Embriogenesis Somatik Pada Kultur In Vitro Daun Kopi

ABSTRAK

Sifat totipotensi sel memungkinkan sel-sel penyusun jaringan tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang membetuk planlet bila ditumbuhkan pada kondisi lingkungan yang sesuai. Komposisi media pertumbuhan sebagai salah satu faktor lingkungan sangat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan eksplan yang ditumbuhkan. Begitu juga dengan zat pengatur tumbuh eksogen dalam media akan menentukan arah pertumbuhan dan perkembangan eksplan.

Penelitian ini bertujuan menginduksi sel-sel jaringan daun kopi robusta (Coffea canephora var. robusta Chev.) untuk embryogenesis melalui perlakuan penambahan zat pengatur tumbuh kinetin dan 2,4-D. Media pertumbuhan yang digunakan media padat Murashige-Skoog (MS). Zat pengatur tumbuh yang ditambahkan adalah A = 10-7 Kinetin dan tanpa 2,4-D ; E = 5 x 10-6 M Kinetin dan 2,5 x 10-5M 2,4-D ; H = 5x10-6M Kinetin dan 5x10-5 M 2,4-D ; I = 7,5 x 10-6M Kinetin dan 5x10-5 2,4-D. Eksplan yang digunakan adalah daun kedua dari pucuk cabang ortotrof tanaman kopi dengan ukuran sekitar 0,5 x 1,0 cm. Pengamatan dilakukan terhadap persentase hidup eksplan, respon pertumbuhan eksplan yang meliputi pembentukan kalus, organogenesis, dan embriogenesis.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa eksplan yang ditanam hidup 100%, respon pertumbuhan berupa embriogenesis somatik langsung terjadi pada pelakuan A yaitu pada penambahan 10-7 Kinetin tanpa 2,4-D. Perlakuan lainnya E menghasilkan respon tumbuh berupa kalus yang berstruktur kompak berwarna kehijauan, sedangkan dua perlakuan lainnya H dan I berupa kalus yang berstruktur remah/fragil berwarna keputihan. Dengan demikian, disimpulkan bahwa kultur in vitro jaringan daun kopi robusta (Coffea canephora var. robusta Chev.) pada medium Murashige-Skoog (MS) dengan penambahan zat pengatur tumbuh kinetin dan 2,4-D pada konsentrasi yang berbeda menghasilkan respon pertumbuhan yang berbeda. Respon pertumbuhan yang terjadi berupa embriogenesis somatik secara langsung, kalus yang berstruktur kompak dan remah/fragil.








Kata kunci: embriogenesis somastik, organogenesis, kalus, kultur in vitro, kopi robusta

PENDAHULUAN

Teknik kultur in vitro dari berbagai jenis tumbuhan akhir-akhir ini telah banyak dilakukan termasuk untuk jenis kopi (Coffea sp). Tenik ini didasarkan atas sifat totipotensi sel tumbuhan yang berarti setiap sel tumbuhan mampu menurunkan sifat dan mempunyai potensi yang sama dengan induknya untuk tumbuh dan berkembang bila diberikan lingkungan yang sesuai. Respon pertumbuhan secara umum dalam kultur in vitro meliputi diferensiasi langsung maupun tidak langsung yaitu melalui pembentukan kalus. Kalus merupakan hasil antara dalam morfogenesis, meliputi organogenesis dan embriogenesis dan akhir dari proses ini adalah terbentuknya planlet (Thorpe, 1981).
Banyak faktor yang mepengaruhi keberhasilan kultur in vitro, baik faktor dalam seperti kondisi sampel yang dijadikan sebagai eksplan maupun faktor luar seperti media pertumbuhan yang digunakan. Media perumbuhan merupakan campuran berbagai garam mineral, air, asam amino, vitamin, gula, zat pengatur tumbuh, dan pemadat. Media pertumbuhan Murashige Skoog (MS) merupakan salah satu media yang penggunaannya lebih luas dalam kultur in vitro terutama untuk tumbuhan berkayu (Gunawan, 1995).
Jenis dan konsentrasi zat pengatur tumbuh berperan dalam mengontrol pertumbuhan dan morfogenesis (Wareing dan Phillips, 1973). Organogenesis dan embriogenesis yang berasal dari kalus telah dihasilkan dari berbagai jenis tanaman yang dikulturkan dan embrio dapat dihasilkan dari sel-sel somatik ataupun dari sel gamet eksplan (Thorpe, 1981). Menurut Halperin dalam Bhojwani dan Razdan (1983) secara anatomis dan histologis sel kalus yang dihasilkan dari kultur dapat dibedakan dalam dua tipe. Tipe yang pertama adalah sel yang mempunyai vakuola besar dan banyak, biasanya kurang ampu untuk membentuk embrioid dan tipe kedua adalah sel yang mempunyai sitoplasma banyak, biasanya mampu membentuk embrioid. Umumnya induksi yang terjadi akibat pemberian zat pengatur tumbuh dalam kultur in vitro dapat menyebabkan terjadinya pembelahan sel saja sehingga menghasilkan kalus atau induksi yang menyebabkan terjadinya modifikasi gen sehingga sel mengalami morfogenesis dan diferensiasi termasuk embriogenesis somatik (Street, 1973). Embrio somatik dicirikan adanya calon akar dan pucuk pada satu sumbu (Gunawan, 1995). Selanjutnya Rianawati, dkk (2009) menyatakan bahwa embriogenesis somatik pada beberapa eksplan tanaman dapat terjadi secara langsung maupun tidak langsung atau dapat terjai keduanya pada eksplan yang sama


