aktivitas endo-β-mannanase pada perkecambahan … · puncak aktivitas enzim endo-β-mannanase...
TRANSCRIPT
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
1
AKTIVITAS ENDO-β-MANNANASE PADA PERKECAMBAHAN BIJI
Parkia roxburghii G. Don DENGAN PEMBERIAN VARIASI
KONSENTRASI GIBERELIN
SKRIPSI
Untuk memenuhi sebagian persyaratan
guna memperoleh gelar Sarjana Sains
Oleh:
Ajeng Edita Subandi
M0409002
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
2
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
3
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah hasil penelitian saya
sendiri dan tidak terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar
kesarjanaan di suatu Perguruan Tinggi serta tidak terdapat karya atau pendapat
yang pernah dituliskan atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang secara
tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari dapat ditemukan adanya unsur penjiplakan maka
gelar kesarjanaan yang telah diperoleh dapat ditinjau kembali dan/atau dicabut.
Surakarta, Oktober 2013
Ajeng Edita Subandi
M0409002
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
4
AKTIVITAS ENZIM ENDO-β-MANNANASE PADA PERKECAMBAHAN
BIJI Parkia roxburghii G. Don DENGAN PEMBERIAN VARIASI
KONSENTRASI GIBERELIN
Ajeng Edita Subandi
Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret, Surakarta
ABSTRAK
Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) merupakan salah satu tanaman
Fabaceae yang banyak dimanfaatkan sebagai tanaman obat. Biji P.roxburghii
memiliki kulit biji keras yang dapat menghambat perkecambahan. Hambatan
perkecambahan biji dapat diatasi dengan pemberian hormon dari luar. Giberelin
diketahui merupakan salah satu hormon yang mampu mempercepat
perkecambahan biji. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk (i) mengetahui
pengaruh pemberian hormon giberelin dengan berbagai konsentrasi terhadap
perkecambahan biji P. roxburghii serta (ii) mengetahui aktivitas enzim pemecah
endosperm (endo-β-mannanase) pada perkecambahan biji P. roxburghii.
Rancangan penelitian yang digunakan adalah rancangan acak lengkap
(RAL) dengan 4 perlakuan yaitu pemberian giberelin konsentrasi 0, 100, 300 dan
500 ppm. Sebelum dikecambahkan, biji diberi praperlakuan berupa inkubasi
dalam waterbath suhu 55oC selama 1 jam. Biji kemudian direndam dalam larutan
hormon selama 24 jam. Setelah dibilas dengan aquades, biji dikecambahkan
dalam cawan petri selama 30 hari. Pada suhu ruang (28oC) parameter
perkecambahan yang diamati meliputi imbibisi biji, persentase perkecambahan,
laju perkecambahan, dan aktivitas enzim endo-β-mannanase. Pengukuran aktivitas
endo-β-mannanase dilakukan dengan spektrofotometer.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa presentase perkecambahan biji P.
roxburghii tertinggi terdapat pada perlakuan GA 300 ppm sebanyak 47%. Selama
proses perkecambahan, aktivitas enzim endo-β-mannanase mengalami perubahan,
yaitu semakin mendekati waktu perkecambahan maka aktivitas semakin
meningkat. Puncak aktivitas enzim endo-β-mannanase tertinggi terdapat pada
perlakuan GA 300 ppm yaitu 20,34 unit/2,4ml pada hari ketiga perkecambahan.
Kata kunci: Parkia roxburghii, perkecambahan, giberelin, endo-β-mannanase
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
5
ENZYME ACTIVITIES OF ENDO-β -MANNANASE ON SEED
GERMINATION OF Parkia roxburghii G. Don WITH GRANT OF
CONCENTRATION VARIATION GIBBERELLIN
Ajeng Edita Subandi
Department of Biology, Faculty of Mathematics and Natural Sciences,
Sebelas Maret University, Surakarta
ABSTRACT
Kedawung (Parkia roxburghii G. Don) is member of leguminous plants
used as medicinal plants. Parkia roxburghii seed has rigid seed coat and it can
inhibit germination process. Seed germination barriers can be overcome by adding
external hormones such as gibberellin and auxin. Gibberellin hormone has been
known to has capabilities to accelerate seed germination. The purposes of this
research was to (i) determine the effect of various concentrations of the
gibberellin hormone on seed germination of P. roxburghii and (ii) investigate the
activity of endo-β-mannanase enzyme in breaking the endosperm on seed
germination P.roxburghii.
The experiment was conducted by randomized design (CRD) with 4
different gibberellin concentrations namely 0, 100, 300 and 500 ppm respectively.
Seeds were incubated in waterbath at 55oC for 1 hour as a pretreatment. Seeds
then soaked in a gibberellin hormone solution for 24 hours. After rinsed with
distilled water, seeds subsequently germinated in petri dishes for 30 days.
Germination was performed at room temperature (28oC) with some parameters
observed which were seed imbibition, germination rate, germination percentage,
and activity of endo-β-mannanase enzyme. Measurement of endo-β-mannanase
activity was using spectrophotometer.
