BIODIVERSITAS Volume 7, Nomor 3 Halaman: 269-272

ISSN: 1412-033X Juli 2006

Pengaruh Komposisi Media dan Ukuran Eksplan terhadap Pembentukan Kalus Embriogenik Beberapa Genotip Lokal Ubi Kayu (Manihot esculenta Crantz)
Effect of medium composition and explant size on embryogenic calli formation of cassava (Manihot esculenta Crantz) local genotypes
DODY PRIADI, ENNY SUDARMONOWATI
Pusat Penelitian Bioteknologi, Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Cibinong-Bogor 16911 Diterima: 22 April 2006. Disetujui: 10 Juni 2006.

ABSTRACT
Cassava (Manihot esculenta Crantz) is an important tropical crop species used for human consumption, feed and raw material for various industries. Genetic transformation through embryogenic tissues is known as an effective method for cassava genetic improvements. Objective of this study was to obtain a suitable medium and length of explants to induce embryogenic callus on friable embryogenic callus (FEC) as a target for genetic transformation. Immature leaf lobes (1-3 mm, 3-5 mm and larger than 5 mm in length) of local genotypes of cassava (Adira 4. Menti, Iding, Gebang, Rawi and Timtim-29) cultured in vitro were used as explants. The explants were incubated for 2 and 4 weeks on MS (Murashige-Skoog) or GD (Greshooff & Doy) semi solid medium containing 10 mg/L picloram, 6 mg/L NAA supplemented with 4% sucrose and 4 µM CuSO4. Results showed that the highest percentage (100%) of embryogenic calli formation for 4 weeks obtained by culturing Iding of 3-5 mm length on GD semi solid medium, whereas the lowest (33%) one obtained by incubation 5 mm leaf lobe of Timtim-29 on the same medium. The most suitable medium for callus induction was GD, whereas the optimum length of explants was 5 mm or larger. Further study needs to be done to obtain friable embryogenic calli (FEC) by employing different concentration of picloram and varying other critical factors. 2006 Jurusan Biologi FMIPA UNS Surakarta Key words: Manihot esculenta Crantz, cassava, medium, embryogenic, callus.

PENDAHULUAN Ubi kayu (Manihot esculenta Crantz.) adalah tanaman daerah tropik yang dapat tumbuh di berbagai kondisi tanah, bahkan pada tanah yang tidak subur sekalipun (Priadi et al., 2004). Perbanyakan ubi kayu dilakukan secara vegetatif sehingga vigor dan produktivitasnya dapat dipertahankan (Roca et al., 2000). Umbi ubi kayu mengandung sumber karbohidrat (termasuk pati) untuk pangan dan pakan serta untuk bahan baku berbagai macam industri. Berbagai penelitian pemuliaan telah dilakukan untuk memperoleh tanaman ubi kayu unggul yang mempunyai kandungan amilose dan amilopektin yang tepat sesuai dengan tujuannya, baik untuk pangan maupun industri. Salah satu teknik untuk meningkatkan mutu genetik ubi kayu adalah dengan rekayasa genetik. Menurut Zhang et al. (2001), rekayasa genetik ubi kayu mempunyai potensi yang besar untuk melengkapi teknik pemuliaan tradisional dalam menghasilkan bibit yang tahan terhadap hama dan penyakit atau meningkatkan mutu umbinya. Pemuliaan ubi kayu secara tradisional seringkali mengalami kesulitan diantaranya karena heterozigositas yang tinggi dan secara alami mempunyai fertilitas yang rendah (Li et al., 1996). Penelitian in vitro ubi kayu difokuskan diantaranya pada

propagasi klonal dan teknologi transformasi genetik untuk memperoleh sifat-sifat yang diinginkan (Thro et al., 1999). Jaringan embriogenik telah digunakan sebagai target transformasi genetik maupun regenerasi tanaman ubi kayu transgenik (Taylor et al., 2001). Kalus embriogenik adalah media yang efektif untuk transformasi genetik melalui teknik particle bombardment maupun Agrobacterium. Joseph et al. (2004) juga menggunakan kalus embriogenik sebagai bahan penelitian induksi mutasi pada ubi kayu melalui iradiasi sinar-. Eksplan yang berasal dari jaringan somatik seperti daun pucuk juga dapat digunakan untuk inisiasi sistem regenerasi tanaman yang efisien, oleh karena itu Szabados et al. (1987) menggunakan tunas pucuk dan daun muda ubi kayu yang berasal dari kultur in vitro sebagai eksplan. Dilaporkan oleh Joseph et al. (2000) bahwa kalus embriogenik juga telah berhasil diinduksi dari daun pucuk muda kerabat ubi kayu penghasil getah yaitu Manihot glaziovii Muell. Arg. Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh komposisi media dan ukuran eksplan yang tepat untuk induksi kalus embriogenik khususnya friable embryogenic callus (FEC) yang akan digunakan sebagai target transformasi genetik.

