MF - Agriculture

Pembentukan Galur Padi Doubled Haploid melalui Kultur Antera untuk Mendukung Biofortifikasi dengan Zat Besi dan Zink

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Pembentukan Galur Padi Doubled Haploid melalui Kultur Antera untuk Mendukung Biofortifikasi dengan Zat Besi dan Zink Badriyah, Lailatul Peningkatan gizi pada bahan pangan perlu dilakukan untuk mengurangi tingkat stunting dan pada anak-anak di Indonesia. Peningkatan kandungan gizi makanan pokok seperti padi melalui biofortifikasi menjadi cara terbaik untuk memenuhi kebutuhan gizi anak. Pembentukan galur padi yang memiliki kandungan zat besi dan zink menjadi salah satu solusi untuk penanganan stunting melalui sektor pertanian. Pemuliaan tanaman menggunakan kultur antera dapat dilakukan untuk mempercepat perolehan galur murni padi yang memiliki kandungan nutrisi tinggi. Tujuan umum pada penelitian ini adalah untuk mendapatkan galur-galur padi doubled haploid (DH) putatif yang memiliki kandungan zat besi dan zink melalui kultur antera. Kultur antera dilaksanakan di Bogor mulai bulan November 2024 sampai Agustus 2025. Materi genetik yang digunakan adalah empat genotipe F2 hasil persilangan padi yang memiliki kandungan Fe dan Zn tinggi yang digunakan sebagai sumber donor antera. Percobaan dilakukan dengan rancangan acak lengkap yang diulang sebanyak enam kali dengan genotipe donor antera sebagai faktor. Hasil penelitian menunjukkan bahwa sumber donor antera berpengaruh terhadap keberhasilan kultur antera. Genotipe berpengaruh terhadap keberhasilan antera dalam membentuk kalus, regenerasi tanaman hijau, dan regenerasi tanaman albino. Empat genotipe donor yang digunakan seluruhnya berhasil membentuk kalus dan beregenerasi menjadi tanaman. Genotipe donor D1 (Inpari IR Nutri Zinc × Biosalin 2 Agritan) dan D2 (Inpari IR Nutri Zinc × IIA5-9-2-1) menghasilkan tanaman albino saja sedangkan genotipe donor D3 (Inpari IR Nutri Zinc × Inpari 32 HDB) dan D4 (Inpari IR Nutri Zinc × IPB 9G) menghasilkan tanaman hijau dan tanaman albino. Tanaman hijau yang diperoleh selanjutnya diaklimatisasi. Terdapat 175 tanaman hijau sehat dan bebas kontaminasi yang diaklimatisasi, dan diperoleh 120 tanaman yang berhasil bertahan dalam proses aklimatisasi. Tanaman hijau hasil kultur antera memiliki tingkat ploidi yang bervariasi, sehingga diperlukan evaluasi untuk mendapatkan tanaman dengan ploidi doubled haploid. Tanaman hijau dari genotipe D3 (Inpari IR Nutri Zinc × Inpari 32 HDB) dan D4 (Inpari IR Nutri Zinc × IPB 9G) dievaluasi pada percobaan kedua untuk mengetahui tingkat ploidi dari masing-masing tanaman hijau. Percobaan dilaksanakan mulai bulan Juli 2025 hingga Januari 2026. Evaluasi dilakukan berdasarkan morfologi tanaman kemudian dikonfirmasi menggunakan pengamatan stomata dan flow cytometry. Setiap tanaman hijau diamati morfologinya untuk menapis tanaman haploid. Beberapa tanaman DH putatif kemudian dikonfirmasi menggunakan pengamatan stomata dan flow cytometry. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa tanaman haploid dan tanaman DH memiliki morfologi yang berbeda. Ciri tanaman haploid yang paling mudah untuk dikenali adalah memiliki jumlah anakan yang banyak dan memiliki spikelet yang 100% steril, sedangkan tanaman DH memiliki penampilan yang menyerupai tetua diploid dengan spikelet fertil. Hasil pengamatan morfologi menunjukkan bahwa terdapat 26 tanaman DH putatif yang selanjutnya akan dikonfirmasi tingkat ploidinya menggunakan pengamatan stomata dan flow cytometry. Hasil pengamatan stomata menunjukkan bahwa tanaman haploid memiliki ukuran stomata lebih pendek dengan kerapatan stomata lebih tinggi dibandingkan dengan tetua diploid, sedangkan tanaman DH memiliki stomata yang panjang dan kerapatannya menyerupai tetua diploid. Konfirmasi menggunakan