The results showed that the highest germination percentage of
P.roxburghii seed at 300 ppm was 47%. During the germination process, the
activity of endo-β-mannanase enzyme has been changing, in which the closer to
the germination time, enzyme activity increased. The highest peak of the activity
of endo-β-mannanase enzyme at 300 ppm was 20.34 units/2.4 ml on the third day
of germination.
Keywords: Parkia roxburghii, germination, gibberellins, endo-β-mannanase
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
6
HALAMAN MOTTO
Dan rendahkanlah dirimu terhadap mereka berdua (Ayah dan Ibu) dengan penuh
kasih sayang dan ucapkanlah :”Wahai Tuhanku, kasihilah mereka sebagaimana
mereka telah mengasihi dan mendidik aku waktu kecil”
(AI Israa’ :24)
“Allah tidak membebani seseorang melainkan sesuai dengan kesanggupannya. Ia
mendapat pahala (dari kebajikan) yang diusahakannya dan ia mendapat siksa
(dari kejahatan) yang dikerjakannya......"
(Q.S. Al-Baqarah :286)
“Dan janganlah kamu merasa rendah diri dan jangan pula bersedih hati, padahal
kamulah yang paling tinggi (derajatnya) jika kamuorang-orang yang beriman”
(Q.S. Ali Imran :139)
“Sesungguhnya beserta (sehabis) kesulitan ada kemudahan”
(Q.S. Al Insyirah :6)
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
7
HALAMAN PERSEMBAHAN
Alhamdulillah….terucap syukurku padaMu ya Allah….
Atas segala Rahmat dan Nikmat dari-Mu yang tiada terkira banyaknya….
Terucap, puji Syukurku atas-Mu dan atas Rosul-Mu....yang hanya berkat
perantaranyalah ku merasakan Nikmat-Nya beragama Islam...
Shalawat atas-Mu Ya Rosulullah....
Kupersembahkan karya kecilku ini untuk yang tercinta dan tersayang :
1. Ayahanda Edy Wiyarno dan Ibunda Ita Wahyuni, yang dengan kasih
sayangnya senantiasa mendo`akan dan terus menyemangati....Ya Rabb
Sayangilah mereka..sebagaimana mereka menyayangiku....
2. Adikku Ellen Putri Edita yang tiada lelah membantu dan
menyemangati
3. Teruntuk Eyangku, Robiah Subandi atas segala kasih sayangnya, bantuan, dan
motivasinya. Semoga Allah SWT
membalasnya dengan kebaikan yang berlimpah dan berkah.
4. Saudara-saudaraku tercinta Icha, Echi, Dek galuh, Mbak Gea, Dimas, Dinda,
Inggrid, Hilda, Braga, dan seluruh keluarga besarku yang senantiasa mendukung
dan mendoakanku
4. Almarhum Om Yan tersayang yang kini telah tersenyum di sisi-Mu, ya Rabb,
izinkan dia menjadi penghuni Surga-Mu....Amin.
5. Sahabat seperjuangan Biologi 2009 yang selalu memberiku keindahan
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
8
KATA PENGANTAR
Alhamdulillahirobbil`alamin. Segala puji dan syukur penulis panjatkan
kepada Tuhan Yang Maha Esa Allah SWT atas segala kuasa-Nya sehingga
penulis dapat menyelesaikan penyusunan skripsi dengan judul “Aktivitas Endo-Β-
Mannanase pada Perkecambahan Biji Parkia roxburghii G. Don Dengan
Pemberian Variasi Konsentrasi Giberelin”
Selama melakukan penelitian dan penyusunan skripsi penulis mendapatkan
banyak masukan, bantuan, bimbingan dan motivasi dari berbagai pihak yang
sangat berguna dan bermanfaat baik secara langsung maupun tidak langsung.
Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada:
1. Bapak Prof. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc (Hons), Ph.D selaku Dekan
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengatahuan Alam Universitas Sebelas
Maret Surakarta yang telah memberikan ijin penelitian untuk keperluan
skripsi.
2. Bapak Dr. Agung Budiharjo, M.Si., selaku Ketua Jurusan Biologi yang
telah memberikin ijin untuk keperluan skripsi serta memberikan motivasi
selama penelitian maupun penyusunan skripsi.
3. Bapak Prof. Drs. Suranto, M.Sc., Ph.D dan Ibu Siti Lusi Arum Sari,
M.Biotech selaku pembimbing I dan II yang telah memberikan saran dan
sumbangan pemikiran kepada penulis selama pelaksanaan penelitian
sampai penyusunan skripsi ini.
4. Ibu Dra. Endang Anggarwulan, M.Si. dan Bapak Ari Pitoyo, M.Sc. selaku
penelaah I dan II yang telah memberikan saran dan masukan kepada
penulis.
5. Ibu Solichatun, M.Si yang telah memberikan saran dan arahan selama
melaksanakan penelitian.
6. Staf Laboratorium Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Sebelas Maret yang telah banyak membantu dalam
pelaksanaan penelitian.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
9
7. Nasrullah Harino Al-Ghifari, Fibri Cahyono, Deni, Aken, Isnaniar yang
telah memberikan bantuan selama penelitian.
