MODIFIKASI UNSUR HARA MAKRO UNTUK PENINGKATAN KERAGAAN PLANLET Stevia rebaudiana DALAM KULTUR IN VITRO
RIZKI ALFIAN
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Modifikasi Unsur Hara Makro Untuk Peningkatan Keragaan Planlet Stevia rebaudiana dalam Kultur In Vitro adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini. Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor. Bogor, Januari 2014 Rizki Alfian NIM G34090071
ABSTRAK RIZKI ALFIAN. Modifikasi Unsur Hara Makro untuk Peningkatan Keragaan Planlet Stevia rebaudiana dalam Kultur In Vitro. Dibimbing oleh DIAH RATNADEWI dan SUMARYONO. Tanaman stevia (Stevia rebaudiana) merupakan tanaman perdu asal Paraguay yang telah banyak dikembangkan di negara maju sebagai pemanis alami pengganti gula. Penelitian sebelumnya dalam meningkatkan keragaan planlet stevia dengan penambahan paklobutrazol dan intensitas cahaya berbeda masih kurang memuaskan. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan keragaan planlet stevia dengan memodifikasi unsur hara makro yang terkandung pada media MS dan WP, yaitu hara makro pada taraf setengah, normal dan dua kali. Setelah empat minggu kultur secara umum media WP cenderung meningkatkan pertumbuhan ke arah yang lebih baik dibandingkan dengan media MS. Media WP memberikan hasil yang berbeda nyata pada parameter tinggi planlet, jumlah ruas, jumlah akar, kelas warna daun, ukuran daun, dan bobot segar biomassa. Namun pada parameter diameter batang, jumlah tunas, dan daya hidup tidak memberikan hasil yang berbeda satu sama lain. Seiring dengan kenaikan konsentrasi hara makro hasil pengukuran tiap parameter cenderung menurun. Media WP dengan taraf setengah unsur hara makro secara umum memberikan hasil yang lebih baik dalam peningkatan keragaan stevia. Kata kunci: Stevia rebaudiana, unsur hara makro, keragaan planlet
ABSTRACT RIZKI ALFIAN. Modification of Macro Nutrients to Increase The Vigor of Plantlet’s of Stevia rebaudiana in In Vitro Culture. Supervised by DIAH RATNADEWI and SUMARYONO. Stevia rebaudiana a shrub that originated from Paraguay, has been developed in many developed countries as natural sweetener to substitute sugarcane. Previous researches that focus on plantlet’s vigor by adding paclobutrazol and applying different light intensities had unsatisfied results. This research aimed to increase stevia plantlet’s vigor by modifying macro nutrients contained in MS and WP media. MS and WP media were used with macro nutrients at half stength, normal and double strength. After four weeks of culture, WP media promoted the growth to better conditions than MS media. WP media was superior in some parameters such as the height, number of nodes, number of roots, class of leaf color, size of leaf and biomass fresh weight, although some parameters such as stem diameter, number of buds, and survival rate ware not significantly different. Increasing the concentration of macro nutrients tended to give negative effect on the parameters. WP media with half-strength macro nutrient in general resulted in a better vigor of stevia plantlet’s. Key words: Stevia rebaudiana, modification, macro nutrient, plantlet vigor
MODIFIKASI UNSUR HARA MAKRO UNTUK PENINGKATAN KERAGAAN PLANLET Stevia rebaudiana DALAM KULTUR IN VITRO
RIZKI ALFIAN
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Biologi
DEPARTEMEN BIOLOGI FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2014
Judul Skripsi : Modifikasi Unsur Hara Makro untuk Peningkatan Keragaan Planlet Stevia rebaudiana dalam Kultur In Vitro Nama : Rizki Alfian NIM : G34090071
Disetujui oleh
Dr Ir Diah Ratnadewi, DEA Pembimbing I
Ir Sumaryono, MSc Pembimbing II
Diketahui oleh
Dr Ir Iman Rusmana, MSi Ketua Departemen
Tanggal Lulus:
Judul Skripsi: Modifikasi Unsur Hara Makro untuk Peningkatan Keragaan Planlet Stel'ia rebaudiana dalam Kultur In Vitro Nama : Rizki Alfian
: G34090071
NIM
Disetujui oleh
~-
Dr IT Diah Ratnadewi, DEA Pembimbing I
Tanggal Lulus:
o9 DEC
Ir Sumaryono, MSc Pembimbing II
2013
PRAKATA Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga dapat menelesaikan karya ilmiah yang berjudul Modifikasi Unsur Hara Makro Untuk peningkatan Keragaan Planlet Stevia rebaudiana dalam kultur in vitro. Kegiatan ini berlangsung dari bulan Desember 2012-April 2013 di Laboratorium Biak Sel dan Mikropropagasi, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Ciomas, Bogor. Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dr Ir Diah Ratnadewi, DEA dan Ir Sumaryono, MSc atas segala bimbingan, saran dan kesabarannya, serta kepada Dr Kanthi Arum Widayati, Msi sebagai penguji dan wakil komisi pendidikan atas saran dan diskusi yang diberikan. Ungkapan terima kasih juga penulis sampaikan kepada keluarga tercinta, Bapak Saali Munir, Ibu Ati Suwati, kakak dan adik yang senantiasa memberikan doa dan dukungan. Penulis mengucapkan rasa terima kasih kepada Sinta S.Si atas bimbingan dan saran selama penelitian, seluruh teknisi Laboratorium Biak Sel dan Mikropagasi. Tak lupa ucapan terima kasih penulis ucapkan kepada Yagi deviany atas doa dan dukungannya, kepada keluarga kecil Kenanga (Andi Trisnandi, Faisal Rizki, Mario Muhammad, Annisa Sendikia dan Lilia Ardhiani) serta teman-teman Biologi 46 atas kerjasama, dukungan, dan semangatnya. Semoga karya ilmiah ini dapat menamah wawasan dan pengetahuan bagi kita semua.