flow cytometry menunjukkan bahwa 26 galur tersebut memiliki ploidi doubled haploid.; Improving the nutritional quality of food is necessary to reduce the prevalence of stunting among children in Indonesia. Enhancing the nutrient content of staple crops such as rice through biofortification is considered an effective approach to meet children's nutritional needs. The development of rice lines with high iron and zinc contents represents a potential solution for addressing stunting through the agricultural sector. Plant breeding using anther culture can be applied to accelerate the production of rice pure lines with high nutritional value. The general objective of this study was to obtain putative doubled haploid (DH) rice lines with high iron and zinc contents through anther culture. Anther culture was conducted in Bogor from November 2024 to August 2025. The genetic materials used consisted of four F2 genotypes derived from rice crosses with high Fe and Zn contents, which were utilized as anther donor sources. The experiment was arranged in a completely randomized design with six replications, using anther donor genotype as the experimental factor. The results showed that the anther donor source significantly affected the success of anther culture. Genotype influenced the ability of anthers to form callus, as well as the regeneration of green and albino plantlets. Among the four donor genotypes tested, all were capable of inducing callus formation and regenerating into plantlets. Donor genotypes D1 (Inpari IR Nutri Zinc × Biosalin 2 Agritan) and D2 (Inpari IR Nutri Zinc × IIA5-9-2-1) produced only albino plantlets, whereas donor genotypes D3 (Inpari IR Nutri Zinc × Inpari 32 HDB) and D4 (Inpari IR Nutri Zinc × IPB 9G) produced both green and albino plantlets. The regenerated green plants were subsequently acclimatized. A total of 175 healthy and contamination-free green plants were acclimatized, of which 120 plants successfully survived the acclimatization process. Green plants derived from anther culture exhibited varying ploidy levels; therefore, evaluation was required to obtain doubled haploid plants. Green plants from genotypes D3 (Inpari IR Nutri Zinc × Inpari 32 HDB) and D4 (Inpari IR Nutri Zinc × IPB 9G) were evaluated in the second experiment to determine the ploidy level of each plant. The experiment was conducted from July 2025 to January 2026. Evaluation was performed based on plant morphology and subsequently confirmed through stomatal observation and flow cytometry analysis. Each green plant was morphologically observed to screen for haploid plants. Several putative DH plants were then confirmed using stomatal observation and flow cytometry. The results showed that haploid and DH plants exhibited distinct morphological characteristics. The most easily recognizable characteristics of haploid plants were the production of numerous tillers resembling a bush and 100% sterile spikelets, whereas DH plants exhibited an appearance similar to the diploid parents with fertile spikelets. Morphological observations identified 26 putative DH plants, which were subsequently confirmed for their ploidy levels through stomatal observation and flow cytometry. Stomatal observations showed that haploid plants had shorter stomata with higher stomatal density compared with the diploid parents, whereas DH plants had stomatal size and density similar to those of the diploid parents. Confirmation using flow cytometry demonstrated that all 26 lines possessed doubled haploid ploidy.

Pembentukan Galur Padi Doubled Haploid melalui Kultur Antera untuk Mendukung Biofortifikasi dengan Zat Besi dan Zink

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Kajian Toleransi Salinitas pada Tanaman Cabai Keriting (Capsicum annuum L.)

