http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/80 2026-06-02T20:08:35Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173194 Keragaman Genetik Bawang Merah (Alliumm cepa L.) Lokal di Indonesia Berdasarkan Marka Molekuler Inter-Simple Sequence Repeat TAURIQ, RAHMAT IRVAN Bawang merah (Allium cepa L.) merupakan komoditas hortikultura strategis di Indonesia dengan permintaan yang terus meningkat, tetapi produksi domestik cenderung menurun sehingga memerlukan strategi pemuliaan untuk menghasilkan varietas unggul yang adaptif dan produktif. Pemahaman keragaman genetik menjadi dasar penting dalam perakitan varietas, namun informasi mengenai bawang merah lokal masih terbatas. Penelitian ini menggabungkan analisis karakter morfologi dan marka molekuler Inter Simple Sequence Repeat (ISSR) untuk mengevaluasi 57 aksesi bawang merah dari berbagai daerah di Indonesia. Marka morfologi digunakan untuk mengidentifikasi perbedaan fenotipe, sedangkan ISSR dipilih karena konsistensi dan kemampuannya membedakan genotipe secara akurat tanpa dipengaruhi faktor lingkungan. Pendekatan terpadu ini bertujuan menghasilkan informasi kekerabatan dan variabilitas genetik yang komprehensif, yang akan mempermudah seleksi genotipe potensial sebagai tetua dalam program pemuliaan dan mendukung pelestarian plasma nutfah bawang merah lokal. Penelitian ini dilaksanakan pada bulan November 2024 sampai dengan Maret 2025. Sebanyak 57 aksesi bawang merah dalam bentuk umbi dikoleksi dari beberapa daerah di Indonesia. Sebanyak 18 karakter morfologi dan agronomi diamati dalam penelitian ini. Analisis keragaman genetik dilakukan menggunakan marka Inter Simple Sequence Repeat (ISSR). DNA total diisolasi menggunakan metode CTAB, kemudian dilakukan amplifikasi PCR dengan 17 primer ISSR. Data karakter morfologi dinilai sebagai data multistate, sedangkan data molekuler dinilai sebagai data binari dan ditabulasi dalam bentuk matriks. Selanjutnya, analisis data morfologi dan molekuler dilakukan menggunakan program NTSYs, sedangkan analisis struktur genetika populasi dilakukan dengan menggunakan program GenAlex. Analisis terhadap 57 aksesi bawang merah lokal menunjukkan adanya keragaman morfologi pada 18 karakter agronomi. Tinggi tanaman berkisar 21,84 – 48,96 cm, jumlah daun berkisar antara 13 (Solok, Sumatera Barat) hingga 47 helai (Probolinggo, Jawa Timur), sedangkan umur panen bervariasi 60-70 hari setelah tanam (HST) dengan rata-rata 65 HST. Jumlah siung per umbi tercatat 2-15 siung, panjang umbi 2,-3,8 cm, diameter umbi 2,1-4,1 cm, dan bobot basah umbi tertinggi mencapai 90,03 g/rumpun pada aksesi Probolinggo. Analisis gugus dan konstruksi dendrogram memperlihatkan adanya klasterisasi morfologi yang jelas, meskipun tidak selalu sesuai dengan asal geografis. Hasil ini mengindikasikan adanya plastisitas fenotipik dan pengaruh lingkungan terhadap ekspresi sifat. Keragaman genetik berdasarkan marka ISSR menunjukkan nilai persentase lokus polimorfik tinggi (PLP 63,35-98,76%; dengan rata-rata 82,13%), jumlah alel teramati (Na) 1,36-1,97, jumlah alel efektif (Ne) 1,43-1,55, indeks Shannon (I) 0,36-0,50, dan rata-rata heterozigositast yang diharapkan (He) 0,25-0,33. Keseluruhan parameter ini menegaskan keragaman genetik yang moderat hingga tinggi pada populasi bawang merah lokal. Variasi genetik di dalam populasi (98%) lebih tinggi dari antar populasi (2%), dengan PhiPT 0,020 (p > 0,05), mengindikasikan diferensiasi genetik yang lemah. Secara keseluruhan, hasil ini membuktikan bahwa plasma nutfah bawang merah lokal Indonesia memiliki keragaman morfologi dan genetik tinggi yang penting untuk program pemuliaan dan konservasi. Aksesi asal Lembang, Jawa Barat (CKL1) (jumlah umbi terbanyak), aksesi asal Probolinggo, Jawa Timur (WNH) (bobot umbi terberat), dan varietas Batu Ijo asal Jawa Tengah (BTU) (ukuran umbi terpanjang) menunjukkan keunggulan morfologi yang berbeda, sehingga menggambarkan adanya variasi fenotipe yang jelas antar genotipe tersebut yang mencerminkan keragaman genetik bawang merah lokal. Aksesi yang memiliki morfologi spesifik seperti CKL1, WNH, dan BTU dapat disilangkan dengan aksesi yang berjarak genetik jauh dan memiliki karakter unik sehingga dapat menghasilkan kombinasi sifat agronomis yang unggul. Hibridisasi antara aksesi berdaya hasil tinggi dengan aksesi yang berjarak genetik tinggi diharapkan dapat memaksimalkan efek heterosis. 