DIFERENSIASI KALUS SAGU (METROXYLON SAGU ROTTB.) MEMBENTUK EMBRIO SOMATIK MENGGUNAKAN TIGA METODE KULTUR
Imron Riyadi Darda Efendi Bambang S Purwoko Djoko Santoso
Disampaikan pada: SEMINAR ILMIAH DAN LOKAKARYA NASIONAL SAGU 2016, Bogor, 9-10 November 2016
PENDAHULUAN Makanan pokok nasional (beras): Tdk seimbang dg jumlah penduduk (306 juta th 2035) Penting diversifikasi pangan Sagu (Metroxylon sagu Rottb.) Tanaman asli Indonesia. Luas di Indonesia: + 5.2 juta ha. Makanan pokok Indonesia bagian Timur Sumber karbohidrat potensial : pangan, pakan dan energi Potensi besar masih terpendam
Manfaat:
- Sbr bahan pangan (pokok) produktifitas sgt tinggi: 12 - 15 ton pati kering/ha/tahun. - Industri: makanan (mie, kue, dll), minuman (sirup fruktosa), farmasi, perekat (adhessive gel), energi bio (bio etanol). - Menjaga lingkungan: toleran tumbuh pada lahan sub optimal. Propagasi
konvensional
- vegetatif: anakan dan generatif: biji jarang - kendala: tingkat ketersediaan, keseragaman, proses pengangkutan benih, biaya tinggi Perlu teknologi baru: ES
Embriogenesis somatik (ES) tanaman sagu (Tahardi et al. 2002) metode padat.
Masih memiliki kelemahan/kendala.
Penting dikembangkan teknologi ES cair sebagai terobosan baru: “ TIS dan Suspensi ”
Diferensiasi kalus membentuk SE crucial & vital. - Aplikasi ZPT akurat * Jenis, komposisi & konsentrasi
Proses maturasi SE crucial & vital. - Aplikasi ZPT akurat - Seleksi fase SE * Jenis, komposisi & konsentrasi
TUJUAN PENELITIAN 1. Menentukan konsentrasi TDZ optimal diferensiasi SE 2. Menentukan konsentrasi ABA optimal maturasi SE
METODOLOGI PENELITIAN Tempat Penelitian:
Lokasi kultur: Lab. Biak Sel & Mikropropagasi Tanaman PPBBI, Bogor.
Lokasi analisis: Histologi: Lab. Mikroteknik Dep. Biologi, IPB dan Lab. Morfologi, Anatomi & Sitologi Pusat Penelitian Biologi, LIPI.
METODOLOGI PENELITIAN
Alat dan Bahan Bahan tanaman : kalus tanaman sagu (Metroxylon sagu Rottb.) asal kultur tip meristem sagu Alitir dari Merauke, Papua. Alat dan bahan laboratorium : - Alat dan Bahan standar kultur in vitro - TIS, shaker, erlenmeyer, pengukur CVS dan timbangan digital
METODOLOGI PENELITIAN • Media: MMS • Ruang kultur (in vitro): ruang terang dengan cahaya baur dan cahaya penuh di bawah cahaya lampu TL putih 12 jam per hari dengan intensitas cahaya sekitar 30 µmol photon m-2 s-1 dengan suhu 26 + 1 ºC
METODOLOGI PENELITIAN Tahap 1: Diferensiasi Kalus Membentuk ES
- Eksplan : kalus embriogenik/proembrionik (0.5 g)
- Perlakuan: 1. Konsentrasi TDZ : 0.1, 0.5 & 1.0 mg/L dikombinasikan dengan kinetin 0.5 mg/L kecuali pada kontrol
2. Metode kultur: suspensi, TIS & media padat - 2 faktor: TDZ & metode kultur 12 kombinasi perlakuan. - Pengamatan: Biomassa/bobot segar, jumlah ES terbentuk. Suspensi
TIS
Media padat
METODOLOGI PENELITIAN Tahap 2: Pendewasaan ES
- Eksplan: ES stadium globular (1.0 g) = 58 buah. - Perlakuan: 1. Konsentrasi ABA: 0.0, 0.01, 0.05 & 0.1 mg/L dikombinasikan dengan kinetin 1.0 mg/L kecuali kontrol 2. Metode kultur: suspensi, TIS & media padat - 2 faktor: ZPT & metode kultur 12 kombinasi perlakuan: - Pengamatan: Bobot segar, jumlah ES stadium dewasa & komposisi ES. Suspensi
