Embed Size (px)
Citation preview
1
KAJIAN EFEK INOKULASI MIKORIZA (Rhizoctonia solanii) PADAPERTUMBUHAN EKSPLAN KACANG PANJANG (Vigna unguiculata (L.) Walp)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN SECARA IN VITRO
(Skripsi)
Oleh:Muhamad Rizkci Sazilly
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG2019
ABSTRAK
KAJIAN EFEK INOKULASI MIKORIZA (Rhizoctonia solanii) PADAPERTUMBUHAN EKSPLAN KACANG PANJANG (Vigna unguiculata (L.) Walp)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN SECARA IN VITRO
Oleh
Muhamad Rizkci Sazilly
Kendala yang dihadapi dalam memproduksi kacang panjang antara lain
musim kemarau yang berkepanjangan. Mikoriza Rhizoctonia solanii dapat
membantu penyerapan unsur hara dan air pada tumbuhan. Poly Ethylene Glikol
(PEG 6000) diberikan pada medium kultur jaringan sebagai menstimulasi
cekaman kekeringan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui efek inokulasi
Rhizoctonia solanii pada pertumbuhan dan kandungan karbohidrat terlarut total
planlet kacang panjang yang ditambahkan pada medium dengan kandungan PEG
6000 secara in vitro.Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2018
sampai bulan Januari 2019 di ruang In vitro Laboratorium Botani Jurusan Biologi,
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung
menggunakan pola dasar Rancangan Acak Lengkap Faktorial (RALF) yang terdiri
dari 2 faktor yaitu faktor V: tanpa inokulasi (Kontrol)(V0), dan inokukasi
Rhizoctonia solanii (V1); faktor P: PEG 0 % (Kontrol) (P1), 15 % (P2), 30 % (P3).
Penelitian ini dilakukan dengan 4 ulangan sehingga total botol yang digunakan
berjumlah 24 botol. Parameter yang diamati pada penelitian ini yaitu, tinggi
planlet, dan kandungan karbohidrat terlarut total. Data yang diperoleh di
homogenkan menggunakan uji Levene, kemudian dilanjutkan uji ANOVA pada
taraf nyata 5%, dan jika signifikan maka dilakukan uji lanjut BNJ taraf 5%. Hasil
penelitian menunjukkan bahwa inokulasi mikoriza Rhizoctonia solanii tidak
berpengaruh nyata pada kandungan karbohidrat terlarut total, sedangkan PEG
6000 tidak berpengaruh nyata pada kandungan karbohidrat terlarut total.
Kesimpulan dari penelitian ini yaitu mikoriza Rhizoctonia solanii tidak
memberikan pengaruh pada kandungan karbohidrat terlarut total planlet kacang
panjang terhadap cekaman kekeringan.
Kata kunci: Cekaman kekeringan, In vitro, PEG 6000, Rhizoctonia solanii,Vigna unguiculata (L.) Walp.
KAJIAN EFEK INOKULASI MIKORIZA (Rhizoctonia solanii) PADA
PERTUMBUHAN EKSPLAN KACANG PANJANG (Vigna unguiculata (L.) Walp)
TERHADAP CEKAMAN KEKERINGAN SECARA IN VITRO
Oleh
MUHAMAD RIZKCI SAZILLY
Skripsi
Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar
SARJANA SAINS
Pada
Jurusan Biologi
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Lampung
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS LAMPUNG
BANDAR LAMPUNG
2019
RIWAYAT HIDUP
Penulis merupakan anak kelima dari lima bersaudara
yang lahir dari pasangan Bapak H. Zakaria dan
Ibu Hj. Rochmah pada tanggal 20 Agustus 1997
bertempat di Jakarta.
Penulis mulai menempuh pendidikan pertama di Taman Kanak-Kanak (TK) Al –
Muttaqin Jakarta Barat pada tahun 2002. Penulis melanjutkan pendidikan di
Sekolah Dasar Negeri 05 Cengkareng pada tahun 2003-2009, Sekolah Menengah
Pertama Negeri 132 Jakarta Barat pada tahun 2009-2012 dan Sekolah Menengah
Atas Negeri 57 Jakarta pada tahun 2012-2015. Selama sekolah menegah atas,
penulis pernah menjadi Ketua Organisasi Intra Sekolah (OSIS) periode 2013-
2014.
Pada tahun 2015, penulis diterima sebagai mahasiswa Jurusan Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung melalui jalur
SBMPTN. Selama menjadi mahasiswa, penulis pernah menjadi Anggota Bidang
Sains dan Teknologi, kemudian Bidang Kaderisasi Himpunan Mahasiswa Biologi
(HIMBIO) FMIPA UNILA. Penulis juga pernah menjadi asisten praktikum
Botani Umum, Mikrobiologi Umum, Fisiologi Tumbuhan dan Kultur Jaringan
Tumbuhan.Pada tahun 2018, penulis melaksakan Kuliah Kerja Nyata di Desa
Sidorahayu Kecamatan Wawaykarya, Lampung Timur selama 40 hari. Pada tahun
yang sama, penulis juga melaksanakan Praktik Kerja Lapangan di SEAMEO
BIOTROP selama 40 hari dengan judul “Respon Tanaman Terhadap
Pengendalian Hayati Patogen Busuk Akar Ganoderma sp. Pada Kelapa Sawit
(Elaeis guieensis) Dengan Trichoderma sp. di SEAMEO BIOTROP, Bogor, Jawa
Barat”.
PERSEMBAHAN
Segala Puji dan Syukur atas kehadirat Allah SWT,
karena berkat rezeki, nikmat dan karunia-Nya yang selalu diberikan
sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Karya ini ku persembahkan kepada orang-orang yang ku sayangi :
Ayahanda Zakaria dan Ibunda Rochmah yang selalu memberikan
kasih sayang, doa, motivasi serta dukungan moril dan materilnya yang
tiada henti-hentinya, juga selalu menjadi teladan untuk
membentuk pribdi yang baik
Terimakasih kakak - kakakku yang selama ini membantu memberikan semangatdan dukungan moril serta materilnya untuk meraih gelar sebagai seorang sarjana
Terimakasih ku persembahkan kepada bapak/ibu guru dan dosen
yang telah memberikan ilmu serta bimbingannya kepadaku
Almamaterku Tercinta
MOTO
“Barang siapa bertakwa kepada Allah makaDia akan menjadikan jalan keluar baginya, dan
memberinya rezeki dari jalan yang tidak iasangka, dan barang siapa yang bertawakkalkepada Allah baginya, Sesungguhnya Allah
melaksakan kehendak-Nya, Dia telahmenjadikan untuk setiap sesuatu kadarnya.”
(QS. Ath-Thalaq 2-3).
Siapa yang keluar untuk menuntut ilmu maka diaberada di jalan Allah sampai dia kembali.
(HR. Tirmidzi)
Man Shabara Zhafira
“Barang siapa yang bersabar, maka ia akanberuntung”
SANWACANA
Alhamdulillahirobbil’alaim, puji syukur penulis ucapkan kehadirat Allah
Subhanahu wa Ta’ala Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat dan ridho-Nya
penulis mampu menyelesaikan Skripsi yang berjudul “Kajian Efek Inokulasi
Mikoriza (Rhizoctonia solanii) Pada Pertumbuhan Eksplan Kacang Panjang
(Vigna unguiculata (L.) Walp) Terhadap Cekaman Kekeringan Secara In
Vitro”. Shalawat teriring salam semoga tercurahkan kepada Rasulullah
Shallallahu 'alaihi wassalam beserta keluarga dan sahabat serta umatnya di akhir
zaman, Aamiin.
Dengan terselesaikannya skripsi ini penulis mengucapkan terima kasih yang
sebesar-besarnya dan penghargaan yang tinggi kepada:
1. Ibu Dr. Endang Nurcahyani, M.Si. selaku Pembimbing Utama yang telah
membimbing penulis dengan penuh kesabaran, selalu memberikan arahan,
bantuan serta motivasi kepada penulis selama pelaksanaan penelitian hingga
selesainya skripsi ini.
2. Bapak Ir. Salman Farisi, M.Si selaku Pembimbing Kedua atas arahan, saran
dan bantuan kepada penulis selama pelaksanaan penelitian hingga
terselesainya skripsi ini
3. Ibu Rochmah Agustrina, Ph.D. selaku Penguji Utama atas segala bimbingan,
saran, serta tuntunan kepada penulis hingga terselesainya skripsi ini.
4. Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.P. selaku Rektor Universitas
Lampung.
5. Bapak Drs. Suratman, M.Sc. selaku dekan Fakultas Matematika Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Lampung.
6. Bapak Drs. M. Kanedi, M.Si. selaku Ketua Jurusan Biologi.
7. Bapak Ir. Zulkifli, M.Sc. selaku Pembimbing Akademik atas segala perhatian,
bimbingan dan motivasinya kepada penulis selama menempuh pendidikan di
Jurusan Biologi.