BAHAN DAN METODE
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah media pertumbuhan Murashige-Skoog (MS) bentuk padat, eksplan jaringan daun kedua dari pucuk cabang ortotrof tanaman kopi robusta, zat pengatur tumbuh Kinetin dan 2,4-D, sterilan klorox atau bayclin, alkohol, aluminium foil, NaOH, HCl, detergen, dan spiritus. Alat yang digunakan adalah alat-alat gelas, botol kultur, oven, autoklaf, hot plate dan magnetic stirrer, pH meter, timbangan analitis, laminar air flow, lampu spritus, pinset, pisau dan scalpel, mikroskop, dan kamera.
Alat-alat gelas, botol kultur, akuades, dan media pertumbuhan semuanya digunakan dalam kondisi aseptik dan disterilkan dengan autoklaf. Eksplan disterilkan dalam laminar air flow dengan menggunakan bayclin/klorox, alcohol 70%, dan akuades untuk pembilas.
Sebelum ditanam eksplan yang sudah steril dipotong dengan ukuran sekitar 0,5 x 1,0 cm. Selanjutnya ditanam pada media partumbuhan sesuai dengan perlakuan penambahan zat pengatur tumbuh yaitu:
A.10-7M kinetin tanpa 2,4-D
E. 5 x 10-6M kinetin dan 2,5 x 10-5M 2,4-D
H. 5 x 10-6M kinetin dan 5 x 10-5M 2,4-D
I. 7,5 x 10-6M kinetin dan 5 x 10-5M 2,4-D

Setelah penanaman, sampel disimpan dalam gelap selama 2 x 24 jam, selanjutnya dipelihara di rak kultur. Pengamatan dilakukan terhadap persentase hidup eksplan, respon pertumbuhan yang dapat dilihat secara visual, dan pengamatan secara mikroskopis dari hasil pertumbuhan. Data yang diperoleh dianalisis secara deskriptif.






HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

1. Persentase Pertumbuhan Eksplan
Hasil pengamatan terhadap eksplan sampai tiga minggu masa tanam, menunjukkan bahwa semua eksplan yang ditanam tetap hidup. Ekspan yang masih hidup dicirikan dengan adanya bagian daun (eksplan) yang masih hijau dan adanya respon pertumbuhan berupa kalus dan butiran kecil warna keputihan pada sebagian eksplan. Dengan demikian, persentase hidup ekplan yang ditanam adalah 100%, data selengkapnya disajikan pada Tabel berikut. Data ini menunjukkan bahwa sel-sel penyusun jaringan daun yang dijadikan eksplan dapat menyerap unsur hara dan zat pengatur tumbuh yang diberikan dalam media pertumbuhan, sehingga terjadi metabolisme dan sel tetap hidup dan selanjutnya terjadi pertumbuhan yang dapat diamati dari respon pertumbuhannya.

2. Respon Pertumbuhan Eksplan
Pengamatan setelah tiga minggu masa tanam, menunjukkan bahwa terjadi respon pertumbuhan yang berbeda dari perlakuan yang diberikan. Respon pertumbuhan yang diamati secara visual adalah pembentukan embrio somatik langsung dan kalus. Selengkapnya disajikan pada Tabel berikut.

Tabel . Persentase Hidup dan Respon Pertumbuhan Eksplan Daun Kopi (Coffea
canephora var. robusta Chev.) pada Umur Tiga Minggu Setelah Tanam
Perlakuan Persentase hidup (%)
Respon pertumbuhan Keterangan
A 100 Embriogenesis langsung -
E 100 Kalus SK, WKH
H 100 Kalus SR, WKP, LB
I 100 Kalus SR, WKP

Keterangan : SK = Struktur kalus kompak
SR = Struktur kalus remah/fragil
WKH = Warna kalus putih kehijauan
WKP = Warna kalus putih
LB = Ukuran kalus lebih besar dari perlakuan lainnya

