Jurnal Dinamika, April 2016, halaman 31- 40 ISSN 2087 - 7889
Vol. 07. No. 1
PENGARUH THIDIAZURON DAN NAPHTALENE ACETIC ACID UNTUK INDUKSI EMBRIOGENESIS SOMATIK DARI DAUN ANGGREK Phalaenopsis “Sogo Vivien” Pauline Destinugrainy Kasi1 dan Endang Semiarti2 1
Program Studi Biologi, Fakultas Sains, Universitas Cokroaminoto Palopo 2 Fakultas Biologi, Universitas Gadjah Mada Email:
[email protected]
ABSTRAK Phalaenopsis “Sogo Vivien” merupakan salah satu anggrek hibrida hasil persilangan Phalaenopsis “Sogo Alice” X Phalaenopsis “Zuma‟s Pixie” dengan karakteristik morfologi berukuran mini serta memiliki bunga serta percabangan infloresensia yang banyak, sehingga dapat digunakan sebagai tanaman hias dalam pot. Embriogenesis somatik merupakan teknik mikropropagasi in vitro yang dapat menghasilkan anakan yang seragam dalam jumlah besar. Induksi embriogenesis somatik pada anggrek P. “Sogo Vivien” dapat dilakukan melalui perlakuan zat pengatur tumbuh Thidiazuron (TDZ) (0,5 dan 10 mg/l) yang dikombinasikan dengan Naphtalene Acetic Acid (NAA) 1 mg/l. Eksplan yang digunakan berupa daun dari seedling in vitro anggrek P. “Sogo Vivien”. Hasil penelitian menunjukkan bahwa TDZ 10 mg/l yang dikombinasikan dengan NAA 1 mg/l mampu menginduksi pembentukan embrio somatik secara langsung pada eksplan daun anggrek P. “Sogo Vivien” in vitro. Efisiensi pembentukan embrio somatik yang diperoleh adalah 5,7% dengan jumlah embrio somatik yang terbentuk adalah 57 embrio dari 1 eksplan daun. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa embrio somatik dapat diinduksi pada eksplan daun anggrek P. “Sogo Vivien”dengan menggunakan TDZ dan NAA Kata kunci : anggrek, embriogenesis somatik, thidiazuron, naphthalene-acetic-acid.
2009).
PENDAHULUAN Tanaman anggrek telah menjadi tanaman
Di
Phalaenopsis
industri bernilai tinggi di beberapa negara
paling
seperti
Peningkatan
Malaysia
Thailand, dan
Australia,
Singapura,
Indonesia.
Anggrek
terutama
antara
genus
tersebut,
merupakan anggrek
popular
(Griesbach,
kualitas
ditujukan
anggrek untuk
yang 2002). hibrida
mendapatkan
dipasarkan sebagai bunga potong maupun
warna bunga, corak bunga dan ukuran bunga
tanaman
Cymbidium,
yang baru. Selain itu juga diupayakan untuk
Dendrobium, Oncidium dan Phalaenopsis
mendapatkan jumlah bunga yang banyak.
merupakan anggrek yang paling banyak
Lebih
diminati oleh pasar global (Chugh et al.,
komersial telah didaftarkan untuk memenuhi
pot.
Genus
dari
100.000
anggrek
hibrida
31
Pauline Destinugrainy Kasi dan Endang Semiarti (2016) permintaan bunga potong (cut-flowers) dan
Perbanyakan suatu jenis anggrek tertentu
tanaman pot (potted-plant) di seluruh dunia
umumnya
(Vendrame et al., 2007).
mikropropagasi bagian dari organ anggrek
Permintaan akan tanaman hias dalam pot
tersebut
dilakukan
secara
in
dengan
vitro.
teknik
Perbanyakan
semakin meningkat dalam dekade terakhir.
vegetatif dengan menggunakan mata tunas
Perbanyakan anggrek untuk tanaman hias
dari tangkai bunga dinilai tidak efektif
dalam pot berbeda dengan bunga potong.
karena hanya menghasilkan satu tanaman
Selain warna
yang
dari setiap tunas (Kosir et al., 2004).