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173179 Analisis Genomik dan Mekanisme Toleransi Timbal (Pb) oleh Bakteri Indigenus asal Danau Kaolin, Belitung, Indonesia Laelin, Nur Rahmayani Timbal (Pb) adalah salah satu logam berat yang diklasifikasikan sebagai zat beracun bahkan dalam jumlah sangat kecil dan tidak memiliki manfaat biologis bagi makhluk hidup. Unsur ini bersifat persisten di lingkungan karena tidak dapat terdegradasi secara alami serta cenderung terakumulasi pada tumbuhan, hewan, dan organisme akuatik di berbagai tingkat rantai makanan. Toksisitas timbal dapat berpotensi menimbulkan dampak gangguan kesehatan serius pada manusia akibat paparan jangka panjang. Timbal dapat memasuki ekosistem alami melalui proses alami dan aktivitas manusia, terutama pada sektor industri. Oleh karena itu, diperlukan penanggulangan pencemaran yang efektif dan ramah lingkungan, salah satunya melalui pemanfaatan mikroorganisme. Mikroba yang berasal dari lokasi tercemar sangat berpotensi untuk mendetoksifikasi pencemaran logam berat karena jenis mikroba ini memungkinkan untuk memiliki fenotipe toleran terhadap paparan logam berat. Kondisi tersebut menunjukkan bahwa kajian mengenai mekanisme toleransi mikroba terhadap timbal relevan untuk dikembangkan guna menunjang strategi penanggulangan pencemaran yang efektif dan berkelanjutan. Isolat bakteri Bacillus cereus RDK1 dan Burkholderia cenocepacia RDK8 sebelumnya telah diisolasi dari area bekas pertambangan timah di danau Kaolin, Belitung, Indonesia. Isolat tersebut menunjukkan secara fenotip toleran terhadap 100 ppm Pb(NO3)2 yang mengindikasikan potensinya sebagai agen bioremediasi pencemaran timbal. Namun, pemahaman mengenai mekanisme toleransi isolat ini masih belum diketahui, sehingga hal ini membatasi potensi aplikasinya sebagai agen bioremediator. Studi ini bertujuan untuk mengetahui kemampuan toleransi tertinggi diantara kedua isolat, mengidentifikasi gen-gen yang berperan dalam mekanisme toleransi, serta mengevaluasi beberapa mekanisme toleransi yang teramati secara fenotipik. Metode penelitian dilakukan dalam beberapa tahapan, dimulai dari analisis toleransi kedua isolat bakteri tersebut terhadap Pb(NO3)2 pada konsentrasi 100 hingga 500 ppm, menentukan nilai Minimum Inhibitory Concentration (MIC) dan Minimum Bactericidal Concentration (MBC), mengukur sisa timbal dengan Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), pembentukan biofilm dengan metode Crystal Violet 0,1% dan aktivitas siderofor menggunakan Crome Azurol S (CAS). Biosorpsi timbal pada sel bakteri yang dikonfirmasi melalui analisis Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (TEM-EDS) dan Scanning Electron Microscopy (SEM). Analisis sekuens genom melalui Whole Genom Sequencing (WGS) juga dilakukan untuk memberikan pemahaman yang komprehensif mengenai mekanisme yang mendasari ketahanan bakteri terhadap logam berat. Hasil penelitian menunjukkan bahwa B. cenocepacia RDK8 dapat bertahan pada konsentrasi Pb(NO3)2 yang lebih tinggi dibandingkan dengan B. cereus RDK1, dengan MIC sebesar 2.500 ppm dan MBC sebesar 10.000 ppm. Analisis AAS mengonfirmasi kemampuan kedua isolat dalam menyerap timbal, dengan hasil persentase efisiensi yang lebih tinggi pada B. cenocepacia RDK8, yaitu sebesar 68,81% pada konsentrasi