Kajian Genetika, Fisiologi dan Metabolomik Daya Adaptasi Bawang Merah (Allium cepa L.) di Lahan Pasang Surut Kalimantan Tengah.

Abstract

Alih fungsi lahan yang intensif membuat pemerintah mengambil kebijakan baru dalam mengoptimalkan fungsi lahan sub-optimal yang ada di luar Pulau Jawa. Lahan pasang surut sebagai sebagai salah satu lahan marginal merupakan lahan alternatif pertanian baru dengan luas 20,1 juta hektar. Lahan yang berpotensi untuk pengembangan lahan pertanian sebesar 9,53 juta hektar yang tersebar di tiga pulau. Lahan pasang surut terluas ada di Sumatera sekitar 3,9 juta hektar, di Papua 2,8 juta hektar dan di Kalimantan 2,7 juta hektar. Total lahan pasang surut yang telah diusahakan baik direklamasi oleh penduduk lokal maupun oleh pemerintah melalui program transmigrasi kurang lebih baru 4,1 juta hektar. Total potensi lahan pasang surut yang yang telah di usahakan baru sekitar 44 persen saja dan sisanya sekitar 56 persen atau 5,4 juta hektar belum diusahakan yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber produksi pertanian., jika terjadi kemarau panjang yang mengakibatkan kekeringan. Kegiatan pemuliaan bawang merah di lahan pasang surut tentunya belum banyak dilakukan karena masalah lahan yang kurang sesuai dengan pertumbuhan bawang merah. Penggunaan genotipe toleran hasil pemuliaan di lahan pasang surut diharapkan dapat meningkatkan produksi bawang merah, walaupun ada cekaman Al dan Fe di lahan pasang surut. Senyawa volatil yang di hasilkan oleh 15 genotipe bawang merah karena adanya cekaman biotik dan abiotik tersebut merupakan informasi penting karena berkaitan dengan proporsi kandungan kimia yang sesuai dengan lingkungan tumbuh. Senyawa tersebut dianalisis untuk melihat kandungan kimia yang berpengaruh terhadap cekaman Al dan Fe, informasi inilah yang menjadi informasi dalam merakit genotipe baru yang tahan di lahan pasang surut.. Penelitian ini berjudul “Kajian Genetika, Fisiologi dan Metabolomik Daya Adapasi Bawang Merah (Allium cepa L.) di Lahan Pasang Surut Kalimantan Tengah. Penelitian ini dilakukan untuk menjelaskan lingkungan seleksi, potensi hasil 15 genotipe bawang merah, aspek fisiologis, metabolomik, dan seleksi berdasarkan karakter seleksi yang sesuai dengan analisis metabolomik dan lapangan, sehingga menghasilkan genotipe yang toleran dilahan pasang surut dan berdaya hasil tinggi yang stabil. Penelitian dilaksanakan dalam 3 kegiatan. Percobaan di lapangan menggunakan rancangan acak lengkap yang diulang tiga kali. Penelitian dilakukan di lahan pasang surut tipe B/C dan lahan kering. Hasil penelitian menunjukkan bahwa produktivitas 15 genotipe bawang merah di lahan pasang surut menunjukkan hasil yang cukup baik berada antara 7.11 ton/ha sampai 18.22 ton/ha dalam beberapa musim tanam di lahan pasang surut. Genotipe yang hasil rata-rata produktivitasnya tinggi di lahan kering adalah G3 (Bima Brebes), G5 (Bauji), G6 (Kramat 1) dan G11 (Biru Lancor). Empat metode indek toleransi menggunakan SSI, MP, HM dan YSI menunjukkan bahwa G1 (Pikatan), G2 (Tajuk), G3 Bima Brebes, G6 (Kramat 1), G10 (Pancasona), G13 (Manjung) dan G11 (Biru Lancur) merupakan genotipe yang sangat toleran, toleran