menarik, habitus vegetatif tanaman juga
Produksi massal dalam waktu yang cepat,
merupakan
harus
serta menghasilkan anakan anggrek yang
diperhatikan. Habitus tanaman yang kecil
identik dengan induknya dibutuhkan untuk
(mini),
banyak,
memenuhi permintaan pasar. Salah satu
percabangan infloresensia yang banyak,
teknik mikropropagasi in vitro yang dapat
mudah dipelihara dan cepat berbunga adalah
menghasilkan anakan yang seragam dalam
kriteria yang diinginkan untuk tanaman hias
jumlah besar adalah melalui embriogenesis
dalam pot (Tang and Chen, 2007). Salah
somatik (Arnold et al., 2002).
satu anggrek hibrida Phalaenopsis yang
Pembentukan
dan corak bunga
faktor
jumlah
penting
bunga
yang
yang
embrio
somatik
memenuhi kriteria untuk menjadi tanaman
membutuhkan eksplan (bahan tanaman)
hias dalam pot adalah Phalaenopsis “Sogo
yang berbeda. Penggunaan eksplan daun
Vivien”. Ukuran tanaman mini dan bunga
untuk menghasilkan embrio somatik telah
warna pink dengan pola bergaris membuat
dilakukan pada beberapa jenis anggrek
tanaman
nilai
seperti Phalaenopsis (Chen and Chang,
komersial yang tinggi dan banyak diburu
2006; Kuo et al., 2005; Utami et al., 2007),
oleh para kolektor anggrek. Untuk menjaga
Doritenopsis (Park et al., 2002), Oncidium
keberlangsungan bisnis anggrek hibrida
(Chen et al., 1999), Dendrobium (Martin
diperlukan kontinyuitas penyediaan bibit
and Madassery, 2006) dan Paphiopedilum
tanaman dalam jumlah besar. Namun,
(Chen et al., 2004).
anggrek
ini
memiliki
informasi mengenai propagasi anggrek P.
Zat pengatur tumbuh (ZPT) merupakan
“Sogo Vivien” masih sedikit dan belum ada
komponen
publikasi ilmiah mengenai hal tersebut.
embriogenesis somatik (Jimenez, 2001).
penting
dalam
proses
Induksi kalus dan embriogenesis somatik 32
Pengaruh Thidiazuron dan Naphtalene Acetic Acid untuk Induksi Embriogenesis Somatik dari Daun Anggrek Phalaenopsis “Sogo Vivien” pada
anggrek
dan
Alat yang digunakan untuk pembuatan
menggunakan
medium kultur adalah timbangan analitik,
senyawa auksin dan sitokinin telah banyak
labu Erlenmeyer, magnetic stirrer, gelas
dilakukan,
dengan
beker, botol kultur, cawan petri, mikropipet,
menggunkan ZPT thidiazuron (TDZ) dan α-
pipet tip, kertas indikator pH, pipet, batang
naphtaleneacetic acid (NAA) (Park et al.,
pengaduk, blender, penyaring dan autoclave.
2002; Tokuhara and Mii, 2001; Utami et al.,
Alat
2007). Pada penelitian ini ingin didapatkan
penanaman eksplan adalah Laminar Air
metode efektif untuk perbanyakan anggrek
Flow (LAF), pinset, scalpel, cawan petri,
Doritaenopsis
P.
Phalaenopsis dengan
salah
“Sogo
satunya
Vivien”
embriogenesis
melalui
somatik
yang
digunakan
dalam
proses
induksi
lampu Bunsen, labu Erlenmeyer dan gelas
dengan
beker.
menggunakan
ZPT
TDZ
yang
Bahan yang digunakan dalam penelitian
dikombinasikan
dengan
NAA
dengan
ini terdiri atas bahan tanaman dan bahan
menggunakan eksplan berupa daun dari
kimia. Bahan tanaman berupa daun in vitro
seedling in vitro anggrek P. “Sogo Vivien”.
anggrek P. “Sogo Vivien”. Bahan kimia
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk
yang
digunakan
meliputi
komponen
menentukan konsentrasi yang tepat dari
penyusun medium New Phalaenopsis (NP)
TDZ yang dikombinasikan dengan NAA
menurut Islam et al. (1998) (Lampiran 1),
untuk menginduksi embriogenesis somatik
sukrosa (Merck), bahan pemadat Gellan
P. “Sogo Vivien”.
Gum, arang aktif (Merck), zat pengatur
Penelitian ini diharapkan memberikan
tumbuh Thidiazuron (Caisson) dan NAA
manfaat antara lain : 1) memberikan
(Merck) dan alluminium foil.
