TUGAS AKHIR – SB091358 RESPON PERTUMBUHAN TUNAS KULTUR MERISTEM APIKAL TANAMAN TEBU (Saccharum officinarum) VARIETAS NXI 1-3 DAN HW-1 SECARA IN VITRO PADA MEDIA MS DENGAN PENAMBAHAN ARGININ DAN GLUTAMIN FINTHA FENIA FATWA RASULLAH NRP. 1509 100 006 Dosen Pembimbing : Tutik Nurhidayati, S.Si., M.Si. Dra. Nurmalasari
Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2012
LATAR BELAKANG
Nira dari tanaman tebu mengandung sukrosa yang dapat dikristalkan sehingga menjadi gula pasir
Saccharum officinarum adalah tanaman yang bernilai ekonomis cukup tinggi, karena tanaman ini merupakan bahan baku utama dalam pembuatan gula.
NXI 1-3
PT. Perkebunan Nusantara XI (PTPN XI) Persero adalah badan usaha milik negara dibidang industri gula.
HW -1
LATAR BELAKANG
Arginin
: 0 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, dan 50 ppm Glutamin : 0 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, dan 50 ppm
medium MS + arginin + BA 2 ppm + kinetin 0,5 ppm + PVP 300 ppm dan MS + glutamin + BA 2 ppm + kinetin 0,5 ppm + PVP 300 ppm (Pande, 2013)
Arginin
Peranan arginin : • Prekusor untuk sintesis urea • Mempecepat penyembuhan jaringan yang rusak • Arginin menstimulasi sekresi hormon pertumbuhan (growth hormone) dan digunakan untuk uji stimulasi hormon pertumbuhan.
(Hong, 2007)
Glutamin
Glutamin dikenal sebagai asam amino pembawa nitrogen dan dikenal sebagai asam amino yang berfungsi sebagai prekursor sintesis nukleotida, substrat untuk pembentukan glikogen. Glutamin penting sebagai sumber energi sel yang membutuhkan ATP siap pakai. Glutamin akan memberikan α-ketoglutarat yang masuk ke dalam siklus Krebs. (BPPOM, 2012)
PERMASALAHAN
1
• Bagaimanakah respon pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 secara in vitro pada media MS dengan penambahan arginin?
2
• Bagaimanakah respon pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 secara in vitro pada media MS dengan penambahan arginin?
3
• Bagaimanakah respon apikal pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 secara in vitro pada media MS dengan penambahan glutamin?
4
• Bagaimanakah respon pertumbuhan tunas tanaman melalui kultur mersitem apikal tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 secara in vitro pada media MS dengan penambahan glutamin?
BATASAN MASALAH
1. Varietas tebu yang digunakan yakni NXI 1-3 dan HW-1 2. Asal eksplan dari batang meristem apikal muda yang berumur 6 bulan 3. Medium yang digunakan adalah medium MS + arginin + BA 2 ppm + kinetin 0,5 ppm + PVP 300 ppm dan MS + glutamin + BA 2 ppm + kinetin 0,5 ppm + PVP 300 ppm 4. Konsentrasi asam amino yang digunakan antara lain : Arginin : 0 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, dan 50 ppm Glutamin : 0 ppm, 10 ppm, 20 ppm, 30 ppm, 40 ppm, dan 50 ppm 5. Waktu pengamatan adalah 2 bulan 6. Parameter pengamatan adalah : Jumlah tunas Panjang tunas
TUJUAN
1
• Mengetahui respon pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 secara in vitro pada media MS dengan penambahan arginin
2
• Mengetahui respon pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 secara in vitro pada media MS dengan penambahan arginin
3
• Mengetahui respon kultur pertumbuhan tunas melalui mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas NXI 1-3 secara in vitro pada media MS dengan penambahan glutamin •
4
Mengetahui respon pertumbuhan tunas melalui kultur mersitem apikal tanaman tebu (Saccharum officinarum) varietas HW-1 secara in vitro pada media MS dengan penambahan glutamin
MANFAAT
Manfaat yang dapat diperoleh dari kegiatan panelitian tugas akhir adalah mendapatkan informasi mengenai respon pertumbuhan tunas meristem apikal pada tanaman tebu varietas NXI 1-3 dan HW-1 pada media MS dengan penambahan arginin dan glutamin
METODOLOGI
Waktu dan Tempat Penelitian Kegiatan penelitian tugas akhir ini dilaksanakan pada Desember 2012 – Februari 2013 di Laboraturium Penelitian dan Pengembangan Usaha PT. Perkebunan Nusantara XI Surabaya. Alat
neraca analitik
spatula
Erlenmeyer
pipet tetes
gelas ukur
pinset bunsen
magnetic stirer
sprayer
pH meter
botol kultur
autoclave
pisau
alumunium foil
scalpel
laminar air flow
METODOLOGI Bahan
