PENGARUH 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat) DAN BAP (6 – Benzil amino purine) TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao, L.)
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat Mencapai Derajat Sarjana (S-1)
Oleh: LISA DIAN PURWASIH 0901070079
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2013
i
ii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
iii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
iv Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
PENGARUH 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat) DAN BAP (6 – Benzil amino purine) TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao, L.)
ABSTRAK Indonesia merupakan produsen kakao terbesar kedua di dunia, namun produktivitas perkebunan kakao di Indonesia tergolong rendah, rangking 19 dari 58 produsen kakao di dunia. Salah satu faktor yang diduga menjadi penyebab rendahnya produktivitas kakao di Indonesia adalah penggunaan bibit yang kurang berkualitas. Berbagai upaya telah dilakukan untuk menghasilkan bibit kakao yang berkualitas, salah satu diantaranya adalah perbanyakan bibit kakao melalui teknik embryogenesis somatik. Namun, tingkat keberhasilan teknik tersebut masih tergolong rendah. Penelitian ini bertujuan untuk mencari konsentrasi zat pengatur tumbuh khususnya 2,4-D dan BAP yang tepat guna meningkatkan keberhasilan induksi kalus dan induksi embryo somatik. Eksplan petala dan staminodia yang diisolasi dari kuncup bunga kakao ditanam pada medium DKW (Driver dan Kuniyuki) dengan penambahan 5X10-7 - 10-6 M 2,4-D dan 10-7- 10-6M BAP. Setelah kalus terinduksi kemudian dipindahkan ke medium yang sama tanpa penambahan 2,4-D. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penambahan 2,4-D dan BAP pada medium tanam berhasil menginduksi kalus dari eksplan staminodia dan petala. Kalus yang terbentuk memiliki morfologi yang bervariasi, yaitu friabel, kompak dan campuran antara keduanya. Penambahan ZPT tersebut tidak dapat mempercepat rata-rata waktu munculnya kalus pada eksplan petala maupun staminodia. Medium terbaik yang dapat digunakan untuk menginduksi kalus adalah medium tanam dengan penambahan 10-6 M 2,4-D dan 10-7 M BAP. Meskipun medium tersebut hanya berhasil menginduksi kalus dengan tingkat keberhasilan sekitar 70 %, namun medium berhasil menginduksi kalus yang bersifat friabel dan mampu membentuk embryo somatik. Tahapan induksi embryo dengan menggunakan medium BAP tanpa penambahan 2,4-D belum berhasil menginduksi embryo somatik kakao.
Kata kunci : 2,4-D, BAP, Embryogenesis somatik, Kakao
v Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
vi
MOTTO
“Barangsiapa bersungguh- sungguh, sesungguhnya kesungguhan itu adalah untuk dirinya sendiri.” (QS : Al – Ankabut: 6) “Seseorang yang optimis akan melihat kesempatan dalam setiap malapetaka, sedangkan seseorang yang pesimis akan melihat malapetaka dalam setiap kesempatan.” (Amirul Rosid Al-Farizi) “Satu formula untuk kebahagiaan yang rendah hati : Berterima-kasihlah untuk yang telah kau terima dari sesama, dan lupakan apa yang telah kau berikan pada mereka.” (Mario Teguh)
vi Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
vii
PERSEMBAHAN
Bismillahirrohmanirrohim. Puji syukur kepadaMu ya Allah, atas segala rahmat dan hidayahMu sehingga skripsi ini dapat terselesaikan. Saya persembahkan skripsi ini untuk: 1. Bapak dan ibuku tercinta Hadi Prayitno dan Ibu Siti Rohyati, terimakasih untuk doa, kasih sayang dan pengorbanannya 2. Suamiku tercinta mas Undi, terimakasih buat pengorbanan dan dukungannya 3. Kakak dan adeku tersayang Lusi Kustikawati, Jaenul, dan Lena Nursiska
vii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
viii
UCAPAN TERIMAKASIH Assalamu ‘alaikum wr. wb. Segala puji dan syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT, atas rahmat, karunia dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “PENGARUH 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat) DAN BAP (6 – Benzil amino purine) TERHADAP KEBERHASILAN EMBRIOGENESIS SOMATIK BUNGA KAKAO (Theobroma cacao, L.)". Penulis menyampaikan banyak terimakasih kepada Bapak Sisunandar, Ph.D dan Drs. Arief Husin, M.Si selaku pembimbing yang telah memberikan arahan dan selalu sabar dalam membimbing penulis selama pelaksanaan penelitian dan penulisan skripsi ini. Selain itu penulis juga mengucapkan terimakasih kepada: 1.
Bapak Drs. Ahmad, M.Pd selaku Dekan Fakultas Keguruan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto
2.
Segenap Dosen Pendidikan Biologi Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan Universitas Muhammadiyah Purwokerto yang telah memberikan ilmu dan pengalaman belajar selama penulis menempuh kuliah pendidikan Biologi.
