KULTUR KALUS PADA TANAMAN BAWANG PUTIH (Allium sativum L.)
LAPORAN
OLEH :
ABDUL KHAIRUL / 050307027
GUSMAN HAMDANI / 070307009
NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN / 070307014
RIZKY AULIA / 070307026
FERDY HARAHAP / 070307032
BDP – Pemuliaan Tanaman
5
LABORATORIUM KULTUR JARINGAN TANAMAN
PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN
DEPARTEMEN BUDIDAYA PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
KULTUR KALUS PADA TANAMAN BAWANG PUTIH (Allium sativum L.)
LAPORAN
OLEH :
ABDUL KHAIRUL / 050307027
GUSMAN HAMDANI / 070307009
NIDA WAFIQAH NABILA M. SOLIN / 070307014
RIZKY AULIA / 070307026
FERDY HARAHAP / 070307032
BDP – Pemuliaan Tanaman
5
Laporan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Mengikuti Praktikal Tes
Di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman Fakultas Pertanian
Universitas Sumatera Utara, Medan.
Ditugaskan Oleh: Diperiksa Oleh:
(Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS) (Nanda Nurlela Lubis)
Dosen Penanggung Jawab Asisten Korektor
NIP. 1958 1017 19803 NIM. 060307030
LABORATORIUM KULTUR JARINGAN TANAMAN
PROGRAM STUDI PEMULIAAN TANAMAN
DEPARTEMEN BUDIDAYA PERTANIAN
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2009
KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT. Yang telah memberikan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan laporan ini tepat pada waktunya.
Adapun judul laporan ini adalah “Kultur Kalus pada Tanaman Bawang Putih (Allium sativum L.)” yang merupakan salah satu syarat untuk mengikuti praktikal tes di Laboratorium Kultur Jaringan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. Ir. Jenimar, MS., Prof. Dr. Ir. Rosmayati, MS., dan Luthfi A. M. Siregar, SP., MSc., PhD selaku dosen mata kuliah Kultur Jaringan, serta kakak-kakak asisten yang telah membantu dalam menyelesaikan laporan ini.
Penulis menyadari bahwa pembuatan laporan ini jauh dari sempurna, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang sifatnya membangun demi perbaikan di masa mendatang.
Akhir kata, penulis mengucapkan terima kasih banyak dan semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.
Medan, November 2009
Penulis
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................. ii
PENDAHULUAN ......................................................................................... 1
Latar Belakang .................................................................................... 1
Tujuan Percobaan ................................................................................ 2
Kegunaan Percobaan............................................................................ 2
TINJAUAN PUSTAKA................................................................................ 3
BAHAN DAN METODE.............................................................................. 6
Waktu dan Tempat............................................................................... 6
Bahan dan Alat .................................................................................... 6
Prosedur Percobaan ............................................................................. 7
HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................................... 8
Hasil ..................................................................................................... 8
Pembahasan.......................................................................................... 8
KESIMPULAN ............................................................................................. 11
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Bawang putih termasuk tanaman rempah yang bernilai ekonomi tinggi karena memiliki beragam kegunaan. Tidak hanya di dapur, sebagai tanaman apotek hidup pun ia sanggup berkiprah. Allicin adalah komponen utama yang berperan memberi aroma bawang putih dan merupakan salah satu zat aktif yang diduga dapat membunuh kuman-kuman penyakit (bersifat anti bakteri) (Tim Penulis PS, 1992).
Kultur kalus sangat penting peranannya dalam bioteknologi tanaman. Manipulasi rasio auksin dan sitokinin di dalam media dapat mempermudah perkembangan tunas, akar atau embrio somatik yang dari mana sesudahnya akan menghasilkan suatu tanaman lengkap. Kultur kalus juga bisa digunakan untuk memulai suspensi sel, yang digunakan dalam bermacam-macam cara dalam pembelajaran transformasi tanaman (Slater, et.al., 2003).
Adapun tujuan dari kultur kalus dan suspensi sel yaitu untuk perbanyakan klon tanaman melalui pembentukan organ dan embrio; regenerasi varian-varian genetika; mendapatkan tanaman bebas virus; sebagai sumber untuk produksi protoplas; sebagai bahan awal untuk kreopreservasi; produksi metabolit sekunder dan biotransformasi (Zulkarnain, 2009).
Tujuan Percobaan
Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk memperoleh kalus dari eksplan bawang putih (Allium sativum L.) yang diisolasi dan ditumbuhkan dalam lingkungan terkendali.