BAHAN DAN METODE
Alamat korespondensi: Jl. Raya Bogor Km.46 Cibinong 16911 Tel. +62-21-8754587, Fax. +62-21-8754588 e-mail: d_priadi@telkom.net

Sumber eksplan Genotip ubi kayu yang digunakan sebagai bahan penelitian berasal dari berbagai daerah di Indonesia dan

270

B I O D I V E R S I T A S Vol. 7, No. 3, Juli 2006, hal. 269-272

bahwa hanya genotip Iding, Gebang dan Menti yang berhasil membentuk kalus, 80 80 sedangkan sisanya belum 60 60 menunjukkan adanya pertumbuhan. Media MS 40 40 maupun GD berhasil menginduksi kalus Gebang, 20 20 tetapi kalus Iding hanya 0 0 berhasil diinduksi pada media MS, sedangkan kalus Menti berhasil diinduksi pada media GD. Pengamatan pertumbuhan kalus setelah 27 Genotipe Genotipe hari inkubasi menunjukkan bahwa hampir semua genotip 1-3 mm 3-5 mm > 5 mm 1-3 mm 3-5 mm > 5 mm ubi kayu dapat membentuk kalus yang berwarna putih Gambar 1. Pembentukan kalus embriogenik dari daun pucuk ubi kayu yang diinduksi pada media A. kekuning-kuningan, kecuali MS dan B. GD pada genotip Adira 4 (60%) yang berasal dari eksplan ditanam di Kebun Plasma Nutfah Puslit Bioteknologi-LIPI, berukuran lebih dari 5 mm yang diinkubasi pada media MS Cibinong, Jawa Barat. Eksplan yang digunakan adalah dan genotip Rawi (42%) dengan ukuran eksplan yang sama daun pucuk yang masih kuncup dalam berbagai macam tetapi diinkubasi pada media GD (Tabel 2 dan Gambar 1). ukuran (1-3 mm, 3-5 mm dan >5 mm) berasal dari stek ubi kayu yang ditumbuhkan secara in vitro pada media MS tanpa zat pengatur tumbuh. Genotip ubi kayu yang Tabel 2. Pengamatan induksi kalus beberapa genotip ubi kayu lokal digunakan pada penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1.
100
100

Persen (%)

Persen (%)

Gebang

Adira IV

Adira IV

Gebang

Menti

Menti

Rawi

Rawi

Iding

Iding

Tabel 1. Genotip ubi kayu bahan penelitian Genotip Adira 4 Menti Iding Gebang Rawi Timtim 29 Asal koleksi Cibinong, Jawa Barat Wonosari, Jawa Timur Cibinong, Jawa Barat Cibinong, Jawa Barat Balit Tanaman Pangan, Bogor Bobonaro, Timor Timur Peruntukan Industri/pakan Pangan Pangan Pangan Pangan Pangan

Media Eksplan ditanam pada media dengan komposisi berbeda yaitu: Media GD (Gresshoff dan Doy) (Duchefa Biochemie BV) atau MS (Murashige dan Skoog) yang ditambah dengan 10 mg/L picloram, 6 mg/L NAA, 4% sukrosa, 4 µM CuSO4. Sebelum disterilisasi, media diatur pHnya menjadi 5,8 dan dipadatkan dengan 0,8% agar Oxoid No.1. Media disterilisasi menggunakan otoklaf pada suhu 121؛C (1,5 atm) selama 20 menit. Kultur yang menghasilkan kalus berbentuk globular ditransfer ke media yang sama seperti semula tetapi dengan konsentrasi zat pengatur tumbuh yang lebih rendah, 6 mg/L picloram dan 0,5 mg/L NAA atau ke media MS tanpa zat pengatur tumbuh (MS0). Kultur dipelihara di dalam ruang kultur (25؛C) tanpa cahaya.

HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh media Pada ubi kayu terdapat dua jenis embriogenesis somatik, yaitu embriogenesis sekunder dan friable embryogenic callus (FEC) (Raemakers et al., 2001). FEC adalah ratusan embrio globular yang terbenam dalam suatu bahan lunak sel-sel hyalin (Lopez et al., 2001). Hasil pengamatan pertumbuhan kalus setelah eksplan diinkubasi ada media MS dan GD selama 2 minggu menunjukkan

Ukuran Eksplan membentuk kalus (%) daun Inkubasi Inkubasi (mm) 2 minggu 4 minggu Adira 4 MS 1-3 * 100 3-5 * 100 >5 * 60 GD 1-3 * 100 3-5 * 100 >5 * 100 Iding MS 1-3 100 100 3-5 100 100 >5 100 100 GD 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 100 Gebang MS 1-3 100 100 3-5 0 100 >5 100 100 GD 1-3 100 100 3-5 100 100 >5 100 100 Rawi MS 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 100 GD 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 42 Menti MS 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 100 GD 1-3 100 100 3-5 100 100 >5 100 100 Timtim 29 MS 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 100 GD 1-3 0 100 3-5 0 100 >5 0 100 Keterangan: *) = tidak dilakukan karena sampel terbatas. MS = Basal MS +10 mg/L picloram + 6 mg/L NAA + 4% sukrosa + 4 µM CuSO4. GD = Basal Greshoff dan Doy +10 mg/L picloram + 6 mg/L NAA + 4% sukrosa + 4 µM CuSO4 Genotipe Media

Timtim 29

Timtim 29