Identifikasi Kandidat Mutan Alfalfa (Medicago sativa L.) Generasi M1 Hasil Iradiasi Sinar Gamma pada Kondisi Cekaman Kering dan Masam

Abstract

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan karakter mutan alfalfa (Medicago sativa L.) yang mampu beradaptasi pada kondisi cekaman kering dan masam melalui kultur in vitro dan skala rumah kaca. Penelitian ini dilakukan dalam 3 tahap, penelitian tahap (1) strategi peningkatan adaptasi tanaman alfalfa melalui iradiasi sinar gamma yang dikombinasikan dengan kultur in vitro pada kondisi cekaman kering, tahap (2) strategi peningkatan adaptasi tanaman alfalfa melalui iradiasi sinar gamma yang dikombinasikan dengan kultur in vitro pada kondisi cekaman masam dan penelitian tahap (3) strategi peningkatan adaptasi tanaman alfalfa melalui iradiasi sinar gamma pada skala rumah kaca. Hasil penelitian tahap (1) menunjukkan respon tanaman alfalfa yang diseleksi pada kondisi cekaman kering dengan pemberian iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata (p<0,05) terhadap pertambahan tinggi tanaman, pertambahan jumlah daun, total tunas akhir dan pertambahan diameter batang dibandingkan kontrol. Pemberian level cekaman kering tidak mempengaruhi terjadinya kerontokan daun alfalfa. Hasil penelitian tahap (2) respon tanaman alfalfa yang diseleksi pada kondisi cekaman masam dengan pemberian iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata (p<0,05) terhadap pertambahan tinggi tanaman, pertambahan jumlah daun, dan total tunas akhir dibandingkan kontrol dan berpengaruh sangat nyata (p<0,01) terhadap pertambahan diameter batang dan karakteristik derajat kemasaman (pH) media tanam lebih baik dibandingkan kontrol. Pemberian level cekaman masam tidak mempengaruhi terjadinya kerontokan daun alfalfa. Hasil penelitian tahap (3) pemberian iradiasi sinar gamma berpengaruh nyata (p<0,05) terhadap tinggi tanaman, jumlah daun, jumlah cabang dan diameter batang dibandingkan kontrol. Perlakuan iradiasi sinar gamma tidak mempengaruhi terjadinya kerontokan daun alfalfa. Simpulan pada penelitian ini adalah (1) kultur in vitro yang dikombinasikan dengan iradiasi sinar gamma efektif menghasilkan karakteristik mutan alfalfa yang toleransi pada cekaman masam hingga pH 3,56 dan cekaman kering hingga level -0,41 MPa yang lebih baik dibandingkan kontrol (0 Gy). (2) Peningkatan adaptasi tanaman alfalfa melalui iradiasi sinar gamma efektif pada kondisi cekaman kering dengan rentang dosis penyinaran 400 Gy dan 500 Gy, pada kondisi cekaman masam efektif pada rentang dosis penyinaran 200 Gy, 300 Gy dan 400 Gy serta efektif pada skala rumah kaca dengan rentang dosis penyinaran 100 Gy – 400 Gy. (3) Mutan alfalfa yang ditumbuhkan pada cekaman kering menghasilkan rentang nilai LD50 sebesar 443,18 Gy – 450,44 Gy, pada cekaman masam menghasilkan rentang nilai LD50 sebesar 253,75 Gy – 254,38 Gy dan pada skala rumah kaca menghasilkan rentang nilai LD50 sebesar 252,71 Gy. (4) Penurunan tingkat warna daun tanaman alfalfa terjadi seiring meningkatnya level cekaman kering dan masam.

This study aimed to obtain mutant characteristics of alfalfa (Medicago sativa L.) that could adapt to drought and acid stress conditions through in vitro culture and greenhouse scale. This study was conducted in three stages: stage (1) a strategy for increasing alfalfa plant adaptation through gamma irradiation combined with in vitro culture under drought stress conditions, stage (2) a strategy for increasing alfalfa plant adaptation through gamma irradiation combined with in vitro culture under acid stress conditions and stage (3) a strategy for increasing adaptation of alfalfa plants through gamma irradiation at the greenhouse scale. The results of study stage (1) showed that the response of selected alfalfa plants under drought stress conditions with gamma irradiation had a significant effect (p<0.05) on plant height increase, leaf number increase, final shoot total and stem diameter increase compared to the control. Drought stress levels did not affect alfalfa leaf loss. The results of the study stage (2) the response of selected alfalfa plants under acid stress conditions by gamma ray irradiation had a significant effect (p <0.05) on the increase in plant height, increase in the number of leaves, and total final shoots compared to the control and had a very significant effect (p <0.01) on the increase in stem diameter and the characteristics of the degree of acidity (pH) of the planting medium were better than those of the control. The level of acid stress did not affect alfalfa leaf loss. The results of stage (3) gamma ray irradiation showed a significant effect (p <0.05) on plant height, number of leaves, number of branches, and stem diameter compared to the controls. Gamma irradiation treatment did not affect alfalfa leaf loss. This study concluded that (1) in vitro culture combined with gamma irradiation effectively produces alfalfa mutant characteristics that tolerate acid stress up to pH 3.56 and drought stress up to -0.41 MPa which is better than the control (0 Gy ). (2) Increasing the adaptation of alfalfa plants through gamma ray irradiation is effective in drought stress conditions with a radiation dose range of 400 Gy and 500 Gy, on acid stress conditions it is effective in the radiation dose range of 200 Gy, 300 Gy, and 400 Gy and is effective on a greenhouse scale with radiation dose range 100 Gy – 400 Gy. (3) Alfalfa mutants grown on drought stress produce a range of LD50 values of 443.18 Gy – 450.44 Gy, on acid stress produce a range of LD50 values of 253.75 Gy – 254.38 Gy and on a greenhouse scale produce a range of values LD50 is 252.71 Gy. (4) A decrease in the level of leaf color of alfalfa plants occurred as the level of drought and acid stress increased.