informasi tentang teknik perbanyakan klonal
Cara Kerja
anggrek P. “Sogo Vivien” yang efektif, efisien
Pembuatan medium kultur
serta aplikatif sehingga dapat mendukung
Medium kultur yang digunakan adalah
peningkatan
dapat
medium NP dengan kombinasi TDZ (0, 5
memproduksi bibit anggrek P. “Sogo Vivien”
atau 10 ) mg/L dan NAA 1 mg/L masing-
secara massal.
masing sebanyak 250 mL.
METODE PENELITIAN
medium kultur secara umum adalah sebagai
Alat dan Bahan
berikut: disiapkan akuades sebanyak 100
industri
anggrek;
2)
Pembuatan
mL di dalam labu Erlenmeyer. Masing33
Pauline Destinugrainy Kasi dan Endang Semiarti (2016) masing komponen makronutrien ditimbang
diambil dengan cara dipotong di bagian
sesuai dengan tabel komposisi medium
pangkalnya.
(Lampiran
dengan
menjadi dua bagian yaitu bagian ujung dan
menggunakan magnetic stirrer. Setelah
pangkal. Eksplan lalu ditanam pada medium
semua
kultur. Setiap cawan petri diisi 5 potongan
1),
dilarutkan
makronutrien
ditambahkan
larut,
dibagi
eksplan. Cawan petri yang berisi eksplan
mikronutrien, 250 µL stok vitamin, 1.250
diinkubasi dalam kondisi gelap (dibungkus
µL stok senyawa besi dan stok zat pengatur
dengan aluminium foil) dan diletakkan pada
tumbuh (1,25 mL atau 2,5 mL TDZ serta
ruang inkubasi dengan suhu 26°C selama 8
250
larut
minggu. Subkultur pada media yang sama
kemudian ditambahkan 37,5 mL air kelapa
dilakukan setiap 4 minggu. Setelah itu
dan 5 g sukrosa. pH medium dibuat pH 5-6
eksplan diinkubasikan pada ruang inkubasi
dengan menggunakan NaOH 0,1 N atau HCl
dengan pencahayaan lampu TL cool-white
0,1 N. Terakhir dimasukkan 0,25 g arang
fluorescent 18 watt (~ 40 lux), suhu (26 ±
aktif dan 0,5 g Gellan Gum sebagai bahan
2) °C dengan durasi pencahayaan 8 jam
pemadat, kemudian medium dipanaskan
terang dan 16 jam gelap. Setiap minggu
hingga
dilakukan pengamatan terbentuknya embrio
NAA).
Gellan
250
daun
µLstok
µL
berturut-turut
kemudian
Selanjutnya
Setelah
Gum
semua
larut.
Medium
selanjutnya disterilisasi dengan autoclave pada suhu 121°C dan tekanan 15 psi selama
somatik. Eksplan yang membentuk embrio
15 menit, kemudian medium dituang ke
somatik
kemudian
dipindahkan
pada
dalam cawan petri. Cawan petri berisi
medium
NP
penambahan
ZPT.
medium disegel dengan plastik wrap dan
Subkultur dilakukan dengan medium baru
didinginkan hingga membeku.
setiap 4 minggu sekali hingga terbentuk
Penanaman eksplan. Daun in vitro
plantlet.
tanpa
Persentase
eksplan
yang
yang digunakan sebagai eksplan tidak
membentuk embrio somatik dihitung dengan
disterilisasi. Daun yang digunakan adalah
menggunakan rumus sebagai berikut:
daun ketiga dari pangkal batang tanaman anggrek in vitro berumur
2 tahun. Daun x 100%
34
Pengaruh Thidiazuron dan Naphtalene Acetic Acid untuk Induksi Embriogenesis Somatik dari Daun Anggrek Phalaenopsis “Sogo Vivien” Sedangkan efisiensi pembentukan embrio
sebagai sumber eksplan (Gambar 1A).
