Induksi Poliploidisasi Bawang Putih Lokal Menggunakan Orizalin untuk Peningkatan Ukuran Umbi dan Toleransi Suhu Tinggi

Abstract

Bawang putih (Allium sativum L.) merupakan tanaman monokotil perenial berumbi lapis yang memiliki nilai ekonomi penting dan umum dikonsumsi, baik untuk kebutuhan rumah tangga, industri, maupun obat-obatan tradisional karena kandungan bioaktifnya. Produksi bawang putih nasional lebih rendah dibandingkan tingkat kebutuhan domestik sehingga pasokan bawang putih sangat bergantung pada impor. Bawang putih Tawangmangu Baru (TB), salah satu varietas unggul nasional dengan produktivitas 8–12 ton umbi kering ha-1, diinduksi poliploidisasi buatan secara in vitro menggunakan orizalin sebagai upaya untuk meningkatkan jumlah hasil panen melalui pembesaran umbi dan ketahanan terhadap cekaman lingkungan. Ideotipe tanaman dari penelitian ini adalah bawang putih dengan ukuran umbi yang lebih besar serta indikasi tingkat toleransi yang lebih baik terhadap cekaman suhu tinggi dan kelembapan relatif yang lebih rendah. Penelitian ini terdiri atas empat percobaan yang dilaksanakan di Laboratorium Kultur Jaringan dan Laboratorium Mikroteknik, Departemen Agronomi dan Hortikultura, Fakultas Pertanian, IPB University. Percobaan pertama bertujuan untuk mendapatkan kombinasi konsentrasi dan durasi perendaman perlakuan orizalin yang optimal untuk menginduksi poliploidisasi menggunakan eksplan cakram belah bawang putih TB secara in vitro. Percobaan ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) faktorial dengan perlakuan durasi perendaman (24, 48, dan 72 jam) dan konsentrasi orizalin (0, 20, dan 30 ppm) dengan 10 ulangan tiap kombinasi perlakuan. Pada penelitian ini, perlakuan orizalin yang optimal untuk menginduksi poliploidisasi menggunakan eksplan cakram belah TB diperoleh pada kombinasi perlakuan perendaman orizalin 30 ppm selama 72 jam, yang menghasilkan proporsi tanaman poliploid tertinggi (90%). Hasil amatan terhadap jumlah kromosom pada jaringan ujung akar menunjukkan proporsi sel tetraploid ialah 21,10%, sehingga tanaman bersifat mixoploid. Tidak diamati tanaman dengan seluruh selnya bersifat tetraploid serta sel dengan jumlah kromosom aneuploid atau triploid. Poliploidisasi diketahui berpengaruh signifikan terhadap jumlah akar dan panjang stomata. Percobaan kedua bertujuan untuk mendapatkan komposisi media yang optimal dalam menginduksi pengkalusan jaringan ujung akar bawang putih Tawangmangu Baru mixoploid hasil induksi orizalin 30 ppm selama 72 jam. Percobaan ini menggunakan RAL faktorial dengan perlakuan jenis media (MS 2,4-D dan CK2) dan jenis eksplan, yaitu jaringan ujung akar mixoploid hasil induksi orizalin 30 ppm selama 72 jam dan jaringan ujung akar diploid. Media induksi pengkalusan yang optimal pada penelitian ini diperoleh pada media MS 2,4-D, media dasar MS dengan penambahan 0,1 mg L-1 2,4-D dan 100 mg L-1 casein hydrolysate. Sementara itu, kombinasi perlakuan MS 2,4-D dengan eksplan ujung akar bawang putih mixoploid, hasil induksi perlakuan optimal (72 jam, 30 ppm orizalin), menghasilkan kalus terbanyak, 36 eksplan berkalus dari 50 eksplan (72%), dengan 22 kalus berstruktur kompak (61,11%) dan 14 kalus berstruktur remah (38,89%). Media MS 2,4-D diketahui menghasilkan kalus signifikan lebih banyak dibandingkan media CK2. Sementara itu, jenis eksplan berpengaruh sangat signifikan terhadap waktu tumbuh kalus. Pada penelitian ini, kalus yang dihasilkan berstruktur kompak (79,07%) dan remah (20,93%), dengan warna putih kekuningan (84,88%), putih kecokelatan (10,47%), dan cokelat (4,65%). Percobaan ketiga bertujuan untuk mengetahui pengaruh poliploidisasi terhadap kemampuan adaptif suhu tinggi dan kelembapan relatif yang lebih rendah pada tanaman bawang putih TB mixoploid hasil induksi perlakuan optimal (72 jam, 30 ppm orizalin) secara in vitro sebagai tahapan awal untuk mendapatkan bawang putih hasil poliploidisasi yang lebih toleran terhadap cekaman lingkungan tersebut. Percobaan ini menggunakan RAL satu faktor, yaitu jenis eksplan berupa cakram belah bawang putih TB mixoploid dan diploid. Proses seleksi dilakukan dengan menginkubasi eksplan pada inkubator dengan suhu ± 32? sebagai stresor suhu tinggi serta penambahan silica gel sebagai stresor kelembapan relatif yang lebih rendah. Eksplan cakram belah bawang putih mixoploid hasil induksi perlakuan optimal (72 jam, 30 ppm orizalin) menunjukkan tingkat toleransi yang lebih baik terhadap cekaman suhu tinggi dan kelembapan relatif yang lebih rendah berdasarkan parameter kelangsungan hidup, dengan persentase hidup mencapai 53,57% setelah seleksi selama 21 hari, sementara persentase kematian diploid mencapai 90,91%. Percobaan keempat bertujuan untuk membandingkan beberapa variabel morfologi antara tanaman bawang putih Tawangmangu Baru mixoploid hasil induksi poliploidisasi buatan menggunakan perlakuan optimal (72 jam, 30 ppm orizalin) dan bawang putih diploid melalui pengumbian mikro secara in vitro untuk mengamati potensi peningkatan ukuran umbi. Percobaan ini menggunakan RAL satu faktor, yaitu jenis eksplan berupa planlet mixoploid dan diploid. Tanaman mixoploid hasil poliploidisasi menggunakan perlakuan optimal (72 jam, 30 ppm orizalin) menunjukkan peningkatan rata-rata berat kering umbi sebesar 30,77% dibandingkan rata-rata umbi diploid, meskipun tidak berbeda signifikan secara statistik antara kedua jenis eksplan. Sementara itu, panjang umbi mikro bawang putih mixoploid meningkat secara signifikan.