Studi Embriogenesis Dan Organogenesis Serta Respon Beberapa Genotipe Ubi Kayu Terhadap Alcl3.

Abstract

Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) merupakan salah satu tanaman penghasil karbohidrat yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber substitusi tepung terigu. Pemanfaatan ubi kayu sebagai sumber substitusi tepung terigu perlu dilakukan karena tingginya nilai impor tepung terigu dan produk gandum dari tahun ke tahun. Produksi ubi kayu perlu ditingkatkan bukan hanya dalam rangka pemanfaatan ubi kayu sebagai sumber pangan, tetapi juga sebagai sumber pakan dan bio-energi. Akan tetapi, peningkatan produksi ubi kayu terkendala oleh terbatasnya varietas unggul ubi kayu, sulitnya pemenuhan bibit ubi kayu bermutu dalam jumlah besar dan seragam, serta perluasan areal tanam yang hanya dapat dilakukan ke lahan marginal karena semakin berkurangnya lahan subur (produktif) di Indonesia. Kultur in vitro merupakan teknologi yang dapat diaplikasikan untuk perbanyakan cepat dan massal bibit ubi kayu bermutu serta untuk mendukung program pemuliaan ubi kayu berdaya hasil tinggi dan toleran cekaman abiotik, misalnya toksistas aluminium pada lahan bertanah masam. Tujuan umum penelitian ini adalah memperoleh protokol perbanyakan tunas beberapa genotipe ubi kayu secara in vitro melalui jalur embriogenesis somatik dan organogenesis. Secara khusus, penelitian ini bertujuan untuk: 1) mempelajari pengaruh berbagai jenis media dasar dan zat pengatur tumbuh dengan jenis eksplan daun muda, tunas pucuk, dan petiol terhadap pembentukan kalus embriogenik pada beberapa genotipe ubi kayu; 2) mendapatkan media induksi kalus embriogenik optimum pada beberapa genotipe ubi kayu; 3) mendapatkan nilai LC20 dan LC50 AlCl3 pada kalus ubi kayu; dan 4) mempelajari penggunaan jenis media kultur dan posisi single node (pangkal, tengah, dan ujung) terhadap pertumbuhan dan multiplikasi planlet ubi kayu genotipe Jame-jame, UJ 5, dan Gajah secara in vitro. Penelitian ini terdiri atas lima percobaan, yaitu induksi kalus embriogenik empat genotipe ubi kayu, optimasi induksi kalus embriogenik ubi kayu genotipe Adira 4 dan Gajah, penentuan nilai LC20 dan LC50 AlCl3 pada kalus empat genotipe ubi kayu, multiplikasi tunas ubi kayu genotipe Jame-jame, UJ 5, dan Gajah secara in vitro, dan aklimatisasi bibit ubi kayu genotipe Jame-jame hasil perbanyakan in vitro. Percobaan induksi kalus embriogenik empat genotipe ubi kayu disusun berdasarkan rancangan acak lengkap faktorial dua faktor. Faktor pertama merupakan jenis eksplan yaitu daun muda, tunas pucuk, dan petiol. Faktor kedua yaitu 8 jenis komposisi media induksi kalus embriogenik. Hasil percobaan menunjukkan bahwa eksplan daun muda dan tunas pucuk yang dikulturkan dalam media MS + 20 g L-1 sukrosa + 8 mg L-1 2.4-D (I5) dan MS + 20 g L-1 sukrosa + 10 mg L-1 NAA (I7) memberikan jumlah dan persentase eksplan membentuk kalus tertinggi, waktu muncul kalus tercepat, pertumbuhan kalus tertinggi, dan diameter kalus tertinggi. Percobaan optimasi induksi kalus embriogenik ubi kayu genotipe Adira 4 dan Gajah disusun berdasarkan rancangan acak lengkap faktorial dua faktor. Faktor pertama yaitu jenis eksplan (daun muda dan tunas pucuk). Faktor kedua yaitu suhu ruang kultur (21-23 0C dan 25-27 0C). Hasil percobaan menunjukkan bahwa pembentukan dan pertumbuhan kalus ubi kayu genotipe Adira 4 dan Gajah lebih baik dilakukan pada suhu 25-27 ⁰C dibandingkan pada suhu 21-23 ⁰C berdasarkan waktu muncul kalus, skor pertumbuhan dan diameter kalus. Penggunaan jenis eksplan daun muda dan tunas pucuk tidak menunjukkan perbedaan signifikan terhadap induksi pembentukan dan pertumbuhan kalus. Kalus yang terbentuk pada percobaan ini merupakan kalus non-embriogenik. Seleksi in vitro terhadap cekaman aluminium dilakukan dengan menggunakan agen seleksi AlCl3. Percobaan ini disusun berdasarkan rancangan acak lengkap satu faktor yaitu konsentrasi AlCl3 (0, 100, 200, 400, 600, dan 800 mg L-1). Berdasarkan hasil seleksi in vitro diketahui bahwa genotipe Jame-jame dan Gajah relatif peka terhadap toksisitas aluminium dibandingkan genotipe Adira 4 dan UJ 5. Hal ini dapat dilihat dari kepekaan kalus genotipe Jame-jame (LC20 = 19.39; LC50 = 236.37) dan Gajah (LC20 = 39.99; LC50 = 156.54) terhadap pemberian AlCl3 dibandingkan kalus genotipe Adira 4 (LC20 = 831.88; LC50 = 2897.10) dan UJ 5 (LC20 dan LC50 belum teridentifikasi hingga konsentrasi maksimum AlCl3). Percobaan multiplikasi tunas ubi kayu genotipe Jame-jame, UJ 5, dan Gajah secara in vitro disusun berdasarkan rancangan kelompok lengkap teracak faktorial dua faktor pada genotipe Jame-jame dan UJ 5 dan rancangan acak lengkap faktorial dua faktor pada genotipe Gajah. Faktor pertama adalah komposisi media kultur (MS0 dan MS + 3 mg L-1 BAP). Faktor kedua adalah posisi single node (pangkal, tengah, dan ujung). Hasil percobaan menunjukkan bahwa planlet memberikan respon pertumbuhan berupa tinggi planlet, jumlah daun, dan jumlah buku terbaik jika menggunakan single node bagian tengah dan dikulturkan dalam media MS0, sedangkan untuk pertumbuhan jumlah tunas terbaik jika menggunakan single node bagian tengah dan dikulturkan dalam media MS + 3 mg L-1 BAP. Berdasarkan analisis uji-t pada parameter tinggi planlet, jumlah buku, dan jumlah tunas, genotipe lokal (Jame-jame dan Gajah) menunjukkan respon pertumbuhan lebih baik dibandingkan varietas nasional (UJ 5). Percobaan aklimatisasi bibit ubi kayu genotipe Jame-jame disusun berdasarkan rancangan acak lengkap satu faktor yaitu periode kultur sebelum aklimatisasi (12, 24, 36, dan 48 minggu sebelum kultur [MSK]). Hasil percobaan menunjukkan bahwa bibit dari periode 12 dan 24 MSK memiliki persentase kehidupan aklimatisasi (80%) lebih tinggi dibandingkan dengan bibit dari periode 36 (50%) dan 48 (40%) MSK.