RENCANA PENELITIAN TIM PENELITI (RPTP)

LEMBAR PENGESAHAN

1. Judul RPTP:Teknik Perbanyakan in vitro kelapa, aren dan sagu yang cepat, seragam dan dengan peningkatan efisiensi >20 %

2. Judul ROPP: Modifikasi kultur embrio kalapa kopyor3. Nama Unit Kerja:Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain

4. Alamat Unit Kerja:Mapanget Kotak Pos 1004 Manado, Sulut

5. Diusulkan Melalui DIPA:Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain, Manado

6. Status Kegiatan:Lanjutan

7. Penanggung Jawab:

1. Nama:Ir. Nurhaini Mashud, MS2. Pangkat Golongan:Pembinan, IV/c3. Jabatan:Peneliti Utama

8. Lokasi Kegiatan:Sulawesi Utara

9. Jangka Waktu:1 Tahun

10. Tahun Dimulai:TA. 2011

11. Biaya:Rp. 88.362.000,-

Menyetujui

Kepala Balai Penelitian Kelapa dan

Palma Lain,Penaggung Jawab ROPP

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur dipanjatkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena hanya dengan izinNya laporan Tengah Tahun 2011 ini selesai disusun. Laporan ini menyajikan kemajuan pelaksanaan kegiatan penelitian dengan judul Modifikasi Kultur Embrio Kelapa Kopyor selama Semester I TA. 2011, dan sebagai pertanggung jawaban dari tim peneliti kepada Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain yang membiayai penelitian ini melalui DIPA 2011.

Tim peneliti mengucapkan terima kasih kepada Kepala Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain, Teknisi Litkayasa, Laboran serta Dinas Perkebunan Kabupaten Pati, Jawa Tengah yang telah membantu terlaksananya kegiatan penelitian ini.

Untuk perbaikan laporan ini, saran dan kritik sangat diharapkan.

Mapanget, Juli 2011

Tim Peneliti.

ii

RINGKASANTujuan akhir penelitian ini adalah mendapatkan teknologi kultur embrio yang efisien, sedangkan tujuan penelitian tahun 2011 adalah mendapatkan teknologi kultur embrio kelapa kopyor yang menghasilkan planlet dengan daya adaptasi yang tinggi pada kondisi ex vitro. Penelitian akan dilakukan dalam bentuk percobaan faktorial 2 x 4 x 4 menggunakan Rancangan Acak Kelompok. Faktor A = pupuk, yang terdiri atas (1). A1 = pupuk organik dan (2).A2 = pupuk anorganik. Faktor B = vermikulit, yang terdiri atas (1). B1 = tanpa vermikulit, (2). (2). B2 = vermikulit 10%, (3). B3 = vermikulit 20% dan (4). B4 =vermikulit 30%. Kegiatan yang dilakukan selama semester I ini adalah pengambilan materi penelitian, yaitu buah kelapa Genjah kopyor asal Kabupaten Pati, Jawa Tengah. Embrio sebanyak 377 dikulturkan dalam media tumbuh in vitro Y3, dan hingga saat ini sebanyak 184 telah berkecambah, 178 kecambah akan displit (dibelah dua) sedangkan 6 kecambah lainnya kontaminasi. Sedangkan 133 embrio belum berkecambah namun menunjukkan adanya pertumbuhan karena embrio membesar. ABSTRACTThe final objective of this research is to obtain the effcient technology of kopyor coconut embryo culture, while the aim of research in 2011 is to obtain technology of kopyor coconut embryo culture which produce high adapted-plantlet at ex vitro condition. The research will be done in factorial experiment 2 x 4 x 4. Factor A= two kinds of fertilizers, namely A1 = organic fertilizer, and A2 = inorganic fertilizer. Factor B = compositions of vermiculite, that are B1 = without vermiculite (0%), B2 = 10%, B3 = 20%, and B4 = 30%. The activities conducted in the first six months are collecting of kopyor dwarf coconut in Pati regency, Central Java. About 377 kopyor embryos cultured in Y3 in vitro medium, and about 184 embryos already germinated, six germinated embryos among them are contaminated by fungi, so far. The germinated embryos will splitted to produce more in vitro plantlets. Although 133 embryos are not germinate, but it shows good perfomance in form of size of the mebryos.iiiI. PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang

