II. TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Morfologi Tanaman Stroberi (Fragaria sp)

II.
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Morfologi Tanaman Stroberi (Fragaria sp)
Stroberi merupakan tanaman buah berupa herba yang ditemukan pertama kali di
Chili, Amerika. Salah satu spesies tanaman stroberi yaitu Fragaria chiloensis
menyebar ke berbagai negara Amerika, Eropa dan Asia. Selanjutnya spesies lain,
yaitu F. vesca L. lebih menyebar luas dibandingkan spesies lainnya. Jenis stroberi ini
pula yang pertama kali masuk ke Indonesia.
Morfologi tanaman stroberi terdiri dari akar, batang, daun, bunga, dan buah.
Klasifikasi botani tanaman stroberi menurut Lawrence (1960) adalah sebagai berikut:
Divisi
: Spermatophyta
Sub divisi : Angiospermae
Kelas
: Dicotyledonae
Keluarga
: Rosaceae
Genus
: Fragaria
Spesies
: Fragaria spp
Struktur akar tanaman stroberi terdiri atas pangkal akar (collum), batang akar
(corpus), ujung akar (apeks), bulu akar (pilus radicalis), dan tudung akar (calyptras).
Tanaman stroberi berakar tunggang (radix primaria), akarnya terus tumbuh
memanjang dan berukuran besar. Panjang akarnya mencapai 100 cm, namun akar
1
2
tersebut hanya menembus lapisan tanah atas sedalam 15-45 cm, tergantung jenis dan
kesuburan tanahnya (Harianingsih, 2010).
Gambar 2.1. Tanaman Stroberi (Fragaria x
ananassa Duch, var. Rosalinda)
Tanaman stroberi (Gambar 2.1) memiliki batang yang pendek seolah-olah tidak
berbatang dan bersifat merayap yang dapat hidup sampai bertahun-tahun. Namun,
kadang-kadang hanya ditumbuhkan sebagai tanaman semusim. Beberapa jenis ada
yang selalu berdaun, namun ada juga yang meranggas, tergantung tempat
dibudidayakan (Ashari, 2006). Stroberi memiliki batang utama yang tersusun dengan
daun-daun yang melingkari batang dengan jarak yang sangat rapat. Batang stroberi
sangat pendek, bertekstur lunak dan tidak berkayu. Batangnya pun bersembunyi
diantara tangkai-tangkai daun stroberi (Kurnia, 2005).
Daun pada tanaman stroberi berfungsi sebagai tempat fotosintesis, transpirasi,
dan sebagai alat pernapasan. Daun stroberi dengan tepi bergigi merupakan daun
trifoliate (Gambar 2.2). Bagian-bagian daun terdiri epidermis, jaringan palisade,
jaringan spons dan berkas pembuluh angkut daun. Masa pertumbuhan vegetatif
membentuk daun-daun baru 8-12 hari dan bertahan 1-3 bulan kemudian kering.
(Rohmayanti, 2013).
3
Gambar 2.2. Daun Stroberi (Fragaria x ananassa
Duch, var. Rosalinda)
Bunga tanaman stroberi memiliki lima sepal (kelopak bunga), lima petal (daun
mahkota), 20 - 35 stamen dan ratusan putik yang menempel pada dasar receptacle
(dasar bunga) (Gunawan, 1992). Bunga yang pertama kali mekar adalah bunga
primer, kemudian disusul oleh bunga sekunder, tersier dan kuartener.
Buah stroberi berwarna merah dimana pigmen warna merah tersebut berasal dari
anthosianin (Ashari, 2006). Buah sejati yang berasal dari ovul telah terserbuki
berkembang menjadi buah kering dengan biji keras. Struktur buah keras ini disebut
achene (Gunawan, 1992). Buah ini berukuran kecil dan menempel pada receptacle
yang membesar. Bentuk buah stroberi sangat bervariasi. Bentuk-bentuk ini ditentukan
oleh sifat genetik. Terdapat delapan bentuk buah yang umum pada stroberi, yaitu
oblate, globose, globose conic, conic (Gambar 2.3), long conic, necked, long wedge
dan short wedge (Budiman dan Saraswati , 2008)
4
Gambar 2.3. Buah Stroberi yang Berbentuk
Conic
2.2 Perbanyakan Vegetatif
Perbanyakan tanaman dapat berlangsung dengan dua cara yaitu generatif dan
vegetatif. Perbanyakan secara generatif yaitu sebagai hasil dari perkawinan antara 2
individu atau bagian dari individu yang terpisah, sehingga sifat-sifat dari induknya
bercampur, misalnya dengan spora atau dengan biji. Perbanyakan secara vegetatif
yaitu perbanyakan dengan memakai bagian dari tanaman (Sianipar dan Philippus,
1981).