Pb(NO3)2 300 ppm dan 62,89% pada 500 ppm. Oleh karena itu, B. cenocepacia RDK8 diidentifikasi sebagai isolat paling efektif dalam penelitian ini. Urutan genom lengkap RDK8 diperoleh menggunakan platform MGI DNBSEQ. Analisis seluruh genom mengidentifikasi gen kunci dan jalur metabolisme yang berpotensi terlibat dalam toleransi terhadap timbal seperti gen-gen yang terlibat dalam efluks, kelatasi, exopolysaccharide (EPS)/biofilm, dan proteksi stres oksidatif sebagai respon terhadap cekaman timbal. Temuan gen kunci didukung oleh kemampuan fenotipik. Aktivitas positif siderofor pada media agar CAS menunjukkan kemampuan sel dalam mengikat timbal. Selain itu, terjadi penurunan produksi biofilm seiring dengan peningkatan konsentrasi timbal, dari kategori kuat pada kelompok kontrol menjadi negatif pada konsentrasi 10.000 ppm. Pengamatan morfologi sel menggunakan SEM menunjukkan perubahan pada struktur permukaan setelah terpapar timbal. Analisis TEM-EDS menunjukkan distribusi timbal secara dominan di tepi sel yang terasosiasi dengan struktur dinding sel. Lokalisasi ini mengindikasikan adanya mekanisme sekuestrasi ekstraseluler atau periplasmik. Temuan ini menegaskan potensi genetik dan aksi B. cenocepacia RDK8 sebagai bakteri potensial toleran timbal. Berdasarkan hasil tersebut, B. cenocepacia RDK8 menunjukkan fenotipe toleran terhadap stres Pb(NO3)2. Integrasi analisis genomik dengan beberapa karakteristik fenotipik mengungkapkan bahwa B. cenocepacia RDK8 memiliki potensi mekanisme toleransi timbal. Temuan ini menunjukkan bahwa kombinasi kapasitas fisiologis dan potensi genetik mendukung penggunaan B. cenocepacia RDK8 sebagai kandidat yang unggul dalam bioremediasi lingkungan yang terkontaminasi timbal.; Lead (Pb) is a heavy metal classified as a toxic substance even in very small amounts and has no biological benefit for living organisms. This substance is persistent in the environment because it does not degrade naturally and tends to accumulate in plants, animals, and aquatic organisms at various levels of the food chain. Lead toxicity can potentially cause serious health disorders in humans as a result of long-term exposure. Lead can enter natural ecosystems through both natural processes and human activities, primarily in the industrial sector. Therefore, effective and environmentally friendly pollution control is required, one of which involves utilizing microorganisms. Indigenous microbes from polluted sites have great potential to detoxify heavy metal contamination, as these types of microbes are likely to have tolerant phenotypes against heavy metal exposure. This condition indicates that studies on the mechanisms of microbial tolerance to lead are relevant for development to support effective and sustainable pollution control strategies. The bacterial isolates Bacillus cereus RDK1 and Burkholderia cenocepacia RDK8 were previously isolated from a former tin mining area in Kaolin Lake, Belitung, Indonesia. These isolates phenotypically exhibited tolerance to 100 ppm Pb(NO3)2, indicating their potential as bioremediation agents for lead pollution. However, understanding of the tolerance mechanisms in these isolates is still lacking, thereby limiting their application potential as bioremediators. The aim of this study is to determine the highest tolerance level among the two isolates, identify the genes involved in the tolerance mechanism, and evaluate several tolerance mechanisms observed phenotypically. The research methods were carried out in several stages, starting from analyzing the tolerance of both bacterial isolates to Pb(NO3)2 at concentrations from 100 to 500 ppm, determining the Minimum Inhibitory Concentration (MIC) and Minimum Bactericidal Concentration (MBC), measuring residual lead using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS), biofilm formation