8. Kepala Laboratorium Botani, Jurusan Biologi FMIPA Unila beserta seluruh
staf teknisi yang telah memberikan izin, fasilitas, dan bantuannya selama
penulis melakukan penelitian.
9. Bapak Ibu Dosen yang tidak dapat penulis sebutkan satu-persatu, terimakasih
atas bimbingan dan ilmu yang telah diberikan kepada penulis selama
menempuh studi di Jurusan Biologi.
10. Kedua orangtuaku tercinta ayahanda Zakaria dan ibunda Rochmah yang selalu
memberikan doa, tenaga, dukungan moril dan materilnya, motivasi serta kasih
sayang tiada hentinya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.
11. Ka Ulfa, Ka ika, A’kiki, dan Ka ziah terimakasih atas semangat, dukungan,
motivasi serta doa nya untuk penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
12. Rekan seperjuangan penelitian kultur jaringan mbak Evi, mba Tika dan mba
Asma (S2), Nurul, Gita, Marizha, Lili, Moza, Dhanty, Resti, Azizah, Dwi,
Harum, Endang, dan Selin terimakasih untuk semua kerjasama, kebersamaan,
semangat dan saran selama menjalani penelitian.
13. Rekan-rekan K.A.L.O.N.G semasa kuliah Rengga, Wildan, Adryan, Ihsan,
Danang, Bima, Ali, Andre, Windra, Caca, Rista, Sabiq, Dea dan Galuh
terimakasih atas kebersamaan selama perkuliahan hingga akhir.
14. Sahabat seperjuangan angkatan Biologi 2015 yang tidak dapat disebutkan satu
per satu, terimakasih atas kebersamaan, dukungan serta doanya selama ini.
15. Kakak tingkat Biologi 2012, 2013, 2014, adik-adik tingkat 2016, 2017, 2018
dan seluruh rekan Himpunan Mahasiswa Biologi (HIMBIO) yang tidak dapat
disebutkan satu persatu, terimakasih kebersamaan dan pembelajaran yang
sangat berarti bagi penulis.
16. Keluarga besar KKN Lampung Timur, Wawaykarya, Sidorahayu Bapak
Sunardi dan kelompok KKN Sidorahayu, bang Imam, Ka Tiara, Anggita,
Chaterine, Nadian, dan Yogi terimakasih untuk kerjasama, kebersamaan dan
pembelajaran selama ini.
17. Vera Dwi Dara Anita terimakasih atas semangat, dukungan, serta doa untuk
penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
18. Sahabat-sahabatku seperjuangan Fauzan, Alif, Tegar, Thoriq, Yusuf, Azmi,
Ardy, Fachrul, Nisaul, Shinta, dan Umi terimakasih kebersamaan, dukungan
serta doanya selama ini
19. Almamater Tercinta.
Akhir kata, Penulis menyadari bahwa masih banyak terdapat kekurangan dan
kesalahan dalam penulisan ini, namun besar harapan semoga hasil tulisan ini
dapat bermanfaat bagi kita semua.
Bandar Lampung, 29 April 2019
Penulis,
Muhamad Rizkci Sazilly
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ........................................................................................................... ..i
HALAMAN PENGESAHAN............................................................................. ii
DAFTAR ISI ........................................................................................................vi
DAFTAR TABEL .......................................................................................... ...viii
DAFTAR GAMBAR........................................................................................... ix
I. PENDAHULUAN ........................................................................................... 1
A. Latar Belakang............................................................................................. 1B. Tujuan Penelitian ........................................................................................ 4C. Manfaat Penelitian ....................................................................................... 4D. Kerangka Pikir............................................................................................. 4E. Hopitesis ...................................................................................................... 5
II. TINJAUAN PUSTAKA ................................................................................. 7
A. Taksonomi Tanaman dan Morfologi Kacang Panjang................................ 7B. Produksi Tanaman Kacang Panjang ............................................................ 9C. Cekaman Kekeringan...................................................................................11D. Poly Ethylene Glycol (PEG)........................................................................12E. Mikoriza Rhizoctonia solanii .......................................................................13F. Klorofil .........................................................................................................15G. Karbohidrat..................................................................................................16
III. METODE PENELITIAN........................................................................ 18A. Waktu dan Tempat Penelitian ..................................................................... 18B. Alat dan Bahan Penelitian ........................................................................... 18C. Rancangan Percobaan .................................................................................. 19D. Bagan Alir Penelitian .................................................................................. 20E. Pelaksaaan Penelitian................................................................................... 22
1. Persiapan Medium ................................................................................... 222. Inokulasi Rhizoctonia solanii .................................................................. 233. Penanaman Eksplan Pada Medium Penelitian......................................... 234. Pengamatan.............................................................................................. 23
a. Persemtase Jumlah Planlet yang Hidup .............................................. 23b. Viusalisasi Planlet ............................................................................... 24c. Tinggi Planlet ...................................................................................... 24d. Infeksi Rhizoctonia solanii Pada Akar Kacang Panjang..................... 24e. Analisis Kandungan Klorofil .............................................................. 25f. Analisis Kandungan Karboidrat Terlarut Total ................................... 25
F. Analisis Data ................................................................................................ 26
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN..................................................................... 27
A. Persentase Jumlah Planlet Hidup dan Visualisasi Planlet ........................... 28B. Tinggi Planlet............................................................................................... 32C. Infeksi Rhizoctonia solanii Pada Akar Kacang Panjang ............................. 34D. Kandungan Klorofil..................................................................................... 35
1. Klorofil a.................................................................................................. 352. Klorofil b. ................................................................................................ 363. Klorofil Total ........................................................................................... 37
E. Kandungan Karbohidrat Terlarut Total ....................................................... 38
V. KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................................... 40
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 41
LAMPIRAN......................................................................................................... 46
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Tata Letak Suatu Percobaan ............................................................................ 20
2. Persentase Jumlah Planlet Kacang Panjang Hasil Inokuliasi R. solaniiTerhadap PEG 6000 pada Beberapa Konsentrasi ............................................ 29
3. Persentase Visualisasi Planlet Kacang Panjang Hasil Inokulasi R.solaniiTerhadap PEG 6000 pada Beberapa Konsentanrasi ........................................ 29
4. Rata-rata Tinggi Planlet Kacang Panjang......................................................... 33
5. Komposisi Medium Murashige and Skoog (MS)............................................ 47
6. Jumlah Planlet yang Hidup dan Visualisasi Planlet Kacang Panjang ............. 48
7. Analisis Ragam Tinggi Planlet ........................................................................ 50
8. Analisis Ragam Klorofil a ............................................................................... 51
9. Analisis Ragam Klorofil b ............................................................................... 52
10. Analisis Ragam Klorofil Total ......................................................................... 54
11. Analisis Ragam Karbohidrat Terlarut Total..................................................... 55
12. Rata-rata Kandungan Klorofil a Daun Kacang Panjang .................................. 56
13. Rata-rata Kandungan Klorofil b Daun Kacang Panjang .................................. 57
14. Rata-rata Kandungan Klotofil Total Daun Kacang Panjang............................ 57
15. Rata-rata Kandungan Karbohidrat Terlarut Total Planlet KacangPanjang ............................................................................................................ 58
1
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Tanaman Kacang Panjang............................................................................... 8
2. Poly Ethylene Glycol (PEG)............................................................................ 12
3. Mikoriza .......................................................................................................... 13
4. Struktur Klorofil ............................................................................................ 16
5. Bagan Alir Penelitian ...................................................................................... 21
6. Planlet Kacang Panjang Diberi Perlakuan Selama 2 Minggu......................... 31
7. Infeksi Rhizoctonia solanii pada Akar Kacang Panjang ..................................34
8. Histogram Rata-rata Kandungan Klorofil a Daun Kacang Panjang ............... 35
9. Histogram Rata-rata Kandungan Klorofil b Daun Kacang Panjang ............... 36
10. Histogram Rata-rata Kandungan Klorofil Total DaunKacang Panjang ............................................................................................... 37
11. Histogram Rata-rata Kandungan Karbohidrat Terlarut TotalKacang Panjang ............................................................................................... 39
12. Histogram Rata-rata Tinggi Planlet Kacang Panjang...................................... 58
13. Pembuatan Medium Murashige and Skoog..................................................... 58
14. Penambahan PEG 6000 pada Medium ............................................................ 59
15. Penambahan Isolat Rhizoctonia solanii pada Medium.................................... 59
x
16. Penanaman Eksplan Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) denganPerlakuan Secara In Vitro ............................................................................ 59
17. Penimbangan Planlet Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) AnalisisKlorofil dan Karbohidrat.............................................................................. 60
18. Pembuatan Ekstrak Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) untukAnalisis Klorofil dan Karbohidrat................................................................ 60
19. Larutan Klorofil Daun Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp)..... 60
20. Larutan Karbohidrat Terlarut Planlet Kacang Panjang (Vigna unguiculata (L.)Walp)............................................................................................................ 61
21. Analisis Klorofil dan Karbohidrat Planlet Kacang Panjang (Vigna unguiculata(L.) Walp) dengan Spektrofotometri............................................................ 61
1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) adalah salah satu tanaman
hortikulutra yang sudah dikenal masyarakat Indonesia maupun negara lain.