3.
Bapak Tri selaku Pengelola Dinas Perkebunan Kakao di desa Limpakuwus, Sumbang, Kembaran, Banyumas, Jawa Tengah.
4.
Keluargaku yang sangat saya sayangi, bapak Hadi, ibu Siti, pak dhe Bejo, Mas undi, mba Lusi, mas Jinul, Lena, Nanda dan Aby, terimakasih untuk motivasi dan pengorbanannya.
viii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
ix
5.
Bapak dan Ibu Tarkam yang telah memberikan kamar yang nyaman selama ini di Purwokerto.
6.
Mba Imah selaku Laboran Botani dan Genetika UMP yang banyak membantu dan menyemangati penulis dalam penelitian ini.
7.
Sahabatku Ihda Hilyatunnisa, Fuji Rahayu, serta Nora Dewi L. yang telah mengalami suka duka bersama saat penelitian.
8.
Teman-teman seperjuangan kelas A dan B biologi angkatan 2009.
9.
Teman - teman Setyo kost 1 (Aan, Ayu, mba Zila, Fiqih, Dwi, Lusi, Tika, Anik dan Mita) yang telah mendukung dan memberi semangat.
10. Semua pihak yang telah memberikan bantuan dalam penyusunan skripsi ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu. Semoga Allah SWT selalu memberikan perlindungan, membalas segala kebaikan dan melimpahkan rahmat-Nya kepada mereka. Amin Ya Robb.
Wassalamu’alaikum wr.wb Purwokerto, Agustus 2013
penulis
ix Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
x
DAFTAR ISI Halaman UCAPAN TERIMA KASIH ........................................................................... viii DAFTAR ISI ................................................................................................... .x DAFTAR TABEL .......................................................................................... .xii DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... .xiii DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xv BAB I
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah .......................................................... 1 1.2 Tujuan Penelitian ..................................................................... 6 1.3 Manfaat Penelitian ................................................................... 6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Biologi Tanaman Kakao .......................................................... 8 2.1.1 Manfaat Tanaman Kakao ............................................. 9 2.1.2 Morfologi dan Perkembangan Kakao........................... 10 2.2 Budidaya Kakao di Dunia ....................................................... 16 2.3 Budidaya Kakao di Indonesia dan Permasalahan..................... 17 2.3.1 Produksi Kakao Indonesia ............................................ 17 2.3.2 Permasalahan Budidaya Kakao di Indonesia ............... 19 2.3.3 Pembibitan Kakao……………………………………..21 2.4 Perkembangan Penelitian Embriogenesis Somatik Kakao....... 24 2.5 Zat Pengatur Tumbuh ............................................................... 29 2.5.1 2,4-diklorofenoksiasetat (2,4-D)................................... 31 2.5.2 6-benzil Amino purine (BAP) ....................................... 33 x Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
xi
BAB III METODE PENELITIAN 3.1 Tempat, Waktu dan Bahan Penelitian. .................................... 36 3.2 Isolasi dan Sterilisasi Bunga Kakao ......................................... 36 3.3 Prosedur Embriogenesis Somatik Kakao ................................. 37 3.3.1 Induksi Kalus Kakao .................................................... 37 3.3.2 Induksi Embrio Kakao.................................................. 39 3.4 Observasi dan Analisis Data .................................................... 40 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Pengaruh Kombinasi 2,4-D dan BAP pada Induksi Kalus Kakao .................................................................................................. 42 4.2 Pengaruh BAP Terhadap Keberhasilan Induksi Embryo Somatik Kakao........................................................................................ 46 4.3 Pembahasan .............................................................................. 49 BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan .................................................................................... 54 5.2 Saran .......................................................................................... 55 DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 56 LAMPIRAN..................................................................................................... 63
xi Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
xii
DAFTAR TABEL
Nomor
Judul Tabel
Halaman
Tabel 3.1 Kombinasi 2,4-D dan BAP untuk medium induksi kalus ……….32 Tabel 4.1 Rata-rata waktu dan persentase munculnya kalus pada eksplan staminodia pada medium dengan penambahan 2,4-D dan BAP dengan konsentrasi tertentu ................................. …43 Tabel 4.2 Rata-rata waktu dan persentase munculnya kalus pada eksplan petala pada medium dengan penambahan 2,4-D dan BAP dengan konsentrasi tertentu………………….….44 Tabel 4.3
Morfologi kalus yang terbentuk setelah 4 minggu kultur pada medium dengan penambahan 2,4-D dan BAP dengan konsentrasi tertentu………………………………...45
Tabel 4.4 Respon morfologi kalus terhadap perlakuan penambahan BAP dengan konsentrasi yang bervariasi ke dalam medium Tanam…………………………………………………………….47
xii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
xiii
DAFTAR GAMBAR Nomor 1.1
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8.
Judul Gambar
Halaman
Produktivitas kakao Indonesia dibandingkan dengan produktivitas kakao di tiga negara lainnya.................................................................