Kelapa berbuah kopyor merupakan salah satu jenis kelapa unik, karena karakteristik daging buahnya yang lunak dan berbeda dengan kelapa normal pada umumnya. Jenis kelapa yang memiliki endosperm seperti ini diduga merupakan hasil mutasi alami tipe kelapa Dalam (Samonthe et al.1989). Kelapa kopyor memiliki endosperm yang abnormal, yaitu sebagian besar endospermnya (daging buah) terlepas dari tempurung. Endosperm buah kelapa kopyor muda memiliki rasa yang gurih. Oleh karena rasa dan karakteristiknya yang unik, kelapa ini disukai konsumen baik untuk konsumsi segar maupun dalam bentuk olahan, seperti es krim, koktail, kue kelapa. Di Filipina, produk olahan daging buah makapuno (sejenis kelapa kopyor) dijual di pasar swalayan, antara lain sebagai buah kaleng (pure makapuno preserve), coconut candy dan bokupai (kue tart kelapa).

Populasi kelapa kopyor di alam sangat sedikit, hanya ditemui dibeberapa daerah sentra kelapa, antara lain di pulau Jawa Bali dan Sumatera. Di pulau Jawa, kelapa kopyor dapat ditemukan di Jawa Tengah, (Novarianto dan Miftahorrachman, 2000), Tanggerang, Jawa Barat (Asmah, 1999), dan Sumenep, Jawa Timur (Akuba, et al 2002), sedangkan di Sumatera terdapat di kecamatan Kalianda, Lampung Selatan (Mahmud, 2000). Secara alami, persentase kelapa kopyor dalam satu pohon sangat rendah, yaitu sekitar 10-20%. Kelapa kopyor tidak dapat diperbanyak secara konvensional melalui biji, walaupun embrionya normal karena endospermnya yang abnormal sehingga tidak dapat menunjang pertumbuhan embrio. Benih (buah kelapa yang normal) yang berasal dari pohon kelapa yang berbuah kopyor apabila ditanam, hasil kopyor tetap rendah seperti tetuanya, yaitu 1-2 butir per tandan.

Perbanyakan secara konvensional menggunakan buah kopyor tidak mungkin, dilakukan karena buah kopyor memiliki endosperm yang abnormal, embrio tidak terbungkus lagi dengan endosperm seperti pada kelapa normal, dan kadang-kadang embrionya tidak lagi melekat pada tempatnya (germpore) tetapi telah bercampur bersama-sama dengan endosperm yang hancur. Perkembangan bioteknologi yang pesat membuka peluang untuk menumbuhkan embrio kelapa kopyor melalui teknik kultur embrio. Penelitian kultur embrio kelapa kopyor telah dilakukan oleh Balai Penelitian Perkebunan Bogor (sekarang RPN) sejak tahun 1981 (Tahardi dan Warga-Dalem, 1982). Embrio kopyor ditumbuhkan secara in vitro dalam kondisi aseptik pada tabung-tabung berisi media buatan yaitu media MS (Murashige ands Skoog). Kultur in vitro melalui 2 tahap media, yaitu media cair selama 2 bulan dan media padat selama 4-6 bulan sehingga terbentuk tunas dan akar yang sempurna yang disebut planlet. Tanaman kelapa kopyor yang dihasilkan dengan teknik ini telah berproduksi dan menghasilkan 92% buah kopyor. Selain RPN, Dinas Perkebunan Provinsi Jawa Timur telah memproduksi kelapa kopyor menggunakan teknik kultur embrio yang dikembangkan oleh Balitka menggunakan media Eeuwens formulasi ketiga (Y3).