Menurut Zaevie dan Puji (2014) plasma nutfah tanaman kacang panjang
berasal dari plasma nutfah kacang uci (Vigna umbellata) yang ditemukan di
daerah Himalaya, India atau berasal dari plasma nutfah kacang tunggak (Vigna
unguiculata) yang merupakan tanaman asli Afrika. Jadi, tanaman kacang
panjang berasal dari daerah tropis Afrika terutama Abbisinia dan Ethiopia.
Kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) adalah tanaman hortikultura
yang mudah diolah menjadi makanan dan kaya nutrisi seperti vitamin, protein,
lemak nabati, karbohidrat dan mineral. Kacang panjang, terutama bagian biji dan
polongnya berfungsi sebagai pengatur metabolisme tubuh, dan memperlancar
proses pencernaan bagi tubuh manusia (Kurdianingsih et al., 2015).
Berdasarkan data dari Badan Pusat Statistik Indonesia (2018), pada tahun 2015
produksi rata-rata kacang panjang di Indonesia sebesar 395.524 ton sedangkan
2
pada tahun 2017 produksi rata – rata kacang panjang di Indonesia sebesar
381.185 ton.Penurunan produksi kacang panjang diketahui antara lain karena
musim kemarau di Indonesia yang mengakibatkan kurangnya ketersediaan air
pada lahan.
Pada saat musim kemarau, penyerapan air berkurang terus menerus sementara
pemasok air ke dalam tanah lahan mengalami kekeringan. Air tanah akan
menguap mengakibatkan lahan dan ini berlangsung dalam waktu lama
pertanaman akan pertumbuhan tanaman menurun dan bahkan menyebabkan
mati (Sinaga, 2015). Air merupakan salah satu faktor penting pada
pertumbuhan tanaman kacang panjang, pembentukan polong, dan lainnya. Di
dalam tanah, air juga dapat melarutkan unsur hara dan membawanya masuk ke
dalam jaringan tanaman melalui akar. Kondisi kurangnya air akibat
keterbatasan ketersediaan air di lingkungan tempat tumbuh tumbuhan (medium
tanam)mengakibatkan kondisi yang disebut dengan cekaman kekeringan.
Salah satu alternatif yang efektif dan efisien untuk mengatasi cekaman
kekeringan pada tanaman yaitu dengan menggunakan varietas yang tahan
terhadap kekeringan. Cara untuk mendapatkan bibit yang tahan terhadap
kekeringan dapat dilakukan dengan menggunakan teknik in vitro. Seleksi
cekaman kekeringan pada teknik in vitro dapat dilakukan dengan
menambahkan agen penyeleksi ke dalammedium tanam (Muliani et al.,2014).
Poly Ethylene Glycol (PEG) digunakan untuk membuat kondisi cekaman
kekeringan pada medium dengan menurunkan potensial air medium
3
dalam percobaan kultur jaringan tumbuhan (Zulhilmi et al., 2012).
Penambahan PEG diharapkan dapat memberikan simulasi cekaman kekeringan
seperti yang terjadi di alam, sehingga tanaman memberikan respons terhadap
cekaman kekeringan (Rahayu et al., 2005).
Penggunaan teknik in vitro atau kultur jaringan dalam mempelajari cekaman
kekeringan memberikan keuntungan yaitu dapat membuat media tanam steril
dari mikroorganisme yang merugikan, dapat digunakan untuk melakukan
simulasi cekaman kekeringan dengan menggunakan Poly Ethylene Glycol
(PEG), dan menghasilkan bahan tanam unggul secara massal dan cepat (Putri,
2015).
Pada tanaman yang mengalami cekaman kekeringan, tanaman berasosiasi
dengan mikoriza arbuskular untuk membantu meningkatkan usur hara dan air
dari dalam tanah melalui hifa yang terikat pada jaringan akar dan batang.
Tanaman yang diinokulasi mikroza telah banyak digunakan dalam peningkatan
kualitas tanaman. Peningkatan kualitas pemuliaan tanaman yang diinokulasi
mikoriza telah banyak dilaporkan di berbagai tanaman (Nurcahyani, 2017).
Rhizoctonia solanii merupakan salah satu jenis mikoriza arbuskular yang dapat
menginfeksi tanaman kacang panjang pada jaringan akar dengan hifa
intraselular. Pemberian mikoriza arbuskular diharapkan dapat memberikan
solusi pada tanaman yang mengalami cekaman kekeringan sehingga pegunaan
air lebih efisien dan mampu meningkatkan produktivitas tanaman.
4
B. Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukannya penelitian ini adalah:
1. mengetahui efek inokulasi Rhizoctonia solanii pada pertumbuhan eksplan
kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) dalam kondisi cekaman
kekeringan secara in vitro.
2. Mengetahui respon spesifik pada pertumbuhan eksplan kacang panjang
(Vigna unguiculata (L.) Walp) dalam kondisi cekaman kekeringan setelah
diinokulasi Rhizoctonia solanii secara in vitro.
C. Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini diharapkan mampu memberikan informasi tentang
pengaruh inokulasi Rhizoctonia solanii pada pertumbuhan eksplan kacang
panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) pada kondisi cekaman kekeringan
secara in vitro. Secara ilmiah diharapkan mampu memberikan kontribusi
dalam ilmu pengetahuan terutama dibidang pemuliaan tanaman
hortikultura dan ilmu terapan terkait.
D. Kerangka Pikir
Kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) merupakan tanaman
hortikultura yang populer bagi masyarakat Indonesia sebagai bahan makanan
yang mudah diolah dan kaya nutrisi. Namun hasil panen kacang panjang di
Indonesia tidak tetap. Produksi kacang panjang di Indonesia sangat
dipengaruhi oleh musim kemarau yang cukup panjang sehingga
menyebabkan tanaman kekeringan dan mengakibatkan kematian lebih cepat.
5
Perlu adanya penelitian terkait masalah ini antara lain dengan menghasilkan
bibit yang mampu tahan terhadap kekeringan. Poly Ethylene Glycol (PEG)
banyak dimanfaatkan untuk menstimulasi kekeringan pada medium
Murashige and Skoog (MS) secara in vitro sehingga tanaman memberikan
respon sama dengan tanaman yang mengalami cekaman kekeringan di
lapangan. Perlakuan secara in vitro atau kultur jaringan untuk memperoleh
benih yang tahan kekeringan memiliki keuntungan antara lain dapat
menghasilkan bahan tanam yang unggul secara massal dan cepat.
Cendawan mikoriza arbuskular diketahui bermanfaat bagi tanaman pada
kondisi cekaman kekeringan karena dapat membentuk simbiosis dengan
tanaman dan membantu meningkatkan penyerapan unsur hara dan air dari
dalam tanah. Rhizoctonia merupakan salah satu cendawan mikoriza
arbuskular yang mampu menginfeksi kacang panjang dengan membentuk hifa
intraselular. Diharapkan inokulasi Rhizoctonia solanii mampu menjadikan
pertumbuhan eksplan kacang panjang lebih tahan terhadap cekaman
kekeringan.
E. Hipotesis
Hipotesis penelitian ini adalah sebagai berikut
1. Adanya efek pemberian inokulasi Rhizoctonia solanii pada pertumbuhan
kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp) yang ditanam pada kondisi
cekaman kekeringan secara in vitro,
6
2. Terdapat respon spesifik pada pertumbuhan eksplan kacang panjang
(Vigna unguiculata (L.) Walp.) dalam kondisi cekaman kekeringan setelah
diinokulasi Rhizoctonia solanii secara in vitro.
7
II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Taksonomi Tanaman dan Morfologi Kacang Panjang
Dalam sistematis tumbuhan, klasifikasi tanaman kacang panjangmenurut
Cronquist (1988) adalah sebagai berikut.
Kerajaan : Plantae
Divisi : Magnoliophyta
Kelas : Magnoliopsida
Bangsa : Leguminales
Suku : Leguminosae
Marga : Vigna
Jenis : Vigna unguiculata (L.) Walp.
Tanaman kacang panjang adalah tanaman hortikulutura satu musim yang masa
hidupnya berlangsung selama 3-4 bulan. Menurut Panji (2012) kacang panjang
merupakan jenis sayuran yang dapat di konsumsi dalam bentuk segar maupun
diolah menjadi masakan. Tanaman kacang panjang disajikan pada Gambar 1.\
8
Gambar 1. Tanaman Kacang Panjang (Samadi, 2003)
Kacang panjang mempunyai akar tunggang yang panjang dan akar serabut.
Sistem perakaran tanaman kacang panjang dapat menembus tanah sampai
kedalaman mencapai ± 60 cm. Pada permukaan akar kacang panjang terdapat
bintil-bintil yang dapat mengikat unsur nitrogen bebas (Samadi, 2003).