Keuntungan penggunaan teknik pembibitan secara vegetatif antara lain keturunan
yang didapat mempunyai sifat genetik yang sama dengan induknya, tidak
memerlukan peralataan khusus, alat dan teknik yang tinggi kecuali untuk produksi
bibit dalam skala besar, produksi bibit tidak tergantung pada ketersediaan
benih/musim buah, bisa dibuat secara kontinyu dengan mudah sehingga dapat
diperoleh bibit dalam jumlah yang cukup banyak, meskipun akar yang dihasilkan
dengan cara vegetatif pada umumnya relatif dangkal, kurang beraturan dan melebar,
5
namun lama kelamaan akan berkembang dengan baik seperti tanaman dari biji,
umumnya tanaman akan lebih cepat bereproduksi dibandingkan dengan tanaman
yang berasal dari biji (Pudjiono, 1996). Menurut Khan (1994) pembibitan secara
vegetatif sangat berguna untuk program pemuliaan tanaman yaitu untuk
pengembangan bank klon (konservasi genetik), kebun benih klon, perbanyakan
tanaman yang penting hasil persilangan terkendali, misalnya hybrid atau steryl hybrid
yang tidak dapat bereproduksi secara seksual, perbanyakan masal tanaman terseleksi.
Jenis-jenis perbanyakan vegetatif meliputi : teknik mencangkok, teknik
sambungan, teknik stek pucuk dan kultur jaringan. Untuk perbanyakan vegetatif
secara kultur jaringan mendapatkan hasil perbanyakan yang baik selain perlu
memperhatikan media tumbuh, diperlukan zat pengatur tumbuh (zpt) untuk
menunjang pertumbuhan dan perkembangannya (Dian dan Sudiarta, 2009)
2.3 Kultur Jaringan
Kultur jaringan dalam bahasa asing disebut sebagai tissue culture, weefsel
cultuurs atau gewebe culture. Kultur adalah budidaya dan jaringan adalah
sekelompok sel yang mempunyai bentuk dan fungsi yang sama (Hendrayono dan
Wijayani, 1994). Kultur jaringan adalah suatu metode mengisolasi bagian tanaman
seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan, dan organ, serta menumbuhkannya
dalam kondisi aseptik, sehingga bagian-bagian tersebut dapat memperbanyak diri dan
beregenerasi menjadi tanaman kembali (Gunawan, 1992).
Potensi kultur jaringan dalam pemuliaan tanaman somaklonal mencakup semua
teknik kultur sel dan jaringan yang meliputi perbanyakan, pengamatan, dan
6
manipulasi genetik tanaman tanpa melibatkan siklus seksual. Pada dasarnya kultur
somaklonal merupakan satu proses perbanyakan sel, jaringan organ atau protoplas
dengan teknik steril (Nasir, 2002).
Menurut Hendrayono dan Wijayani (1994) kultur jaringan akan lebih besar
persentasenya bila menggunakan jaringan meristem. Jaringan meristem adalah
jaringan muda, yaitu jaringan yang terdiri dari sel-sel yang selalu membelah,
dindingnya tipis, belum mempunyai penebalan dari zat pektin, plasmanya penuh dan
vakuolanya kecil-kecil. Parnata (2005) menyatakan bahwa dalam kultur jaringan, selsel meristematik yang belum berdiferensiasi akan dipacu untuk mendiferensiasikan
diri dimulai dengan pembentukan meristem baru yang akan berkembang menjadi
organ tanaman, seperti akar, batang, tunas, dan daun, sehingga tumbuh menjadi
tanaman yang sempurna dengan memodifikasi media tumbuh dengan menambah zatzat hara yang dapat memacu pertumbuhan tanaman.
