Pertumbuhan, Perbanyakan Tunas dan Pembesaran Bulblet Tiga Kultivar Bawang Merah dengan Bahan Tanam TSS (True Shallot Seed) secara In vitro

Abstract

Penggunaan umbi secara terus-menerus sebagai bahan tanam untuk komoditi bawang merah memiliki potensi membawa patogen tular umbi dari pertanaman dan lingkungan sebelumnya. Bahan tanam berupa True Shallot Seed (TSS) dapat dikembangkan melalui kultur jaringan dalam upaya menghasilkan bibit umbi bawang yang bebas patogen tular umbi dalam jumlah yang banyak dan efisien. Penelitian ini bertujuan untuk inisiasi kultur tunas in vitro bawang merah dari eksplan kecambah in vitro TSS dengan; menerapkan metode kultur media cair dengan agitasi terhadap kultur media padat, perbanyakan tunas menggunakan sitokinin dikombinasikan dengan media dasar yang berbeda serta pembesaran bulblet bawang merah secara in vitro menggunakan kombinasi retardan dan sukrosa. Tiga kultivar TSS yaitu Bima Brebes, Trisula dan Tuktuk, dikecambahkan secara in vitro selama 4 minggu. Kecambah aseptis yang diperoleh selanjutnya diisolasi ± 1‒2 cm dari pangkal daun untuk digunakan sebagai sumber eksplan (bahan tanam). Percobaan satu yaitu kultur media padat (dengan penambahan agar) dan cair (tanpa penambahan agar) dengan agitasi pada kultivar Tuktuk menggunakan media MS (Murashige & Skoog) dengan kombinasi 0.5 mg/l BAP dan 1 mg/l thiamin serta 2 mg/l adenin sulfat. Percobaan kedua adalah perbanyakan tunas in vitro menggunakan kultur media padat dengan penambahan 0,1,2 dan 4 mg/l BAP pada media MS dan DKW (Driver Kuniyuki Walnut) dengan vitamin masing-masing. Adapun percobaan ketiga yaitu pembesaran bulblet pada media MS padat menggunakan kombinasi 30, 60 dan 90 g/l sukrosa dengan dan tanpa penambahan 3 mg/l paclobutrazol. Percobaan kedua dan ketiga menggunakan tiga kultivar TSS, data kuantitatif dan deskriptif diperoleh pada minggu ke-8 setelah kultur. Hasil percobaan pertama menunjukkan bahwa kultur cair dengan agitasi, menggunakan komposisi media MS dengan kombinasi 0.5 mg/l BAP dan 1 mg/l thiamin serta 2 mg/l adenin sulfat masih belum optimal dalam menghasilkan jumlah anakan yang diharapkan pada minggu ke 8 setelah kultur pada kultivar Tuktuk. Hasil uji T menunjukkan bahwa karakter pertumbuhan eksplan pada kultur media cair memiliki akar yang lebih panjang, berat basah dan berat kering eksplan yang lebih tinggi dibanding dengan kultur media padat. Sementara pada kultur media padat, memiliki karakter jumlah akar yang lebih banyak, ukuran daun yang lebih panjang dengan total jumlah daun yang lebih banyak dibanding kultur media cair sehingga percobaan selanjutnya dilakukan dengan menggunakan kultur media padat. Hasil percobaan kedua tentang perbanyakan tunas menunjukkan bahwa frekuensi pembentukan tunas tertinggi terdapat pada kombinasi perlakuan 4 mg/l BAP dengan media dasar DKW, namun penampilan kultur yang optimal dihasilkan oleh perlakuan 2 mg/l BAP baik di media MS maupun DKW. Faktor kultivar tidak memiliki pengaruh yang nyata terhadap frekuensi pembentukan tunas. Rangkaian percobaan ketiga terkait dengan pembesaran bulblet menunjukkan juga bahwa faktor kultivar tidak memiliki pengaruh yang nyata terhadap pertumbuhan panjang dan jumlah daun serta panjang dan jumlah akar. Penggunaan 3 mg/l paclobutrazol, nyata dapat meningkatkan ukuran diameter bulblet bagian bawah, tengah dan atas dibanding tanpa penambahan paclobutrazol di ketiga konsentrasi sukrosa yang digunakan. Komposisi media pembesaran bulblet berupa kombinasi 60 g/l sukrosa dengan 3 mg/l paclobutrazol menghasilkan peningkatan ukuran diameter bulblet bagian tengah sebesar 51.7% dibandingkan dengan perlakuan tanpa penambahan paclobutrazol, dengan nilai frekuensi vitrifikasi yang lebih rendah yaitu 24.29%, dibandingkan dengan perlakuan kombinasi penambahan paclobutrazol dan 30 g/l sukrosa. Faktor kultivar tidak memiliki pengaruh yang nyata terhadap frekuensi pembentukan tunas dan pembesaran bulblet, namun data deskriptif menunjukkan bahwa kultivar Bima Brebes memiliki jumlah anakan yang lebih bervariasi dibanding kultivar Trisula dan Tuktuk, sementara diameter bulblet bagian tengah terbesar terdapat pada kultivar Tuktuk diikuti Bima Brebes dan Trisula.