Aktivitas bintil akar ditandai oleh warna bintil akar sewaktu dibelah. Jika
berwarna merah, menandakan bintil akar tersebut efektif menambat nitrogen,
sedangkan warna merah pucat menentukan kurang efektif (Pitojo, 2006).
Batang tanaman kacang panjang berbentuk bulat, tidak berkayu dan liat, serta
memiliki rambut halus (Rahayu et al., 2007). Tanaman yang pertumbuhannya
bagus, memilki diameter batangnya mencapai hingga 1,2 cm. Batang tanaman
berwarna hijau, bercabang yang menyebar rata sehingga tanaman rindang.
Pada bagian percabangan, batang mengalami penebalan (Pitojo, 2006).
Daun tanaman kacang panjang merupakan daun majemuk, dan letaknya
berseling. Daun berbentuk lonjong dengan panjang sekitar 6-8 cm, dan lebar
sekitar 3-4,5 cm. Tulang daun menyirip dan berwarana hijau (Hutapea et al.,
1994). Tepi daun rata, tidak berbentuk, dan memiliki tulang-tulang daun yang
9
menyirip. Kedudukan daun tegak agak mendatar dan memiliki tangkai utama
(Cahyono, 2005).
Bunga tanaman kacang panjang berbentuk kupu-kupu. Ibu tangkai bunga
keluar dari ketiak daun. Warna bunga ada yang putih, biru dan ungu
(Haryono et al., 2008). Bunga tanaman kacang panjang tergolong bunga
sempurna, yakni dalam satu bunga terdapat alat kelamin betina (putik) dan
alat kelamin jantan (benang sari) dengan kepala sari (Hutapea, 1994).
Polongtanaman kacang panjang berbentuk bulat, ramping, dengan ukuran
panjang mencapai 10-80 cm. Setiap polong berisi 8-20 biji (Sumadi, 2003).
Menurut Hutapea (1994) biji kacang panjang berbentuk lonjong, pipih, dan
berwarna coklat muda. Ukuran bijinya cukup besar, dengan panjang 8,9mm
dan lebar 5-6mm (Cahyono 2005).
B. Produksi Tanaman Kacang Panjang
Kacang panjang (Vigna unguiculata (L.) Walp.) termasuk ke dalam tanaman
leguminase, sudah lama di tanam di Indonesia. Masyarakat dunia menyebut
kacang panjang dengan nama yardlong beans atau cowpea. Menurut Zaevie
(2014) plasma nutfah tanaman kacang panjang berasal dari India dan Cina.
Ada pula yang menduga berasal dari kawasan Afrika. Plasma nutfah kacang
uci (Vigna umbellata) diketemukan tumbuh liar di daerah Himalaya, India
sedangkan plasma nutfah kacang tunggak (Vigna unguiculata) merupakan
tanaman asli dari Afrika. Adapun tanaman kacang panjang tipe merambat
berasal dari daerah tropis Afrika, terutama Abbisinia dan Ethiopia. Bagian
10
tanaman kacang panjang yang dikonsumsi antara lain bagian polong yang
masih muda, tunas, daun, dan biji muda. Waktu yang tepat untuk memanen
polong yang akan digunakan sebagai sayuran adalah sebelum mencampai
kematangan penuh yaitu 15 sampai 20 hari setelah mekarnya bunga. Polong
muda bisa dimakan seara segar atau dimasak terlebih dahulu (Lim, 2012).
Berdasarkan data Badan Pusat Statistik Indonesia (2018), pada tahun 2015
produksi kacang panjang di Indonesia sebesar 395.524 ton sedangkan pada
tahun 2017 produksi kacang panjang di Indonesia sebesar 381.185
ton.Produksi kacang panjang di indonesia masih di bawah hasil penelitian,
yaitu sekitar 5,72 ton polong muda per hektar, sedangkan potensi produksi
polong di tingkat penelitian dapat mencapai 17,4-23,74 ton/ha (Kuswantoet
al., 2005).
Kacang panjang memiliki banyak kahsiat untuk kesahatan, antara lain
mengobati cacingan, batuk rejan, sembelit,meningkatkan fungsi sel darahdan
kanker (Hendraet al., 2008). Menurut Haryanto (2013) menjelaskan biji
kacang panjang terdapat sumber protein nabati yang memiliki kandungan
karbohidrat (70,00%), protein (17,30%), lemak (1,50%) dan air (12,20%).
Kacang panjang sebagai salah satu jenis dari sayur-sayuran dapat menjadi
pilihan yang mudah bagi masyarakat Indonesia. Namun produksi kacang
panjang di Indonesia mengalami penurunan yang diketahui antara lain musim
kemarau cukup panjang yang mengakibatkan kurangnya air pada lahan.
11
C. Cekaman Kekeringan
Cekaman kekeringan merupakan kondisi dimana keterbatasan kadar air dalam
tanah berpengaruh terhadap pertumbuhan dan produksi suatu tanaman.
(Purwanto dan Agustono, 2010). Air merupakan faktor penting untuk
pertumbuhan tanaman. Peranan air bagi kehidupan tanaman antara lain, air
sebagai pelarut unsur hara di dalam tanah sehingga tanaman dapat dengan
mudah menyerap hara tersebut melalui akar. Air juga berperan dalam proses
fotosintesis. Air akan melarutkan glukosa sebagai hasil fotosintesis dan
mengangkutnya ke seluruh tubuh tumbuhan melalui pembuluh floem.
Tanaman memperoleh air dari dalam tanah melalui proses penyerapan air oleh
akar (Hendriyani dan Nantya, 2009).
Penyerapan air oleh akar terjadi karena ketersediaan air tanah yang terikat dalam
tanah serta kemampuan akar itu sendiri untuk menyerap air dan hara (Jumin,
1992). Cekaman kekeringan merupakan salah satu permasalahan utama yang
terjadi pada lahan-lahan pertanaman. Global warming mengakibatkan
perubahan iklim yang tidak menentu dan menurunnya ketersediaan air dalam
tanah (Efendi et al., 2010).
Cekaman kekeringan pada tanaman menyebabkan menurunnya laju fotosintesis,
penutupan stomata, penurunan pertumbuhan daun serta perubahan indeks luas
daun (Purwanto et al.,2010). Selain menghambat fotosintesis dan integritas
dinding sel, cekaman kekeringan ini berdampak pada kandungan pigmen dan
keseimbangan osmotik dalam tumbuhan (Anjum et al., 2011). Hal ini
12
menyebabkan ukuran tanaman menjadi lebih kecil dibandingkan dengan
tanaman yang tumbuh normal (Kurniasari et al., 2010).
D. Poly Ethylene Glycol (PEG)
Poly Ethylene Glycol (PEG) merupakan senyawa kimia yang stabil, non ionik,
memiliki gugus polymer yang panjang (Sofinoris, 2009). Poly Ethylene Glycol
(PEG) termasuk kedalam golongan polimer sintetis. Poly Ethylene Glycol
(PEG) dapat melarutkan air dan memiliki kesamaan secara struktur kimia karena
adanya gugus hidrosil primer pada ujung rantai polieter yang mengandung
oksietilen (-CH2- CH2-O-). Poly Ethylene Glycol (PEG) berbentuk putih
seperti lilin yang menyerupai paraffin. Polietilena adalah jenis polimer
thermoplastik yang disebabkan oleh struktur rantainya yang linear (linear),
bercabang (branched) atau sedikit bersambung (cross lingked). Polimer dari
jenis ini akan bersifat lunak dan kental (viscous) pada saat dipanaskan dan
menjadi keras dan kaku (rigid) pada saat didinginkan (Saputro, 2012). Struktur
kimia PEG disajikan pada Gambar 2.
Gambar 2. Poly Ethylene Glycol (PEG) (Ngili, 2013).
Menurut Mariska dan Lestari (2006) Poly Ethylene Glycol (PEG) dapat
menstimulasi cekaman kekeringan karena sifatnya yang dapat menyerap air.
Tujuan penggunanaan PEG 6000 dalam media in vitro diharapkan dapat
13
menciptakan potensi osmotik yang setara dengan kondisi lapangan kelembaban
tanah dan titik kritis pada air sehingga eksplan memberikan responyang sama
dengan respon tanaman yang mengalami cekaman kekeringan di lapangan
(Rahayu et al.,2005).
E. Mikoriza Rhizoctonia solanii
Mikoriza adalah asosiasi dari suatu cendawan dengan sistem perakaran
tumbuhan. Cendawan tersebutakan memasuki sel akar tepatnya melalui dinding
selnya serta menginvaginasi membran plasma sel akar (Campbell, 2008).
Mikoriza dapat digolongkan menjadi dua tipe yaitu ektomikoriza dan
endomikoriza. Pada ektomikoriza jaringan hifa cendawan tidak sampai masuk
kedalam sel tapi berkembang diantara sel koretks akar membentuk mantel atau
hartig net di permukaan akar. Pada endomikoriza hifa tumbuh diantara sel-sel
korteks akar dan melakukan penetrasi ke dalam sistem perakaran tanaman
dengan membentuk arbuskular, yaitu suatu bentuk seperti cabang yang
mendominasi hampir semua volume sel (Yudisca, 2017). Dua tipe mikoriza akan
disajikan pada Gambar 3.