somatik dihitung dengan
menggunakan
Embrio somatik terbentuk pada eksplan
rumus : Jumlah embrio somatik yang
daun bagian pangkal yang dikulturkan pada
terbentuk
medium NP dengan penambahan TDZ 10
X
persentase
eksplan
yang
membentuk embrio somatik.
mg/L dan NAA 1 mg/L. Dari 5 eksplan yang dikulturkan,
embriogenesis
1
eksplan
yang
membentuk embrio somatik. Sementara
HASIL DAN PEMBAHASAN Induksi
hanya
somatik
pada eksplan daun bagian ujung dan pada
pada daun in vitro anggrek P. “Sogo Vivien”
perlakuan TDZ 0 dan
menggunakan eksplan daun kedua dari
ada
pangkal batang plantlet anggrek P. “Sogo
somatik (Tabel 1).
eksplan
yang
5 mg/L tidak membentuk
embrio
Vivien” in vitro yang berumur 2 tahun Tabel 1. Persentase pembentukan embrio somatik pada daun in vitro anggrek P. “Sogo Vivien” dengan kombinasi TDZ dan NAA, 8 minggu setelah tanam.
Media Perlakuan
T0N1 T5N1 T10N1
Jumlah Eksplan Awal
Asal Eksplan
5 5 5 5 5 5
Pangkal Ujung Pangkal Ujung Pangkal Ujung
Persentase Jumlah Eksplan Eksplan yang yang Membentuk Membentuk Embrio Somatik Embrio Somatik 0 0% 0 0% 0 0% 0 0% 1 20 % 0 0%
Daun pada bagian pangkal memiliki sel-
amabilis
sel yang secara fisiologis lebih muda
somatik.
dibandingkan
dengan
bagian
untuk
Jumlah Embrio Somatik yang Terbentuk 0 0 0 0 57 0
mendapatkan
embrio
ujung,
Pada perlakuan TDZ 5 mg/L dan NAA 1
sehingga terdapat lebih banyak sel yang
mg/L hanya terbentuk kalus namun tidak
bersifat meristematis dan dapat tumbuh
bersifat
menjadi embrio somatik. Utami et al. (2007)
embriogenik mulai terbentuk pada umur 2
juga menggunakan eksplan berupa daun
minggu setelah inokulasi eksplan. Kalus non
bagian pangkal dari tanaman anggrek P.
embriogenik berwarna bening transparan,
embriogenik.
Kalus
non
35
Pauline Destinugrainy Kasi dan Endang Semiarti (2016) tumbuh di tepi potongan eksplan dan tidak
Sementara pada perlakuan TDZ 10 mg/l dan
mengalami (Gambar mengalami
perkembangan
lebih
lanjut
NAA 1 mg/l embrio somatik terbentuk
Eksplan
yang
tidak
secara langsung tanpa melalui tahapan
perkembangan
lebih
lanjut
pembentukan kalus terlebih dahulu (Gambar
1B).
mengalami nekrosis dan kemudian mati.
1C).
Gambar 1. Perkembangan embrio somatik pada daun anggrek P. “Sogo Vivien” secara in vitro. A. Sumber eksplan adalah plantlet anggrek P. “Sogo Vivien” in vitro yang berumur 2 tahun (Skala bar: 1 cm). B. Kalus non embriogenik (tanda panah) yang terbentuk pada eksplan daun dengan perlakuan TDZ 5 mg/l dan NAA 1 mg/L 2 minggu setelah inokulasi eksplan. C. Embrio somatik (tanda panah) yang terbentuk pada eksplan daun 8 minggu setelah inokulasi eksplan dengan perlakuan TDZ 10 mg/l dan NAA 1 mg/L. D, E. Embrio somatik (tanda panah) yang terbentuk berwarna putih mengkilat. F, G. Embrio somatik (tanda panah) berubah warna menjadi hijau setelah dikulturkan di ruang terang pada umur 11 minggu setelah inokulasi eksplan. (B-G. Bar: 1 mm). Embrio terbentuk pada tepi potongan eksplan (di bagian pelukaan). Embrio
sebagian berbentuk globular (Gambar 1D) dan
sebagian
sudah
mengalami 36
Pengaruh Thidiazuron dan Naphtalene Acetic Acid untuk Induksi Embriogenesis Somatik dari Daun Anggrek Phalaenopsis “Sogo Vivien” perkembangan lebih lanjut (Gambar 1E).