2.4 Zat Pengatur Tumbuh
Secara umum zat pengatur tumbuh (ZPT) penting ditambahkan ke dalam
medium untuk mendapatkan pertumbuhan yang baik. ZPT yang banyak digunakan
untuk kultur jaringan adalah kelompok auksin, sitokinin, dan giberelin. Santoso dan
Nursadi (2004) mengemukakan bahwa zat pengatur tumbuh adalah senyawa organik
bukan nutrisi yang dalam konsentrasi rendah mampu mendorong, menghambat, atau
secara kualitatif mengubah pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Zat pengatur tumbuh yang biasa digunakan adalah dari golongan sitokinin
(kinetin, 2i-P, Zeatin, BAP) dan auksin (NAA, 2,4-D, IBA, IAA). Zat pengatur
7
tumbuh auksin dan sitokinin dapat diberikan bersama-sama atau auksin saja ataupun
sitokinin saja, penambahan ini tergantung dari tujuannya (Hendrayono dan Wijayani,
1994).
Benzylaminopurine (BAP) merupakan salah satu jenis zat pengatur tumbuh
sitokinin yang dapat mendorong terjadinya pembelahan sel-sel tumbuhan. Sitokinin
alami dihasilkan pada jaringan tumbuh aktif terutama pada akar, embrio, dan buah.
Sitokinin yang diproduksi di akar selanjutnya diangkut oleh xylem menuju sel-sel
target pada batang. Sitokinin dapat meningkatkan pembelahan, pertumbuhan dan
perkembangan kultur sel tanaman. Sitokin juga menunda penuaan daun, bunga dan
buah. Penuaan pada daun melibatkan penguraian klorofil dan protein-protein,
kemudian produk tersebut diangkut oleh floem ke jaringan meristem yang
membutuhkannya (Gardner dkk., 1991).
BAP ini mempengaruhi proses fisiologis di dalam tanaman. Proses-proses
pembelahan sel pada sel-sel meristem akan dihambat oleh pemberian BAP eksogen,
dimana efek yang menghambat maupun yang mendorong proses pembelahan sel oleh
BAP tergantung dari adanya fitohormon lainnya. Selain itu BAP berpengaruh di
dalam perkembangan embrio, menghambat proses penghancuran butir-butir klorofil
pada daun-daun yang terlepas dari tanaman, serta memperlambat proses senescence
pada daun, buah dan organ-organ lainnya (Wattimena, 1987).
Istilah auksin diberikan pada sekelompok senyawa kimia yang memiliki fungsi
utama mendorong pemanjangan kuncup yang sedang berkembang. Beberapa auksin
dihasilkan secara alami oleh tumbuhan, misalnya IAA (indoleacetic acid), PAA
(phenylacetic acid), 4-chloroIAA (4-chloroindole acetic acid), dan beberapa lainnya
8
merupakan auksin sintetik, misalnya IBA (indolebutyricacid), NAA (Napthalene
acetic
acid), 2,4-D (2,4
dicholorophenoxyacetic) dan MCPA (2-methyl-4
chlorophrnoxyacetic).
IBA merupakan salah satu hormon tanaman yang dapat meregulasi banyak
proses fisiologi, seperti pertumbuhan, pembelahan, dan diferensisasi sel serta sintesa
protein (Darell dkk, 1986). IBA diproduksi dalam jaringan meristematik yang aktif
(tunas, daun muda, dan buah) (Gardner dkk, 1991). Kemudian menyebar luas dalam
seluruh tubuh tanaman, dimana penyebar luasnya dengan arah dari atas ke bawah
hingga titik tumbuh akar, melalui jaringan pembuluh tapis (floem) atau jaringan
parenkhim (Rismunandar, 1988). IBA merupakan istilah generic untuk substansi
pertumbuhan
yang khusus
merangsang perpanjangan
sel,
sehingga
dapat
didefinisikan sebagai zat pengatur tumbuh yang mendorong elogasi. Pengaruh
fisiologs dari IBA ini berperan pada berbagai aspek pertumbuhan dan perkembangan
tanaman, antara lain : pembesaran sel (batang, akar, daun), menghambat pertumbuhan
mata tunas samping yang diproduksi pada meristem apikal yang diangkut secara
basepetal, adanya pengguguran daun yang terjadi sebagai akibat dari proses absisi
yang terjadi di daerah absisi, mendorong pembelahan sel-sel cambium (pertumbuhan
skunder), dan merangsang pertumbuhan akar (Wattimena, 1987).
