Eksplorasi Karakter Postharvest Physiological Deterioration untuk Pengembangan Metode Seleksi dan Induksi Toleransi pada Ubi Kayu

Abstract

Postharvest Physiological Deterioration (PPD) merupakan fenomena kerusakan fisiologis yang dialami umbi ubi kayu segera setelah panen (1-3 hari). PPD seringkali menjadi hambatan dalam pascapanen ubi kayu karena menyebabkan masa simpan umbi menjadi pendek. Hal pertama yang dilakukan dalam penelitian ialah mengkaji karakter PPD dan merumuskan masalah untuk riset selanjutnya. Berdasarkan hasil kajian tersebut diperoleh dua topik penelitian yang perlu segera dilakukan yaitu pengembangan metode seleksi yang akurat untuk membantu proses pemuliaan tanaman serta induksi toleransi PPD dalam jangka pendek untuk memperpanjang masa simpan umbi. Perakitan verietas toleran PPD akan berdampak besar baik secara ekonomi maupun sosial karena dapat memperpanjang masa simpan ubi kayu. Salah satu langkah awal yang perlu dilakukan dalam proses pemuliaan ialah seleksi genotipe potensial dari sumber daya genetik yang tersedia. Evaluasi PPD dalam penelitian ini dilakukan pada dua periode panen untuk memperoleh data yang akurat karena adanya konsistensi persentase perubahan warna umbi pada kelas toleransi tertentu pada sebagian besar genotipe. Hal tersebut meningkatkan kepercayaan dalam menentukan kelas toleransi serta menyeleksi genotipe potensial. Meskipun demikian, metode yang digunakan masih bersifat laborious sehingga tetap diperlukan meode seleksi lainnya yang lebih sederhana. Berdasarkan pada sebaran data persentase perubahan warna umbi (dari putih menjadi hitam/cokelat/biru) dalam penelitian ini, toleransi terhadap PPD dapat diklasifikasi menjadi tiga kelas meliputi toleran dengan perubahan warna ≤10 %, medium 11 - 20 %, dan rentan > 21 %. Hasil penelitian menunjukkan dari sembilan genotipe yang diuji, terdapat dua genotipe termasuk ke dalam kelas toleran yaitu ADR-24 dan GJ-11, enam genotipe termasuk kelas toleransi medium diantaranya Malang 4, Ratim, UJ-5, GJ-8, ML-18, dan RTM-26, dan hanya satu genotipe yang rentan terhadap PPD yaitu ML-19. Pengembangan pemuliaan selanjutnya dapat difokuskan pada genotipe-genotipe yang toleran atau rentan. Induksi toleransi PPD dalam jangka pendek dengan perendaman asam askorbat (AsA) 2,5 % pada percobaan kedua efektif dalam skala mikro maupun makro. AsA dapat meningkatkan respon pertahanan umbi terhadap stres oksidatif dengan meningkatkan kapasitas ROS scavenging. Hal tersebut terlihat dari aktivitas enzim peroksidase yang signifikan lebih tinggi dari kontrol. Enzim tersebut secara simultan mampu menekan akumulasi H2O2 dan menghambat gejala perubahan warna umbi. Mekanisme tersebut juga diduga efektif dalam meningkatkan level toleransi pada tiga genotipe yang diuji pada skala lapangan yaitu genotipe lokal (medium) dan ML-19 (rentan) menjadi toleran serta GJ-10 (rentan) menjadi medium. Pengujian di lapangan pun menujukkan perendaman AsA mampu menahan laju deteriorasi umbi hingga 10 hari setelah panen.

Postharvest Physiological Deterioration (PPD) was physiological damage experienced by cassava root storage immediately after harvest (1-3 days). The PPD is often a hindrance to cassava postharvest processing because it shortens the shelf life of root storage. The first thing done in research was to explore the PPD character and to outline the potential problem for future research. Based on this review, two research topics are needed immediately to develop effective methods of selection to assist the plant breeding program and tolerance induction to inhibit PPD in the short term. The assembly of the varieties with tolerant PPD will significantly impact extending the shelf life of cassava storage roots. One of the first steps to be taken in the breeding process is the potential genotype selection of germplasm. The PPD identification in this study was made at two harvest periods to obtain accurate data with seeing the consistency of the percentage root discoloration on the specific tolerance classification on majority genotypes. It increased trust in determining a tolerance class and selecting potential genotypes. Still, the method used was laborious, providing a more simplistic selection. The classification of PPD tolerance level was made based on the scattered data of root discoloration, which included tolerant (≤10 %), medium (11-20 %), and susceptible (>21 %). This research showed that among nine genotypes were tested, two genotypes belonged to a tolerant class (ADR-24 and GJ-11), six genotypes included a medium tolerance class (Malang 4, Ratim, UJ-5, GJ-8, ML-18, RTM-26), and only one was susceptible to PPD (ML-19). Furthermore, the breeding program would focus on the genotypes tolerant and susceptible. PPD tolerance induction in the short term with submersion of ascorbic acid (AsA) 2,5 % was impactful on micro and macro scales. AsA increased defense responses to oxidative stress of storage root so that the ROS scavenging also rose. The significance saw this condition of activity of peroxide enzyme of AsA treatment than the control. Consistently, the enzyme would suppress the accumulation of H2O2 and inhibit root discoloration. This mechanism also was predicted to elevate the tolerance level of three genotypes examined on a field scale using the whole root method. There are local farmer genotype (medium) dan mutant ML-19 genotype(susceptible) induced to be tolerant and GJ-10 genotype (sensitive) to be medium tolerant. The field experiment also was showed that AsA would retain the deteriorated process until ten days.