Induksi Mutasi Tanaman Gandum (Triticum aestivum L.) Melalui Iradiasi Sinar Gamma Secara In vitro Untuk Toleransi Terhadap Suhu Tinggi

Abstract

Dalam rangka mengurangi tingginya nilai impor gandum perlu dilakukan upaya penanaman dengan tetap memperhatikan faktor kesesuaian lingkungan. Program pemuliaan tanaman penting dilakukan untuk perbaikan genetik dan karakter sehingga berpengaruh positif terhadap peningkatan kualitas, kuantitas dan pengembangan gandum di Indonesia. Embriogenesis somatik memainkan peranan yang sangat besar dalam perbanyakan tanaman. Integrasi dengan program pemuliaan konvensional maupun teknik molekular/bioteknologi memungkinkan embriogenesis somatik menjadi suatu alat untuk meningkatan laju perbaikan genetik tanaman. Syarat utama dalam melakukan rekayasa genetik tanaman secara in vitro adalah kemampuan untuk menumbuhkan sel somatik dalam kondisi steril pada media pertumbuhan dan meregenerasikannya menjadi tanaman utuh. Salah satu kendala pengembangan tanaman gandum di Indonesia adalah terbatasnya varietas yang beradaptasi terhadap lingkungan tropis. Terjadinya perubahan iklim akibat pemanasan global yang menyebabkan suhu permukaan bumi diperkirakan akan meningkat sekitar 0.3 oC per dekade. Persaingan lahan di dataran tinggi dengan tanaman hortikultura juga menghambat pengembangan gandum di Indonesia. Oleh karena itu perlu dilakukan upaya perakitan varietas gandum tropika yang mampu beradaptasi di dataran menengah (400-700 mdpl) dan toleran terhadap suhu tinggi. Pemuliaan tanaman menggunakan teknik mutasi melalui iradiasi sinar gamma dapat digunakan untuk peningkatan dan perbaikan genetik tanaman. Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk memperoleh galur mutan gandum yang memeliki toleransi terhadap suhu tinggi. tujuan khusus penelitian ini adalah: mendapatkan metode induksi kalus embriogenik, embrio somatik dan proliferasi dari tiga varietas gandum (Dewata, Selayar dan Nias), menentukan nilai radiosensitivitas yang akan digunakan sebagai dasar induksi mutasi melalui iradiasi sinar gamma pada kalus embriogenik, serta melakukan uji cepat ketahanan suhu tinggi fase kecambah pada tiga varietas gandum. Embrio muda dan tua digunakan sebagai eksplan. Media dasar MS dengan penambahan kombinasi zat pengatur tumbuh (ZPT) 2.4D, picloram dan NAA digunakan dalam studi embriogenesis somatik. Hasil penelitian menunjukkan bahwa media induksi kalus embriogenik terbaik adalah media dasar MS dengan penambahan kombinasi ZPT 2.0 mg L-1 2.4D + 1.0 mg L-1 picloram dengan persentase pembentukan kalus embriogenik sebesar 60% pada varietas Dewata menggunakan eksplan immature embrio (embrio muda). Media proliferasi embrio somatik terbaik adalah media MS cair dengan kombinasi ZPT 1.0 mg L-1 2.4D + 0.5 mg L-1 picloram pada Dewata yang menghasilkan 31.25 embrio globular dan media 0.5 mg L-1 2.4D + 0.25 mg L-1 picloram pada Nias yang menghasilkan 15.50 embrio globular. Dewata merupakan varietas yang paling responsif untuk menghasilkan embrio somatik dengan frekuensi perkecambahan planlet normal sebesar 79.46%. Penentuan nilai radiosensitivitas menggunakan lima dosis iradiasi sinar gamma (10, 20, 30, 40 dan 50 Gy). Seleksi ketahanan terhadap suhu tinggi dilakukan menggunakan inkubator pada suhu 25, 30 dan 35 oC. Nilai radiosensitivitas yang diperoleh bervariasi untuk setiap varietas yang berkisar (LD20: 7.79-18.96 Gy, LD50: 24.29-33.63 Gy). Selayar merupakan varietas yang memiliki nilai sensitivitas lebih tinggi dibandingkan Dewata dan Nias. Meningkatnya dosis iradiasi dan suhu seleksi menurunkan bobot, diameter dan daya hidup kalus embriogenik, jumlah embrio, serta persentase planlet yang berkecambah. Berdasarkan seleksi in vitro menggunakan suhu tinggi (25, 30 dan 35 oC) diperoleh 19 planlet mutan putatif yang berasal dari embrio somatik yang muncul pada permukaan kalus embriogenik yang bertahan hidup pada varietas Dewata. Uji cepat ketahanan suhu tinggi pada fase kecambah dari tiga varietas gandum menunjukkan bahwa meningkatnya suhu hingga 35 oC mempengaruhi semua peubah yang diamati meliputi persentase daya berkecambah, panjang akar, jumlah akar, jumlah daun, panjang tunas, bobot basah tunas dan akar. Bedasarkan pengujian cepat tahap kecambah menunjukkan varietas selayar memiliki tingkat toleransi lebih baik terhadap suhu tinggi dibandingkan dengan varietas lainnya.