30 Jurnal Biologi Vol 5 No 5 Tahun 2016
OPTIMASI TEKNIK STERILISASI DAN APLIKASI ZAT PENGATUR TUMBUH UNTUK MENINGKATKAN PERKECAMBAHAN BIJI KENIKIR (Cosmos caudatus) SECARA IN VITRO Sterilization Techniques and Growth Regulator Hormone to Germination of Kenikir Seed Oleh: Anisa Anggraeni, Universitas Negeri Yogyakarta
[email protected] Abstrak Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui teknik sterilisasi dan media pertumbuhan yang optimum untuk meningkatkan perkecambahan biji kenikir (Cosmos caudatus). Terdapat tiga teknik sterilisasi yang dilakukan dalam penelitian ini yaitu teknik sterilisasi 1 (TS1), teknik sterilisasi 2 (TS2), dan teknik sterilisasi 3 (TS3). Medium pertumbuhan yang digunakan adalah Murashige Skoog (MS) baik tanpa ataupun dengan penambahan 1 ppm BAP dan 0,25 ppm NAA (Shoot Induction Medium/SIM). Penelitian ini merupakan penelitian deskriptif kuantitatif dengan parameter pengamatan berupa waktu berkecambah yang dinyatakan dalam hari setelah tanam (hst), persentase biji yang berkecambah, persentase eksplan yang terkontaminasi, persentase jenis kontaminan yang tumbuh, dan persentase biji yang tumbuh menjadi tanaman. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa kombinasi sterilan yang tepat dapat menekan kontaminasi pada kultur biji kenikir. Teknik sterilisasi yang tepat adalah TS3 yaitu sterilisasi menggunakan detergen selama 5 menit dan alkohol 70% selama 10 menit.Masing-masing sterilan digunakan sebanyak 2 kali dan setiap pergantian sterilan, eksplan dibilas dengan akuades selama 5 menit.Penggunaan media SIM terbukti mampu meningkatkan perkecambahan biji kenikir. Kata kunci: kenikir, perkecambahan, sterilisasi, zat pengatur tumbuh Abstract The purpose of this study are to determine the sterilization techniques and optimum growth media to improve seed germination of kenikir (Cosmos caudatus). There are three sterilization techniques carried out in this research that sterilization technique 1 (TS1), sterilization techniques 2 (TS2), and sterilization techniques 3 (TS3). Growth medium used was Murashige Skoog (MS) either without or with the addition of 1 ppm BAP and 0.25 ppm NAA (Shoot Induction Medium/ SIM). This research analyze is quantitative descriptive with 5 parameters include time observation germinated expressed in days after planting (dap), the percentage of seeds that germinate, the percentage of contaminated explants, the percentage of contaminants that grow, and the percentage of seeds that grow into plants. The results of this study indicate that the combination of optimum sterilizing can suppress contamination of kenikir seed culture. Optimum sterilization techniques are TS3 that soaking in detergent for 5 minutes and in 70% alcohol for 10 minutes. Each sterilan used 2 times and rinsed with distilled water for 5 minutes between sterilization. The use of SIM media showed to increase kenikir seed germination . Keywords: kenikir, germination, sterilization, plant growth regulators
Optimasi Teknik Sterilisasi (Anisa Anggraeni) 31
PENDAHULUAN Kenikir merupakan berumur
(Cosmos
caudatus)
tanaman
perenial
kegagalan
kultur
kontaminasi,
kalus
banyak
karena peneliti
pendek yang tergolong
menggunakan eksplan dari tanaman
dalam famili Asteraceae. Tanaman
yang ditanam secara in vitro. Eksplan
ini banyak mengandung senyawa
tersebut umumnya diperoleh dengan
metabolit
sekunder
yang
dapat
mengecambahkan biji.
digunakan
sebagi
sumber
obat-
Perkecambahan
in
vitro
obatan seperti flavonoid, senyawa
seringkali mengalami kendala karena
aromatik,
saponin,
sangat dipengaruhi oleh viabilitas biji
glikosida, kuersentin, hidroksiegenol,
dan keberhasilan sterilisasi eksplan.
dan koneferil alkohol (Hayati et al.,
Peningkatan perkecambahan dapat
2012:2; Abas et al., 2003:245;
dilakukan dengan menambahkan zat
Fuzzati et al., 1995:409). Oleh
pengatur tumbuh pada media kultur
karena itu, diperlukan metode yang
in vitro seperti BAP dan NAA.