Gambar 3. Mikoriza (Warren, 2013).
14
Rhizoctonia solanii merupakan mikoriza arbuskular yang Deuteromycetes, tidak
membentuk spora dan berbiak dengan miselia dan sklerosia (Rahayu et al.,
2011). Beberapa spesies Genus Rhizoctonia dapatbersifat sebagai simbiosis
mutualisme atau sebagai patogen. Hal yang menjadi dasar dalam
pengelompokan cendawan ini yaitu warna dan morfologi koloni, jumlah sel inti
hifa, karakteristik pertumbuhan dan patogenesis pada inang (Ogoshi et al.,
1979). Berdasarkan inti selnya Mikoriza Rhizoctonia dibagi menjadi tiga
kelompok yaitu Rhizoctonia uninukleat, Rhizoctonia binukleat, dan Rhizoctonia
multinukleat (Sneh et al., 1991).
Mikoriza Rhizoctonia solanii dapat berkembang baik pada kelembaban yang
tinggi (> 80%) dan suhu 15-35°C. Mikoriza dapat memainkan peran dalam
proses siklus nitrogen yang berguna untuk pertumbuhan tanaman (Barea et al.,
1989). Mikoriza akan menginfeksi tanaman dengan menumbuhkan hifa diantara
sel korteks akar kemudian melakukan penetrasi dalam sistem perakaran dengan
membentuk arbuskular dan menyebabkan gejala khas pada batang, pelepah,
daun, dan bulir (Soenartiningsih, 2015).
Ahiabor dan Hirata (2003) melaporkan bahwa kacang panjang adalah paling
responsif dalam masalah simbiosis mutualisme dengan mikoriza arbuskular
dalam hal pertumbuhan tunas, mengambil unsur phosfat yang dihasilkan dari
tanah dan meningkatkan pertumbuhan akar sehingga tanaman mampu
meningkatkan kapasistas penyerapan unsur hara dan air.
15
F. Klorofil
Klorofil merupakan pigmen berwarna hijau yang berperan dalam fotosintesis.
Klorofil berada di dalam kloroplas. Kloroplas berasal dari proplastida atau
plastida yang masih belum dewasa, berukuran kecil dan hampir tidak berwarna.
Kloroplas berada dalam jaringan parenkim spons dan parenkim palisade daun
tanaman tingkat tinggi (Salisbury dan Ross, 1991). Klorofil dapat menampung
cahaya yang diserap oleh pigmen lainnya melalui fotosintesis, sehingga klorofil
disebut sebagai pigmen pusat reaksi fotosintesis (Bahri, 2010).
Klorofil memiliki sifat fisik maupun sifat kimia. Sifat fisik yang dimiliki klorofil
yaitu mampu memantulkan cahaya yang berpencar atau tersebar. Sinar yang akan
diserap adalah sinar merah dan biru dengan panjang gelombang sinar antara 400-
700 nm. Sifat kimia pada klorofil adalah tidak larut dalam air namun larut dalam
berbagai jenis pelarutorganik seperti etanol. Klorofil mempunyai rantai fitil
(C20H39O) yang akan berubah menjadi fitol (C20H39OH) jika terkena air dengan
katalisator klorofilase. Fitol adalah alkohol primer jenuh yang mempunyai daya
afinitas yang kuat terhadap O2 dalam proses reduksi klorofil (Dwidjoseputro,
1994).
Klorofil pada tumbuhan terdapat 2 macam yaitu klorofil a (C55H72O5N4Mg)
berwarna hijau tua dan klorofil b (C55H70O6N4Mg) yang berwarna hijau lebih
muda. Panjang gelombang yang diserap oleh klorofil a dan b paling besar adalah
600-700 nm yang merupakan cahaya berwarna merah. Cahaya yang paling
sedikit diserap adalah cahaya dengan panjang gelombang 500-600 nm atau
16
berwarna hijau, kemudian cahaya biru akan diserap oleh karotenoid (Nio Song
dan Banyo, 2011). Struktur klorofil a dan b disajikan pada Gambar 4.
Gambar 4. Struktur Klorofil a). Klorofil a,dan b). Klorofil b
(Nio Song dan Banyo, 2011).
Klorofil memiliki keterkaitan terhadap cekaman kekeringan sebagai respon
fisiologis tumbuhan. Keterbatasan air akibat kekeringanmempengaruhi
reaksi-reaksi biokimia untuk fotosintesis yang berlangsung dalam sel
berkurang, sehingga laju fotosintesis menurun (Fitter dan Hay, 1994). Akibat
fotosintesis yang menurun ini juga akan menghambat sintesis klorofil
(Hendriyani dan Nantya, 2009). Kandungan klorofil dapat dijadikan
parameter dalam pengaruh cekaman kekeringan karena konsentrasi klorofil
daun akan menurun akibat terhambatnya penyerapan zat unsur hara dari tanah
yang penting dalam sintesis klorofil seperti magnesium dan nitrogen (Nio
Song dan Banyo, 2011).
G. Karbohidrat
Karbohidrat merupakan senyawa yang memiliki peran penting bagi
kehidupan tanaman. Tanpa karbohidrat tanaman tidak mampu tumbuh,
berkembang dan melakukan kegiatan fisiologis lainnya secara normal yang
a b
17
disebabkan sumber energi dari karbohidrat yang menurun. Karbohidrat dapat
berperan penting sebagai sumber energi utama bagi tanaman untuk
melangsungkan kehidupannya (Salisbury dan Ross, 1991). Kandungan
karbohidrat merupakan parameter yang digunakan dalam analisis
pertumbuhan. Dalam analisis kandungan karbohidrat terdapat berbagai
metode. Metode yang mudah dan akurat dalam pengukuran gula murni pada
oligosakarida, proteoglikan, glikoprotein dan glikolipid adalah metode fenol-
sulfur (Masuko et al., 2005).
Pada saat cekaman kekeringan, tanaman akan mengurangi penggunaan
karbohidrat untuk mempertahankan proses metabolismenya, dan hal ini memicu
kekurangan karbon sehingga tanaman akan mengalami penurunan dan akan
mengalami kematian pada tanaman (Liu et al., 2012). Kandungan karbohidrat
terlarut total merupakan parameter yang tepat untuk digunakan dalam cekaman
kekeringan. Kandungan karbohidrat berperan dalam mengatur tekanan potensial
air pada cekaman kekeringan dapat diamati dari batang merupakan organ tanaman
yang banyak mengandung konsentrasi gula dan menunjukkan karakterisasi
perubahan genotip pada kondisi tercekam (Kerepesi dan Galiba, 2000).
1
III. METODE PENELITIAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini telah dilaksanakan dari bulan November sampai dengan bulan
Januari 2019 di ruang In Vitro Laboratorium Botani, Jurusan Biologi, Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Lampung.
B. Alat dan Bahan Penelitian
Alat- alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah alumunium foil,
Autoclave, Laminar Air Flow Cabinet (LAF) ESCO,Erlenmeyer berukuran 50
ml, cawan petri, corong, botol kultur berukuran 250 ml, gelas ukur bervolume
100 ml dan 500 ml, breaker glass berukuran 1000 ml, kertas label, pinset,
scalpel, mata pisau scalpel, kertas saring, mikroskop, mikropipet, pipet tip,
spektrofotometri (Shimudzu UV 800), tabung reaksi, rak tabung reaksi,
timbangan analitik Ohaus, tisu, water bath, dan kamera asus.
Bahan yang digunakan adalah biji kacang panjang (Vigna unguiculata (L.)
Walp) steril, isolat mikoriza Rhizoctonia solanii yang diperoleh yang diperoleh
dari koleksi pribadi Dr. Endang Nurcahyani, M.Si., Poly Ethylene Glycol (PEG)
6000,alkohol 70 %, akuades, sukrosa, agar, Kalium Hidroksida (KOH), Asam
19
Chlorida (HCl), aseton proanalitikuntuk analisis klorofil a,b dan total, Fenol dan
Asam Sulfat (H2SO4) untuk analisis karbohidrat terlarut total, serta bahan kimia
medium Murashige and Skoog (MS) padat untuk media kultur yang
komposisinya disajikan dalam Lampiran 1.
C. Rancangan Percobaan
Rancangan penelitian ini disusun menggunakan Rancangan Acak Lengkap
Faktorial (RALF) yang terdiri dari dua faktor. Faktor pertama, inokulasi
Rhizoctonia dengan 2 taraf yaitu V0 (tidak diinokulasi Rhizoctonia) dan V1
(diinokulasikan Rhizoctonia). Faktor kedua,konsentrasi Poly Ethylene Glycol
(PEG 6000) dengan3 konsentrasi yaitu P0 (0%),P1 (15%) dan P2 (30 %) dan
diulang sebanyak 4 kali. Parameter yang diukur yaitu kandungan klorofil a, b
dan total, kandungan karbohidrat terlarut total serta tinggi planlet. Data
dianalisis dengan menggunakan ANOVA dan uji lanjut dengan Beda Nyata
Terkecil (BNT) pada taraf nyata 5%. Masing-masing konsentrasi penelitian
diulang 4 kali dan setiap ulangan terdiri dari 3 biji V. unguiculata (L.) Walp.