Kegunaan Percobaan
- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal tes di Laboratorium Kultur Jaringan Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
- Sebagai bahan informasi bagi pihak-pihak yang memerlukan.
TINJAUAN PUSTAKA
Siung bawang putih kelihatannya utuh, tetapi sebenarnya di bagian dalam terdapat lubang kecil dari dasar sampai ke ujung siung. Di dalam lubang kecil ini, di dalam siung bagian bawah terdapat tunas-tunas vegetatif yang terdiri dari calon-calon tanaman baru. Calon daun yang paling luar nantinya tumbuh menembus ke luar siung melalui lubang kecil dalam siung. Kemudian, daun paling luar ini tidak tumbuh lagi setelah daun-daun di dalamnya sudah keluar (Wibowo, 1999).
Pada umumnya, bagian-bagian vegetatif lebih siap beregenerasi daripada bagian-bagian generatif. Eksplan mata tunas yang diperoleh dari tanaman yang sedang beristirahat, lebih sulit berproliferasi daripada mata tunas yang sedang aktif tumbuh. Hal itu sama halnya dengan kasus dormansi pada eksplan biji (Pierik, 1997).
Untuk menjaga kehidupan dan perbanyakan yang berkesinambungan, kalus yang dihasilkan perlu disubkulturkan. Massa kalus ada 2 macam, yaitu massa yang remah (friable) dan kompak. Bila massa kalus remah, maka pemindahan kalus cukup dilakukan dengan menyendok kalus dengan spatula atau skalpel langsung disubkultur ke media baru. Namun bila kalus kompak mesti dipindah ke petridish steril untuk dipotong-potong dengan skalpel baru disubkulturkan ke media baru (Luri, 2009).
Auksin bermanfaat untuk proses pemanjangan sel pada jaringan tunas muda. Di samping itu, auksin juga berpengaruh dalam pembentukan akar. Untuk tanaman dewasa, auksin bermanfaat dalam pertumbuhan buah. Pada konsentrasi yang rendah, auksin berpengaruh baik pada proses pemanjangan sel. Sebaliknya, dalam konsentrasi yang terlalu tinggi auksin justru dapat menghambat. Oleh karena itu, penggunaan auksin harus sungguh-sungguh memperhatikan dosis. Hormon yang termasuk ke dalam golongan auksin di antaranya adalah 2,4 D (2,4-Dichlorophenoxy acetic acid) (Widarto, 1996).
Media yang bayak digunakan dalam kultur jaringan adalah Murashige-Skoog (MS) yang tersusun atas senyawa anorganik. Media ini kaya akan makroelemen, nitrogen khusus termasuk NO3 dan ion amonium (NH4), sukrosa dan vitamin. Inisiasi divisi sel dan selanjutnya produksi kalus membutuhkan masukan auksin dan sitokinin pada media dalam proporsi yang tepat. Auksin pada konsentrasi yang sedang sampai tinggi adalah substansi utama pertumbuhan untuk memproduksi kalus. Auksin yang terutama digunakan, termasuk di dalamnya indoleacetic acid (IAA), naphtaleneacetic acid (NAA) dan 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid (2,4 D) dalam meningkatkan keefektifan (Hartmann, et al., 2002).
Kultur kalus biasanya dioperasikan dalam gelap (kekurangan kemampuan berfotosintesis menjadi tidak berfotosintesis), sebagaimana cahaya mampu mendorong diferensiasi kalus (Slater, et al., 2003).
Media yang terlalu padat dapat mengakibatkan akar sukar tumbuh, sebab akar-akar sulit untuk menembus ke dalam media. Sedangkan media yang terlalu lembek, akan menyebabkan kegagalan dalam pekerjaan. Kegagalan dapat berupa tenggelamnya eksplan yang ditanam, terutama eksplan yang berat seperti eksplan bawang putih. Eksplan yang tenggelam, tidak akan dapat tumbuh menjadi kalus, karena tertutup oleh medium. Tenggelamnya eksplan di dalam tempat tumbuh kalus, yaitu pada irisan (jaringan yang luka) tertutup oleh medium. Tenggelamnya eksplan di dalam medium juga akann menyebabkan busuk karena keadaannya sangat lembab dan akhirnya mengandung jamur dan bakteri (Hendaryono dan Wijayani, 1994).
Beberapa sumber kontaminasi mikroorganisme pada sistem kultur jaringan dapat dikemukakan sebagai berikut:
1. Medium sebagai akibat proses sterilisasi yang tidak sempurna,
2. Lingkungan kerja dan pelaksanaan penanaman yang kurang hati-hati dan kurang teliti,
3. Eksplan
a. Secara internal (kontaminan terbawa dalam jaringan)
b. Secara eksternal akibat dari prosedur sterilisasi yang kurang sempurna,
4. Dari serangga atau hewan kecil yang berhasil masuk ke dalam botol kultur setelah diletakkan di dalam ruang kultur ataupun ruang stok
(Zulkarnain, 2009).