polifenol,
efektif dan efisien guna memperoleh
Tahap awal kultur in vitro yang
bahan-bahan aktif yang bermanfaat
memiliki peranan penting dalam
dari kenikir dalam jumlah yang
keberhasilan kultur tersebut adalah
banyak dan waktu yang singkat.
sterilisasi
bahan
Salah
eksplan
agar
satu
metode
digunakan
untuk
produksi
senyawa
yang
dapat
meningkatkan metabolit
sekunder adalah kultur kalus.
tanaman terbebas
atau dari
kontaminasi. Sterilisasi merupakan penghancuran
atau
pemusnahan
terhadap semua kontaminan. Hal
Eksplan untuk kultur kalus
yang terpenting dalam sterilisasi
dapat berasal dari tanaman, baik
adalah
yang ditanam secara konvensional
usaha untuk mendapatkan eksplan
(in vivo) maupun in vitro. Eksplan
yang steril dan menjaga agar jaringan
yang
ditanam
memiliki
secara
kelemahan
in
vitro karena
mengkombinasikan
antara
eksplan tidak rusak akibat tingginya konsentrasi
desinfektan
membutuhkan teknik sterilisasi yang
(Pancaningtyas, 2011:5) Sterilisasi
lebih sulit. Untuk mengurangi tingkat
dapat
dilakukan
secara
kimiawi
32 Jurnal Biologi Vol 5 No 5 Tahun 2016
dengan menggunakan deterjen dan
Jurusan Pendidikan Biologi FMIPA
alkohol 70%. Deterjen adalah bahan
UNY.
sterilan
Target/ Subjek Penelitian
yang
digunakan
untuk
menghilangkan lapisan lilin yang
Populasi
dari
penelitian
ini
melekat di permukaan eksplan dan
adalah tanaman kenikir (Cosmos
menghilangkan
mikroba
caudatus), sementara itu sampel dari
yang melekat. Alkohol merupakan
penelitian ini adalah biji kenikir
denaturan protein, suatu sifat yang
(Cosmos caudatus).
memberikan aktivitas antimikrobial
Prosedur
sebagian
pada alkohol. Alkohol yang umum dipakai
untuk
Penelitian ini dilakukan dengan
sterilisasi
adalah
mensterilisasi alat dan media tumbuh
alkohol konsentrasi 70%
karena
yang
akan
digunakan
memakai
efektif memecah protein yang ada di
autoclaf; membuat media tumbuh
dalam
(Adji,
berupa MS0 dan SIM, kemudian
2007:2). Penelitian ini difokuskan
melakukan sterilisasi dan penanaman
pada
sesuai dengan rancangan penelitian.
mikroorganisme
kajian
penggunaan
bahan
sterilan dan media tumbuh untuk
Data, Instrumen, dan Teknik
meningatkan
Pengumpulan Data
perkecambahan
biji
kenikir.
Parameter waktu berkecambah yang dinyatakan dalam hari setelah
METODE PENELITIAN
tanam (hst), persentase biji yang
Jenis Penelitian
berkecambah,
Penelitian
ini
menggunakan
persentase
eksplan
yang terkontaminasi, persentase jenis
analisis deskriptif kuantitatif yaitu
kontaminan
penelitian yang menyajikan data-data
persentase biji yang tumbuh menjadi
faktual
tanaman.
kemudian
dianalisis
dan
ditampilkan dalam bentuk tabel. Waktu dan Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan pada bulan September 2015-Juni 2016 di Laboratorium
Kultur
Jaringan
yang
tumbuh,
dan
Optimasi Teknik Sterilisasi (Anisa Anggraeni) 33
Tabel 1. Rancangan penelitian Perla kuan A B C D E F
Media tanam MS0 SIM MS0 SIM MS0 SIM
TS 1 TS 2 v v -
v v -
menggunakan rumus jumlah biji yang
TS3 v v
berkecambah
dibagi
jumlah eksplan dikali 100% c.
Persentase
eksplan
yang
terkontaminasi
dihitung
menggunakan rumus: eksplan yang
terkontaminasi
tiap
perlakuan dibagi dengan jumlah
Keterangan:
eksplan tiap perlakuan dikali
a. TS : Teknik Sterilisasi b. TS 1 : alkohol 10 menit + alhokol 10 menit
100% d.
alkohol 10 menit e. MS0: Media dasar Murashige and Skoog f. SIM: MS0 + 1 ppm BAP + 0,25 NAA
dibedakan
bakteri yang dinyatakan dalam
10 menit + alkohol 10 menit
5 menit + alkohol 10 menit +
kontaminan
menjadi dua yaitu jamur dan
c. TS 2: deterjen 5 menit + alkohol
d. TS 3: deterjen 5 menit + deterjen
Jenis
bentuk persentase e.