Selain untuk perbanyakan kelapa kopyor, teknik kultur embrio digunakan untuk transport plasma nutfah kelapa. Penggunaan teknik ini mempermudah dan menghemat biaya transport, serta memberikan garansi phytosanitary. Untuk pengangkutan satu butir kelapa setara dengan 10.000 embrio (Harris, 1982 dalam Ashburner, et al., 1993). Untuk maksud tersebut telah dilakukan penelitian kultur embrio kelapa dan hasil yang di peroleh yaitu protokol kultur embrio zigotik yang standar yang disebut protokol hibrida kultur embrio. Protokol ini tidak dapat diterapkan pada kelapa kopyor yang embrionya tidak terbungkus dengan endosperm karena endospermnya abnormal dan selain itu, tingkat keberhasilan pada taraf aklimatisasi relatif masih rendah. Oleh karena itu, beberapa modifikasi terhadap protokol tersebut telah dilakukan sehingga dapat diterapkan tidak hanya pada kelapa normal tetapi juga pada kelapa kopyor. Modifikasi pada protokol hibrida tersebut telah dilakukan pada tahap sterilisasi embrio kelapa kopyor yang tidak terbungkus dengan endosperm, media tumbuh in vitro, dan teknik in vitro. Hasil penelitian menunjukkan bahwa untuk sterilisasi embrio kopyor digunakan bayclean 10% selama1 menit, pada media tumbuh in vitro dapat ditambahkan vermikulit untuk memperbaiki perakaran planlet, dan embrio kelapa kopyor tidak perlu diinkubasi dalam ruang gelap tetapi langsung dikecambahkan dalam ruang terang.Kendala yang dihadapi dalam perbanyakan kelapa kopyor melalui teknik kultur embrio adalah rendahnya daya adaptasi planlet pada saat aklimatisasi di creen house. Umumnya tahap ex vitro ini merupakan tahap yang kritis dalam teknik kultur embrio kelapa. Dalam tahap ex vitro ini, calon bibit mengalami beberapa tahap penyesuaian dengan lingkungan luar, yaitu hardening (penguatan), weaning (penyapihan) dan penanaman bibit pada media tanah yang tidak steril (Karun et al., 1998; Kumar et al., 2000; Rillo, 2000). Pemindahan calon bibit dari kondisi in vitro ke kondisi ex vitro untuk aklimatisasi dilakukan secara hati-hati karena banyak calon bibit yang mati apabila di pindah dari kondisi aseptik yang terkontrol (in vitro) ke kondisi alami yang tidak terkontrol (ex vitro). Hal ini disebabkan 2anatomi internal bibit kelapa yang diperbanyak secara in vitro berbeda dengan bibit kelapa yang ditumbuhkan secara konvensional yaitu melalui biji. Bibit yang bertumbuh pada media in vitro yang diperkaya dengan gula menghasilkan karbohidrat dalam jumlah yang sedikit melalui fiksasi CO2. Apabila bibit ini dikeluarkan dari kondisi in vitro bibit tersebut harus beradaptasi dengan lingkungan luar yang baru dan bertumbuh secara autotropik (Serret et al., 1996; Rillo, 2000). Hasil penelitian menunjukkan bahwa cara yang dapat digunakan untuk memperbaiki perakaran planlet adalah menggunakan vermikulit dalam media tumbuh in vitro. Vermikulit berbentuk butiran dan vigorous, unsur hara dalam media diabsorbsi planlet melalui vermikulit. Selain itu, vermikulit mengandung beberapa unsur yang dibutuhkan planlet maupun bibit tanaman untuk pertumbuhannya. Untuk meningkatkan daya adaptasi planlet kelapa kopyor pada kondisi ex vitro akan dilakukan modifikasi pada tahap ex vitro. Modifikasi yang akan dilakukan mencakup media tumbuh dan kondisi fisik di screen house.1.2. Tujuan

Mendapatkan teknologi kultur embrio kelapa kopyor dengan daya adaptasi planlet yang tinggi pada kondisi ex vitro.