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Kajian Toleransi Salinitas pada Tanaman Cabai Keriting (Capsicum annuum L.) S, Devy Theresia Geovany DEVY THERESIA GEOVANY S. Kajian Toleransi Salinitas pada Tanaman Cabai Keriting (Capsicum annuum L.). Dibimbing oleh SOBIR dan AWANG MAHARIJAYA. Cekaman salinitas merupakan salah satu faktor lingkungan yang dapat membatasi pertumbuhan dan produktivitas tanaman hortikultura, termasuk cabai keriting (Capsicum annuum L.). Konsentrasi garam yang tinggi dalam tanah dapat menyebabkan gangguan keseimbangan ion, penurunan kemampuan tanaman dalam menyerap air, serta gangguan pada proses fisiologis tanaman. Kondisi tersebut pada akhirnya dapat menghambat pertumbuhan vegetatif dan menurunkan hasil tanaman. Secara umum, tanaman cabai keriting termasuk kelompok tanaman glikofit yang relatif sensitif terhadap kondisi salinitas, sehingga peningkatan konsentrasi garam pada media tumbuh dapat menyebabkan gangguan metabolisme dan pertumbuhan tanaman. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan informasi genotipe toleran terhadap salinitas dan memahami mekanisme toleransi terhadap salinitas pada cabai keriting (Capsicum annuum L.), yang akan dicapai melalui identifikasi dan pengelompokan genotipe cabai keriting berdasarkan tingkat toleransi terhadap salinitas menggunakan Salinity Stress Index (SSI), menentukan taraf salinitas yang paling efektif untuk pengujian toleransi genotipe cabai, mengevaluasi pengaruh salinitas terhadap parameter morfologi dan fisiologi tanaman, yaitu karakteristik perakaran dan fotosintesis, pada genotipe cabai keriting yang toleran, moderat dan sensitif, mengkaji keberadaan gen HKT1 pada genotipe cabai keriting yang toleran, moderat dan sensitif salin. Penelitian ini terdiri atas dua percobaan. Percobaan pertama dilakukan di kebun percobaan Cikabayan yang dilaksanakan pada November 2024 sampai Maret 2025 dengan menggunakan rancangan kelompok lengkap teracak (RKLT) dua faktorial yang terdiri dari 21 genotipe cabai keriting dan 4 taraf salinitas. Hasil penelitian menunjukkan Cekaman salinitas memberikan respons yang berbeda antar genotipe cabai keriting yang diuji untuk karakter lebar daun. Faktor genotipe berpengaruh sangat nyata terhadap jumlah daun,lebar daun dan bobot basah tajuk. Perlakuan salinitas 1,5 g L?¹ masih memungkinkan tanaman cabai mempertahankan pertumbuhan yang relatif baik sehingga dapat dipilih sebagai taraf salinitas untuk penelitian lebih lanjut dalam mempelajari mekanisme toleransi salinitas pada tanaman cabai. Berdasarkan nilai Stress Susceptibility Index (SSI) dan respon morfologi, genotipe CK 4 , CK 5, CK 12, Laju dan PM 999 dapat dipilih untuk penelitian lanjutan. Percobaan kedua terdiri dari pengamatan morfologi-fisiologi dan analisis molekuler. Percobaan evaluasi morfologi dan fisiologi dilakukan di rumah kaca pusat penelitian hortikultura dan tropika (PKHT) IPB pada Juli sampai Oktober 2025. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa faktor genotipe berpengaruh terhadap karakter morfologi seperti lebar daun, panjang daun, jumlah daun dan volume akar,namun tidak berpengaruh nyata pada karakter fisiolgis. Salinitas pada taraf 1,5 g L?¹ NaCl memberikan pengaruh nyata terhadap karakter morfologi lebar daun dan panjang akar serta berpengaruh nyata terhadap seluruh karakter fisiologis tanaman, kecuali klorofil. Salinitas pada taraf tersebut cenderung memicu respon adaptif tanaman, ditunjukkan oleh peningkatan panjang akar, peningkatan laju asimilasi, serta peningkatan efisiensi penggunaan air. Perbedaan respon antar genotipe juga terlihat pada karakter fisiologi dan perubahan anatomi xilem dan floem akar, yang menunjukkan adanya variasi mekanisme adaptasi terhadap cekaman salinitas. Berdasarkan nilai SSI genotipe CK 4 menunjukkan performa paling baik dan dapat dikategorikan sebagai genotipe toleran terhadap salinitas, sehingga berpotensi dimanfaatkan sebagai sumber genetik dalam program pemuliaan cabai toleran salinitas. Analisis molekuler dilakukan di laboratorium pusat penelitian hortikultura dan tropika (PKHT) IPB pada Oktober 2025 hingga Januari 2026. Hasil penelitian menunjukkan gen HKT1 berhasil diamplifikasi pada beberapa genotipe cabai keriting menggunakan primer spesifik yang menghasilkan pita DNA yang jelas dan spesifik. Analisis sekuensing menunjukkan adanya variasi Single Nucleotide Polymorphism (SNP) pada beberapa posisi nukleotida dibandingkan dengan sekuens referensi yang menyebabkan beberapa perubahan asam amino (non-synonymous SNP). Selain itu, primer hasil desain berdasarkan data sekuensing mampu mengamplifikasi fragmen gen HKT1 dengan ukuran sekitar 500 bp secara konsisten pada seluruh genotipe yang diuji, sehingga berpotensi