dan moderate di lahan pasang surut. Stabilitas dan adaptabilitas suatu tanaman dapat di evaluasi dengan penanaman tanaman bawang merah di berbagai kondisi iklim dan lahan pertanaman. Fluktuasi produktivitas yang ditanam pada dua musim dan dua lokasi yang berbeda menunjukkan bahwa ada pengaruh lingkungan tumbuh. Adaptasi bawang merah di dua lokasi dan 2 musim menunjukkan bahwa adaptasinya bersifat dinamis dan agronomis yang menyatakan keragaan rata rata suatu genotipe pada semua lingkungan. Genotipe paling stabil dan berdaya hasil tinggi menggunakan metode non parametrik adalah Bima Brebes, Bauji dan Manjung. Senyawa metabolomik yang dianalisis dalam 15 genotipe bawang merah ditemukan 64 senyawa volatile, dimana senyawa cycloartenol merupakan senyawa penting dari triterpenoid yang dapat memberikan khasiat diantaranya sebagai anti-fertilitas, antiinflammasi, antitumor, antioksidan, dan menanggulangi penyakit Alzheimer's. Aroma bawang merah tentunya sangat dipengaruhi oleh senyawa metabolomik yang dalam hal ini ditemukan senyawa yang mengandung sulfur yakni 1-((dicyclohexylphosphorothioyl) methyl) piperidine, thiophene-2- acetamide,N-(4-chlorophenyl), 3,3'-hexamethylenedithiophene, dan pyrrolidine- 2,5-dione, 1-(4-fluorophenyl)-3-(2-thyenylmethylamino)-. Senyawa ini sangat penting karena dapat menentukan flavor dan aroma bawang merah. Beberapa senyawa volatil yang memiliki penciri pada beberapa genotipe yakni GH2 dengan penanda 23S-ethylcholest-5-en-3-β-ol, Tajuk dan Mentes obtu sifoliol pentacosane dan furfural, Bauji cholesterol dan 23 S/R-methylcholesterol, Maja dan Majung 9, 17-octadecadienaldan 1-nonadecene, Biru Lancor, 14- methylergost-8-en-3-ol, Katumi14α-methyl-δ8-ergostenol dan Bima Brebes ergost-5-en-3-ol, dan octacosane dan docosane. Pengelompokan bawang merah berdasarkan hasil analisis senyawa metabolomik ada 4 kelompok yakni kelompok 1 ada 3 genotipe (Tajuk, Bauji dan Mentes), kelompok 2 ada 1 genotipe (Manjung), Kelompok 3 ada 7 genotipe (Kramat 1 Biru Lancor, Pikatan Pancasona, Ketamonca, Maja, Rubaru dan kelompok 4 ada 4 genotipe (GH2, Super Philip, Katumi dan Bima Brebes). Genotipe Manjung ternyata memiliki keistimewaan karena memiliki kandungan senyawa volatile yang berbeda dengan ke 14 genotipe lainnya yakni 1-((dicyclohexylphosphorothioyl) methyl) piperidine. Kandungan ini merupakan turunan dari senyawa Alkaloid yang di duga berhubungan dengan senyawa senyawa asam organik yang berguna untuk mengkelat Al dan Fe yang ingin masuk melalui jaringan akar tanaman dan genotipe ini juga memiliki genotipe yang sangat toleran dan paling adaptif di lahan pasang surut. Pengembangan idiotipe tanaman bawang merah yang akan dikembangkan harus memperhatikan fisiologi dan morfologi dan kandungan senyawa volatil. Seleksi pemuliaan yang berpengaruh langsung terhadap produktivitas adalah karakter bobot per umbi (0,438) dan metabolit hexadecanoic acid, octadeca-9,12- dienoic acid, dan cycloartenol dan seleksi secara negatif pada panjang akar (-0,034) dan metabolit pentacosane. Informasi tersebut sangat penting karena karakter tersebut dapat digunakan dalam merakit genotipe bawang merah yang yang toleran di lahan pasang surut.