Persentase
eksplan
yang
berkecambah dihitung dengan rumus:
eksplan
berkecambah
tiap
yang perlakuan
dibagi dengan jumlah eksplan tiap perlakuan dikali 100%
Teknik Analisis Data Teknik analisis data untuk setiap parameter penelitian yang digunakan
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN Waktu Berkecambah
adalah sebagai berikut. a.
Waktu berkecambah dihitung menggunakan pertama
rumus
hari
berkecambah
tiap
eksplan dibagi jumlah eksplan b.
Persentase berkecambah
biji
yang dihitung
Waktu eksplan
berkecambah
berbeda-beda
setiap
(tabel
2).
Waktu berkecambah pada perlakuan A, B, dan F secara berurutan adalah 22 hst, 8 hst, dan 8 hst. Sementara itu, perlakuan
C,
D,
dan
E
tidak
menunjukkan adanya perkecambahan
34 Jurnal Biologi Vol 5 No 5 Tahun 2016
biji
tanaman.Waktu
paling
cepat
berkecambah
ditunjukkan
oleh
ditambahkan tidak cukup mampu untuk merangsang inisiasi tunas pada
perlakuan B dan F.
eksplan secara in vitro.
Tabel 2. Perkecambahan lebih cepat pada media SIM
Persentase Biji yang Berkecambah
Perlakuan
Waktu Berkecambah (hst) 22 8 0 0 0 8
A B C D E F
Persentase
eksplan
yang
berkecambah pada perlakuan A, B, C, D, E, dan F secara berurutan adalah 10%, 15%, 0%, 0%, 0%, dan 10%. Eksplan yang paling banyak berkecambah perlakuan
terdapat
B
dengan
pada persentase
menunjukkan
perkecambahan sebesar 15% dan
bahwa penggunaan zat pengatur
eksplan yang tidak berkecambah
tumbuh
terdapat pada perlakuan C, D, dan E
Penelitian
ini
pada
medium
akan
memberikan respon yang berbeda
(tabel 3).
pada eksplan yang ditanam. Gowen
Tabel 3. Persentase Biji yang Berkecambah lebih banyak pada media SIM
dan Altman (Pamungkas, 2015:12) mengatakan
bahwa
pembentukan
tunas secara in vitro dipengaruhi oleh adanya sitokinin yang tinggi pada media kultur dan jenis sitokinin yang paling efektif adalah BAP. Namun, penambahan sitokinin pada media
Perlakuan A B C D E F
Persentase Biji yang Berkecambah (%) 10 15 0 0 0 10
yang diikuti dengan penambahan auksin akan menghambat inisiasi tunas. Secara fisiologis, jika auksin eksogen ditambahkan maka akan menghambat
keluarnya
sitokinin
endogen pada eksplan. Pada saat auksin eksogen ditambahkan, maka berapapun
sitokinin
yang
Penambahan
zat
pengatur
tumbuh pada media kultur dapat meningkatkan
persentase
perkecambahan.
Kauth
(2005:92)
menyatakan
bahwa
untuk
meningkatkan
persentase
perkecambahan pada biji tanaman
Optimasi Teknik Sterilisasi (Anisa Anggraeni) 35
dapat dilakukan dengan memberikan
pada semua perlakuan tetapi dengan
zat pengatur tumbuh seperti sitokinin
waktu kemunculan yang berbeda-
dan auksin yang penting untuk
beda. Waktu munculnya kontaminasi
mendorong perkecambahan biji.
pada perlakuan A, B, C, D, E, dan F
Faktor
yang
mempengaruhi
secara berurutan adalah 6; 11,5; 11,7;
persentase perkecambahan biji secara
5,5; 10,7; dan 12,1 (tabel 4).
in
Tabel 4. Persentase Eksplan yang Terkontaminasi paling Sedikit pada Perlakuan B
vitro
antara
lain
tingkat
kematangan biji, kesterilan ruang, alat, dan media yang digunakan dalam kultur jaringan. Selain itu, keadaan biji yang belum masak juga akan
terhambat
dalam
pertumbuhannya (Lestiana, 2015:9). Menurut Kuswanto (2003:20) laju penurunan viabilitas biji dipengaruhi
Persentase Waktu Perla Eksplan yang Munculnya kuan Terkontamin Kontaminasi asi (%) (hst) A 90 6 B 85 11,5 C 100 11,7 D 100 5,5 E 100 10,7 F 90 12,1
oleh sifat genetis dari varietas atau spesies, kondisi biji pada waktu disimpan,
kondisi
Usaha pencegahan kontaminasi
ruang
eksternal dilakukan dengan sterilisasi
penyimpanan biji, keseragaman seed
permukaan bahan tanaman.Namun,
lot, dan serangan cendawan.