3
Berbagai manfaat kakao, Kulit kakao sebagai pakan ternak (A), herbisida cair (B), nata de cocoa (C), cocoa butter dan cocoa powder (D), berbagai produk olahan cocoa butter dan cocoa powder : permen coklat (E), kue coklat (F), dark coklat (G), es krim coklat (H), susu coklat (I), masker coklat (J), sabun coklat (K) .....................
10
Morfologi daun kakao; daun kakao muda yang berwarna merah muda(A), daun kakao yang sudah tua cenderung berwarna hijau tua (B) ........................................................................................................
11
Morfologi bunga kakao kuncup dan mekar (A), (B) adalah Diagram satu buah kuntum bunga kakao yang telah mekar menunjukkan adanya petala dan staminodia (kiri) dan diagram sayatan bunga melintang yang menunjukkan adanya ovary (kanan) ..........................
13
Morfologi buah kakao, (A) adalah buah kakao utuh dan buah kakao yang dibelah membujur; (B) adalah buah kakao yang dipotong melintang menunjukkan bakal buah beruang 5; (C) morfologi biji kakao…..… ..........................................................................................
14
Morfologi buah kakao varietas Criollo(A), Forestero(B) dan Trinatario(C)........................................................................................
15
Sepuluh negara produsen kakao terbesar dunia yang menunjukkan bahwa Indonesia merupakan negara produsen kakao terbesar kedua di dunia setelah Côte d'Ivoire...............................................................
17
Luas area perkebunan kakao di Indonesia yang semakin meningkat sejak tahun 2002 dibandingkan dengan produktitivitas perkebunan kakao di Indonesia yang semakin menurun .........................................
18
Buah kakao yang terserang penyakit busuk buah, terlihat adanya bercak hitam dengan batas jelas pada kulit buah kakao (A); (B) adalah gambar buah kakao yang dibelah, sebelah kiri menunjukkan kakao yang sehat sedangkan sebelah kanan menunjukkan buah kakao yang terserang hama penggerek tanaman (PBK); Buah kakao yang mengalami layu pentil (C). .................................... ……………..
20
xiii Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
xiv
2.9
2.10
3.1
4.1
4.2
4.3
4.4 4.5
Tahapan embryogenesis somatik, eksplan staminodia (A), kalus yang berasal dari eksplan staminodia (B), embryo fase globular (C), embryo fase heart (D), embryo fase torpedo (E), kotiledon yang terbentuk (F), plantet kakao (G), plantet yang ditumbuhkan di greenhouse (H).....................................................................................
33
A.Rumus bangun asam 2,4-D………………………………………...
31
B. Rumus bangun 6- benzil amino purie (BAP)……………………...
33
Tahapan isolasi dan sterilisasi kuncup bunga kakao. Pengumpulan eksplan pada wadah berisi es (A); mencuci eksplan dengan air mengalir (B); Mencuci dengan sedikit sabun cair (C); sterilisasi dengan alkohol 70% selama 5 menit (D); sterilisasi dengan larutan hipoklorit 6% selama 15 menit (E); pencucian eksplan dengan aquadest steril (F); isolasi eksplan petala (Panah merah) dan eksplan staminodia (panah biru) (G); penanaman eksplan petala dan staminodia ke dalam medium induksi kalus (H)……………………..
37
Kalus jenis campuran tanpa akar (A), kalus jenis friabel tanpa akar (B), kalus jenis kompak tanpa akar (C)……………………………...
45
Embryo yang muncul dengan jumlah 6 (A) dan 3 (B) pada kalus yang berasal dari eksplan staminodia yang diinduksi pada medium dengan penambahan BAP pada konsentrasi 10-7M dan 2,4-D pada konsentrasi 10-6M.................................................................................
46
Perubahan morfologi dari kalus jenis Friabel yang berwarna kuning kecoklatan (Kiri) menjadi kalus jenis kompak berwarna putih (kanan)..................................................................................................
48
Akar yang muncul pada tahap induksi embrio setelah kultur berumur 8 minggu……………………………………………………………...
48
Penambahan rata-rata jumlah akar yang muncul pada kalus setelah 4 minggu kultur pada medium dengan penambahan BAP dengan konsentrasi tertentu. Pada setiap diagram batang yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan perlakuan tidak berbeda secara signifikan dalam persentase induksi kalus berdasarkan uji LSD dengan tingkat kepercayaan 95 %........................................................
48
xiv Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
xv
DAFTAR LAMPIRAN Nomor
Judul Lampiran
Halaman
Lampiran 1. Komposisi media kultur embryogenesis somatic kakao “Driver Kuniyuki for Walnut, Driver dan Kuniyuki, 1984 (DKW)” (Young, 2003)............................................................................. 63
xv Pengaruh 2,4-D (2,4-Diklorofenoksiasetat)..., Lisa Dian Purwasih, FKIP UMP, 2013