Bogor, Januari 2014 Rizki Alfian
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Waktu dan Tempat
2
Bahan
2
Alat
2
Multiplikasi Tunas Stevia rebaudiana
2
Peningkatan Keragaan Stevia rebaudiana dalam Kultur In Vitro
2
Kondisi Kultur
3
Prosedur Analisis Data
3
HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Hasil
3
Pembahasan
6
SIMPULAN DAN SARAN
9
Simpulan
9
Saran
9
DAFTAR PUSTAKA
9
LAMPIRAN
11
RIWAYAT HIDUP
13
DAFTAR TABEL 1. Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap pertumbuhan, dan
keragaan planlet stevia, setelah kultur selama 4 minggu 2. Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap warna dan luas daun, setelah usia kultur 4 minggu 3. Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap bobot segar dan persentase planlet hidup, setelah usia kultur 4 minggu
4 5 6
DAFTAR LAMPIRAN 1. Komposisi Media MS (Murashige and Skoog) dan Media WP (woody
plan) 2. Hasil kultur setelah 4 minggu
11 12
PENDAHULUAN Stevia (Stevia rebaudiana) merupakan tanaman perdu famili Compositae asal Paraguay. Daun stevia menghasilkan rasa manis yang disebabkan oleh adanya glikosida dengan tingkat kemanisan 200-300 kali lebih tinggi dibandingkan gula tebu atau sukrosa (Geuns 2003; Megeji et al. 2005; Mogra dan Dashora 2009). Glikosida dalam daun stevia terdiri dari steviosida, beberapa rebaudiosida termasuk rebaudiosida A (reb-A), dulkosida, dan beberapa senyawa lainnya (Kennelly 2002; Geuns 2003). Glikosida tidak mengandung kalori dan mempunyai indeks glikemat hampir nol sehingga sesuai untuk penderita diabetes dan seseorang yang sedang melakukan diet makanan untuk menurunkan berat badan (Jeppesen et al. 2002; Gregersen et al. 2004). Gula stevia banyak digunakan di industri makanan, minuman ringan, pasta gigi, antibakteri dan antioksidan. Rasa manis yang berasal dari steviosida tidak dicerna dalam metabolisme tubuh sehingga sangat disarankan bagi penderita diabetes, hipertensi, obesitas dan infeksi jamur (Brandle et al. 1998; Megeji et al. 2005). Manfaat stevia tersebut meningkatkan permintaan pasar atas gula stevia. Budidaya stevia untuk memenuhi permintaan skala industri yang semakin meningkat dapat dilakukan dengan benih, stek batang dan kultur in vitro. Namun teknik perbanyakan dengan biji terkendala rendahnya daya kecambah dan tingginya keragaman tanaman. Teknik stek batang memiliki kendala ketersediaan bahan yang belum mencukupi, terbatasnya tenaga ahli dan tingkat keberhasilan yang rendah (Carneiro et al. 1997; Mubiyanto 1990; Rafiq et al. 2007). Teknik in vitro diyakini sebagai metode yang paling tepat karena dapat memperbanyak tanaman dengan hasil yang seragam dalam waktu relatif singkat juga stabil secara genetik (George and Sherrington 1984). Teknik in vitro tanaman stevia dilakukan melalui multiplikasi tunas, organogenesis dan embriogenesis somatik. Multiplikasi tunas banyak dilakukan karena lebih sederhana dan peluang untuk terjadi keanekaragaman genetik sangat kecil. Laju multiplikasi dapat ditingkatkan dengan menggunakan sitokinin atau kombinasi antara sitokinin dan auksin. Sinta dan Sumaryono (2011) telah berhasil meningkatkan laju multiplikasi dengan menambahkan BA (Benzyl Aminopurine) 1.33 mg/L dan IAA (Indole Acetic Acid) 0.35 mg/L. Selain itu Sinta dan Sumaryono (2011) juga memberikan perlakuan penambahan paklobutrazol sebanyak 0.1 mg/L pada media berhasil meningkatkan keragaan stevia, sedangkan perlakuan intensitas cahaya tidak memberikan pengaruh yang berbeda