konsentrasi 10 mg/L. Konsentrasi ini relatif
Embrio somatik berwarna putih mengkilat.
lebih tinggi jika dibandingkan dengan
Setelah dipindahkan ke ruang terang, embrio
beberapa penelitian yang telah dilakukan
somatik berubah warna menjadi hijau
sebelumnya. Park et.al. (2002) menyatakan
(Gambar 1F dan 1G). Jumlah embrio
TDZ dengan konsentrasi 2 mg/L efisien
somatik yang terbentuk adalah 57 embrio
untuk membentuk PLB dari eksplan daun
(Tabel 1) dengan efisiensi pembentukan
Doritenopsis hibrida dengan metode thin-
embrio somatik sebesar 5,7%. Hal yang
section culture. Hal
sama juga ditemukan oleh Park et al. (2002),
diperoleh oleh Kuo et al. (2005), dimana
pada induksi protocorm-like bodies (PLBs)
penggunaan
dari
anggrek
menginduksi embriogenesis somatik pada
terbentuk
eksplan daun P. “Little Steve”, sementara
langsung dari eksplan daun tanpa melewati
Khoddamzadeh et al. (2011) menginduksi
tahap pembentukan kalus. Adapun kalus
PLB dari daun anggrek P. bellina dengan
yang
mengalami
menggunakan kombinasi ZPT TDZ 3 mg/L
perkembangan lebih lanjut menjadi PLBs.
dan NAA 1 mg/L. Penggunaan TDZ pada
Eksplan yang tidak membentuk PLBs
konsentrasi yang lebih rendah dari 5 mg/L
mengalami nekrosis dan mati. Pembentukan
pada eksplan daun anggrek P. “Sogo
embrio somatik langsung dari jaringan
Vivien” tidak menghasilkan pembentukan
eksplan
tahapan
kalus non embriogenik maupun embrio
sebagai
somatik, sehingga diperlukan konsentrasi
kultur
in
Doritaenopsis
vitro
hibrida.
terbentuk
PLBs
tidak
tanpa
pembentukan
daun
melewati
kalus
disebut
yang
TDZ
embriogenesis somatik langsung (Indrianto,
TDZ
lebih
2003). Sel-sel yang mengalami proliferasi
anggrek lainnya.
yang sama juga
1
mg/L
tinggi
mampu
dibandingkan
pada eksplan akan membentuk proembrio yang selanjutnya akan membentuk embrio somatik globuler (Karami et al., 2009) Penggunaan TDZ sebagai zat pengatur
KESIMPULAN Berdasarkan hasil penelitian dan pembahasan dapat ditarik simpula bahwa
tumbuh untuk menginduksi embriogenesis
perlakuan
somatik telah banyak dilakukan. Pada
dikombinasikan dengan NAA 1 mg/L pada
penelitian
medium NP + air kelapa 15% adalah
ini
embriogenesis
somatik
terbentuk pada penggunaan TDZ dengan
perlakuan
ZPT
yang
TDZ
10
paling
mg/L
tepat
yang
untuk 37
Pauline Destinugrainy Kasi dan Endang Semiarti (2016) menginduksi embriogenesis somatik pada P. “Sogo Vivien”.
eksplan daun Efisiensi
pembentukan
embrio
Phalaenopsis
amabilis.
Biologia
Plantarum 50: 169–173.
somatik
sebesar 5,7%, dengan jumlah tunas yang
Chugh, S., Guha, S., and Rao, I.U. 2009.
dihasilkan sebanyak 57 tunas dari bagian
Micropropagation of
orchids:
A
pangkal daun.
review on the potential of different explants. Scientia Horticulturae 122: 507-520.
DAFTAR PUSTAKA Arnold,
S.,
Sabala,
I.,
Bozhkov,
P.,
Dyachok, J., and Filonova, L. 2002. Development pathways of somatic embryogenesis. Plant Cell, Tissue & Organ Culture 69: 233-249.