Tata letak satuan percobaan seleksi biji V. unguiculata (L.) Walp yang
terhadap cekaman kekeringan secara in vitro disajikan dalam Tabel 1.
20
Tabel 1. Tata Letak Satuan Percobaan
U1 U2 U3 U4
V0 V1 V0 V1 V0 V1 V0 V1
P0 U1V0P0 U1V1P0 U2V1P0 U2V1P0 U3V0P0 U3V1P0 U4V0P0 U4V1P0
P1 U1V0P1 U1V1P1 U2V1P1 U2V1P1 U3V0P1 U3V1P1 U4V0P1 U4V1P1
P2 U1V0P2 U1V1P2 U2V1P2 U2V1P2 U3V0P2 U3V1P2 U4V0P2 U4V1P2
Keterangan:V0 = Tidak diinokulasi dengan Rhizoctonia U1 = Ulangan ke 1V1 = Inokulasi dengan Rhizoctonia U2 = Ulangan ke 2P0 = PEG 6000 konsentrasi 0% U3 = Ulangan ke 3P1 = PEG 6000 konsentrasi 15% U4 = Ulangan ke 4P2 = PEG 6000 konsentrasi 30%
D. Bagan Alir Penelitian
Penelitian dilakukan dalam beberapa tahap, yaitu: 1) Pemberian Poly Ethylene
Glycol (PEG) 6000 dan isolat Rhizoctonia solanii dalam medium Murashige
and Skoog (MS); 2) Penanaman V. unguiculata (L.) Walp pada medium
penelitian secara in vitro; 3) Penentuan pengaruh inokulasi R. solanii dan PEG
6000 terhadap planlet V. unguiculata (L.) Walp;4) Analisis respon yang
spesifik pada planlet V. unguiculata (L.) Walp terhadap cekaman kekeringan
yang meliputi visualisasi planlet, persentase jumlah planlet yang hidup,
analisis kandungan klorofil a,b dan total serta karbohidrat terlarut total.
21
Tahap penelitian disajikan dalam bentuk bagan alir seperti pada Gambar 5.
Gambar 5. Bagan Alir Penelitian
Medium berjumlahbanyak untuk stoksubkultur
Medium yang baiktidak mengalamikontaminan
Penambahan PEG 6000dalam medium MS
Inokulan berjumlahbanyak untuk stoksubkultur
Inokulasi yang baiktidak mengalamikontaminan
Inokulasi sporaRhizoctonia dalammedium MS
Karakterisasipertumbuhan biji:analisis kandunganklorofil a, klorofil bdan klorofil total
Munculnya karakterspesifik hasilpertumbuhan biji Vignaunguiculata (L.) Walp.pada kandungan klorofildan karbohidrat total
Meningkatnyametabolismeklorofil dankarbohidrat padapertumbuhan bijiVigna unguiculata(L.) Walp. yangtahan.
Penanaman eksplanberupabiji Vignaunguiculata (L.) Walp.dalam medium
Terjadinyapertumbuhan tunas,daun dan akar sertaketahanan kekeringan
Terdapat kandidatplanlet Vignaunguiculata (L.)Walp. yang tahanterhadap kekeringan
LuaranPerlakuan Indikator
22
E. Pelaksanaaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian meliputi beberapa langkah sebagai berikut.
1. Persiapan Medium
Medium yang digunakan dalam penelitian ini adalah Murashige and Skoog
(MS) padat. Pembuatan medium tanam MS sebanyak 1 liter adalah dengan
cara mengukur sejumlah larutan stok (Lampiran 1) kemudian dimasukkan
ke dalam breaker glass 1 liter. Akuades ditambahkan ke dalam larutan
stok sampai tanda (1 liter) dan pH diatur sampai 5,6 dengan penambahan
KOH 1 N atau HCl 1 N. Larutan tersebut kemudian dipindahkan ke dalam
wadah yang lebih besar kemudian ditambahkan agar-agar sebanyak 7 g/l,
dan sukrosa 30 g/l.Larutan medium dipanaskan sampai mendidih sambil
diaduk untuk melarutkan agar-agar. Penambahan ZPT dilakukan setelah
larutan medium diangkat, kemudian dituangkan ke dalam botol kultur
sebanyak 20 ml/botol. Sterilisasi medium menggunakan autoclave dengan
tekanan 17,5 psi, suhu 121°C selama 15 menit.
Medium Murashige and Skoog (MS) padat selanjutnya ditambah Poly
Ethylene Glycol (PEG) 6000 dengankonsentrasi 0% (kontrol), 15% , dan
30 %. Sebelum digunakan, PEG 6000 dilarutkan dalam akuades pada
konsentrasi tertentu kemudian disaring menggunakan syringe filter yang
mempunyai diameter 0,45 μm sebanyak 2 kali, dilanjutkan filter
berdiameter 0,22 μm satu kali. Penyaringan dilakukan dalam ruang steril
didalam LAF Cabinet.
23
Selanjutnya PEG 6000 ditambahkan ke dalam medium MS. Sebelum
digunakan, medium diinkubasikan selama 7 hari pada suhu kamar (25°C)
untuk memastikan bahwa PEG 6000 telah terlarut dalam medium dengan
baik. Apabila dalam waktu 7 hari tidak terjadi kontaminasi pada medium,
maka medium dapat digunakan.
2. Inokulasi Rhizoctonia solanii
Inokulasi Rhizoctonia solanii dilakukan secara langsung pada medium
tanamkacang panjang secara in vitro dengan menambah larutan isolat R.
solanii yang dimasukkan pada medium Murashige and Skoog (MS)
sebanyak 0,1 ml dengan konsentrasi 2,3 x 106 sel/mldan diinkubasikan
pada suhu kamar selama 72 jam.
3. Penanaman Eksplan Pada Medium Penelitian
Eksplan yang digunakan berupa biji kacang panjang steril. Setelah itu
ditanam 3 eksplan kacang panjangpada medium perlakuan yang telah
ditentukan dalam botol kultur. Masing-masing konsentrasi penelitian
dilakukan 4 kali pengulangan.
4. Pengamatan
a. Persentase Jumlah Planlet yang Hidup
Penghitungan persentase jumlah planlet hidup kacang panjang
menggunakan rumus:
Jumlah planlet yang hidupJumlah seluruh planlet
(Nurcahyani, 2014)
24
b. Visualisasi Planlet
Meliputi warna planlet setelah diberikan perlakuan inokulasi Rhizoctonia
solanii dan Poly Ethylene Glycol (PEG) 6000 dengan klasifikasi sebagai
berikut: hijau, hijau dengan bagian tertentu berwarna cokelat dan cokelat.
c. Tinggi Planlet
Pengamatan tinggi planlet pada eksplan kacang panjang setelah diberi
perlakuan inokulasi Rhizoctonia solanii dan Poly Ethylene Glycol (PEG)
6000 dilakukan setiap minggu sekali. Tinggi planlet diukur menggunakan
penggaris dan diukur dari pangkal batang hingga pucuk daun.
d. Infeksi Rhizoctonia solanii Pada Akar Kacang Panjang
Bahan untuk mengetahui adanya infeksi Rhizoctonia solanii pada akar
kacang panjang yaitu KOH 10 %, HCL 37 %, dan methylen blue. Akar yang
diperkirakan bermikoriza dipotong kecil sebanyak 2 gr lalu dicuci dengan
akuades. Potongan akar direndam dalam KOH 10 % selama 60 menit untuk
melarutkan fenol dan air pada tanaman. Potongan akar dicuci kembali
dengan air mengalir, kemudian potongan akar direndam dalam HCL 37 %
selama 10 menit supaya methylen blue dapat meresap dan memberikan
warna pada jaringan akar. Kemudian potongan akar dimasukkan ke dalam
methylen blue dan direndam selama 30 menit. Methylen blue kemudian
ditiriskan dengan air mengalir. Sampel akar diamati di bawah mikroskop
untuk mengetahui adanya infeksi Rhizoctonia solanii.
25
e. Analisis Kandungan Klorofil
Analisis kandungan klorofil dilakukan pada daun planlet kacang
panjangyang sudah diberik perlakuan inokulasi Rhizoctonia solanii dan
PEG 6000, menggunakan metodeHarbourne dengan spektrofotometer.