infeksi
Persentase Eksplan yang Tidak
dihilangkan
Terkontaminasi
permukaan.Upaya
Persentase eksplan yang tidak
internal
tidak
dengan
kontaminan
dapat sterilisasi
menghilangkan
internal
ditempuh
terkontaminasi pada setiap perlakuan
dengan perlakuan antibiotik atau
berbeda-beda karena pada penelitian
fungisida yang sistemik. Menurut
ini masih terdapat eksplan yang
Sutakaria
terkontaminasi. Persentase eksplan
patogen dapat mempertahankan diri
yang terkontaminasi pada perlakuan
dalam bentuk miselium atau dalam
A, B, C, D, E, dan F secara berurutan
bentuk
adalah 90%, 85%, 100%, 100%,
endosperm, kulit atau permukaan
100%, dan 90%.Kontaminasi muncul
eksplan.
(Rahmawati,
lain
di
dalam
2008:23)
embrio,
36 Jurnal Biologi Vol 5 No 5 Tahun 2016
disebabkan oleh jamur mula-mula
Persentase Jenis Kontaminan Persentase
kontaminan
terlihat di permukaan dan atau tepi
berupa jamur pada perlakuan A, B,
media yang kontak langsung dengan
C, D, E, dan F secara berurutan
dinding botol.Media dan eksplan
adalah 55%, 35%, 30%, 10%, 40%,
tampak
dan
berbentuk kapas berwarna putih dan
60%.
jenis
Persentase
jenis
diselimuti
oleh
kontaminan berupa bakteri pada
spora yang berwarna hitam.
perlakuan A, B, C, D, E, dan F
Persentase
secara berurutan adalah 25%, 45%,
menjadi Tanaman
55%, 65%, 60%, dan 65% (tabel 5). Tabel 5. Jenis Kontaminan yang Paling Banyak Muncul Perlaku an A B C D E F
Persentase Jenis Kontaminan (%) Jamur Bakteri 55 25 35 45 30 55 10 65 40 60 60 65
Biji
Penelitian
yang
ini
hifa
Tumbuh
menunjukkan
bahwa eksplan yang berkecambah menjadi
tanaman
terdapat
pada
perlakuan A, B, dan F secara berurutan adalah 10%, 15%, dan 10%. Sedangkan perlakuan C, D, dan E tidak tumbuh menjadi tanaman baru.
Rata-rata
pertumbuhan
tanaman kenikir yang ditanam pada media MS0 adalah 3,33% dan Rata-
Kontaminasi terjadi langsung
rata pertumbuhan tanaman kenikir
pada eksplan yang ditandai dengan
yang ditanam pada media SIM
munculnya lendir berwarna putih
adalah 8,33% (tabel 6).
hingga kuning di sekeliling eksplan
Tabel 6. Persentase Rata-rata Pertumbuhan Biji yang Paling Baik Ditanam pada Media Tumbuh SIM
yang menyebabkan tanaman akan basah. Hal ini dikarenakan bakteri langsung
menyerang
terhadap
jaringan dari tubuh tumbuhan itu sendiri 2012:5).
(Tuhuteru
dan
Kontaminasi
Raharjo, yang
disebabkan oleh jamur dapat terlihat jelas pada media.Kontaminasi yang
Perlak uan A B C D E F Rerata
MS0
SIM
10% 0% 0% 3,33%
15% 0% 10% 8,33%
Optimasi Teknik Sterilisasi (Anisa Anggraeni) 37
Gunawan
(1992:80)
direndam alkohol 70% selama 10
dengan
menit lagi lalu dibilas menggunakan
dalam
akuades selama 5 menit. Medium
medium dapat menstimulasi sel-sel
SIM (MS0 + 1 ppm BAP dan 0,25
jaringan
ppm
mengungkapkan adanya
NAA
bahwa dan
BAP
parenkim
untuk
NAA)
dapat
menginduksi
membelah.Sitokinin telah diketahui
perkecambahan kenikir seperti pada
memainkan peranan penting dalam
perlakuan B.
hampir semua aspek pertumbuhan
Saran
dan
perkembangan
tanaman
Saran dari penelitian adalah
termasuk di dalamnya pembelahan
diperlukan
adanya
sel, inisiasi, dan pertumbuhan tunas,
mendalam
tentang
penggunaan
serta
desinfektan
untuk
mengurangi
perkembangan
fotomorfogenesis.