secara nyata. Namun keragaan planlet masih rendah dan hasil yang didapatkan kurang memuaskan. Keragaan planlet stevia yang baik ditunjukkan dengan batang yang besar dan tinggi, daun banyak, besar, tebal dan berwarna hijau tua, serta secara morfologi normal. Keragaan planlet yang baik akan berkorelasi positif dengan daya hidup dan pertumbuhannya pada tahap aklimatisasi di lingkungan ex vitro. (Hazarika 2003). Menurut Ziv (1991) peningkatan keragaan planlet dapat dilakukan dengan merubah komposisi medium dan faktor lingkungan in vitro. Penelitian ini bertujuan untuk meningkatkan keragaan planlet stevia dalam kultur in vitro dengan memodifikasi unsur hara makro yang terkandung di dalam media. Dari penelitian ini diharapkan dapat dihasilkan planlet tanaman stevia yang
2 lebih baik sehingga daya hidup dan tingkat keberhasilan pada tahap aklimatisasi meningkat.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian ini dilaksanakan mulai bulan Desember 2012 hingga April 2013 di Laboratorium Biak Sel dan Mikropropagasi Tanaman, Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Bogor. Bahan Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah planlet in vitro Stevia rebaudiana varietas lokal, media kultur MS (Murashige & Skoog), media kultur WP (Woody Plant), Zat Pengatur Tumbuh BA dan IAA, alkohol 70%.
Alat Peralatan yang digunakan berupa peralatan gelas, botol kultur, Laminar Air Flow Cabinet (LAFC), autoklaf, pH meter
Multiplikasi Tunas Stevia rebaudiana Batang tanaman in vitro dengan satu nodus dipotong dengan ukuran 1-2 cm kemudian ditumbuhkan dalam medium MS dengan 30 g/L sukrosa, 3 g/L gelrite, dan zat pengatur tumbuh BA 1.13 mg/L + IAA 0.35 mg/L menurut metode yang dikembangkan oleh Sinta dan Sumaryono (2011). Tingkat pH medium diatur menjadi 5.7 sebelum disterilisasi dalam autoklaf pada suhu 121°C dengan tekanan 15-17.5 psi selama 20 menit. Sebanyak lima stek batang ditanam dalam satu botol kultur (diameter 6 cm, tinggi 9 cm) yang berisi 40 mL medium. Masing-masing perlakuan dilakukan dengan sepuluh pengulangan (botol). Kultur dipelihara di dalam ruang kultur selama empat minggu. Peningkatan Keragaan Stevia rebaudiana dalam Kultur In Vitro Eksplan hasil multiplikasi in vitro sebelumnya ditanam dalam tabung kultur pada media MS dan WP berupa satu nodus serupa dengan metode multiplikasi yang dilakukan sebelumnya. Perlakuan terdiri dari media MS (normal), media MS dengan ½ unsur hara makro dan media MS dengan dua kali unsur hara makro, media WP (normal), media WP dengan ½ unsur hara makro dan media WP dengan dua kali unsur hara makro. Masing-masing perlakuan terdiri dari sepuluh ulangan (tabung kultur). Pengamatan dilakukan setelah empat minggu kultur yang meliputi tinggi planlet, diameter batang, jumlah tunas, jumlah ruas, jumlah akar,
3 luas daun (panjang x lebar), tingkat kehijauan daun yang diukur dengan bagan warna daun, persentase planlet hidup, dan bobot segar planlet. Kondisi Kultur Kultur diinkubasi dalam ruang kultur pada suhu 26 ± 1 °C dan diletakkan di bawah lampu TL fluoresen putih 40 W dengan intensitas cahaya 20 μmol foton/m²/detik dan fotoperiode 12 jam per hari.
Prosedur Analisis Data Analisis data menggunakan metode Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial. Data yang diperoleh diolah dengan analisis keragaman menggunakan program SPSS versi 17. Apabila terdapat faktor perlakuan yang nyata dilanjutkan dengan uji Duncan dengan selang kepercayaan α ≤ 0.05.
HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil Pengaruh modifikasi unsur hara makro pada batang dan akar planlet Modifikasi unsur hara makro pada media tumbuh tidak berpengaruh nyata, baik perlakuan media MS maupun media WP terhadap diameter batang dan jumlah tunas (Tabel 1). Perlakuan media WP secara umum memberikan pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan media MS untuk parameter panjang batang, jumlah ruas dan jumlah akar. Tinggi planlet dipengaruhi secara nyata oleh modifikasi unsur hara makro, dengan rata-rata planlet paling tinggi (13.28 cm) pada perlakuan media WP. Modifikasi unsur hara makro berpengaruh nyata terhadap jumlah ruas, dengan jumlah ruas rata-rata terbanyak 18 ruas yang terdapat pada perlakuan media 2WP. Begitu juga dengan parameter jumlah akar, terlihat perlakuan dengan media WP memberikan pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan media MS. Jumlah akar terbanyak (5.7) dihasilkan dari perlakuan 1/2WP. Secara umum berdasarkan parameter pertumbuhan tersebut terlihat bahwa perlakuan terbaik untuk meningkatkan keragaan planlet stevia adalah media WP dengan taraf setengah hara makro.
4 Tabel 1 Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap pertumbuhan, dan keragaan planlet stevia, setelah kultur selama 4 minggu Perlakuan 1/2MS MS 2MS 1/2WP WP 2WP a
Diameter batang (mm) 0.47 a 0.48 a 0.77 a 0.54 a 0.43 a 0.50 a
Tinggi planlet (cm) 2.67 b 4.50 b 3.58 b 12.03 a 13.28 a 11.86 a
Jumlah Tunas Samping 4.5 a 3.9 a 2.9 a 3.3 a 3.0 a 4.0 a
Jumlah ruas
Jumlah akar
10.3 9.2 8.5 14.3 14.5 18.0
0.1 0.8 0.0 5.7 3.0 1.2
bc bc c ab ab a
c c c a b c
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% menurut uji selang berganda Duncan.
Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap pertumbuhan dan warna daun Modifikasi unsur hara makro berpengaruh nyata terhadap luas daun yang diperoleh dari perkalian panjang dan lebar terbesar daun. Setelah kultur dipelihara selama empat minggu terlihat media WP cenderung memberikan luas daun yang lebih besar jika dibandingkan dengan media MS. Namun perlakuan tiga taraf konsentrasi hara makro baik pada media WP maupun MS tidak memberikan pengaruh yang berbeda terlalu jauh satu sama lain. Ukuran daun terbesar diperoleh pada perlakuan 1/2WP yaitu sebesar 38 mm². Warna daun yang dihasilkan pada percobaan modifikasi unsur hara makro memberikan hasil yang berbeda nyata satu sama lain. Terlihat pada perlakuan WP menghasilkan warna hijau daun yang lebih tua dibandingkan dengan perlakuan media MS yang menghasilkan warna daun yang cenderung lebih pucat. Perlakuan media MS pada ketiga taraf pada pengaruh warna daun ternyata tidak memberikan perbedaan satu sama lain, sedangkan pada perlakuan media WP warna hijau daun yang dihasilkan pada ketiga taraf memiliki perbedaan pada masing-masing taraf dengan perlakuan 1/2WP yang memberikan warna hijau daun yang lebih tua. Perlakuan 1/2WP memberikan hasil yang terbaik dengan warna lebih hijau dibandingkan dengan perlakuan lainnya dengan skala rata-rata 3.6 dari skala 1 sampai 4 pada diagram kelas warna daun (Tabel 2).
5 Tabel 2 Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap warna dan luas daun planlet stevia, usia kultur selama 4 minggu Perlakuan 1/2MS MS 2MS 1/2WP WP 2WP a
Kelas warna daun (1-4) 2.0 c 2.3 c 2.3 c 3.6 a 3.3 ab 2.8 b
Ukuran daun (mm²) 19.1 b 18.0 b 29.7 ab 38.0 a 35.0 a 32.3 ab
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% menurut uji selang berganda Duncan.
Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap bobot segar planlet Setelah empat minggu, biomassa planlet juga ditimbang untuk mendapatkan data bobot segar. Pengukuran bobot segar planlet dengan menimbang seluruh bagian planlet, baik akar, batang dan daun. Perlakuan modifikasi unsur hara makro memberikan bobot segar biomassa planlet yang berbeda-beda satu sama lain, baik media MS maupun media WP (Tabel 3). Dari pengukuran bobot segar, media 1/2MS memberikan pengaruh baik secara nyata dan bobot terendah terdapat pada kultur di media MS pada taraf normal. Berbeda dengan hasil yang ditunjukkan media WP, masing-masing taraf memiliki perbedaan bobot segar walaupun secara statistik tidak berbeda. Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap persentase planlet hidup Pengukuran daya hidup diperoleh berdasarkan rasio jumlah tunas awal dengan jumlah tunas setelah empat minggu dikalikan dengan 100%. Modifikasi unsur hara makro tidak berpengaruh nyata terhadap daya hidup planlet baik perlakuan media MS maupun media WP. Walaupun demikian daya hidup planlet tertinggi pada perlakuan 1/2WP yaitu sebesar 100%, sedangkan daya hidup terendah terdapat pada perlakuan 2MS yaitu sebesar 78%. Data tersebut tersaji pada Tabel 3.