digunakan sebagai dasar analisis molekuler lebih lanjut terkait keragaman genetik dan toleransi cabai terhadap cekaman salinitas.; DEVY THERESIA GEOVANY S. Study of Tolerance to Salinity in Curly Chili Peppers (Capsicum annuum L.) Supervised by SOBIR and AWANG MAHARIJAYA. Salinity stress is one of the environmental factors that can limit the growth and productivity of horticultural crops, including curly peppers (Capsicum annuum L.). High salt concentrations in the soil can cause ion imbalance, reduce the plant's ability to absorb water, and disrupt physiological processes. These conditions can ultimately inhibit vegetative growth and reduce crop yields. In general, curly chilli peppers belong to the glycophyte group of plants, which are relatively sensitive to salinity conditions, so that an increase in salt concentration in the growing medium can cause disturbances in plant metabolism and growth. This research aims to obtain information on genotypes tolerant to salinity and understand the mechanism of salinity tolerance in curly chili peppers (Capsicum annuum L.), which will be achieved through the identification and grouping of curly chili pepper genotypes based on their level of tolerance to salinity using the Salinity Stress Index (SSI), determining the most effective salinity level for testing pepper genotype tolerance, evaluating the effect of salinity on plant morphological and physiological parameters, namely root characteristics and photosynthesis, in tolerant, moderate, and sensitive curly chilli pepper genotypes, and examining the presence of the HKT1 gene in tolerant, moderate, and sensitive curly chilli pepper genotypes. This study consisted of two experiments. The first experiment was conducted at the Cikabayan experimental farm from November 2024 to March 2025 using a two-factor randomized complete block design (RCBD) comprising 21 curly chili genotypes and 4 salinity levels. The results showed that salinity stress elicited different responses among the tested curly chili genotypes regarding leaf width. The genotype factor had a highly significant effect on the number of leaves, leaf width, and fresh weight of the canopy. The 1.5 g L?¹ salinity treatment still allowed chili plants to maintain relatively good growth, making it a suitable salinity level for further research into the mechanisms of salinity tolerance in chili plants. Based on the Stress Susceptibility Index (SSI) values and morphological responses, genotypes CK 4, CK 5, CK 12, Laju, and PM 999 can be selected for further research. The second experiment consisted of morphological-physiological observations and molecular analysis. The morphological and physiological evaluation experiments were conducted at the greenhouse of the Center for Horticultural and Tropical Research (PKHT) at IPB from July to October 2025. The results of this study indicate that genotype factors influence morphological traits such as leaf width, leaf length, number of leaves, and root volume, but do not significantly affect physiological traits. Salinity at a level of 1.5 g L?¹ NaCl had a significant effect on the morphological traits of leaf width and root length, as well as a significant effect on all physiological traits of the plants, except for chlorophyll. Salinity at this level tends to trigger adaptive responses in plants, as evidenced by increased root length, increased assimilation rates, and improved water-use efficiency. Differences in responses among genotypes were also observed in physiological traits and changes in the xylem and phloem anatomy of the roots, indicating variations in adaptive mechanisms to salinity stress. Based on the SSI values, genotype CK 4 showed the best performance and can be categorized as a salt-tolerant genotype, thus having the potential to be utilized as a genetic resource in breeding programs for salt-tolerant chili peppers. Molecular analysis was conducted at the Center for Horticultural and Tropical Research (PKHT) laboratory at IPB from October 2025 to January 2026. The results showed that the HKT1 gene was successfully amplified in several curly chili genotypes using specific primers that produced clear and specific DNA bands. Sequencing analysis revealed the presence of Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs) at several nucleotide positions compared to the Reference sequence, leading to several amino acid changes (non-synonymous SNPs). Furthermore, the primers designed based on sequencing data were able to consistently amplify HKT1 gene fragments of approximately 500 bp across all tested genotypes, making them a potential basis for further molecular analysis regarding genetic diversity and chili pepper tolerance to salinity stress.