1.3. Luaran yang diharapkan

Teknologi kultur embrio kelapa kopyor dengan daya adaptasi planlet yang tinggi pada kondisi ex vitro.

II. TINJAUAN PUSTAKAPermintaan buah kelapa kopyor untuk kebutuhan subtitusi makanan/minuman tanpa bahan pengawet sangat tinggi terutama di Jawa. Sebagai gambaran, kebutuhan kelapa kopyor di Jawa dipenuhi dari 3 daerah penghasil utama, yaitu Sumenep, Jawa Timur; Banjarnegara, Jawa Tengah; dan Lampung, Sumatera. Produksi kelapa kopyor di Sumenep sebanyak 2000 butir/minggu, semuanya diserap oleh pasar di Surabaya. Kebutuhan dari daerah lain seperti Jakarta belum dapat dipenuhi oleh ketiga daerah sumber kelapa kopyor tersebut. 3Apabila satu pohon kelapa kopyor dapat menghasilkan 6 butir/bulan atau 72 butir/tahun, maka untuk memenuhi kebutuhan di atas diperlukan sejumlah 1400-3600 pohon kelapa kopyor. Jika diasumsikan sumber embrio tersedia di Balitka, maka perbanyakan kelapa kopyor dapat dilakukan secara rutin setiap bulan 1000 embrio. Dengan teknologi ex vitro yang dapat meningkatkan daya adaptasi plantlet sebesar 40-50% maka Balitka mampu menyediakan sebanyak 4200 bibit kelapa kopyor dalam setahun. Perbanyakan aksesi kelapa kopyor menunjang program pengembangan kelapa nasional.

Secara alami, persentase buah kopyor sangat rendah, yaitu sekitar 10-20 % per pohon karena tingkat kemurnian genetiknya yang rendah. Perbanyakan kelapa kopyor secara konvesional dengan biji tidak mungkin karena kelapa kopyor memiliki endosperm yang abnormal, embrio tidak terbungkus lagi dengan endosperm seperti kelapa biasa dan kadang-kadang embrionya tidak lagi melekat pada tempatnya (germpore) tetapi telah tercampur bersama-sama dengan endosperm. Embrio normal dari kelapa kopyor ini ditumbuhkan dalam media buatan menggunakan teknik kultur embrio.

Masalah yang dihadapi pada teknik kultur embrio kelapa kopyor adalah tingkat keberhasilan tumbuh plantlet pada saat aklimatisasi (kondisi ex vitro) di screen house, Aklimatisasi ini merupakan tahap yang paling kritis pada perbanyakan tanaman melalui kultur jeringan umumnya dan kultur embrio khususnya. Untuk menyesuaikan diri dengan lingkungan luar (ex vitro), plantlet-plantlet in vitro ini harus melalui beberapa tahap, antara lain hardening, weaning penanaman bibit pada media campuran tanah, pupuk organik dan anorganik.

Oleh karena itu, tahun 2011 akan dilakukan modifikasi pada kondisis ex vitro, yang terdiri atas media tumbuh dan kondisi screen house. Penelitian bertujuan untuk menghasilkan teknnologi kultur embrio yang dapat meningkatkan daya adaptasi bibit kelapa kopyor yang siap tanam di lapang. 4