6 Tabel 3 Pengaruh modifikasi unsur hara makro terhadap bobot segar dan persentase hidup planlet, setelah usia kultur 4 minggu Perlakuan 1/2MS MS 2MS 1/2WP WP 2WP a
Bobot segar biomassa (gr) 0.34 a 0.10 c 0.14 bc 0.25 ab 0.18 bc 0.23 abc
Daya hidup (%) 92 a 90 a 78 a 100 a 94 a 92 a
Angka-angka pada kolom yang sama yang diikuti oleh huruf yang sama tidak berbeda nyata pada taraf uji 5% menurut uji selang berganda Duncan.
Pembahasan Media merupakan faktor penentu dalam perbanyakan tanaman dengan kultur jaringan. Komposisi media yang digunakan tergantung pada jenis tanaman yang akan diperbanyak. Media yang digunakan biasanya terdiri dari garam mineral, vitamin, dan hormon. Selain itu, diperlukan juga bahan tambahan seperti agar, gula, dan lain-lain. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan juga bervariasi, baik jenisnya maupun jumlahnya, tergantung pada tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan (Gunawan 1992). Garam mineral dibagi menjadi unsur hara makro dan unsur hara mikro. Tanaman membutuhkan unsur hara makro dalam jumlah yang banyak antara lain N, P, K, Ca, Mg dan S. Kekurangan unsur hara makro menimbulkan defisiensi pada tanaman. Unsur hara makro tidak dapat digantikan oleh unsur hara lain sedangkan kelebihan unsur hara makro tidak menimbulkan pengaruh negatif karena akan larut ke dalam tanah atau air. Unsur hara mikro diperlukan oleh tanaman dalam jumlah sedikit, kekurangan unsur hara mikro biasanya dapat digantikan oleh unsur-unsur hara mikro yang lainnya, sedangkan kelebihan unsur hara mikro dapat menjadi racun (Marlina 2004). Perkembangan komposisi media kultur jaringan merupakan hasil dari penelitian dan percobaan yang sistematik. Media Murashige and Skoog (MS) merupakan media yang sering digunakan dan sesuai dalam regenerasi dari kalus dan jaringan berbagai jenis tanaman. Media MS sering digunakan dalam beberapa kultur yang berbeda-beda. Untuk mengurangi sensitivitas garam pada tanaman berkayu, maka Llyod dan McCown (1981) membuat media Woody Plant (WP). Media MS sering digunakan karena cukup memenuhi unsur hara makro, mikro dan vitamin untuk pertumbuhan tanaman (Marlina 2004), sedangkan media WP merupakan media dengan konsentrasi ion yang lebih rendah dari media MS. Media WP diperuntukkan khusus tanaman berkayu, dengan sulfat yang digunakan lebih tinggi dari sulfat pada media MS. WP banyak digunakan juga untuk perbanyakan tanaman hias berperawakan perdu dan pohon (Trigiano dan Gray 2000). Perbedaan lain yang terdapat pada media tersebut antara lain kandungan
7 NH4NO3 dan KNO3 yang sangat tinggi pada media MS dibandingkan dengan media WP. Media MS merupakan media yang kaya akan unsur makro NH4+ dan NO3yang berperan dalam pembentukan asam amino, amida, nukleotida dan nukleoprotein serta penting untuk pembelahan dan pembesaran sel (Gardner et al. 1991). Menurut Nyman (1984) tinggi rendahnya bahan penyusun media dapat mempengaruhi arah dan perkembangan kultur selama periode in vitro. Hasil modifikasi unsur hara makro pada media WP memberikan pengaruh dominan pada parameter tinggi tanaman dan jumlah ruas batang dibandingkan perlakuan MS. Menurut Smith (1977) peningkatan kandungan nitrogen pada media dapat meningkatkan efektifitas kegiatan meristem pada ujung batang dan tunas lateral sehingga menyebabkan tinggi tanaman meningkat. Namun kandungan nitrogen media WP yang lebih rendah dibandingkan media MS sudah cukup memberikan pengaruh nyata terhadap pertumbuhan tinggi. Diameter batang yang besar diharapkan memberikan hasil batang yang lebih besar dan kokoh sehingga dapat meningkatkan daya hidup pada saat aklimatisasi. Hasil yang didapatkan dengan modifikasi unsur hara makro tidak memberikan perbedaan satu sama lain baik media MS maupun media WP. Perlakuan modifikasi unsur hara makro diharapkan memberikan jumlah ruas yang lebih banyak sehingga semakin banyak planlet yang dapat dimultiplikasi untuk keperluan selanjutnya. Hasil yang didapatkan perlakuan dengan media WP menunjukkan jumlah ruas yang cenderung lebih tinggi pada media MS. Peningkatan kadar unsur hara makro pada media WP menunjukkan jumlah ruas yang dihasilkan semakin banyak, berbeda halnya dengan media MS yang seiring dengan peningkatan kadar unsur hara makro maka semakin rendah jumlah produksi ruasnya. Ziv (1991) melaporkan bahwa kandungan amonium pada media berperan dalam meningkatkan pembelahan dan ukuran sel. Hal senada disampaikan oleh Winarto (2004) bahwa modifikasi kandungan amonium pada media berpengaruh terhadap jumlah produksi tunas pada anyelir. Unsur nitrogen