BAHAN DAN METODE
Waktu dan Tempat
Percobaan ini dilakukan pada hari Sabtu, tanggal 24 Oktober 2009, pada pukul 08.00 WIB s.d. selesai. Percobaan ini dilakukan di laboratorium Kultur Jaringan Tanaman Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara Medan, dengan ketinggian ± 25 m dpl.
Bahan dan Alat
Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah umbi bawang putih sebagai eksplan, media MS + 2,4 D 1 ppm sebagai media tanam, alkohol untuk mensterilkan alat dan bahan, detergen untuk mensterilkan eksplan, air untuk membersihkan eksplan dari sisa detergen, aquadest steril sebagai pensterilisasi.
Adapun alat yang digunakan adalah petridish sebagai wadah eksplan sebelum ditanam, LAF sebagai tempat menanam tanaman, scalpel untuk memotong-motong eksplan, pinset untuk mengambil eksplan dan menahannya ketika objek dipotong, handsprayer untuk menyemprotkan alkohol ke tangan, serta alat dan bahan, botol berisi alkohol sebagai tempat meletakkan objek percobaan sebelum diletakkan ke dalam petridish, masker dan sarung tangan untuk mencegah timbulnya kontaminasi, botol kultur sebagai wadah media tanam, aluminium foil untuk menutup botol kultur, rak inkubasi sebagai tempat meletakkan botol kultur pada ruang kultur, label nama untuk memberi tanda pada botol kultur, pulpen untuk menulisi label nama.
Prosedur Percobaan
- Dicuci umbi bawang dengan sikat nilon di bawah air mengalir untuk membersihkan kotoran yang menempel pada permukaannya diberi dengan sedikit detergen.
- Disterilisasi umbi bawang putih dengan menggunakan alkohol 96% dengan cara mencelupkan dan dibakar di atas bunsen (diulang 3 kali).
- Dibuang bagian pangkal dan ujung umbi dengan menggunakan scalpel, selanjutnya umbi dipotong-potong
- Dipotong umbi pada daerah kambium hingga pada di dapat bentuk silinder
- Diiris silinder tipis-tipis dan dibuang bagian tepi silinder, ditanam bagian tengah dalam media MS + 2,4 D.
- Ditutup botol kultur dengan aluminium foil
- Diinkubasi kultur dalam keadaan gelap dengan suhu 25 C
HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil
Dari hasil percobaan, diperoleh bahwa persentase kalus yang hidup adalah :
% pertumbuhan = jumlah tanaman yang hidup x 100%
Jumlah tanaman seluruhnya
= 12 x 100% = 66, 67%
18
% kontaminasi = jumlah botol kultur yang terkontaminasi x 100%
Jumlah tanaman seluruhnya
= 2 x 100% = 33, 33%
6
Pembahasan
Dari hasil percobaan, diketahui bahwa % pertumbuhan adalah 66,67%. Dimana kalus tersebut tumbuh dari lubang kecil yang terdapat di dalam siung yang terdiri dari calon-calon tanaman baru pada tanaman bawang putih. Hal ini sesuai dengan literatur Wibowo (1999) yang menyatakan bahwa siung bawang putih kelihatannya utuh, tetapi sebenarnya di bagian dalam terdapat lubang kecil dari dasar sampai ke ujung siung. Di dalam lubang kecil ini, di dalam siung bagian bawah terdapat tunas-tunas vegetatif yang terdiri dari calon-calon tanaman baru.
Dari hasil percobaan diperoleh bahwa % kontaminasi kalus adalah 33,33%. Hal ini kemungkinan disebabkan oleh eksplan bawan putih yang berat, sehingga tenggelam dan tertutup oleh medium, dan karena keadaan yang lembab akhirnya menimbulkan jamur/bakteri. Hal ini sesuai dengan literatur Hendaryono dan Wijayani (1994) yang menyatakan bahwa kegagalan dalam pekerjaan dapat berupa tenggelamnya eksplan yang ditanam, terutama eksplan yang berat seperti eksplan bawang putih. Eksplan yang tenggelam, tidak akan dapat tumbuh menjadi kalus, karena tertutup oleh medium. Tenggelamnya eksplan di dalam tempat tumbuh kalus, yaitu pada irisan (jaringan yang luka) tertutup oleh medium. Tenggelamnya eksplan di dalam medium juga akann menyebabkan busuk karena keadaannya sangat lembab dan akhirnya mengandung jamur dan bakteri.