The continuous use of bulbs as planting material for shallot has the potential to carry bulbs‒borne pathogens from previous planting and environment. Planting material in the form True Seed of Shallot (TSS) could be developed through tissue culture in effort to produce shallot bulb for seedlings purposes that are free of bulb‒borne pathogens in large scale and efficiently. This study aimed to initiate in vitro shoot culture of shallot from in vitro TSS sprout as explants with applying solid and liquid culture media with agitation. The combination of cytokinin and basal media (MS and DKW) were used to induce shoot propagation and for in vitro bulblet enlargement of shallot using a combination of retardants and sucrose. Three TSS cultivars namely; Bima Brebes, Trisula and Tuktuk were in vitro germinated for four weeks. The aseptic sprouts obtained were then isolated ±1-2 cm from the leaf base to be used as a source of explants (planting materials). The first experiment was the culture of solid media (with the addition of agar) and liquid media (without the addition of agar) with agitation on Tuktuk cultivar using MS (Murashige & Skoog) medium containing 0.5 mg/l BAP with 1 mg/l thiamine and 2 mg/l adenine sulphate. The second experiment was in vitro shoot propagation, using solid culture media with the addition of 0, 1, 2 and 4 mg/l BAP on MS and DKW (Driver Kuniyuki Walnut) media with their respective vitamins. The third experiment was bulblet enlargement, on solid medium in combination of 30, 60 and 90 g/l sucrose with and without the addition of 3 mg/l paclobutrazole. The second and the third experiment used three TSS cultivars. Quantitative and descriptive data were obtained at 8 weeks after culture. The results of the first experiment showed that liquid culture with agitation using MS medium with the addition of 0.5 mg/l BAP, 1 mg/l thiamine and 2 mg/l adenine sulphate was not optimal yet in producing the expected number of tillers at 8 week after culture on Tuktuk cultivar. T-test showed that the growth of explants in liquid culture media had longer roots, higher wet and dry weight of plantlet compared to solid culture media. Meanwhile, in solid culture media, the plantlets had a higher number of roots and longer leaf size with a higher total number of leaf than in liquid culture media. So that the next experiment was carried out using solid culture media. The results of the second experiment on shoot propagation showed that the highest frequency of shoot formation was found in the combination treatment of 4 mg/l BAP with DKW media, but optimal culture performance was produced by 2 mg/l BAP treatment in both MS and DKW media. The cultivar factor did not have a significant effect on the frequency of shoot formation. The third series of experiments related to bulblet enlargement also showed that the cultivar factor had no significant effect on the growth of lenght and number of leaves also lenght and number of roots. The use of 3 mg/l paclobutrazol significantly increased the diameter of the lower, middle and upper part of the bulblets compared to without the addition of paclobutrazol in the three concentrations of sucrose used. The composition of bulblet enlargement media in a combination of 60 g/l sucrose with 3 mg/l paclobutrazol resulted an increase in the diameter of the middle part of the bulblet that was 51.7% compared to the treatment without the addition of paclobutrazol, with a lower vitrification frequency value of 24.29% compared to the combination treatment with the addition of paclobutrazole and 30 g/l sucrose. The cultivar factor did not have a significant effect on the frequency of shoot formation and bulblet enlargement, however descriptive data showed that the Bima Brebes cultivar had a more varied number of tillers than the Trisula and Tuktuk cultivars, while the largest diameter of the bulblet was found in the Tuktuk cultivar followed by Bima Brebes and Trisula.