kajian
lebih
kontaminasi internal yang terbawa oleh eksplan maupun kontaminasi
SIMPULAN DAN SARAN
ekternal yang berasal dari lingkungan
Simpulan
dalam kultur biji kenikir. Selain itu
Berdasarkan yang
telah
hasil
penelitian
dilakukan
dapat
juga
diperlukan
mendalam
kajian
tentang
lebih variasi
disimpulkan bahwa teknik sterilisasi
konsentrasi BAP dan NAA serta
yang
diperlukan
adanya
kontaminasi pada kultur biji kenikir
penggunaan
sitokinin
seperti
yang
seperti zeatin, BA, Zip dan auksin
disterilisasi menggunakan deterjen
jenis lain seperti 2,4-D; IAA; dan
selama
IBA
tepat
pada
5
dapat
perlakuan
menit,
menekan
F
dibilas
menggunakan akuades selama 5
untuk
percobaan jenis
lain
meningkatkan
keberhasilan kultur biji kenikir
menit lalu dimasukkan ke deterjen lagi selama 5 menit dan dibilas
DAFTAR PUSTAKA
dengan akuades selama 5 menit.
Abas, F., Shaari, K., Lajis, N.H., Israf, D.A., dan Kalsom, Y.U. 2003
Eksplan selanjutnya dimasukkan ke dalam alkohol 70% selama 10 menit dibilas akuades selama 5 menit dan
Antioxidative and radical scavenging properties of the constituents isolated from Cosmos caudatus Kunth. Nat.
38 Jurnal Biologi Vol 5 No 5 Tahun 2016
Prod. Sciences, Volume 9, Nomor 4. Hlm. 245-248. Adji, Dhirgo. 2007. Perbandingan Efektivitas Sterilisasi Alkohol 70%, Inframerah,, Otoklaf, dan Ozon terhadap Pertumbuhan Bakteri Bacillus subtilis. Jurnal Sain Veteriner, Volume 25, Nomor 1. Hlm. 17-24. Fuzzati, Nicola, Sutarjadi, Wahyu Dyatmiko, Abdul Rahman, dan Kurt Hostettmann. 1995. Phenylpropane derivatives from roots of Cosmos caudatus. Phytochemistry, Vol. 39. Hlm. 409-412. Gunawan. 1988. Teknik Kultur Jaringan Tumbuhan. Bogor: Institut Pertanian Bogor. Hayati, Septi Nur, Ema Damayanti, Hardi Julendra, dan Ahmad Sofyan. 2012. Antibacterial Activity of Kenikir (Tagetes erecta L.) Leaves Extract Against Pathoogenic Bacteria and Lactic Acid Bacteria Isolated from Chickens. Proceeding. Hlm. 1-8. Kauth.
2005. In vitro Seed Germination and Seedling Development of Calapogon tuberosus and Sacoila lanceolata Two Florida Native Terresetrial Orchids. Thesis. Florida: University of Florida.
Kuswanto, Hendarto. 2003. Teknologi Pemrosesan
Pengemasan & Penyimpanan Benih. Yogyakarta: Kanisius. Lestiana, Afif. 2015. Pertumbuhan Biji Anthurium secara in vitro pada Media Alternatif Pupuk Daun dan Lama Pencahayaan yang Berbeda. Skripsi. Surakarta: Universitas Muhammadiyah Surakarta. Pamungkas, Saktiyono. 2015. Pengaruh Konsentrasi NAA dan BAP terhadap Pertumbuhan Tunas Eksplan Tanaman Pisang Cavendish (Musa paradisiaca) melalui Kultur In Vitro. Gontor Agrotech Science Jurnal, Volume 2, Nomor 1. Hlm. 3245. Pancaningtyas, Sulistyani dan Cahya Ismayadi. 2011. Sterilisasi Uang pada Perbanyakan Somatic Embryogenesis Kakao (Theobroma cacao L.) untuk Penyelamatan Embrio Terkontaminasi. Pelita Perkebunan, Vol 27, No. 1. Hlm. 1-10. Rahmawati, Melly Siti. 2008. Pengaruh BAP dan GA3 terhadap Perkecambahan Heliconia caribaea Lam. secara In Vitro. Skripsi. Bogor: IPB. Tuhuteru, Hehanussa, dan Raharjo. 2012. Pertumbuhan dan Perkembangan Anggrek Dendrobium anosmum pada Media Kultur in vitro dengan Beberapa Konsentrasi Air Kelapa. Agrologia, Volume 1, Nomor 1. Hlm. 1-12.