Griesbach, R.J. 2002. Development of Phalaenopsis orchids for the mass market. In: Jainick, J. and Whipkey, A (Eds.) Trends in New Crops and New Uses. ASHS Press. Alexandria. VA.
Chen, J.T., Chang, C., and Chang, W.C. 1999. Direct somatic embryogenesis on leaf explants of Oncidium „Gower Ramsey‟
and
subsequent
Indrianto, A. 2003. Bahan Ajar Kultur Jaringan
Tumbuhan.
Fakultas
Biologi. UGM. Yogyakarta.
plant
regeneration. Plant Cell Report 19: 143–149
Islam, M.O., Ichihashi, S., and Matsui, S. 1998.
Control
of
groeth
and
development of protocorm like body _____________________________. 2004. Plant regeneration through shoot bud formation from leaf cultures of
from callus by carbon sources in Phalaenopsis. Plant Biotechnology 15(4): 183-187.
Paphiopedilum orchids. Plant Cell, Tissue & Organ Culture 76: 11–15.
Jimenez, V. M. 2001. Regulation of in vitro somatic
Chen, J.T. and Chang,W.C., 2006. Direct somatic embryogenesis and plant regeneration from leaf explants of
embryogenesis
with
emphasis on the role of endogenous hormones. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal 13(2): 196-223. 38
Pengaruh Thidiazuron dan Naphtalene Acetic Acid untuk Induksi Embriogenesis Somatik dari Daun Anggrek Phalaenopsis “Sogo Vivien” Martin, K.P. and Madassery, J.P. Karami, O., Aghavaisi, B., and Pour, A.M.
Rapid
in
vitro
2006.
propagation
of
2009. Molecular aspect of somatic-
Dendrobium hybrids through direct
to-embryogenic transition in plants.
shoot formation from foliar explants
Journal of Chemical Biology 2(4):
and protocorm like bodies. Scientia
177-190.
Horticulturae 108: 95–99.
Khoddamzadeh, A. A., Sinniah, U. R.,
Park, S.Y., Yeung, E.C., Chakrabarty, D.,
Kadir, M. A., Kadzimin, S. B.,
and Paek, K.Y. 2002. An efficient
Mahmood, M., and Sreeramanan, S.
direct induction of protocorm-like
2011.
and
bodies from leaf subepidermal cells
protocorm-like
of Doritaenopsis hybrid using thin-
bodies (PLBs) from leaf segments of
section culture. Plant Cell Reports
Phalaenopsis
bellina
(Rchb.f.)
21:46-51
Christenson.
Plant
Growth
In
proliferation
vitro
induction
of
Regulation 65: 381-387.
Tang, C. and Chen, W. 2007. Breeding and development of new varieties in
Kosir, P., Suzana, S., and Zlata, L. 2004.
Phalaenopsis. pp: 1-22. In: Chen, W.
Direct shoot regeneration from nodes
and
of Phalaenopsis orchids. Acta
Biotechnology.
Agriculturae Slovenica 83:233–242.
Publishing. Singapore.
Kuo, H.L., Chen, J.T., and Chang, W.C.
Chen,
H.
(Eds.). World
Orchid Scientific
Tokuhara, K. and Mii, M. 2001. Induction of
2005. Efficient plant regeneration
embryogenic
through
somatic
suspension culture from shoot tips
embryogenesis from leaf explants of
excised from flower stalk buds of
Phalaenopsis „Little Steve‟. In Vitro
Phalaenopsis (Orchidaceae). In Vitro
Cellular and Development Biology
Cellular and Developmental Biology
Plant 41: 453–456.
Plant 37(4) : 457-461
direct
callus
and
cell
39
Pauline Destinugrainy Kasi dan Endang Semiarti (2016) Utami, E.S.W., Soemardi, I., Taryono dan Semiarti, E. 2007. Embriogenesis somatik anggrek bulan Phalaenopsis amabilis (L.) Bl. : Struktur dan pola perkembangan. Berkala Penelitian Hayati 13: 33-38
Vendrame,
W.A.,
Carvalho,
Maguire,
V.S.
2007.
I., In
and Vitro
propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem „Ching
Hua‟
Flower
Explants.
HortScience 42(5): 1256 – 1258.
40