using the 0.1% Crystal Violet method, and siderophore activity using Chrome Azurol S (CAS). Specific lead biosorption on bacterial cells was confirmed through Transmission Electron Microscopy-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (TEM-EDS) and Scanning Electron Microscopy (SEM) analyses. Genomic sequence analysis via Whole Genome Sequencing (WGS) was also conducted to provide a comprehensive understanding of the underlying mechanisms of bacterial resistance to heavy metals. The results shaowed that B. cenocepacia RDK8 could withstand higher concentrations of Pb(NO3)2 compared to B. cereus RDK1, with an MIC of 2,500 ppm and an MBC of 10,000 ppm. AAS analysis confirmed the ability of both isolates to absorb lead, with higher percentage efficiency in B. cenocepacia RDK8, namely 68.81% at a Pb(NO3)2 concentration of 300 ppm and 62.89% at 500 ppm. Therefore, B. cenocepacia RDK8 was identified as the most effective isolate in this study. The complete genome sequence of RDK8 was obtained using the MGI DNBSEQ platform. Whole-genome analysis identified key genes and metabolic pathways potentially involved in lead tolerance, such as genes related to efflux, chelation, exopolysaccharide (EPS)/biofilm formation, and oxidative stress protection in response to lead stress. The presence of key genes was supported by phenotypic capabilities. Positive siderophore activity on CAS agar medium indicated the cell’s ability to bind lead. In addition, biofilm production decreased with increasing lead concentration, from strong in the control group to negative at 10,000 ppm. Cell morphology observations using SEM showed changes in surface structure after exposure to lead. TEM-EDS analysis shows that lead is predominantly distributed at the cell edges, associated with the cell wall structure. This localization indicates the presence of an extracellular or periplasmic sequestration mechanism. These findings confirm the genetic potential and action of B. cenocepacia RDK8 as a potential lead-tolerant bacterium. Based on these results, B. cenocepacia RDK8 exhibits a tolerant phenotype towards Pb(NO3)2 stress. The integration of genomic analysis with phenotypic characteristics reveals that B. cenocepacia RDK8 possesses strong lead tolerance mechanisms. These findings indicate that the combination of physiological capacity and genetic potential supports the use of B. cenocepacia RDK8 as a superior candidate for bioremediation of environments contaminated by lead. 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173085 Transformasi Genetik Tanaman Kentang Varietas Granola Dengan Stacked Genes Untuk Ketahanan terhadap Phytophthora infestans, Potato Virus Y, dan Potato Leafroll Virus Ariska, Wiwik Kentang merupakan salah satu komoditas hortikultura penting di Indonesia yang berperan besar dalam mendukung ketahanan pangan nasional. Selain memiliki nilai ekonomi yang tinggi, kentang juga kaya akan kandungan gizi dan memiliki beragam manfaat. Tanaman ini umumnya dibudidayakan di wilayah dataran tinggi. Meskipun demikian, produktivitas kentang seringkali mengalami hambatan akibat serangan berbagai penyakit yang disebabkan oleh patogen tular tanah maupun tular udara. Kondisi tersebut tidak hanya berdampak pada penurunan hasil panen, tetapi juga menimbulkan kerugian ekonomi yang cukup besar bagi petani. Oleh karena itu, pengembangan varietas kentang yang memiliki ketahanan terhadap penyakit merupakan upaya strategis untuk menjaga stabilitas produksi, meningkatkan efisiensi budidaya, serta mendukung keberlanjutan agribisnis kentang di Indonesia. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan metode transformasi stacked genes yang optimal ke tanaman kentang varietas Granola untuk menghasilkan galur kentang Granola yang mempunyai ketahanan lama terhadap tiga patogen utama, yaitu Phytophthora infestans (penyebab penyakit hawar daun), dan tahan virus antara lain; Potato virus Y (PVY), dan Potato leafroll virus (PLRV), melalui pendekatan rekayasa genetika. Strategi yang digunakan melibatkan penyisipan lima gen ketahanan (RpiVnt1, RpiAmr1, RpiAmr3, RySto, dan Rladg) secara simultan (stacked genes) ke dalam genom tanaman kentang yang dibawa oleh vektor plasmid pMSU2DR-02 dengan bantuan oleh Agrobacterium rhizogenes strain ArPORT1 sebagai agen transformasi. Sebelum tahap transformasi dilakukan, penelitian ini diawali dengan optimasi kultur jaringan dua varietas kentang, yaitu Granola Michigan (Gra M) dan Granola Indonesia (Gra I), untuk menilai kemampuan pertumbuhannya pada media MS0. Hasil menunjukkan bahwa Gra M memiliki performa pertumbuhan vegetatif yang lebih baik dibandingkan Gra I, dengan rata-rata tinggi tanaman 9,65 cm, jumlah daun 12,11 helai, jumlah ruas batang 8,61, dan panjang akar 6,71 cm. Sebaliknya, Gra I hanya mencapai tinggi 7,09 cm, jumlah daun 7,40 helai, ruas batang 4,45, dan panjang akar 4,08 cm. Eksplan dari ruas batang tengah menunjukkan pertumbuhan yang lebih responsif dibandingkan ruas bagian atas. Meskipun demikian, Gra I tetap dipilih sebagai bahan utama untuk transformasi genetik karena merupakan varietas yang paling luas dibudidayakan di Indonesia. Melalui pendekatan rekayasa genetika, varietas ini diharapkan dapat ditingkatkan ketahanannya terhadap P. infestans, PVY, dan PLRV. Tahap selanjutnya adalah optimasi regenerasi in vitro eksplan ruas batang varietas Gra I menggunakan dua kombinasi hormon, yaitu Zeatin 1 mg/L + IAA 1 mg/L + GA3 1 mg/L (ZIG) dan GA3 1 mg/L + NAA 1 mg/L + Zeatin 1 mg/L (GNZ). Hasil penelitian menunjukkan bahwa media GNZ memberikan respon regenerasi yang lebih tinggi dibandingkan ZIG, dengan persentase regenerasi mencapai 82%, rata-rata 2,0 tunas/eksplan, dan 20,4 tunas/cawan petri, serta waktu muncul tunas tercepat yaitu 8 hari. Perlakuan ZIG Gra I hanya menghasilkan 30% regenerasi dengan rata-rata 0,87 tunas per eksplan. Berdasarkan hasil tersebut, media GNZ dipilih sebagai media terbaik dan digunakan pada tahap transformasi genetik dengan A. rhizogenes. Proses infeksi kalus dengan A. rhizogenes dilakukan dengan dua variasi durasi, yakni 10 menit dan 20 menit, untuk menentukan waktu infeksi yang paling optimal dalam meningkatkan efisiensi transfer gen dan kemampuan regenerasi tanaman. Hasil transformasi menunjukkan bahwa durasi infeksi selama 10 menit memberikan efisiensi transformasi tertinggi sebesar 13% dengan tingkat regenerasi mencapai 100%, sedangkan efisiensi transformasi pada infeksi selama 20 menit menurun menjadi 7% dengan regenerasi 71%. Waktu infeksi yang lebih singkat terbukti lebih efektif karena mampu mengurangi stres fisiologis pada jaringan dan meningkatkan pembentukan tunas transgenik. Konfirmasi keberhasilan integrasi gen dilakukan melalui analisis PCR menggunakan primer spesifik untuk setiap gen target. Dari 25 planlet transgenik putatif yang dianalisis, seluruhnya menunjukkan pita DNA dengan ukuran fragmen stacked gene (daerah flanking 2 gen target), yaitu RpiVnt1 (±917 bp), RpiAmr1 (±1330 bp), RpiAmr3 (±942 bp), RySto (±1046 bp), dan Rladg (±742 bp). Hasil ini menunjukkan bahwa kelima gen ketahanan (stacked genes) berhasil diintegrasikan ke dalam genom tanaman kentang varietas Gra I serta tidak mengandung sekuens backbone plasmid. 