Tebu varietas HW-1
arginin
glutamin
phytagel
kinetin
Tebu varietas NXI 1-3
Mio inositol
PVP
aquades
Alkohol 70%
HCl
NaOH
BA Vitamin biogen
METODOLOGI Cara Kerja
1. Pembuatan media
3. Pengambilan eksplan
2. Sterilisasi alat dan medium
4. Penanaman eksplan
1. Pembuatan Medium
Ditambahkan hingga 1 L
Kinetin 0,5 ppm
BA 2 ppm
Mio inositol 1 ml/L
pH 5,8
Vit. biogen 1 ml/L
Jika terlalu basa ditambah HCl. Jika terlalu asam ditambah NaoH
Sukrosa 30 g/L 0ppm 10ppm 20ppm 30ppm 40ppm 50ppm
0ppm 10ppm 20ppm 30ppm 40ppm 50ppm
PVP 30 g/L
arginin
glutamin
METODOLOGI
2,5 g/L
Didihkan sambil diaduk
2. Sterilisasi Alat dan Medium
Sterilisasi hingga tekanan 1,5 atm selama 20 menit
20 ml/botol
3. Sterilisasi Alat dan Bahan di Laminar Air Flow
diletakkan dalam LAF kemudian di UV selama 1 jam
METODOLOGI 4. Pengambilan Eksplan
Diambil bagian meristem apikal yakni ruas pertama batang tebu 5. Penanaman Eksplan
Penanaman eksplan dilakukan di dalam Laminar Air Flow (LAF) secara aseptis Sterilisasi dengan dicelup alkohol 70% dan batang dilewatkan ke bunsen
PARAMETER PENGAMATAN
Jumlah Tunas
Jumlah tunas eksplan yang terbentuk dihitung setelah 2 bulan inkubasi
Panjang Tunas Semua tunas yang terbentuk diukur panjangnya dengan menggunakan penggaris kemudian dirata-rata (dalam satuan cm).
METODOLOGI
Rancangan Percobaan dan Analisis Data
Rancangan penelitian menggunakan rancangan acak lengkap (RAL) dengan 1 faktor perlakuan dan 2 kali ulangan
Data kuantitaif yang diperolah dianalisis secara statistik menggunakan ANOVA untuk mengetahui perbedaan yang signifikan antara kontrol dengan perlakuan, maka dilakukan uji Dunnet dengan selang kepercayaan 95%.
Hasil dan Pembahasan
NXI 1-3 dengan Penambahan Arginin
Minggu ke-2 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
50 ppm
40 ppm
Minggu ke-4 20 ppm
10 ppm
0 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-6 10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-8 10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Jumlah Tunas Varietas NXI 1-3 dengan Penambahan Arginin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 16.00 b
14.00 12.00 10.00 8.00
a
6.00 a
4.00
a
a
2.00 a 0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
jumlah tunas tebu NXI 1-3 dengan penambahan arginin
Paramater
Konsentrasi
Jumlah Tunas
Jumlah Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 2.50 a 3.50 a 4.00 a 5.50 a 13.50 b
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Panjang Tunas Varietas NXI 1-3 dengan Penambahan Arginin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 4.50
a
4.00
a
3.50
a
3.00 2.50 2.00
a
a
10 ppm
20 ppm
1.50 1.00 0.50
a
0.00 0 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
panjang tunas tebu NXI 1-3 dengan penambahan arginin
Parameter
Panjang Tunas
Konsentrasi 0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
Panjang Tunas 0.00 a 1.75 a 1.85 a 3.95 a 3.45 a 2.8 a
Jumlah tunas dan panjang tunas berkorelasi negatif dengan nilai korelasi Pearson 0,207 dan P-value 0,519
Hasil dan Pembahasan
HW-1 dengan Penambahan Arginin
0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
Minggu ke-4
0 ppm
10 ppm
Minggu ke-2 40 ppm
0 ppm
50 ppm
20 ppm
10 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-6 20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-8 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Jumlah Tunas Varietas HW-1 dengan Penambahan Arginin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 7.00 b
6.00 5.00 4.00 ab 3.00
a
a 2.00 a 1.00 a 0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
jumlah tunas tebu HW-1 dengan penambahan arginin
Parameter
Konsentrasi
Jumlah Tunas
Jumlah Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 1.00 a 2.00 a 2.50 a 6.00 b 3.00 ab
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Panjang Tunas Varietas HW-1 dengan Penambahan Arginin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 6.00
b
b
40 ppm
50 ppm
ab 5.00 4.00
a
3.00
a
2.00 1.00 a 0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
panjang tunas tebu HW-1 dengan penambahan arginin
Parameter
Konsentrasi
Panjang Tunas
Panjang Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 2.6 a 5.05 ab 3.50 a 5.6 b 5.50 b