Berdasarkan hasil pengamatan, menunjukkan bahwa konsentrasi dan jenis zat pengatur tumbuh yang berbeda, memberikan respon pertumbuhan yang berbeda. Pemberian 10-7M kinetin tanpa auksin pada perlakuan A menginduksi sel-sel jaringan daun untuk membentuk embrio somatik langsung (Gambar 1.a). Selanjutnya pada perlakuan E (5 x 10-6M kinetin dan 2,5 x 10-5M 2,4-D) menghasilkan kalus yang berstruktur kompak (Gambar 1.b.), perlakuan H ( 5 x 10-6M kinetin dan 5 x 10-5M 2,4-D), dan perlakuan I (7,5 x 10-6M kinetin dan 5 x 10-5M 2,4-D) menghasilkan kalus yang berstruktur remah atau fragil (Gambar 1.c dan d.). Perbedaan respon tumbuh ini terjadi karena perubahan keseimbangan zat pengatur tumbuh dalam sel jaringan eksplan akibat penambahan zat pengutur tumbuh secara eksogen. Perubahan keseimbangan antara zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin mengakibatkan terjadinya perubahan fisiologis sel termasuk perubahan metabolismenya, sehingga menghasilkan respon tumbuh yang berbeda. Hasil penelitian Rianawati, dkk (2009) menunjukkan bahwa embrio somatik dapat diinduksi melalui tahapan inisiasi kalus, media yang paling baik untuk inisiasi kalus adalah MI-3 yang mengandung thidiazuron 0,1 mg/l dan 10 mg/l 2,4-D. Menurut Wattimena (1992) morfogenesis dari eksplan bergantung dari interksi antara auksin dan sitokinin, selanjutnya dinyatakan Salisbury dan Ross (2000) bahwa kinetin adalah zat pengatur tumbuh yang sangat aktif dari kelompok sitokinin, dan dinyatakan oleh (Smith, 1992) pengaruh sitokinin dalam kultur in vitro antara lain pembelahan sel, proliferasi dan morfogenesis pucuk.


a b


c d
Gambar 1. Respon pertumbuhan eksplan daun kopi : a. embriogenesis somatik
langsung, b. kalus dengan struktur kompak, c. kalus dengan struktur
remah, dan d. kalus dengan struktur lebih remah
3. Pengamatan Mikroskopis
Pengamatan mikrskopis hasil pertumbuhan eksplan menunjukkan bahwa pada perlakuan A ditemukan embrio somatik yang berada fada fase-fase embriogenesis yang berbeda-beda. Fase yang ditemukan adalah fase bulat (globular), fase hati (heart), da fase torpedo yang mulai memperlihatkan adanya calon pucuk dan akar. (Gambar 2.). Perlakuan lainnya E, H, dan I menunjukkan adanya kumpulan sel-sel parenkim yang terdiri dari beberapa bentuk dan ukuran sel (Gambar 3.a).
Pengamatan selanjutnya terhadap pertumbuhan dan perkembangan embrio somatik, menunjukkan bahwa pada umur delapan minggu setelah tanam embrio tersebut sudah membentuk tumbuhan secara utuh (planlet) seperti disajikan pada Gambar 3.b.


a b c

Gambar 2. Fase embriogenesis somatik langsung: a. fase globular, b. fase heart, dan
c. fase torpedo




a b


Gambar 3. a. Sel-sel dari kalus yang remah dan b. planlet dari embriogenesis somatik
langsung





KESIMPULAN

Berdasarkan hasil penelitian yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa kultur in vitro jaringan daun kopi robusta (Coffea canephora var. robusta Chev.) pada medium Murashige-Skoog (MS) dengan penambahan zat pengatur tumbuh kinetin dan 2,4-D pada konsentrasi yang berbeda menghasilkan respon pertumbuhan yang berbeda. Respon pertumbuhan yang terjadi berupa embriogenesis somatik secara langsung, kalus yang berstruktur kompak dan remah/fragil.



DAFTAR PUSTAKA


Bhojwani.S.S dan M. K. Razdan. 1983. Plant Tissue Culture Theory and Practice. Elvisier. Amsterdam.

Gunawan, L.W. 1995. Teknik Kultur In Vitro dalam Hortikultura. Penebar Swadya. Bogor.

Rianawati, S., Agus, P., Budi, M., Ridho, K., dan Suryanah 2009. Embriogenesis somatik dari eksplan daun anggrek Phalaenopsis sp L. Jurnal Agronomi Indonesia (Indonesian Journal of Agronomy). Perhimpunan Agronomi Indonesia dan Departemen Agronomi dan Hortikultura Fakultas Pertanian. Institut Pertanian Bogor. Vol. XXXVII No. 3

Salisbury, F.B dan C.W. Ross. 2000. Fisiologi Tumbuhan. Jilid Tiga. Terjemahan oleh Ratna Dewi Lukman. ITB. Bandung.

Smith. H.R.1992. Plant Tissue Culture Techniques and Experiments. Second Edition. Academic Press. New York.

Street, H.E. 1973. Plant Tissue and Cell Culture. Blackwell Scientific Publications. Oxford. Melbourne.

Thorpe, T.A. 1981. Plant Tissue Culture Methods and Applications in Agriculture. Academic Press. New York.

Wareing, P.F dan I.D.J. Phillips. 1973. The Control of Growth and Differentiation in Plants.First Edition. Pergamon Press. Oxford.

Wattimena. G.A. 1992. Bioteknologi Tanaman. Dirjen Dikti. Pusat Antar Universitas. Bioteknologi. Institut Pertanian Bogor. Bogor.


Jangan Lupa berikan komentar Anda tentang blog ini, ataupun tentang posting ini.
Bagikan: Google+ Linkedin Technorati Digg

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Terima Kasih telah berkunjung ke ikhsanudin.com. Tinggalkan komentar jika anda telah berkunjung