2026-01-01T00:00:00Z http://repository.ipb.ac.id/handle/123456789/173045 Analisis Phytoncides dan Respons Kesehatan pada Aktivitas Healing Forest di Ruang Terbuka Hijau dengan Variasi Iklim Mikro Hadiyani, Farah Sabina Senyawa phytoncide yang dihasilkan vegetasi diketahui berperan dalam memberikan efek positif bagi kesehatan manusia, termasuk dalam menurunkan stres sebagai salah satu permasalahan kesehatan masyarakat urban. Namun, penelitian mengenai pelaksanaan healing forest di wilayah beriklim tropis masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi senyawa phytoncide di lokasi penelitian, mengevaluasi respons kesehatan pada ruang terbuka hijau dengan karakteristik iklim mikro yang berbeda, serta mengidentifikasi potensi dampak sosial dan ekonomi dari healing forest pada kawasan. Penelitian dilakukan di Kampung Pasundan Cisamaya (Kabupaten Kuningan) dan Taman Hutan Raya Ir. Djuanda (Kabupaten Bandung) pada Oktober 2024–Februari 2025. Parameter kesehatan yang diukur meliputi saturasi oksigen, denyut nadi, tekanan darah, stres fisik, stres mental, resistensi stres, dan skor stres, serta parameter iklim mikro. Sampel phytoncide diambil dari tiga jenis pohon dominan dan dua sampel serasah di masing-masing lokasi, kemudian dianalisis menggunakan GC-MS. Hasil menunjukkan perbedaan kondisi iklim mikro dan profil senyawa volatil antar lokasi. Cisamaya teridentifikasi memiliki 117 jenis senyawa volatil (total peak area 362,16%) dengan dominansi a-pinene, sedangkan Djuanda memiliki 6 jenis senyawa volatil (total peak area 41,98%) dengan dominansi Bicyclo[3.1.0]hexane, 4-methylene-1-(1-methylethyl)-. Secara umum, kedua lokasi menunjukkan penurunan parameter stres, dengan perbedaan pola respons fisiologis antar lokasi. Temuan ini menegaskan bahwa efektivitas healing forest bersifat kontekstual dan dipengaruhi oleh kombinasi faktor biofisik lokasi serta karakteristik peserta, sehingga setiap lokasi memiliki potensi spesifik yang dapat dioptimalkan sesuai tujuan intervensi kesehatan. Selain manfaat kesehatan, healing forest juga berpotensi mendorong pengembangan sosial-ekonomi masyarakat melalui keterlibatan lokal dan peluang ekowisata berbasis kesehatan sebagai upaya pengembangan yang berkelanjutan.; Phytoncide compounds produced by vegetation are known to play a role in providing positive effects on human health, including reducing stress as one of the issues in urban public health. However, research on the implementation of healing forests in tropical regions is still limited. This study aims to identify phytoncide compounds at the research site, evaluate health responses in green open spaces with different microclimate characteristics, and identify the potential social and economic impacts of healing forests in the area. The research was conducted in Kampung Pasundan Cisamaya (Kuningan Regency) and Ir. Djuanda Forest Park (Bandung Regency) from October 2024 to February 2025. The health parameters measured include oxygen saturation, pulse rate, blood pressure, physical stress, mental stress, stress resistance, and stress score, as well as microclimate parameters. Phytoncide samples were taken from three dominant tree species and two litter samples at each location, then analyzed using GC-MS. The results showed differences in microclimate conditions and volatile compound profiles between locations. Cisamaya was identified to have 117 types of volatile compounds (total peak area 362.16%) with a dominance of a-pinene, whereas Djuanda had 6 types of volatile compounds (total peak area 41.98%) with a dominance of Bicyclo[3.1.0]hexane, 4-methylene-1-(1-methylethyl)-. In general, both locations showed a decrease in stress parameters, with differences in physiological response patterns between the locations. These findings affirm that the effectiveness of healing forests is contextual and influenced by a combination of the site's biophysical factors and participant characteristics, so each location has specific potential that can be optimized according to health intervention goals. In addition to health benefits, healing forests also have the potential to encourage socio-economic development of communities through local involvement and health-based ecotourism opportunities as a sustainable development attempt. 2026-01-01T00:00:00Z