Evaluasi Kestabilan Genetik secara Morfologi dan Sitologi Plantlet Nilam (Pogostemon cablin Benth.) Generasi MV6 dan MV8 Hasil Mutasi Poliploidi.

Abstract

Tanaman nilam dikenal karena dapat menghasilkan minyak atsiri berupa minyak nilam (patchouli oil) yang didalamnya terdapat senyawa bernama patchouli alcohol (PA). Dalam dunia industri parfum dan kosmetik, patchouli alcohol (PA) merupakan senyawa esensial yang tidak akan mengubah susunan ikatan kimia dasar suatu produk sehingga menyebabkan aromanya dapat bertahan lama (Hu et al. 2017), selain itu umumnya dianggap aman dan disetujui sebagai aditif makanan alami oleh US Food and Drug Administration (Lee et al. 2020). Kendala saat ini, menurut Kementrian Pertanian (Kementan) (2023) bahwa Indonesia selama tahun 2020 telah mengekspor minyak atsiri nilam hingga 7.543 ton/tahun, namun selama tahun 2022 ekspor minyak atsiri nilam berkurang hingga 80%-nya yaitu hanya sebanyak 1.431 ton/tahun. Penurunan yang sangat signifikan pada produktivitas nilam nasional ini disebabkan oleh dua faktor, baik itu internal (genetik) maupun eksternal (lahan). Badan Pusat Statistik (BPS) (2021) menyebutkan Indonesia pada tahun 2020 memiliki luas arealtanaman perkebunan nilam rakyat yang menurun drastis, dimana pada tahun 2019 memiliki luas sebesar 21.400 hektar namun pada tahun 2020 turun hingga mencapai 12.200 hektar saja. Berdasarkan pernyatan tersebut perbaikan kualitas produksi minyak nilam dari segi genetik sangat mungkin dilakukan saat ini, mengingat penambahan luas areal lahan tanam tidak mungkin dilakukan. Perbaikan genetik yang dapat dilakukan yaitu dengan induksi mutasi untuk menghasilkan tanaman mutan yang memiliki keragaan lebih baik dibanding tanaman indukan. Sehingga besar harapan volume hasil minyak atsiri nilam dapat meningkat pula Induksi mutasi secara kimia yang paling sering digunakan adalah dengan penggunaan senyawa kolkisin. Senyawa kolkisin dapat menyebabkan mutasi pada kromosom (Soeranto 2003), mutasi pada kromosom mengakibatkan bertambahnya set kromosom dalam suatu tanaman yang dikenal dengan poliploidi (Warmadewi, 2017). Sehingga saat proses ploidisasi terjadi pada tanaman tersebut, diharapkan morfologi tanaman akan berubah menjadi lebih baik dari tetuanya seperti daun yang lebih besar, sejalan dengan pernyataan Wimber et al. (1987) menyatakan bahwa tanaman poliploid yang terbentuk dapat memiliki karakteristik seperti daun, batang, akar dan bunga lebih besar pada tanaman poliploid dibanding tanaman diploid. Kepekaan masing-masing spesies tanaman terhadap perlakuan kolkisin sangat berbeda (Poespodarsono, 1988). Pernyataan ini didukung dengan pernyataan Ahloowalia (1995) pada penelitiannya yang menggunakan panlet krisan yang dimutasi sebanyak 105 plantlet hanya diperoleh 20 mutan yang bertahan dan 15 diantaranya solid, seragam dan stabil setelah melalui tiga kali perbanyakan secara vegetative (MV3). Berbedadengan hasil penelitian Afifah et al. (2020) menginfomasikan bahwa pada plantlet mutan nilam generasi MV4 belum stabil, dimana masih terdapat chimera dengan individu dengan kromosom mixoploid. Bahkan penelitian Sinta (2017) pada plantlet stevia MV5 menunjukkan masih terdapatnya chimera pada morfologi, ukuran stomata, kerapatan stomata, serta jumlah kloroplas pada sel penjaga. Tujuan penelitian ini untuk membuktikan kestabilan genetik dari MV6 dan MV8 pada tanaman mutan nilam hasil induksi mutasi dengan kolkisin melalui uji morfologi, histologi dan sitologinya dari plantlet in vitro. Penelitian ini disusun dengan menggunakan Rancangan Kelompok Lengkap Teracak (RKLT) dengan satu faktor yaitu galur mutan poliploid nilam yang terdiri dari 10 galur (4 galur MV5 dan 6 galur MV7) dan kontrol. Kelompok dalam percobaan ini adalah ulangan. Diulang sebanyak 3 kali, sehingga terdapat 33 satuan percobaan. Setiap satuan percobaan ditanam 3 plantlet yang dijadikan satuan amatan, sehingga terdapat 99 satuan amatan. Berdasarkan hasil evaluasi morfologi dari mutan poliploidi plantlet nilam (Pogostemon cablin Benth.) varietas Sidikalang hasil subkultur pada MV6 dan MV8 diduga sudah terlampaui, dimana peubah tinggi tunas, jumlah tunas, jumlah daun dan jumlah akar menunjukkan masing-masing antar generasi MV6 dan MV8 pada minggu ke 5 dan ke 8 pertumbuhan plantlet terlihat seragam dengan hasil uji F tidak berbeda nyata. Jumlah akar rata-rata baru tumbuh pada minggu ke-3 setelah kultur dengan hampir 100% eksplan semuanya berakar. Tidak hanya berdasarkan evaluasi morfologi plantlet dinyatakan stabil namun dengan dilanjutkan evalusi secara genetik dengan ataman histologi dan sitologi. Kestabilan genetik pada mutan plantlet nilam (Pogostemon cablin Benth.) varietas Sidikalang hasil subkultur pada MV6 dan MV8 pada hasil uji sitologi (jumlah kromosom) belum terjadi karena terdapat jumlah kromosom yang berbeda (mixoploid) meski dalam satu tanaman yang sama dan dalam satu galur yang sama pula. Diduga ditemukan juga jumlah kromosom yang berbeda pada setiap generasi yaitu 2n=2x= 24 yang diduga aneuploid maupun 2n=3x/4x= (45-81) yang diduga poliploidi (triploid dan tetraploid) yang berpengaruh pada keragaan peubah histologi (kerapatan dan lebar stomata serta jumlah kloroplas dan trikoma).