dalam bentuk NH4NO3 pada media MS lebih besar dibandingkan media WP. Penurunan konsentrasi NH4NO3 meningkatkan pembelahan dan pemanjangan sel pada tanaman anyelir. Pembentukan akar merupakan salah satu fase penting pada tahap in vitro. Akar sangat berperan dalam proses penyerapan nutrisi dari media, kemampuan planlet untuk tumbuh dan pembentukan planlet yang lebih tinggi (Haq et al. 2009). Pertumbuhan akar tidak lepas dari faktor lingkungan, kondisi tanaman dan media tumbuh menurut Rochiman dan Harjadi (1973). Modifikasi unsur hara makro pada media MS dan WP memberikan hasil yang signifikan, dengan media WP menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan media MS. Namun seiring dengan peningkatan konsentrasi unsur hara makro pada kedua media, jumlah akar menurun. Hasil yang sama diperoleh Roositika et al. (2005) yang melaporkan bahwa tingginya kadar nitrogen pada media MS dibandingkan dengan media WP dapat menghambat induksi perakaran pada kultur manggis karena didominasi oleh pertumbuhan tunas. Media dengan unsur hara yang diencerkan setengah sampai seperempat kali dapat meningkatkan induksi perakaran sampai 75%. Hasil penelitian ini menunjukkan pula bahwa media WP pada taraf setengah hara makro menginduksi perakaran yang lebih baik dibandingkan perlakuan
8 lainnya yaitu WP dan 2WP. Demikian pula, ½ MS memberikan pengaruh yang lebih baik dibandingkan dengan MS dan 2MS untuk menginduksi perakaran. Modifikasi unsur hara makro tidak berpengaruh nyata terhadap persentase planlet hidup, namun hasil terendah didapatkan pada perlakuan 2MS. Hal tersebut diduga karena kandungan nitrogen yang terlalu tinggi dapat menghambat pertumbuhan tanaman mikro dan mengakibatkan penurunan jumlah gula yang ditranslokasikan ke akar (Watimena 1987). Selain itu, kelebihan unsur nitrogen yang tidak dapat ditolerir oleh tanaman akan merugikan tanaman itu sendiri, akibatnya sel tanaman menjadi lemah dan dapat menyebabkan kematian. Hasil serupa yang dilaporkan oleh Nadapdap (2002) pada tunas in vitro kentang yang mengalami kematian ketika kelebihan unsur nitrogen. Produksi tunas samping pada planlet stevia bertujuan untuk meningkatkan multiplikasi sehingga dapat dapat diperoleh bibit stevia dalam jumlah yang banyak dalam waktu yang relatif singkat. Modifikasi unsur hara makro menunjukkan hasil yang berbeda satu sama lain, baik pada media MS maupun media WP. Semakin besar konsentrasi unsur hara makro, jumlah tunas dan ruas batang cenderung semakin kecil. Kristina (2004) melaporkan bahwa perlakuan pengenceran unsur hara makro tidak memberikan pengaruh nyata terhadap multiplikasi tunas tapak dara (Vinca rosea). Kandungan NH4NO3 yang tinggi pada media berpengaruh terhadap bobot segar dan berat kering. Hasil modifikasi unsur hara makro pada perlakuan 1/2MS menghasilkan bobot segar yang lebih menonjol dibandingkan dengan perlakuan media MS lainnya. Namun hasil tersebut tidak berbeda jauh dengan perlakuan dengan media 1/2WP dan 2WP. Penurunan kandungan amonium pada media dapat meningkatkan lignifikasi pada tanaman (Ziv 1991). Hasil yang serupa juga dilaporkan oleh Winarto (2004) dengan mengencerkan kandungan NH4NO3 sampai setengah kali dapat meningkatkan bobot segar pada planlet anyelir. Namun pengenceran dan peningkatan CaCl2 tidak memberikan pengaruh nyata terhadap bobot segar planlet. Pertumbuhan daun pada modifikasi unsur hara makro tertuju pada warna daun yang tampak dan luas daun terbesar pada planlet yang dihasilkan. Semakin hijau daun diharapkan kemampuan berfotosintesis juga semakin baik, begitu juga dengan luas daun. Perlakuan dengan media WP menghasilkan warna daun yang lebih hijau gelap dibandingkan dengan media MS. Perlakuan dengan media MS menghasilkan warna daun yang lebih pucat. Namun seiring dengan peningkatan kadar hara makro pada media WP warna daun yang dihasilkan cenderung menurun. Hal serupa terjadi pada luas daun, media WP terlihat lebih mendukung pertumbuhan luas daun dibandingkan dengan media MS. Tetapi peningkatkan unsur hara makro pada MS sebanyak dua kali memberikan hasil yang tidak berbeda jauh dengan hasil yang ditunjukkan oleh media WP di ketiga taraf. Kandungan sulfat pada media WP yang lebih tinggi dibandingkan dengan media MS turut bepengaruh terhadap perlakuan modifikasi unsur hara makro. Menurut Maschner (1995) hal ini terkait dengan kandungan sulfat pada media. Kandungan sulfat pada taraf setengah makro memberikan pengaruh yang optimal untuk pembentukan daun, kofaktor regulator enzim serta meningkatkan proses fisiologi dan pembentukan klorofil.