Daun planlet kacang panjang sebanyak 0,1 g dihilangkan ibu tulang
daunnya, digerus dengan mortar.Setelah daun hancur kemudian
ditambahkan 10 ml aseton 80%. Larutan sampel daun disaring
menggunakan kertas Whatman No. 1 dan dimasukkan ke dalam flakon
lalu ditutup rapat. Larutan sampel dan larutan standar (aseton 80%) di
ambil sebanyak 1 ml, dimasukkan ke dalam kuvet. Setelah itu
dilakukan pembacaan serapan dengan spektrofotometer UV pada
panjang gelombang (λ) 648 nm dan 664 nm. Pembacaan klorofil untuk
sekali sampel dilakukan tiga kali.
Kadar klorofil dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut.
Klorofil total = 5,24 λ664 + 22,24 λ648mg/l
Klorofil a = 13,36 λ664 – 5,19 λ648mg/l
Klorofil b = 27,43 λ648 – 8,12 λ664mg/l (Miazek, 2002)
f. Analisis Kandungan Karbohidrat Terlarut Total
Analisis kandungan karbohidrat terlarut total dilakukan dengan metode
fenol-sulfur (Dubois, 1956). Planlet kacang panjang diambil dan ditimbang
sebanyak 0,1 gram. Kemudian ditumbuk halus dengan mortar lalu diberi
10 ml akuades. Larutan sampel disaring dengan kertas saring Whatman no.
1 lalu dimasukkan kedalam tabung reaksi.
26
Selanjutnya filtrat diambil sebanyak 1 ml dan ditambahkan 1 ml
H2SO4,dan fenol sebanyak 2 ml. Selanjutnya filtrat dimasukkan
kedalam kuvet dan dibaca pada panjang gelombang 490 nm.
Kandungan karbohidrat terlarut total dihitung dengan cara membuat
larutan standar glukosa yang terdiri dari beberapa konsentrasi kemudian
diukur dengan spektrofotometer pada panjang gelombang 490 nm.
Hasil absorbansi larutan standar dibuat persamaan regresi linier
sehingga diperoleh persamaaan: Y = ax +b. Nilai absorbansi sampel
selanjutnya dimasukkan sebagai nilai Y sehingga didapatkan nilai x
(μ/mol).
F. Anilisis Data
Data yang diperoleh dari pertumbuhan planlet kacang panjang selama
seleksi in vitro terhadap kekeringan berupa data kualitatif dan data
kuantitatif. Data kualitatif disajikan dalam bentuk deskriptif komparatif
dan didukung foto. Data kuantitatif dari setiap perlakuan dianalisisragam
ANOVA pada tarafnyata 5% (Nurcahyani, 2019). Dilanjutkan dengan uji
BNJ pada taraf nyata 5 % jika terdapat beda nyata dari setiap perlakuan.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
A. Kesimpulan
Kesimpulan yang diperoleh dari hasil penelitiaan ini meliputi :
1. Pemberian inokulasi Rhizoctonia solanii terhadap tinggi planlet kacang panjang
(Vigna unguiculata (L.) Walp) pada medium dengan Poly Ethylene Glycol
(PEG) 6000 tidak berpengaruh nyata namun cenderung meningkatkan tinggi
planlet terhadap cekaman kekeringan.
2. Respon spesifik pada eksplan kacang panjang (Vigna unguiculata (L.)
Walp) terhadap inokulasi Rhizoctonia solanii dan Poly Ethylene Glycol
(PEG) 6000 menunjukkan Poly Ethylene Glycol (PEG) 6000 cenderung
menurunkan pertumbuhan tinggi planlet, kandungan klorofil a, b, dan total
dan karbohidrat dan Rhizcotonia solanii cenderung meningkatkan
kandungan klorofil total dan karbohidrat pada kondisi cekaman kekeringan.
B. Saran
Perlu adanya penelitian lanjutan mengenai konsentrasi pemberian inokulasi
isolat Rhizoctonia solanii yang optimum untuk digunakan serta analisis
parameter lain seperti indeks stomata, dan kandungan prolin.
DAFTAR PUSTAKA
Ahiabor, B, D., H. Hirata. 2003. Associative Influence of Soluble Phosphate,Rock Phospate and Arbuscular Mycrorrhizal Fungus On Plant Growth andPhosphorus Uptake of Three Tropical legumes. W Afr J Appl Ecol 4(75).
Anjum, S.A., X.Y. Xie, L.C.Wang, M.F. Salem, C. Man, dan W. Lei. 2011.Morphological, Physiological, and Biochemical Responses of Plants toDrought Stress. AfricanJ. of Agric. Res. 6(9).
Arimarsetiowati, R. 2012. Kultur Jaringan Tanaman Kopi. Pusat Penelitian Kopidan Kakao Indonesia. Hal. 13-17.
Badan Pusat Statistik. 2018. Statistik Pertanian. Direktorat Pengembangan UsahaHortikultura, Direktori Ekspor Impor Hortikultura. Jakarta : Badan PusatStatistik.
Bahri, S. 2010. Klorofil. Diktat Kuliah Kapita Selekta Kimia Organik. UniversitasLampung.
Barea, J.M, F.El-Atrach, danR. Azcon. 1989. Mychorriza and phopateinteractions as affecting plant development, N2-fixation, N-transfer and N-uptake from soil in legume-grass mixture by using a N dilution technique.Soil Biol Biochem. 21(4).
Cahyono, B. 2005. Kacang Panjang (Teknik Budidaya dan Analisis Usaha Tani).CV. Aneka Ilmu. Semarang.
Campbell, N.A, J.B. Reece, dan L.G. Mitchell. 2008. Biologi Edisi KedelapanJilid 2. Erlangga. Jakarta.
Cronquist, A. 1988. The Evoluation and Classification of Flowering Plant 2ndEdition. The New York Botanical Garden, New York.
Desti Yuniarsih. 2017. Pengaruh Cekaman Air Terhadap Kandungan ProteinKacang Kedelai. Prosiding Seminar Nasional Pendidikan Biologi. FKIP.Universitas Ahmad Dahlan.
Dubois, M., K.A. Gille, J.K. Hamilton, P.A. Rebers, dan Smith, F. 1956.Colometri method for Determination of Sugars and Related Subtance.Anal. Biochem 28(1956): 143-145.
Dwidjoseputro. 1994. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Pustaka Gramedia. Jakarta.
Efendi, R., Suwardi, dan M. Isnaini. 2010. Metode dan Penentuan Karakter SeleksiGenotipe Jagung Terhadap Cekaman Kekeringan Pada Fase Awal Vegetatif.Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gadjah Mada University Press. Yogyakarta.
Fitter, A. H. dan R.K.M. Hay. 1994. Fisiologi Lingkungan Tanaman. GadjahMada University Press. Yogyakarta.
Haryanto, A. 2013. Isolation of Chitinolytic Bacteria Used As Biological Controlof Suspected Pathogenic Fungi On Oil Palm Seedlings. Skripsi. InstitutPertanian Bogor. Bogor.
Haryanto, E.,T. Suhartini,dan E. Rahayu. 2008. Budi Daya Kacang Panjang.Penebar Swaday. Jakarta.
Hendra, A.H., L. Lingga, dan P. Djojokusumo. 2008. Buku Pintar Tanaman Obat:431 Jenis Tanaman Penggempur Aneka Penyakit. Redaksi AgroMedia.Jakarta.
Hendriyani, I.S., dan S. Nantya. 2009. Kandungan Klorofil dan PertumbuhanKacang Panjang (Vigna sinensis) pada Tingkat Penyediaan Air yangBerbeda. Jurnal Sainsdan Matematika. 17 (3).
Hutapea, J. R. 1994. Inventaris Tanaman Obat Indonesia (III). Badan Penelitiandan Pengembangan Kesehatan, Departemen Kesehatan. Jakarta.
Jumin, H. B. 1992. Ekologi Tanaman Suatu Pendekataan Fisiologi. RajawaliPress, Jakarta.
Kerepesi, I., dan G. Galiba. 2000. Osmotic and Salt Stress-Induced Alteration inSoluble Carbohydrate Content in Wheat Seedlings. Crop Science40(2000): 482-487.
Kumar, R.R., K. Krishna, dan G.R. Naik. 2011. Effect of Polyethylene GlycolInduced Water Stress on Physiological and Biochemical Respone InPigeonpae (Cajanus cajan L.Millsp.). Plant Research in Science andTechnology, 3: 148-152.
Kurdianingsih, S., A. Rahayu, dan Setyono. 2015. Efek Pupuk Kalium OrganikCair dan Tahapan Pemupukan Kalium Terhadap Pertumbuhan, Produksi,dan Daya Simpan Kacang Panjang (Vigna sesquipedalis L. Fruhw). JAgronida 1(2).
Kurniasari, A.M., Adisyahputra, dan R. Rosman. 2010. Pengaruh Kekeringanpada Tanag Beragam NaCl Terhadap Pertumbuhan Tanaman Nilam. Bull.Littro 21(1).
Kuswanto, K. Astanto, S. Lita, dan H. Tutung. 2005. Perakitan Varietas TanamanKacang Panjang Tahan Cowpea Aphid Borne Mosaic Virus dan BerdayaHasil Tinggi.Publikasi Peneltian Hibah Bersaing 11(3).