Patchouli plants are known for producing essential oils in the form of patchouli oil, which contains a compound called patchouli alcohol (PA). In the world of perfume and cosmetics industry, PA is an essential compound that will not change the basic chemical bond composition of a product, causing the aroma to last long (Hu et al. 2017), besides that it is generally considered safe and approved as a natural food additive by the US Food and Drug Administration (Lee et al. 2020). Current constraints, according to the Ministry of Agriculture (MOA) (2023) that Indonesia during 2020 has exported patchouli essential oil up to 7,543 tonnes/year, but during 2022 patchouli essential oil exports decreased by 80%, which is only 1,431 tonnes/year. This very significant decline in national patchouli productivity is due to two factors, both internal (genetic) and external (land). The Central Statistics Agency (CSA) (2021) stated that Indonesia in 2020 had a drastically declining area of smallholder patchouli plantations, where in 2019 it had an area of 21,400 hectares but in 2020 it fell to only 12,200 hectares. Based on this statement, improving the quality of patchouli oil production in terms of genetics is very possible at this time, considering that increasing the area of planting land is not possible. Genetic improvement can be done by inducing mutations to produce mutant plants that have better performance than the parent plant. So there is hope that the volume of patchouli essential oil yield can also increase. The most commonly used chemical mutation induction is the use of colchicine compounds. Colchicine compounds can cause mutations in chromosomes (Soeranto 2003), mutations in chromosomes result in an increase in the set of chromosomes in a plant known as polyploidy (Warmadewi, 2017). So that when the polyploidization process occurs in these plants, it is expected that the morphology of the plant will change for the better from its parents such as larger leaves, in line with the statement of Wimber et al. (1987) stating that polyploid plants that are formed can have characteristics such as leaves, stems, roots and flowers larger in polyploid plants than diploid plants. The sensitivity of each plant species to colchicine treatment is very different (Poespodarsono, 1988). This statement is supported by the statement of Ahloowalia (1995) in his research using chrysanthemum plantlets mutated as many as 105 plantlets only obtained 20 mutants that survived and 15 of them were solid, uniform, and stable after three times vegetative propagation (MV3). In contrast, the results of research by Afifah et al. (2020) informed that the MV4 generation of patchouli mutant plantlets was not stable, where there were still chimeras with individuals with mixoploid chromosomes. Even Sinta's research (2017) on MV5 stevia plantlets showed that there were still chimeras in morphology, stomatal size, stomatal density, and the number of chloroplasts in guard cells. This study aimed to prove the genetic stability of MV6 and MV8 in patchouli mutant plants resulting from mutation induction with colchicine through morphological, histological, and cytological tests of in vitro plantlets. This study was structured using a completely randomized complete group design (RCGD) with one factor, namely patchouli mutant strains consisting of 10 mutant strains (4 MV5 strains and 6 MV7 strains) and control. The groups in this experiment are replicates. Repeated 3 times, so there were 33 experimental units. Each experimental unit planted 3 plantlets which were used as observation units, so there were 99 observation units. Based on the results of the morphological evaluation of polyploidy plantlet mutants of patchouli (Pogostemon cablin Benth.) varieties of Sidikalang produced by subculture in MV6 and MV8 it was suspected that the variables of shoot height, number of shoots, number of leaves and number of roots showed intergenerational differences between MV6 and MV8 in Weeks 5 and 8 plantlet growth looked uniform with the results of the F test not significantly different. The average number of new roots grew in the 3rd week after culture with almost 100% of the explants all rooted. Not only based on the morphological evaluation the plantlet was declared stable but with continued genetic evaluation with histology and cytology. Genetic stability in plantlet mutant patchouli (Pogostemon cablin Benth.) varieties of Sidikalang results from subcultures on MV6 and MV8 on cytological test results (chromosome number) has not occurred because there are different number of chromosomes (mixoploid) even in the same plant and in the same strain. same anyway. It is also suspected that a different number of chromosomes was found in each generation, namely 2n=2x= 24 which was suspected to be aneuploid and 2n=3x/4x= (45-81) which was suspected to be polyploid (triploid and tetraploid) which affected the histological variables (density and width of stomata) and the number of chloroplasts and trichomes).