Pemakaian auksin dan sitokin dalam media lebih banyak diperlukan untuk
mengatur pertumbuhan dan pembentukan organ. Auksin dan sitokinin yang diberikan
pada waktu bersamaan akan menimbulkan pengaruh kerjasama yang berdampak
terhadap pertumbuhan dan perkembangan jaringan. Namun belum diketahui
9
perbandingan sitokinin dan auksin yang bagaimana yang merangsang atau
menghambat pembelahan sel (Wattimena, 1987).
2.5 Kalus
Kalus adalah suatu kumpulan sel amorphous atau belum terdiferensiasi yang
terjadi dari sel – sel jaringan yang membelah diri secara terus menerus secara in vitro
atau di dalam tabung dan tidak terorganisasi sehingga memberikan penampilan
sebagai massa sel yang bentuknya tidak teratur. Kalus dapat diperoleh dari jaringan
tanaman yang berasal dari akar, batang, dan daun. Penelitian pembentukan kalus pada
jaringan terluka pertama kali dilakukan oleh Sinnott pada tahun 1960. Pembentukan
kalus pada jaringan luka dipacu oleh zat pengatur tumbuh auksin dan sitokinin
endogen (Dodds & Roberts, 1983). Secara in vivo, kalus pada umumnya terbentuk
pada
bekas-bekas luka
akibat
serangan infeksi
mikro organisme
seperti
Agrobacterium tumefaciens, gigitan atau tusukan serangga dan nematoda. Kalus juga
dapat terbentuk sebagai akibat stress (George & Sherrington, 1993).
Kalus secara in vitro terbentuk melalui 3 tahapan yaitu induksi, pembelahan sel,
dan diferensiasi. Pembentukan kalus ditentukan oleh sumber eksplan, komposisi
nutrisi pada medium dan faktor lingkungan. Eksplan yang berasal dari jaringan
meristem berkembang lebih cepat dibandingkan dengan jaringan dari sel-sel
berdinding tipis dan mengandung lignin. Untuk memelihara kalus maka dilakukan
subkultur secara bertahap. Sumber kontaminasi pada kultur kalus dapat melalui media
tanam yang tidak steril, lingkungan kerja dan pelaksanaan yang tidak hati-hati,
eksplan yang disterilisasi secara tidak sempurna serta serangga atau hewan kecil yang
berhasil masuk ke dalam botol kultur (Nugroho dan Sugito, 2001).
10
Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan kalus antara lain bahan
sterilisasi, kandungan unsur kimia dalam media, hormon yang digunakan, substansi
organik yang ditambahkan dan terang gelapnya saat inkubasi. Dalam kultur kalus sel
atau irisan jaringan tanaman yang disebut eksplan secara aseptik diletakkan dan
dipelihara dalam media padat atau media cair yang cocok dan dalam keadaan steril.
Dengan demikian sebagian sel pada permukaan irisan akan mengalami proliferasi dan
membentuk kalus (Zulkarnain, 2009).
Kalus mempunyai pertumbuhan yang abnormal dan berpotensi untuk
berkembang menjadi akar, tunas dan embrioid yang nantinya akan dapat membentuk
plantlet. Beberapa kalus ada yang mengalami pembentukan lignifikasi sehingga kalus
tersebut mempunyai tekstur yang keras dan kompak. Namun ada kalus yang tumbuh
terpisah-pisah menjadi fragmen-fragmen yang kecil, kalus yang demikian dikenal
dengan kalus remah (friable). Warna kalus dapat bermacam-macam tergantung dari
jenis sumber eksplan itu diambil, seperti warna kekuning-kuningan, putih, hijau.
Dalam kultur kalus, kalus homogen yang tersusun atas sel-sel parenkim jarang
dijumpai kecuali pada kultur sel Agave dan Rosa (Narayanaswany,1977 dalam Dodds
& Roberts, 1983).
Untuk memperoleh kalus yang homogen maka harus menggunakan eksplan
jaringan yang mempunyai sel – sel yang seragam. Dalam pertumbuhan kalus,
Citodiferensiasi terjadi untuk membentuk elemen trachea, buluh tapis, sel gabus, sel
sekresi dan trikoma. Kambium dan periderm sebagai contoh dari proses hitogenesis
dari kultur kalus. Anyaman kecil dari pembelahan sel – sel membentuk meristemoid
11
atau nodul vaskular yang nantinya menjadi pusat dari pembentukan tunas apikal,
primordial akar atau embrioid (Hendrayono dan Wijayani, 1994).