9
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Peningkatan keragaan Stevia rebaudiana dapat dilakukan dengan menggunakan media yang tepat. Media yang baik untuk stevia sesuai dengan nutrisi yang dibutuhkan dan dalam konsentrasi yang cukup. Secara umum perlakuan ½WP menghasilkan keragaan planlet stevia yang lebih baik dibandingkan dengan perlakuan lain, ditandai dengan pertumbuhan batang, akar, daun, bobot basah dan daya hidup yang lebih baik. Hasil ini diharapkan dapat meningkatkan daya hidup dan pertumbuhan planlet stevia dalam proses aklimatisasi.
Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut terkait modifikasi unsur hara yang terkandung dalam media sehingga dapat meningkatkan pertumbuhan planlet baik pada bagian batang, akar, daun, bobot basah dan daya hidup. Hal tersebut dilakukan dengan memodifikasi media 1/2WP sehingga mendapatkan hasil yang lebih baik lagi.
DAFTAR PUSTAKA Brandle JE, Starrtt AN, Gijzen M. 1998. Stevia rebaudiana: international agricultural, biological chemical properties. Can J Plant Su 78:527-536. Carneiro JWP, Muniz AS and Guedes TA. 1997. Green house bedding plant production of Stevia rebaudiana (Bert). Can J Plant Sci 77:473-474. Gardner FP, Pearce RB, Mitchell RL. 1991. Fisiologi Tumbuhan Tanaman Budidaya. Terjemahan: Herawati Susilo. Jakarta (ID): UI Pr. George EF, Sherrington PD. 1984. Plant Propagation by Tissue Culture. England (GB): Exegetic LTD. Geuns JMC. 2003. Molecules of interest - stevioside. Phytochem 64:913-921. Gregersen S, Jeppesen PB, Holst JJ, Hermansen K. 2004. Antihyperglycemic effects of stevioside in type 2 diabetic subjects. Metabolism 53:73-76. Gunawan LW. 1992. Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan. Institut Pertanian Bogor. Bogor (ID): PAU, IPB Pr. Haq IU, Touqeer A, Ihfaaa AH, Nadeen AA. 2009. Influence of micro cutting sizes and IBA concentrations on in vitro rooting of olive. Pak J Bot 41 :1213-1222. Hazarika BN. 2003. Acclimatization of tissue-cultured plants. Curr Sci 85:17041712. Jeppesen PB, Gregersen S, Alstrup KK. 2002. Stevioside induces antihyperglycaemic, insulinotropic and glucagonostatic effects in vivo: studies in the diabetic Goto-Kakizaki (GK) rats. Phytomed 9:9-14.
