diferensiasi kalus sagu (metroxylon sagu rottb.)

DIFERENSIASI KALUS SAGU (METROXYLON
SAGU ROTTB.) MEMBENTUK EMBRIO SOMATIK
MENGGUNAKAN TIGA METODE KULTUR
Imron Riyadi
Darda Efendi
Bambang S Purwoko
Djoko Santoso
Disampaikan pada:
SEMINAR ILMIAH DAN LOKAKARYA NASIONAL SAGU 2016,
Bogor, 9-10 November 2016
PENDAHULUAN
 Makanan pokok nasional (beras):
 Tdk seimbang dg jumlah penduduk (306 juta th 2035)
 Penting  diversifikasi pangan
 Sagu (Metroxylon sagu Rottb.)
 Tanaman asli Indonesia.
 Luas di Indonesia: + 5.2 juta ha.
 Makanan pokok  Indonesia bagian Timur
 Sumber karbohidrat potensial :
pangan, pakan dan energi
 Potensi besar  masih terpendam
 Manfaat:
- Sbr bahan pangan (pokok)  produktifitas sgt tinggi: 12 - 15
ton pati kering/ha/tahun.
- Industri: makanan (mie, kue, dll), minuman (sirup fruktosa),
farmasi, perekat (adhessive gel), energi bio (bio etanol).
- Menjaga lingkungan: toleran tumbuh pada lahan sub optimal.
 Propagasi
konvensional
- vegetatif: anakan dan generatif: biji  jarang
- kendala: tingkat ketersediaan, keseragaman, proses
pengangkutan benih, biaya tinggi  Perlu teknologi
baru: ES

Embriogenesis somatik (ES) tanaman sagu (Tahardi et
al. 2002)  metode padat.

Masih memiliki kelemahan/kendala.

Penting dikembangkan teknologi ES cair sebagai
terobosan baru: “ TIS dan Suspensi ”

Diferensiasi kalus membentuk SE  crucial & vital.
- Aplikasi ZPT  akurat
* Jenis, komposisi & konsentrasi

Proses maturasi SE  crucial & vital.
- Aplikasi ZPT  akurat
- Seleksi fase SE
* Jenis, komposisi & konsentrasi
TUJUAN PENELITIAN
1. Menentukan konsentrasi TDZ
optimal diferensiasi  SE
2. Menentukan konsentrasi ABA
optimal  maturasi SE
METODOLOGI PENELITIAN
Tempat Penelitian:

Lokasi kultur:
Lab. Biak Sel &
Mikropropagasi Tanaman
PPBBI, Bogor.