8. Sahabat-sahabat Biologi 2009 dan berbagai pihak yang banyak
memberikan bantuan kepada penulis.
9. Sahabat-sahabatku Rizka, Indri, Nilan, Sari, Nisa, Dhiajeng dan Dias yang
selalu memberikan dukungan dan semangat kepada penulis.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini kurang sempurna, untuk itu segala
pendapat, saran dan kritik senantiasa penulis harapkan untuk perbaikan lebih
lanjut. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis, pembaca dan
untuk perkembangan ilmu pengetahuan di bidang biologi.
Surakarta, Oktober 2013
Penulis
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
10
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
HALAMAN PERNYATAAN iii
ABSTRAK iv
ABSTRACT v
HALAMAN MOTTO vi
HALAMAN PERSEMBAHAN vii
KATA PENGANTAR viii
DAFTAR ISI x
DAFTAR TABEL xii
DAFTAR GAMBAR xiii
DAFTAR LAMPIRAN xiv
BAB I PENDAHULUAN 1
A. Latar Belakang 1
B. Perumusan Masalah 4
C. Tujuan Penelitian 4
D. Manfaat Penelitian 4
BAB II LANDASAN TEORI 5
A. Tinjauan Pustaka 5
1. Kedawung (Parkia roxburghii) 5
2. Biji 8
3. Perkecambahan 10
4. Asam Giberalat (GA) 16
5. Peran Enzim Dalam Perkecambahan 21
B. Kerangka Pemikiran 24
C. Hipotesis 26
BAB III METODE PENELITIAN 27
A. Waktu dan Tempat Penelitian 27
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
11
B. Alat dan Bahan 27
1. Alat 27
2. Bahan 27
C. Cara Kerja Penelitian 28
D. Analisis Data 30
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 31
A. Morfologi Biji Kedawung (Parkia roxburghii) 31
B. Perkecambahan Biji 33
C. Enzim Endo-β-Mannanase 39
BAB V PENUTUP 43
A. Kesimpulan 43
B. Saran 43
DAFTAR PUSTAKA 44
LAMPIRAN 49
DAFTAR RIWAYAT HIDUP PENULIS 53
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
12
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Komposisi biji P. roxburghii pada berbagai tingkat
kematangan.
7
Tabel 2. Rerata kecepatan perkecambahan biji P. roxburghii
dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari
setelah tanam
38
.
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
13
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Morfologi pohon P. roxburghii. 6
Gambar 2. Morfologi biji P. roxburghii. 7
Gambar 3. Kurva imbibisi pada biji kedelai yang terdiri dari
triphasic atau 3 tahap.
11
Gambar 4. Diagram pengendalian dormansi dan perkecambahan
pada biji Arabidopsis. Pemacuan perkecambahan
ditunjukkan dengan garis hijau dan penghambatan
dengan garis merah.
18
Gambar 5. Mekanisme kerja hormon giberelin pada biji barley. 19
Gambar 6. Galaktomannan yang tersusun atas 6-karbon gula yang
membentuk panjang polisakarida rantai. Tanda panah
menunjukkan ikatan β 1,4 yang menjadi target endo-β-
mannanase.
23
Gambar 7. Diagram Alur Pemikiran Aktivitas Enzim Endo- β-
mannanase pada Perkecambahan Biji P. roxburghii
dengan Pemberian Variasi Konsentrasi Giberelin.
25
Gambar 8. Perubahan bentuk morfologi biji P. roxburghii sebelum
dan sesudah imbibisi selama 3 hari
31
Gambar 9. Bagian-bagian biji P. roxburghii pada saat proses
perkecambahan.
32
Gambar 10. Kurva imbibisi biji P. roxburghii dengan pemberian
variasi giberelin selama 8 hari perkecambahan.
33
Gambar 11. Rerata presentase perkecambahan biji P. roxburghii
dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari
setelah tanam.
35
Gambar 12. Presentase perkecambahan harian Biji P. roxburghii
dengan perlakuan giberelin (GA) pada umur 30 hari
setelah tanam
37
Gambar 13. Aktivitas enzim Endo-β-Mannanase biji P. roxburghii
dengan perlakuan giberelin (GA) selama 5 hari
perkecambahan.
39
Gambar 14. Aktivitas aktivitas enzim endo-β-mannanase pada
kotiledon dan kulit biji P. roxburghii dengan perlakuan
giberelin (GA) selama 5 hari perkecambahan.
41
perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id
commit to user
14
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% berat basah biji
P. roxburghii dengan variasi konsentrasi enzim giberelin
selama 30 hari.
49
Lampiran 2. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% presentase
perkecambahan biji P. roxburghii dengan variasi
konsentrasi enzim giberelin selama 30 hari.
50
Lampiran 3. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% laju
perkecambahan biji P. roxburghii dengan variasi
konsentrasi enzim giberelin selama 30 hari.
51
Lampiran 4. Hasil analisis varian dan DMRT taraf 5% aktivitas enzim
endo-β-mannanase pada biji P. roxburghii dengan variasi
konsentrasi enzim giberelin.
52