TIS
Media padat
METODOLOGI PENELITIAN Analisis Statistik • Metode faktorial dengan RAL • Perbedaan antar perlakuan ditentukan dengan DMRT dengan taraf uji α = 5% • Proses analisis statistik menggunakan alat bantu program SPSS versi 19
HASIL DAN PEMBAHASAN Tahap 1: Diferensiasi Kalus Membentuk ES 60
Lama kultur: 12 minggu
A
50
Lama kultur: 6 minggu
Bobot segar (g)
40
B 30
BC
BC 20
BC
CD
CD
a
DE b
10
bc
cd
bc
cd
bc
DE
DE
d 0.1
0.5
Suspensi
0
0.1
E
c d
0 0
DE
0.5
0
TIS
0.1
0.5
0
d 0.1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi TDZ (mg L-1)
Perolehan bobot segar embrio omatik (beberapa fase embrio) umur 6 dan 12 minggu
d 0.5
600
A
Lama kultur: 12 minggu jumlah embrio somatik (buah))
500
Lama kultur: 6 minggu B
400
300
C
200
a
C
CD
CD
CD
CD
CD
100
b CD
0
0
c
cd
cd
0.1
0.5
Suspensi
bd
cd
1
CD
0
D
cd
0.1
0.5
TIS
1
0
cd d
0.1
cd
0.5
cd
1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi TDZ (mg L-1)
Perolehan embrio somatik (beberapa fase embrio) umur 6 dan 12 minggu
Media padat
a
TIS
b Suspensi
c Media padat
e
d
TIS
f
Suspensi RAM SAM
g
h
i
Tahap 2: Pendewasaan ES 10
8
a
ab
ab
ab
Bobot segar (g)
ab
bc
abc
6
cd
cd
4
d d
d
2
0
0
0.01
0.05
Suspensi
0.1
0
0.01
0.05
TIS
0.1
0
0.01
0.05
0.1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan bobot segar embrio somatik umur 6 minggu
150
a Globular
Elongated
Scutellar
Coleptilar
Jumlah embrio somatik (buah)
125
ab bc
100
75
ab
bc
bcd
bcd
bcd
cd
bcd d
a
50
ab a abcd abc
abc 25
a
d
ab ab
abcde
abc
abc abc de
f
abc
abc bcd
f
ab abc abc abcd
a cde
abcd def
c
e
f
bc cde def
bc bcde ef
0 0
0.01
Suspensi
0.05
0.1
0
0.01
0.05
0.1
0
TIS
0.01
0.05
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan ES stadium globular – coleoptilar umur 6 minggu
0.1
220
a
ES Muda ES Dewasa
Jumlah embrio somatik (buah)
200
ab
180
bc
abc
160
abc bc
140 120
bc
100
A
c
c
c
c
A
AB
80 60
bc
AB
AB
AB BC
C
40
C
C
C
C
20 0 0
0.01
0.05
Suspensi
0.1
0
0.01
0.05
0.1
0
TIS
0.01
0.05
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan ES stadium muda dan dewasa umur 6 minggu
0.1
TIS
Media padat
a
b
c
Suspensi
d
e
f
g
KESIMPULAN Tujuan kultur
Metode kultur
* Diferensiasi kalus membentuk ES
Kultur TIS
* Maturasi embrio somatik (ES)
Kultur suspensi
Kultur ES tanaman sagu telah berhasil: media cair (sistem kultur suspensi dan TIS).
Diferensiasi ES: TDZ 1,0 mg/L + kinetin 0,5 mg/L Maturasi ES: ABA 0,01 mg/L + kinetin 0,5 mg/L
Karakteristik dan Kelebihan Kultur Cair No
1 2
3 4 5 6 7
Karakteristik, situasi, kondisi dan hasil kultur
Metode kultur
Skala volume kultur Lama waktu kontak eksplan dengan media
Media padat Sedang Terusmenerus
Massal
Paling massal
Sangat singkat
Terus-menerus
Kondisi eksplan
Diam, statis
Dinamis saat mixing
Dinamis namun terendam
Tingkat penyerapan eksplan terhadap nutrisi media
Gradient Homogen sesuai posisi
Homogen
Tingkat penyerapan oksigen
Terbatas
Ideal
Cukup
Biaya operasional: bahan media, peralatan, tempat & tenaga
Tertinggi
Efisien
Paling efisien
Tingkat pertumbuhan perkembangan dan hasil kultur
Kurang homogen
Homogen
Homogen
Dll
TIS
Suspensi