Pada percobaan menggunakan media Murashige-Skoog yang ditambahkan dengan NAA dan 2,4 D sebagai zat pengatur tumbuh. NAA dan 2,4 D dapat menginisiasi divisi sel dan selanjutnya memproduksi kalus, dan pada konsentrasi tertentu adalah substansi utama untuk pertumbuhan kalus. Hal ini sesuai dengan literatur Hartmann, et.al. (2002) yang menyatakan bahwa inisiasi divisi sel dan selanjutnya produksi kalus membutuhkan masukan auksin dan sitokinin pada media dalam proporsi yang tepat. Auksin pada konsentrasi yang sedang sampai tinggi adalah substansi utama pertumbuhan untuk memproduksi kalus. Auksin yang terutama digunakan, termasuk di dalamnya indoleacetic acid (IAA), naphtaleneacetic acid (NAA) dan 2,4-Dichlorophenoxy acetic acid (2,4 D) dalam meningkatkan keefektifan.
Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada tanaman yang dikulturkan terjadi kontaminasi. Adapun kontaminasi tersebut kemungkinan disebabkan oleh proses sterilisasi eksplan dan media yang kurang steril, lingkungan kerja dan penanaman yang tidak hati-hati juga dari hewan kecil yang berhasil masuk ke botol kultur. Hal ini sesuai dengan literatur Zulkarnain (2009) yang menyatakan bahwa beberapa sumber kontaminasi mikroorganisme pada sistem kultur jaringan dapat dikemukakan sebagai berikut:
5. Medium sebagai akibat proses sterilisasi yang tidak sempurna,
6. Lingkungan kerja dan pelaksanaan penanaman yang kurang hati-hati dan kurang teliti,
7. Eksplan
a. Secara internal (kontaminan terbawa dalam jaringan)
b. Secara eksternal akibat dari prosedur sterilisasi yang kurang sempurna,
8. Dari serangga atau hewan kecil yang berhasil masuk ke dalam botol kultur setelah diletakkan di dalam ruang kultur ataupun ruang stok
KESIMPULAN
- Dari hasil percobaan diketahui bahwa % pertumbuhan adalah 66,67%.
- Dari hasil percobaan diketahui bahwa % kontaminasi adalah 33,33%.
- Dari hasil percobaan diketahui bahwa media MS + 2,4 D dapat menumbuhkan kalus pada bawang putih.
- Dari hasil percobaan diketahui bahwa suhu dan cahaya pada ruang inkubasi mempengaruhi berhasil atau tidaknya pengkulturan.
- Dari hasil percobaan diketahui bahwa pada kontaminasi dapat disebabkan oleh proses sterilisasi eksplan dan media yang kurang steril, lingkungan kerja dan penanaman yang tidak hati-hati juga dari hewan kecil yang berhasil masuk ke botol kultur.
DAFTAR PUSTAKA
Hartmann, H.T.,D.E. Ketser, F.T5. Davies and R.L. Geneve. 2002. Plant
Propagation : Principles and Practices. 6 th edition. Prentice Hall,
New Jersey.
Hendaryono, D.P dan A. Wijayani. 1994. Teknik Kultur Jaringan: Pengendalian
dan Petunjuk Perbanyakan Tanaman secara Vegetatif Modern. Kanisius,
Jakarta.
http://id.wikipedia.org. Bawang putih. Diakses tanggal 11 November 2009.
Luri, S. 2009. Diakses dari http://www.kultur-jaringan.blogspot.com, tanggal 27
Oktober 2009/3 pages.
Pierik, R.L.M., 1971. Plant Tissue Culture as Motivation for the Symposium.
Dalam Zulkarnain, 2009. Bumi Aksara, Jakarta.
Slater, A., N. Scott, M. Fowler. 2003. Plant Biotechnology : The Genetic
Manipulation of Plants. Oxford University Press Inc., New York.
Tim Penulis PS. 1992. Bawang Putih Dataran Rendah. Penebar Swadaya, Jakarta.
Wibowo, S. 1995. Budidaya Bawang. Penebar Swadaya, Jakarta.
Widarto, 1996. Perbanyakan Tanaman dengan Biji, Stek, Cangkok, Sambung,
Okulasi dan Kultur Jaringan. Kanisius, Yogyakarta.
Zulkarnain, 2009. Kultur Jaringan Tanaman. Bumi Aksara, Jakarta.