Lokasi analisis:
Histologi: Lab. Mikroteknik
Dep. Biologi, IPB dan
Lab. Morfologi, Anatomi &
Sitologi Pusat Penelitian
Biologi, LIPI.
METODOLOGI PENELITIAN
Alat dan Bahan
 Bahan tanaman : kalus tanaman sagu
(Metroxylon sagu Rottb.) asal kultur
tip meristem sagu Alitir dari
Merauke, Papua.
 Alat dan bahan laboratorium :
- Alat dan Bahan standar kultur in
vitro
- TIS, shaker, erlenmeyer, pengukur
CVS dan timbangan digital
METODOLOGI PENELITIAN
• Media: MMS
• Ruang kultur (in vitro):
ruang terang dengan cahaya baur dan cahaya penuh
di bawah cahaya lampu TL putih 12 jam per hari
dengan intensitas cahaya sekitar 30 µmol photon m-2
s-1 dengan suhu 26 + 1 ºC
METODOLOGI PENELITIAN
Tahap 1: Diferensiasi Kalus Membentuk ES
- Eksplan : kalus embriogenik/proembrionik (0.5 g)
- Perlakuan:
1. Konsentrasi TDZ : 0.1, 0.5 & 1.0 mg/L dikombinasikan
dengan kinetin 0.5 mg/L kecuali pada kontrol
2. Metode kultur: suspensi, TIS & media padat
- 2 faktor: TDZ & metode kultur  12 kombinasi perlakuan.
- Pengamatan: Biomassa/bobot segar, jumlah ES terbentuk.
Suspensi
TIS
Media padat
METODOLOGI PENELITIAN
Tahap 2: Pendewasaan ES
- Eksplan: ES stadium globular (1.0 g) = 58 buah.
- Perlakuan:
1. Konsentrasi ABA: 0.0, 0.01, 0.05 & 0.1 mg/L
dikombinasikan dengan kinetin 1.0 mg/L kecuali kontrol
2. Metode kultur: suspensi, TIS & media padat
- 2 faktor: ZPT & metode kultur  12 kombinasi perlakuan:
- Pengamatan: Bobot segar, jumlah ES stadium dewasa &
komposisi ES.
Suspensi
TIS
Media padat
METODOLOGI PENELITIAN
Analisis Statistik
• Metode faktorial dengan RAL
• Perbedaan antar perlakuan ditentukan dengan DMRT
dengan taraf uji α = 5%
• Proses analisis statistik menggunakan alat bantu
program SPSS versi 19
HASIL DAN PEMBAHASAN
Tahap 1: Diferensiasi Kalus Membentuk ES
60
Lama kultur: 12 minggu
A
50
Lama kultur: 6 minggu
Bobot segar (g)
40
B
30
BC
BC
20
BC
CD
CD
a
DE
b
10
bc
cd
bc
cd
bc
DE
DE
d
0.1
0.5
Suspensi
0
0.1
E
c
d
0
0
DE
0.5
0
TIS
0.1
0.5
0
d
0.1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi TDZ (mg L-1)
Perolehan bobot segar embrio omatik (beberapa
fase embrio) umur 6 dan 12 minggu
d
0.5
600
A
Lama kultur: 12 minggu
jumlah embrio somatik (buah))
500
Lama kultur: 6 minggu
B
400
300
C
200
a
C
CD
CD
CD
CD
CD
100
b
CD
0
0
c
cd
cd
0.1
0.5
Suspensi
bd
cd
1
CD
0
D
cd
0.1
0.5
TIS
1
0
cd
d
0.1
cd
0.5
cd
1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi TDZ (mg L-1)
Perolehan embrio somatik (beberapa fase embrio)
umur 6 dan 12 minggu
Media padat
a
TIS
b
Suspensi
c
Media padat
e
d
TIS
f
Suspensi
RAM
SAM
g
h
i
Tahap 2: Pendewasaan ES
10
8
a
ab
ab
ab
Bobot segar (g)
ab
bc
abc
6
cd
cd
4
d
d
d
2
0
0
0.01
0.05
Suspensi
0.1
0
0.01
0.05
TIS
0.1
0
0.01
0.05
0.1
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan bobot segar embrio somatik umur 6 minggu
150
a
Globular
Elongated
Scutellar
Coleptilar
Jumlah embrio somatik (buah)
125
ab
bc
100
75
ab
bc
bcd
bcd
bcd
cd
bcd
d
a
50
ab
a
abcd
abc
abc
25
a
d
ab
ab
abcde
abc
abc
abc
de
f
abc
abc
bcd
f
ab
abc
abc
abcd
a
cde
abcd
def
c
e
f
bc
cde def
bc
bcde
ef
0
0
0.01
Suspensi
0.05
0.1
0
0.01
0.05
0.1
0
TIS
0.01
0.05
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan ES stadium globular – coleoptilar umur 6 minggu
0.1
220
a
ES Muda
ES Dewasa
Jumlah embrio somatik (buah)
200
ab
180
bc
abc
160
abc
bc
140
120
bc
100
A
c
c
c
c
A
AB
80
60
bc
AB
AB
AB
BC
C
40
C
C
C
C
20
0
0
0.01
0.05
Suspensi
0.1
0
0.01
0.05
0.1
0
TIS
0.01
0.05
Media padat
Perlakuan metode kultur dan konsentrasi ABA (mg L-1)
Perolehan ES stadium muda dan dewasa umur 6 minggu
0.1
TIS
Media padat
a
b
c
Suspensi
d
e
f
g
KESIMPULAN
Tujuan kultur
Metode kultur
* Diferensiasi kalus membentuk ES
Kultur TIS
* Maturasi embrio somatik (ES)
Kultur suspensi
 Kultur ES tanaman sagu telah berhasil:  media cair
(sistem kultur suspensi dan TIS).
 Diferensiasi ES:  TDZ 1,0 mg/L + kinetin 0,5 mg/L
 Maturasi ES:  ABA 0,01 mg/L + kinetin 0,5 mg/L
Karakteristik dan Kelebihan Kultur Cair
No
1
2
3
4
5
6
7
Karakteristik, situasi, kondisi
dan hasil kultur
Metode kultur
Skala volume kultur
Lama waktu kontak eksplan
dengan media
Media
padat
Sedang
Terusmenerus
Massal
Paling massal
Sangat singkat
Terus-menerus
Kondisi eksplan
Diam, statis
Dinamis saat
mixing
Dinamis namun
terendam
Tingkat penyerapan eksplan
terhadap nutrisi media
Gradient
Homogen
sesuai posisi
Homogen
Tingkat penyerapan oksigen
Terbatas
Ideal
Cukup
Biaya operasional: bahan media,
peralatan, tempat & tenaga
Tertinggi
Efisien
Paling efisien
Tingkat pertumbuhan
perkembangan dan hasil kultur
Kurang
homogen
Homogen
Homogen
Dll
TIS
Suspensi