Jumlah tunas dan panjang tunas berkorelasi positif dengan nilai korelasi Pearson 0,780 dan P-value 0,003
NXI 1-3 dengan Penambahan Glutamin
Hasil dan Pembahasan Minggu ke-2
0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
Minggu ke-4
40 ppm
0 ppm
50 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-6 0 ppm
10 ppm
Minggu ke-8
20 ppm
30 ppm
40 ppm
0 ppm
50 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Jumlah Tunas Varietas NXI 1-3 dengan Penambahan Glutamin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 7.00 b 6.00 5.00 ab 4.00
ab
3.00
a
2.00 a 1.00 a
0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
jumlah tunas tebu NXI 1-3 dengan penambahan glutamin
Parameter
Konsentrasi
Jumlah Tunas
Jumlah Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 1.00 a 2.50 a 3.50 ab 6.00 b 4.00 ab
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Panjang Tunas Varietas NXI 1-3 dengan Penambahan Glutamin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 3.50
ab
ab
ab
3.00
2.50
ab
2.00 1.50
a
1.00 0.50 a
0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
panjang tunas tebu NXI 1-3 dengan penambahan glutamin
Parameter
Konsentrasi
Panjang Tunas
Panjang Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 1.20 a 3.10 ab 3.00 ab 3.15 ab 2.15 ab
Jumlah tunas dan panjang tunas berkorelasi negatif dengan nilai korelasi Pearson 0,852 dan P-value 0
HW-1 dengan Penambahan Glutamin
Hasil dan Pembahasan Minggu ke-2
0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
0 ppm
10 ppm
50 ppm
Minggu ke-4
0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Minggu ke-6
50 ppm
Minggu ke-8 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Jumlah Tunas Varietas HW-1 dengan Penambahan Glutamin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 5.00
b
4.50 4.00 3.50 3.00
ab
2.50
a
2.00
a
1.50
a
1.00 0.50
a
0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
jumlah tunas tebu varietas HW-1 dengan penambahan glutamin
Parameter
Konsentrasi
Jumlah Tunas
Jumlah Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 1.00 a 2.00 a 1.50 a 4.50 b 2.50 ab
40 ppm
50 ppm
Hasil dan Pembahasan Panjang Tunas Varietas HW-1 dengan Penambahan Glutamin menggunakan ANOVA dengan uji Dunnet selang kepercayaan 95% 6.00 5.00
b
b
40 ppm
50 ppm
ab
4.00 3.00 a 2.00
a
1.00 a 0.00 0 ppm
10 ppm
20 ppm
30 ppm
panjang tunas tebu HW-1 dengan penambahan glutamin
Parameter
Konsentrasi
Panjang Tunas
Panjang Tunas
0 ppm 10 ppm 20 ppm 30 ppm 40 ppm 50 ppm
0.00 a 1.4 a 2.05 a 3.90 ab 4.80 b 4.85 b
Jumlah tunas dan panjang tunas berkorelasi positif dengan nilai korelasi Pearson 0,837 dan P-value 0,001
Kesimpulan Pertumbuhan tunas kultur meristem apikal tebu varietas NXI 1-3 berbeda nyata pada medium MS dengan penambahan arginin 50 ppm dibuktikan dengan jumlah tunas 16 buah sedangkan panjang tunas tidak berbeda nyata hingga penambahan arginin 50 ppm.
Pertumbuhan tunas kultur meristem apikal tebu varietas HW-1 berbeda nyata pada medium MS dengan penambahan arginin 40 ppm dibuktikan dengan jumlah tunas sebanyak 7 tunas sedangkan panjang tunas berbeda nyata pada penambahan arginin 40 ppm dengan rata-rata panjang tunas 5,6.
Pada penambahan glutamin 40 ppm pada medium MS menghasilkan respon pertumbuhan tunas kultur meristem apikal tebu varietas NXI 1-3 yang berbeda nyata dengan tunas sebanyak 6 buah sedangkan panjang tunas pada penambahan glutamin 20 ppm menunjukkan hasil yang berbeda nyata dengan rata-rata panjang tunas 3,15.
Pada penambahan glutamin 40 ppm pada medium MS menghasilkan respon pertumbuhan tunas kultur meristem apikal tebu varietas HW-1 yang berbeda nyata dengan jumlah tunas sebanyak 7 buah sedangkan panjang tunas menunjukkan hasil yang berbeda pada konsentrasi 40 ppm dengan rata-rata panjang tunas 4,8.
Saran
Penelitian ini merupakan awal dari penelitian setelah didapatkan tebu varietas baru yakni NXI 1-3 dan HW-1. Menurut Asad (2009) arginin dan glutamin berperan dalam menghasilkan tunas melalui diferensiasi dan pembelahan sel namun memiliki potensi pertumbuhan yang relatif rendah sehingga dianjurkan untuk memberikan auksin dengan konsentrasi rendah untuk mendukung pembelahan sel.