Peningkatan Ketahanan Hama dan Penyakit serta Pertumbuhan Aglaonema spp. melalui Aplikasi Nanopartikel SiO2 dan Optimasi Mikropropagasi in Vitro

Thu, 01 Jan 2026 00:00:00 GMT

Peningkatan Ketahanan Hama dan Penyakit serta Pertumbuhan Aglaonema spp. melalui Aplikasi Nanopartikel SiO2 dan Optimasi Mikropropagasi in Vitro S., RAHMAWATI Aglaonema spp. merupakan tanaman hias daun bernilai ekonomi tinggi yang memiliki keragaman fenotipik luas, terutama pada karakter pertumbuhan, warna daun, dan respons fisiologis antarkultivar. Tingginya permintaan pasar terhadap Aglaonema tidak diimbangi oleh kemampuan perbanyakan konvensional yang memadai sehingga mikropropagasi in vitro menjadi alternatif strategis untuk menghasilkan propagul dalam jumlah besar, seragam, dan bebas patogen. Penelitian ini mengintegrasikan tiga pendekatan utama untuk peningkatan produksi Aglaonema, yaitu optimasi kualitas pertumbuhan melalui aplikasi nanopartikel SiO2, pengembangan metode karakterisasi fenotipik non-destruktif berbasis sensor SPAD, dan peningkatan efisiensi perbanyakan massal melalui mikropropagasi in vitro. Percobaan pertama mengkaji pengaruh aplikasi foliar nanopartikel SiO2 pada empat konsentrasi (0; 0,3; 0,6; dan 0,9 g L-1) terhadap 16 kultivar Aglaonema menggunakan rancangan split plot dalam rancangan kelompok lengkap teracak. Percobaan kedua menganalisis korelasi dan regresi antara indeks SPAD pada tiga posisi pengukuran daun (pangkal, tengah, ujung, dan rata-rata) dengan kandungan klorofil a, klorofil b, klorofil total, dan karotenoid, menggunakan 16 kultivar dalam rancangan yang sama (percobaan 1) dengan tiga ulangan. Percobaan ketiga mengkaji pengaruh sitokinin BAP (4, 6, dan 8 mg L-1 + NAA 0,5 mg L-1) dan TDZ (0, 8, dan 16 mg L-1) terhadap induksi tunas empat kultivar Aglaonema (Adelia, Red Borju, Tricolor, dan Sultan Brunei) secara in vitro dalam rancangan kelompok lengkap teracak faktorial, dilanjutkan subkultur ke media IBA 0,5 mg L-1. Hasil percobaan pertama menunjukkan aplikasi nanopartikel SiO2 mampu menurunkan insidensi dan severitas OPT, meningkatkan pertumbuhan, serta kualitas daun Aglaonema. Konsentrasi 0,3 g L-1 memberikan peningkatan tertinggi pada tinggi tanaman, stomata density, rasio klorofil, dan karotenoid. Konsentrasi 0,6 g L-1 meningkatkan ketebalan epidermis, ketebalan mesofil, tebal daun, dan kandungan klorofil. Konsentrasi 0,9 g L-1 meningkatkan panjang dan lebar daun, indeks stomata, menurunkan insidensi serangan Lepidosaphes beckii hingga 2,22%, antraknosa hingga 4,44%, serta menghasilkan severitas antraknosa terendah (12,50%, kelas moderat resisten). Mekanisme ketahanan bekerja melalui aktivasi asam salisilat secara biokimia dan deposisi silika pada epidermis secara fisik yang mempersulit