Lim, T. K. 2012. Edible Medicinal and Non-Medicinal Plants vol 2. Fruits NewYork: London.
Liu, H.Y., J.Y. Li, Y. Zhao dan K.K. Huang. 2007. Influence of Drought StressOn Gas Exchance and Water Use Efficiency of Salix psammophiliaGrowing In Five Places. Ari. Zone. Hal 815 - 820
Liu, M., L.Chen,Y.Zao, L.Gan, D. Zhu, W. Xiong,Z. Xu, dan Z. Hao. 2002.Preparation Characterization and Properties of Liposome LoadedPolycaprolactone Microspheres as A Drug Delivery System. PhysicochemEnginering Aspectes. Hal 131-136.
Mariska, I., dan E.G. Lestari. 2006. Seleksi In Vitro untuk Toleransi terhadapFaktor Abiotik pada Tanaman Padi dan Kedelai. Seminar NasionalPemanfaatan Bioteknologi untuk Mengatasi Cekaman Abiotik padaTanaman : 28-41.
Masuko, T., M, Akio, I. Norimasa, T. Majima, N. Shin-Ichiro, dan Y.C. Lee.2005. Carbohydrate Analysis by A Phenol-sulfuric Acid Method InMicroplate Format. Analytical Biochemistry Vol 339.
Miazek, Mgr inz Krystian. 2002. Chlorophyll Extraction From Harvested PlantMaterial. Supervisor: Prof. dr hab. inz. Stanislaw Ledakowicz.
Muliani,Y.N.,F. Damayanti,dan N. Rostini. 2014.Seleksi In VitroEnam KultivarKentang (Solanum tuberosum l.) Hasil Iradiasi Sinar Gamma UntukToleransi Kekeringan Menggunakan Manitol. Agric. Sci. J. 1(4): 71-79.
Mulyani, S. 2006. Anatomi Tumbuhan. Penerbit Kanisius. Yogyakarta.
Nio, S.A dan Banyo. Y. 2011. Konsentrasi Klorofil Daun sebagai IndikatorKekurangan Air pada Tanaman. Jurnal Ilmiah Sains, 11: 166-173.
Ngili, Y. 2013. Biokimia Dasar Edisi Revisi. Penerbit Rekayasa Sains.Bandung.
Nurcahyani, E, B. Hadisutrisno, I Sumardi, dan E. Suharyanto. 2014. Identifikasi GalurPlanlet Vanili (Vanilla planifolia Andrews) Resisten terhadap Infeksi Fusariumoxysporum f. Sp. Vanillae Hasil Seleksi In Vitro Dengan Asam Fusarat. ProsidingSeminar Nasional: “Pengendalian Penyakit Pada Tanaman Pertanian RamahLingkungan”. Fakultas Pertanian UGM. ISBN 978-602-71784-0-3./2014
Nurcahyani, E., I. Sumardi, B. Irawan, E. Yunita, dan T. Lidia. 2019. In VitroStudy: Induced Ressistance Of Cassava (Manihot esculenta Crantz.)Planlet Against Fusarium oxysporum Based On Analysis of PhenolContent. World Journal of Pharmaceutical and Life Sciences.5(2). ISSN2454-2229.
Nurcahyani, E., I. Sumardi, B. Hadisutrisno, dan E. Suharyanto. 2017. DNAPattern Analysis of Vanilla planifolia Andrews Plantae Which Resistant toFusarium oxysporum f.sp vanillae. World Journal of Pharmaceutical andLife Sciences. 3(4). ISSN 2454-2229.
Nuriyah, Y.A. 2015. Respon Pertumbuhan dan Kandungan Protein AntioksidanBibit Melinjo (Gnetum gnemon L.) Setelah Pemberian Poly EthyleneGlycol (PEG). Skripsi. Pertanian. Universitas Jember.
Ogoshi, A., M. Onoki, R. Sakai, dan T. Ui. 1979. Anastomosis Grouping AmongIsolates of Binucleate Rhizoctonia. Journal Trans Mycology.
Panji, R. 2012. Kacang Panjang (Vigna sinensis L.) Merupakan TanamanSayuran Semusim. Buku J.Budidaya Tanaman Kacang Panjang.
Pitojo, S. 2006. Penangkaran Benih Kacang Panjang. Kanisius. Yogyakarta.
Pratiwi, dan R. Asri. 2016. Kajian Efek Poly Ethylene Glycol (PEG) 6000Terhadap Cekaman Kekeringan Planlet Kedelai (Glycine max (L.) Merill)Varietas Tanggamus Secara In Vitro. Skripsi. FMIPA. UniversitasLampung.
Purwanto, dan T. Agustono. 2010. Kajian Fisiologi Tanaman Kedelai PadaBerbagai Kepadatan Gulma Teki Dalam Kondisi Cekaman Kekeringan.J.Agroland17 (2).
Putri, Y. S. 2015. Pertumbuhan Kalus Stevia Rebaudiana Bertoni Dari EksplanDaun dan Ruas Batang Dengan Periode Subkultur Berbeda. Skripsi.Departemen Biologi MIPA. IPB. Bogor.
Rahayu, E. S., S.E. Gunhardja, Ilyas, dan Sudarsono. 2005 Polietilena glikol(PEG) dalam Media In Vitro Menyebabkan kondisi cekaman yangmenghambat tunas kacang tanah (Arachis hypogaea L.). JurnalHayati (11)
Rahayu, M. 2007. Ragam Patogen Tular Tanah dan Mikroba Antagonisnya PadaRizosfer Kacang-kacangan di Jawa Timur. Prosiding : PeningakatanProduksi Kacang-kacangan dan Umbi-umbian Mendukung KemandirianPangan. Puslitbangan Tanaman Pangan, Bogor. 423-435.
Rahayu, M., Y.Baliadi, Y. Prayogo, Bedjo, dan S. Hardianingsih. 2011. Status,Komposisi Species dan Dominasi Hama Penyakit Kedelai, Musuh Alami danTanaman Inang Hama Penyakit Kedelai di Lahan Pasang Surut. LaporanAkhir. Balai Penelitian Tanaman Kacang-kacangan dan Umbi-umbian. Malang.
Salisbury, F. B. dan C.W. Ross. 1991. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB Press.Bandung.
Samadi, B. 2003. Usaha Tani Kacang Panjang. Kanisius. Yogyakarta.
Samanhudi. 2010. Pengujian Cepat Ketahanan Tanaman Sorgum ManisTerhadap Cekaman Kekeringan. Agrosains, 12(1).
Saputro, Dwi. 2012. Pembuatan dan Karakterisasi Plastik Ramah LingkunganDari Campuran Polistirena-Poli Asam Laktat. Skripsi. MIPA. UniversitasLampung.
Sinaga, E. 2015. Seleksi Toleransi Kekeringan In Vitro Terhadap Enam BelasTanaman Terung (Solanum melongena L.).Jurnal Hayati (11):39-48.
Sneh, B., L. Burpee, dan A. Ogoshi. 1991. Identification of Rhizoctonia sp. APSPress. St Palu. Minnesota.
Soenartingsih, M. Akil, dan N.N. Andayani. 2015. Cendawan Tular Tanah(Rhizoctonia solani) Penyebab Penyakit Busuk Pelepah pada TanamanJagung dan Sorgum dengan Komponen Pengendaliannya. IPTEKTanaman Pangan. 10 (2).
Sofinoris. 2009. Peningkatan Viabilitas (Printing) Benih Kapas (Gossypiumhirsutum L.) Dengan Polyethylene Glycol (PEG) 6000. Skripsi. UINMaliki Malang. Malang.
Sujinah, dan A. Jamil. 2016. Mekanisme Respon Tanaman Padi TerhadapCekaman Kekeringan dan Varietas Toleran. Balai Besar PenelitianTanaman Padi. Jawa Barat.
Warren, D. 1999. Biological Investigation. World Book Inc. Chicago.
Yudisca, A. 2017. Identifikasi Fungi Mikoriza Arbuskular Pada TanamanRevegetasi Lahan Penambangan Timah di Kecamatan MerawangKabupaten Bangka Dan Sumbangannya Pada Pembelajaran Biologi SMA.Skripsi. FKIP. Universitas Sriwijaya.
Zaevie, B., N. Marisi, dan A. Puji. 2014. Respon Tanaman Kacang Panjang(Vigna sinensis L.) Terhadap Pemberian Pupuk NPK Pelangi dan PupukOrganik Cair Nasa. Jurnal AGRIFOR. Universitas 17 Agustus 1945.Samarinda.
Zulhilmi, Suwirmen dan Surya, W. R. 2012 Pertumbuhan dan Uji KualitatifKandungan Metabolit Sekunder Kalus Gatang (Spilanthes acmella Murr.)dengan Penambahan PEG untuk Menginduksi Cekaman Kekeringan.Jurnal Biologi.Universitas Andalas, 1:1-8.