10 Kennelly EJ. 2002. Sweet and non-sweet constituents of Stevia rebaudiana. In: AD Kinghorn (ed.) The genus Stevia. London (GB): Taylor, Francis.. Kristina NN. 2004. Pengaruh penurunan unsur makro dan pemberian absisic acid terhadap multiplikasi tunas tapak dara (Vinca rosea) secara in vitro. J Litantri 5:98-102. Llyod G, McCown. 1981. Commercially feacible micropropagation of Mountain Laurel, Kalmia lanfolia, by use of shoot tip culture. Int Plan Prop 30:421427. Marlina N. 2004. Teknik modifikasi media MS untuk konservasi in vitro. Buletin Teknik Pertanian 9 4-6. Megeji NW, Kumar JK, Singh V, Kaul VK and Ahuja PS. 2005. Introducing Stevia rebaudiana, a natural zero-calorie sweetener. Curr Sci 88:801-805. Mogra R, Dashora V. 2009. Exploring the use of Stevia rebaudiana as a sweetener in comparison with other sweeteners. J Hum Ecol 25:117-120. Mubiyanto B. 1990. Analisis pertumbuhan Tanaman Stevia rebaudiana Bertoni M pada tiga tinggi tempat [tesis]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Murashige T and F Skoog. 1962. A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Plant Physiology 15: 473-497. Nadapdap C.2002. Penggunaan Pupuk Komersial Dan Air Kelapa Sebagai Media Perbanyakan In Vitro Tanaman Kentang (Solanum tuberosum L.) [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor. Nyman L, Gonzalez CJ and Arditti J. 1984. Salt Tolerance of Tissue of Potato: Selection and Constituents In Symposium of International Potato Center. 132-142. Rafiq M, Dahot MU, Mangrio SM, Naqvi HA, Qarshi IA. 2007. In vitro clonal propagation and biochemical analysis of field established Stevia rebaudiana Bertoni. Pak J Bot 39:2467-2474. Rochiman K, Harjadi SS. 1973. Pembiakan Vegetatif. Bogor (ID): Dep AGH, IPB Pr. Rositika I, Sunarlin N, Mariska I. 2005. Mikropagasi tanaman maggis (Garania mangostana L). J AgroBiogen 1:20-25. Sinta MM, Sumaryono. 2011. Peningkatan laju multiplikasi tunas dan keragaan planlet Stevia rebaudiana pada kultur in vitro. Menara Perkebunan. 79:49-56. Smith O. 1977. Potatoes: Production, Storage dan Processing. England (GB): The Avi Publishing CO. Trigiano RN, Gray DJ. 2000. Biochemistry and Physiology of Plant Hormone. Berlin (DE): Springer-Verlag. Watimena GA. 1987. Zat Pengatur Tanaman. Bogor (ID): PAU, IPB Pr. Winarto B. 2004. Modifikasi konsentrasi NH4NO3 dan CaCl2 medium MS terhadap pertumbuhan eksplan hiperhidrisiti anyelir. AgroSains 6: 45-52. Ziv M. 1991. Vitrification: Morphological and Physiological Disorder on In Vitro. London (GB): Kluwer Academic Pr.
11
LAMPIRAN Lampiran 1 Tabel Komposisi Media MS (Murashige and Skoog) dan Media WP (woody plan) No.
Garam Mineral
MS
WP Konsentrasi
Hara Makro
mg/L
1
NH4NO3
1650
2 3
KNO3 KH2PO4
1900 170
170
4 5
CaCl2∙2H2O MgSO4∙2H2O
440
96
370
370
6
Ca(NO3)2∙4H2O
556
7
K2SO4
990
Hara Mikro
400
mg/L
1
MnSO4∙4H2O
22,3
22,3
2
ZnSO4∙7H2O
8,6
8,6
3
H3BO3
6,2
6,2
4
Na2MoO4∙2H2O
0,25
0,25
5 6
KI CoCl2∙2H2O
0,83 0,025
7
Na2EDTA
37,2
37,2
8
FeSO4∙7H2O
27,8
27,8
9
CuSO4∙5H2O
0,025
0,25
Vitamin dan Asam Amino 1 2 3 4 5
Thiamin Niacin Piridoksin-HCl Glisin Myoinositol
mg/L 0,1 0,5 0,5 2 100
1 0,5 0,5 2 100
12 Lampiran 2 Hasil kultur setelah 4 minggu
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
Gambar 1. Hasil modifikasi unsur hara makro pada planlet Stevia rebaudiana pada masing-masing perlakuan: a. 1/2MS; b. MS; c. 2MS; d.1/2WP; e. WP; f. 2WP
13
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 1 November 1991, sebagai anak ketiga dari empat bersaudara, dari pasangan Saali Munir dan Ati Suwati. Lulus dari SMA Angkasa 2 Jakarta tahun 2009, kemudian diterima sebagai mahasiswa di Departemen, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor (IPB) melaui jalur USMI. Selama kuliah di Departemen Biologi IPB, penulis aktif di Badan Pengawas Himpunan Mahasiswa Biologi (BPHIMABIO IPB) tahun 2010-2011. Selain itu penulis juga aktif mengikuti beberapa kepanitiaan di Institut Pertanian Bogor. Selama kuliah penulis pernah menjadi asisten praktikum Biologi Dasar (2013), Fisiologi Tumbuhan (2013), Kultur Jaringan dan Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan (2013). Penulis telah melaksanakan Studi Lapang di Hutan Pendidikan Gunung Walat pada Juni 2011 yang berjudul Potensi Hutan Pendidikan Gunung Walat dalam Perspektif Biologi. Selain itu penulis telah melaksanakan Praktik Kerja Lapang pada bulan Juli hingga Agustus 2012 dengan judul Kultur Jaringan Tanaman Stevia rebaudiana di Balai Penelitian Bioteknologi Perkebunan Indonesia, Ciomas, Bogor.