III. MATERI DAN METODOLOGIBahan dan AlatBahan yang akan digunakan adalah buah kelapa kopyor, bahan kimia penyusun media tumbuh in vitro dan desinfektan, bahan pembantu lainnya. Peralatan yang akan digunakan adalah: autoclaf, oven, timbangan analitik, timbangan biasa dengan kapasitas 410 g, hot plate, magnetic steerer, pH meter, laminar air flow, peralatan gelas, keranjang tempat tabung kultur, aquadestilator dan peralatan lainnya.Waktu dan Tempat PenelitianPenelitian akan dilakukan laboratorium Kultur Jaringan dan Screen House Balai Penelitian Tanaman Kelapa dan Palma Lain Manado, Sulawesi Utara. Penelitian dilakukan selama 2 tahun.Metode Penelitian Penelitian akan dilakukan dalam bentuk percobaan faktorial 2 x 4 x 4. Faktor A = pupuk, yang terdiri atas (1). A1 = pupuk organik dan (2).A2 = pupuk anorganik. Faktor B = vermikulit, yang terdiri atas (1). B1 = tanpa vermikulit, (2). (2). B2 = vermikulit 10%, (3). B3 = vermikulit 20% dan (4). B4 =vermikulit 30% . Setiap perlakuan menggunakan 5 planlet kelapa kopyor, sehingga dibutuhkan 160 planlet untuk pelaksanaan penelitian ini Peubah-peubah yang akan diamati dalam penelitian ini adalah daya kecambah, kontaminasi, browning , jumlah daun, jumlah akar , lilit batang semu, tinggi plantlet (calon bibit), Data yang diperoleh akan dianalisis dengan ANOVA dengan menggunakan uji Ortogonal. 5IV. HASIL DAN PEMBAHASAN Kegiatan yang telah dilakukan dalam penelitian ini adalah pengambilan buah kelapa Genjah kopyor di Kabupaten Pati, Provinsi Jawa Tengah sebagai sumber embrio. Dari kegiatan ini telah dikoleksi sebanyak 425 buah kelapa kopyordan telah dikulturkan sebanyak 377 embrio dalam media tumbuh in vitro (Eeuwens formulasi ketiga/Y3). Sebanyak 48 buah kelapa kopyor tidak memiliki embrio.

Dari 377 embrio tersebut, telah berkecambah sebanyak 184 embrio, belum berkecambah 133 embrio dan kontaminasi sebanyak 66 embrio (60 embrio belum berkecambah dan 6 embrio telah berkecambah). Untuk jelasnya data pengamatan disajikan dalam Tabel 1.

Tabel 1. Pertumbuhan embrio kelapa Genjah kopyor dalam media Y3

Jumlah embrio yang dikulturkanBerkecambahBelum berkecambahKontaminasi

Berkecambah Belum berkecambah

377

178133660

Embrio-embrio yang telah berkecambah akan di split (dibelah 2) untuk menghasilkan planlet-planlet yang akan diaklimatisasi menggunakan delapan jenis kompisisi media tumbuh ex vitro.

V. KESIMPULAN DAN SARAN SEMENTARA1. Dari 377 embrio kelapa Genjah kopyor yang dikulturkan pada media tumbuh in vitro, sebanyak 204 embrio telah berkecambah, enam kecambah diantaranya kontaminasi.

2. Embrio yang berkecambah sebanyak 178 ini akan displit ( dibelah dua) dan dikulturkan dalam media in vitro yang disuplemen dengan zat pengatur tumbuh BAP (Benzyl Amino Purine).

6

VI. PERKIRAAN MANFAAT DAN DAMPAK

Teknologi splitting embrio yang telah berkecambah ini diharap dapat meningkatkan jumlah planlet kopyor minimal 1,5 kali lebih banyak dibanding dengan kultur embrio yang tidak displit. Apabila planlet yang dihasilkan ini diaklimatisasi dengan media tumbuh ex vitro yang tepat akan meningkatkan jumlah bibit kelapa kopyor yang siap tanam di lapang dengan harga yang lebih terjangkau petani. Dengan demikian akan menunjang program pengembangan kelapa kopyor di IndonesiaDAFTAR PUSTAKAAkuba, R.H. 2002. Breeding and population genetic studies on coconut (Cocos nucifera L) composit variety using morphological and microsatellite markers. Disertasi Doctor of Philosophy. University of the Philippines Los Banos

Ashburner G.R., Faure, M.G., Franz, P.R., Tomlinson, D.R., Pulo, P., Burch, J.M. and Thompson, W.K. 1993. Coconut embryo culture for remote location. Proceeding of a workshop held on Taveuni, Fiji Island, 10-12 Nop.1993.

