benih Krisan Bermutu.Agroinovasi. Edisi 7-14 Maret 2012 No.3447 Tahun XLII.
Kosmiatin, M., A. Husni,& I. Mariska. 2005. Perkecambahan dan Perbanyakan Gaharu secara In Vitro.Jurnal AgroBiogen.1(2):62-67. Kasli.2009.Upaya Perbanyakan Tanaman Krisan (Chrysathemum sp) secara In Vitro.Jerami.2(3):121-124.ISSN 1979-0228. Kuswanto, Hendarto. 2003. Teknologi Pemrosesan Pengemasan & Penyimpanan Benih. Yogyakarta: Kanisius. Hal: 89. Lestiana, Afif.2015.Pertumbuhan Biji Anthurium secara In Vitro pada Media Alternatif Pupuk Daun dan Lama Pencahayaan yang Berbeda.Skripsi.Surakarta:Universitas Muhammadiyah Surakarta. Rahayu, E.S. 2016. Panduan Praktikum Kultur Jaringan Bagian 1 (Tumbuhan).Semarang: FMIPA Unnes. Srilestari, Rina.2005.Induksi Embrio Somatik Kacang Tanah pada Berbagai Macam Vitamin dan Sukrosa.Ilmu Pertanian.12(1): 43-50. Sudarmonowati, E., R. Hartati dan T. Taryana. 2002. Produksi Tunas, Regenerasi dan Evaluasi Hasil Ubi Kayu (Manihot Esculenta) Indonesia Asal Kultur Jaringan di Lapang.http://www.unri.ac.id/jurnal/jurnal_natur/vol4(2)/enny.pdf. [14 November2007]. LAMPIRAN A. Proses perkecambahan benih kacang tanah secara in vitro B. Jawaban pertanyaan 1. Untuk zat-zat alkohol 2. Karena vitro dan
menghilangkan kandungan pensteril seperti detol, 70% , dan Tween-20 pada perkecambahan in bertujuan untuk mengamati mengetahui perkecambahan biji secara alami tanpa menggunakan ZPT sebagai pembantu pertumbuhannya. 3. 100% biji dapat berkecambah, namun pada masa tertentu biji berhenti berkecambah atau lambat berkecambah kemungkinan penyebabnya karena terlalu kuatnya ketika sterilisasi biji ehingga menekan biji untuk melakukan perkecambahan. 4. Tidak, namun tidak mengalami pertumbuhan secara sempurna karean terlalu kuat ketika sterilisasi biji. 5. Dalam penelitian perkecambahan in vitro lebih cepat dibandingkan dengan perkecambahan alami karena pada perkecambahan in vitro menggunakan bantuan ZPT.