penetrasi patogen dan hama. Interaksi antara kultivar dan nanopartikel SiO2 berpengaruh nyata terhadap lebar daun, ketebalan epidermis, mesofil, tebal daun, indeks stomata, dan stomata density. Konsentrasi 0,9 g L-1 merupakan perlakuan yang direkomendasikan untuk optimasi produksi Aglaonema komersial. Hasil percobaan kedua menunjukkan indeks SPAD berkorelasi positif dan signifikan dengan kandungan klorofil (r = 0,62-0,69; p < 0,001). Nilai SPAD bagian tengah daun dan SPAD rata-rata menghasilkan akurasi estimasi tertinggi (R2 = 0,46-0,48 untuk klorofil total) sehingga keduanya direkomendasikan sebagai protokol pengukuran standar. Pemisahan analisis berdasarkan kelompok warna daun menghasilkan temuan yang memiliki implikasi praktis signifikan. Kultivar hijau menghasilkan model regresi yang lebih kuat (R2 = 0,40-0,65) dibandingkan kultivar non-hijau (R2 = 0,11-0,34), karena antosianin pada kultivar berdaun berwarna menginterferensi pembacaan sensor SPAD. Estimasi karotenoid menggunakan indeks SPAD menunjukkan keterbatasan mendasar dengan nilai R2 maksimum 0,33 pada seluruh kultivar, karena sensor SPAD tidak mendeteksi karotenoid secara langsung. Hasil percobaan ketiga menunjukkan bahwa konsentrasi BAP 8 mg L-1 menghasilkan persentase muncul tunas dan jumlah tunas tertinggi pada 60 HSK. TDZ 8 mg L-1 merupakan konsentrasi optimal yang menghasilkan jumlah tunas tertinggi pada 90 HSK (5,4 ± 3,6 tunas), sedangkan TDZ 16 mg L-1 menunjukkan efek inhibisi. Faktor genotipe berpengaruh nyata terhadap jumlah dan panjang tunas pada perlakuan TDZ, dengan Red Borju menghasilkan jumlah tunas terbanyak dan Adelia menghasilkan tunas terpanjang. Subkultur ke media IBA 0,5 mg L-1 menghasilkan proliferasi tunas tertinggi pada Red Borju dan Tricolor asal TDZ 8 mg L-1, masing-masing 13,7 ± 4,5 dan 14,0 ± 8,3 tunas. Kombinasi TDZ 8 mg L-1 pada fase induksi dilanjutkan subkultur ke media IBA 0,5 mg L-1 merupakan protokol paling efisien untuk mikropropagasi Aglaonema, dengan Red Borju dan Tricolor sebagai kultivar paling responsif. Ketiga pendekatan dalam penelitian ini membentuk kerangka produksi Aglaonema yang komprehensif dan saling melengkapi. Nanopartikel SiO2 meningkatkan kualitas dan ketahanan tanaman induk di lapangan, sensor SPAD menyediakan alat seleksi tanaman induk yang cepat dan non-destruktif berdasarkan status pigmen fotosintetik, sedangkan mikropropagasi in vitro memungkinkan perbanyakan massal kultivar terpilih secara cepat, seragam secara genetik, dan bebas patogen. Integrasi ketiga pendekatan ini berpotensi memutus tiga hambatan utama dalam rantai produksi Aglaonema komersial di Indonesia dan membuka peluang pengembangan protokol produksi tanaman hias bernilai ekonomi tinggi yang lebih efisien dan berkelanjutan.