Asmah N. 1999. Analisa protein spesifik sebagai penanda sifat kopyor pada kelapa. Skripsi Jurusan Kimia PBMIA. IPB. Bogor

Karun. A., Upadhyay, A, and Parthasarathy, V. A.. 1998. Status of research on coconut embryo culture and acclimatization techniques in India. Coconut embryo In vitro culture. Proceeedings of First Workshop in Embryo Culture held at PCA, Philippins, October 27-31, 1997.

Kumar, N., Rajagopal, S.V. and Karun, A. 2000. Photosyntetic acclimatization in zygotic embryo culture plantlets of coconut (Cocos nucifera L.). Paper presented at National Seminar on Recent Advances in Plant Biology held at CPRI, Kasaragod, 3-5 February 2000. Abst no. 2 (IV) pp.59.

Mahmud Z. 2000. Petunjuk teknis budidaya kelapa kopyor. Departemen Kehutanan dan Perkebunan. Dirjen Perkebunan. Jakarta.

Novarianto H. dan Miftahorrachman, 2000. Koleksi dan konservasi jenis-jenis kelapa unik. Makalah poster dalam simposium pengelolaan plasma nutfah dan pemuliaan. Bogor 22-23 September. Perhimpunan Ilmu Pemuliaan Indonesia.

Rillo.E.P., 2000. The hybryd protocol for coconut embryo culture. Paper presented at Second Workshop in Embryo Culture held at Merida, Mexico. January, 2000.

Samonthe L.J., Mendoza, E.M.T., Ilag, L. L, De La Cruz, N. D and Ramirez, D. A. 1998. Galactomannan degrading ensym in maturing normal and makapuno and germinating normal coconut endosperm. Phytochemistry. 28 (9) 2269-2273. 7Serret, M.D., Trillas, M. I., Matas, I., and Araus. J. L. 1996. Development of photoautotrophy and photoinhibition of Gardenia jasminoides plantlets during micropropagation. Plant Cell Tissue. Organ Culture. 45 :1-16.

Tahardi, S dan Warga Dalem, K. 1982. Kultur Embrio Kelapa Kopyor In Vitro. Menara Perkebunan 50(5):127-130.8 REALISASI ANGGARANNo.UraianPAGU 1 TahunTarget s/d bulan iniRealisasi s/d bulan ini

Rp.%Rp%

1.Belanja bahan55.812.000,-63,1649.171.100,-55,6526.350.000,-29,82

2.Upah 3.350.000,- 3,793.350.000 3,793.350.000 3,79

3.Belanja Perjalanan29.200.000,-33,15 23.200.00024,50 21.650.10024,50

J u m l a h88.362.000,-100,0075.721.100,- 85,6951.350.100,- 58,11

TARGET DAN REALISASI FISIKNo.KegiatanTarget I Tahun

(%)Target s/d Bulan ini

(%)Realisasi s/d bulan ini

(%)

1.Persiapan303030

2.Pelaksanaan402020

3.Pelaporan3015 15

J u m l a h1005465

LAPORAN TENGAH TAHUN

Modifikasi Kultur Embrio

Kelapa Kopyor

JUDUL RPTP :

TEKNIK PERBANYAKAN IN VITRO KELAPA, AREN DAN SAGU

YANG CEPAT, SERAGAM DAN DENGAN PENINGKATAN

EFISIENSI > 20%

PROGRAM PENCIPTAAN TEKNOLOGI

DAN VARIETAS UNGGUL BERDAYA SAING

(018.09.12)

TEKNOLOGI BUDIDAYA TANAMAN

KELAPA DAN PALMA

(1805.38C.1)

KEMENTERIAN PERTANIAN

BADAN PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERTANIAN

PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN PERKEBUNAN

BALAI PENELITIAN TANAMAN KELAPA DAN PALMA LAIN

Mapanget, PO. Box. 1004,Manado (95001) Telp. (0431-812430), Fax (0431-812017)

http : balitka.litbang.deptan.go.id, E-mail : balitka@litbang.deptan.go.id, HYPERLINK "mailto:balitka05@yahoo.com" balitka05@yahoo.com

2011

PAGE